脚手架搭设工程施工设计方案

一、工程概况本工程为靖边县林业局开发建设的靖边县林业棚户区建设工程（一）N1标段工程住宅工程，地处于靖边县沙石峁林场林地。结构为剪力墙结构。地下0层，地上11层，总建筑面积35949。二、编制依据(1) 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规（JGJ130-2001）(2) 建筑结构荷载规（GB50009-2001）(3) 建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）(4) 钢结构设计规（GB50017-2003）(5) 建筑结构静力计算手册(6) 本工程图纸三、 搭拆人员、材料选择、材料验收1、脚手架架子工必须根据国家规定，经培训考核合格，持证上岗，同时上岗人员应定期体检，体检合格者方可从事脚手架的搭设和拆除作业。2、本工程采用落地式双排钢筋脚手架，具体所用材料：（1）立杆、水平杆：采用48mm3.5mm 钢管，惯性矩 I=12.19(cm4)，截面模量 W=5.08 (cm3)，截面积 A=4.89 (cm2)，回转半径 i=1.58 (cm)，钢管自重: 3.84(kg/m),Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值：f=205 (N/mm2)，弹性模量： E=2.06105 (N/mm2)（2）扣件：采用可锻铸铁制的扣件，在螺栓拧紧力矩达60Nm时，不得发生破坏。（3）脚手板：采用竹串片脚手板。（4）连墙杆：连墙杆采用钢管接预埋钢管，预埋钢管主体施工时埋入主体梁和柱。伸入和伸出梁和柱200mm。用两个扣件与连墙杆连接。3、材料验收(1)、使用的钢管、扣件与螺栓等配件必须规格统一，应具有出厂合格证、测试报告合格证（准用证）。(2)、钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道 。(3)、钢管必须涂有防锈漆，剪刀撑应刷红白相间的着色标志。(4)、旧扣件使用前应检查，有裂缝、变形的严禁使用，滑丝的螺栓必须更换。四、脚手架搭设1、脚手架搭设方式本工程脚手架采用双排扣件式钢管脚手架。2、脚手架用途主要用于安全防护和装饰施工时用，在主体施工期间只作安全防护用，故不安装栏杆和挡脚板；在装饰施工期间再安装，脚手板每隔三层满铺，共铺设5层，装饰施工时同时作业层数不超过两层。3、脚手架基础本工程背侧面脚手架基础为回填土，为了保证安全施工，第一步对建筑物周边回填土进行夯实，第二步对夯实地面干铺碗口石，第三步在碗口石上浇筑200mm厚C20砼；正立面脚手架直接搭设在B/C栋间地下车库顶板上，脚手架围车库顶板梁、板模板与其支撑不拆除，用于承受脚手架自重与施工荷载。其次，在每根钢管脚手架底部用1501505mm的钢板上焊上51的钢管，三方钢板与钢管相焊接，150150mm的钢板底部留一小孔进行排水。4、本工程脚手架设计尺寸（1）立杆纵距为1.5m。（2）立杆横距为1.00m。（3）每步高度为1.5m。（4）横向水平杆挑出立杆0.1m。（5）脚手架的底步立杆采用不同长度的钢管，参差布置为4m、6m，使相邻两根立杆上部接头相互错开，不在同一平面上，以保证脚手架的整体性和稳定性，立杆搭设时应垂直稳立，采用斜撑、抛撑撑住，底部都应用横楞相互连接。5、搭设顺序搭设准备（架体基础）放立杆位置线竖主立杆安放大横杆安放小横杆铺脚手片绑扎斜撑和剪刀撑设置连墙杆绑扎挡脚板挂安全网。栏杆和挡脚板装饰施工时再安装。所有杆件连接均须用螺栓扣件，每个节点的螺栓均要拧紧（4560Nm），脚手架应横平竖直。6、立杆设置方法：准备工作做好后，放线定位和脚手架底部钢板的焊接。7、扫地杆纵向扫地杆用直角扣件固定在距基础上方0.2m的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下的立杆上。8、立杆接长方式应用对接法，各层各步接头采用对接扣件，立杆上的对接扣件交叉布置，两根相邻立杆的接头不设置在同步，扣件接头中心至主节点的距离不大于0.6m。9、立杆顶端高度施工过程中，要高出作业层1.5m，搭设完毕，高出檐口1.5m。10、安全网、脚手板密目网从首层脚手板以上满铺，安全网每层铺一道，同时施工作业层铺一道。脚手板首层满铺，再每隔三层满铺，共铺五层。11、连墙杆连墙杆采用钢管接预埋钢管，预埋钢管主体施工时埋入主体梁和柱。伸入和伸出梁和柱200mm。用两个扣件与连墙杆连接。脚手架与施工进度同步搭设，一次搭设高度不超过相邻连墙杆以上二步。12、剪刀撑与横向斜撑的设置方法：剪刀撑沿脚手架纵向两端和转角处起连续设置，斜杆与地面的倾角宜在4560之间，用斜杆搭成剪刀撑，自下而上循序连续设置，到架体顶部。最下面的一根剪刀撑交叉的搭设伸至地面，基础同立杆，同时搭接钢管参差且剪刀撑的交叉点在同一水平面上，剪刀撑钢管接长采用搭接方式，搭接长度为1.2m，并采用两只转向扣件锁紧，扣件上下两端为0.1m，中间为1m。剪刀撑斜杆用旋转扣件，固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于0.15m。本脚手架除拐角应设置横向斜杆外，中间应每隔6跨设置一道。脚手架第二步开始以上每步应满铺脚手片，脚手板四角应用14#铅丝扎牢，施工操作上靠墙面部位应离开墙面0.12m铺设脚手片。脚手架的小横杆靠墙一端距墙的距离为0.1m，同一平面上小横杆应对背设置，同时立杆上下对直。13、避雷脚手架的四角从立杆底部焊接12钢筋接建筑物避雷接地系统。五、脚手架设计1、搭设方式与主要参数项 目 容用途安全防护，装修,装修荷载：2.0kN/m2材料483.5钢管，f=205N/mm2搭设高度高度46.8m步距1.5m跨度1.5m立杆横距1.05m排立杆距墙面距离0.15m小横杆挑出立杆长度0.1m外0.1m连墙杆形式拉筋与同立杆材料顶撑结合连墙杆布置两步三跨，竖向间距3.2，横向间距4.5m脚手板竹串片脚手板，自重标准值：0.15kN/m2栏杆与挡脚板操作层, 自重标准值：0.11kN/m安全网、密止网密目网架体外侧与首层脚手板以上满挂, 平网按首层、操作层设置，中间层隔层布置。本地区基本风压0.3kN/m22、立杆计算：2.1、立杆段自重产生的轴向力设计值NG1k由规5.3.7式得Hs=H/(1-0.001H)=46.8/(1-0.00146.8)=49.1mNG1k=Hsgk=49.10.1345=6.6kNgk按规JGJ130-2001附录A表A-1采用2.2、构配件自重标准值产生的轴向力NG2k步数： 46.8/1.5=31.2，取31步进行计算；根据施工现场实际情况：满铺脚手板5层,同时施工操作2层,操作层设挡脚板和栏杆。脚手板：传至立杆1/20.151.01.57=0.79kN栏杆、挡脚板：0.111.52/2=0.17kN安全网： 0.0051.5（48-1.5）=0.35kN则有外立杆NG2k1=0.79+0.17+0.35=1.31kN立杆NG2k2=0.79kN因NG2k1NG2k2，故只对外立杆进行验算。NG= NG1k+NG2k=6.78+1.31=8.09kN2.3、施工活荷载产生的轴向力NQK本工程脚手架用于装修，由规JGJ130-2001表4.2.2查得活荷标准值为2kN/m2，则有NQK=1/21.01.522=3.0kN2.4、由风荷载产生的立杆段弯矩标准值Mwk由于立杆最不利部位为脚手架底部，查建筑结构荷载规（GB50009-2001）得：风压高度变化系数z=1.25，地区基本风压w0=0.3kN/m2；由规JGJ130-2001表4.2.4的规定有：脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.30.623=0.81；由规4.2.3式得风荷标准值ah2=0.211.51.52/10=0.07kNmLwk=0.7zsw0=0.71.250.810.3=0.21kN/m2；由规式5.3.4得风荷标准值产生的弯矩Mwk=wk2.5、组合风荷载时，立杆段的轴向力设计值N：N=1.2 NG +0.851.4NQK=1.28.09+0.851.43.0=13.28 kN2.6、立杆稳定性验算：1)立杆计算长度l0:l0=kh=1.1551.71.5=2.945m式中 k-计算长度附加系数,其值取1.155-考虑脚手架整体稳定性因素的单杆计算长度系数,按表5.3.3取1.7h-立杆步距.2)长细比：=l0/i=3.1421000/15.8=198.865=210,满足要求,查本规附录C表C得=0.1823）i-截面回转半径按本规附录B表B采用为15.8mmA-立杆的截面面积按本规附录B表B采用为489mm2W-截面模量按本规附录B表B采用5080mm3=N/A+MW/W=13.281000/ (0.182489)+0.071000/5080=149.23N/mm2f=205 N/mm2故立杆稳定性符合要求.4）不组合风荷时，计算立杆段的轴向力设计值N由规式5.3.2-1有：N=1.2(NG1k +NG2k-1)+1.4NQK-1=1.28.09+1.43.0=13.91kNN/（A）=13.281000/(0.182489)=149.22N/mm2=1.569mm横向水平杆挠度满足要求。3.2 纵向水平杆的验算,按三跨连续梁计算横杆自重标准值P1=0.038kN/m栏杆挡脚板荷载标准值P2=0.11 kN/m静荷载计算值q1=1.2(P1+P2)=1.2(0.038+0.11)=0.178kN/m由横向水平杆传来集中力设计值为q2=3.02611.5/2=2.27kN3.2.1 抗弯验算：查静力学计算手册，考虑施工活荷的最不利组合，有：L2+0.175q2LMmax=0.08q1=0.080.1781.52+0.1752.271.5=0.628 kNm抗弯计算:Mmax/W=0.628106/5080=123.622N/mm2f=205 N/mm2纵向水平杆抗弯强度满足要求。3.2.2 挠度的验算：3/(100EI)L4/(100EI)+1.615q2L=0.677q1=(0.6770.1781.541012+1.6152.271031.53109)/(1002.0610512.19104)=5.17mma/150=1500/150=10mmL由规表5.1.8查得：容=5.17mm纵向水平杆挠度满足要求。3.3 纵向水平杆与立杆连接扣件抗滑验算：考虑施工活荷的最不利组合，查静力计算手册有：纵、横向水平杆传给立杆的竖向力设计值R=2.3F=2.3(4.5611/2+0.1781.5)=5.859 kN查规表5.1.7得：扣件抗滑承载力设计值Rc=8kN 5.859kN扣件抗滑满足要求。3.4 连墙件验算3.4.1 连墙件轴向力连墙件的轴向力设计值：NL= NLw+5=1.4wkAw+5=1.40.2121.631.5+5=9.234kN，3.4.2 连墙件稳定验算：b+a=0.2+0.1=0.3m=300mm，则有长细比=300/15.8=19L0=L按最不利考虑9.234kN连墙件稳定满足要求。扣件抗滑力验算一个扣件能承受拉力为Nc=8kN，2Nc=12kN,用两个扣件能满足要求。六、脚手架拆除(1)、拆除前准备工作：全面检查脚手架的扣件连接、连墙杆、支撑系统等是否符合规和施工方案要求。根据检查结果补充制订拆除顺序和加固措施。由专职安全员进行拆除安全技术交底。清除脚手架上杂物与地面障碍物。(2)、拆除脚手架，周围应设围栏或警戒标志，并由专人看管，禁止无关人员入。(3)、拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。(4)、连墙体必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙体整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。(5)、脚手架拆至下部最后一根立杆高度时，应先在适当的位置搭设临时抛撑加固后，再拆连墙杆。(6)、当脚手架采取分段，分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应设置连墙杆和斜撑加固 。(7)、卸料时，各构配件严禁抛掷至地面。第七章 安全管理1、脚手架在使用过程中清理、检修（由现场专职安全员：乔惠、架子班长：白晓润负责落实）脚手架搭设时，要多步验收，主体结构施工过程中，每搭设完五层验收一次，十一层共验收二次，装饰阶段施工前要进行整体验收，经验收合格挂牌后方可使用，在使用过程中每周一进行一次日常检修维护（清理平网杂物，对损坏的平立网进行修复，架体与连墙杆检查、维护）， 2、防坠落措施（1）本工程临时设施与施工通道（含D栋）距离建筑物较近，为防止高空物体附落对地面作业人员造成伤害，脚手架外侧采用密目网封闭，并加强对施工人员与材料堆放的管理，杜绝物体坠落现象。（2）房屋入口设置安全通道、搅拌站，并按要求搭设双层防护棚。（3）垂直运输设备（塔吊）定期检查、维修、保养，并作好使用和维护记录，塔吊司机专业培训，持证上岗，本工程设置两名专业司机轮流操作，严禁疲劳驾驶。（4）吊运脚手架、钢管等须用专用保险吊钩，严禁单点起吊，要准、平衡。（5）吊物时由专人指挥，不得盲吊。（6）底层脚手板必须满铺，绑扎牢固，脚手板铺设交接处平整、牢固，无探头跳板，脚手架与主体施工同步进行，必须保证外脚手架高出作业层，外围选用合格且防火的密目网全封闭。脚手架封顶，里立杆应低于檐口0.5m，外立杆高出檐口1.5m。（7）严禁在脚手架上堆放钢管，模板与施工多余的物件等，以防止超载或高空坠落。（8）搭拆脚手架时，地面设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入。3、安全措施（1）人员与材料要求1.1.搭设脚手架的施工人员必须通过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则（GB5036）等考核合格的专业架子工，有登高架设特种作业上岗证。1.2、上岗人员应定期体检，合格方可持证上岗。凡患有高血压、高血压、心脏病等不适于高空作业人员不得进行脚手架操作。1.3、搭拆脚手架人员必须戴安全帽、系安全带，工具与零配件要放在工具袋，穿防滑鞋工作，袖口、裤口要扎紧。1.4、进场钢管、扣件必须有产品合格证和检验报告。1.5、建立钢管、扣件的专用堆放场地，钢管、扣件按品种、规格分类堆放，堆放场地不得积水。（2）施工要求：2.1、脚手架搭拆前应有书面安全技术交底。使用前必须经过验收（可分层、分段）合格后挂牌使用，并有验收签字手续：拆除时严格按安全技术操作规程要求进行。2.2、脚手架与主体结构连墙杆采用钢管，一端用扣件与主体结构预埋钢管扣件连接，另一端用扣件同立杆连接。2.3、施工班组应按专项方案施工不得擅自更改。2.4、当有六级与六级以上大风、雾、雨、雪等天气时，应停止脚手架搭拆作业。2.5、脚手架每搭五层，由项目部质检部门检查验收，有书面记录，履行验收签字手续，验收合格后方继续搭设。2.6、搭拆脚手架时，地面应设置围栏和警戒标志，并派专人监护，严禁非操作人员入。(3)使用时的要求31、在脚手架的使用期间要加强钢管、扣件的检测和维修保养。3.2、在脚手架的使用期间严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆、扫地杆与连墙件。不得在脚手架基础与相邻处进行挖掘作业，否则应采取安全措施。3.3、脚手架使用中，应定期检查杆件设置的连接、连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求：地基是否有积水、底座是否有松动，立杆是否悬空；扣件是否松动；脚手架的垂直度偏差；安全防护措施是否符合要求，是否超载。3.4、施工现场带电线路如无可靠的安全措施，一律不准通过脚手架。悬挑式卸料钢平台安全施工方案1.荷载参数脚手板类别：竹笆片脚手板，脚手板自重标准值(kN/m2)：0.30；栏杆、挡板类别：栏杆竹笆片，栏杆、挡板脚手板自重标准值(kN/m2)：0.15；施工人员等活荷载(kN/m2):2.00，最大堆放材料荷载(kN):10.00。2.悬挑参数侧钢绳与墙的距离(m)：2.50，外侧钢绳与侧钢绳之间的距离(m)：1.90；上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：3.00；钢丝绳安全系数K：10.00，悬挑梁与墙的接点按 铰支 计算；预埋件的直径(mm)：50.00。3.水平支撑梁主梁槽钢型号：18号槽钢槽口水平 ；次梁槽钢型号：10号槽钢槽口水平 ；次梁槽钢间距(m)：1.00，最里端次梁与墙的最大允许距离(m)：0.20。4.卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.50，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：0.30；平台计算宽度(m)：2.20。二、次梁的验算:次梁选择 10号槽钢槽口水平 ，间距1.00m，其截面特性为：面积 A=12.74cm2；惯性距 Ix=198.30cm4；转动惯量 Wx=39.70cm3；回转半径 ix=3.95cm；截面尺寸：b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm。1.荷载计算(1)脚手板的自重标准值：本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.30kN/m2；Q1 = 0.30 1.00= 0.30kN/m；(2)最大的材料器具堆放荷载为10.00kN，转化为线荷载：Q2 = 10.00/ 4.50/ 2.20 1.00= 1.01kN/m；(3)槽钢自重荷载 Q3= 0.10kN/m；经计算得到 静荷载设计值 q = 1.2(Q1+Q2+Q3) = 1.2(0.30+1.01+0.10) = 1.69kN；经计算得到 活荷载设计值 P = 1.4 2.00 1.00 2.20= 6.16kN。2.力验算力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下：最大弯矩M的计算公式为：经计算得到，最大弯矩 M = 1.692.202/8+6.162.20/4=4.41kN.m。3.抗弯强度验算次梁应力：其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05；f - 钢材的抗压强度设计值，f = 205.00 N/mm2；次梁槽钢的最大应力计算值 =4.41103/(1.0539.70)=105.80 N/mm2；次梁槽钢的最大应力计算值 =105.800 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2,满足要求!4.整体稳定性验算其中，b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：经过计算得到 b=5708.5048.00235/(2.20100.00235.0)=1.06；由于 b大于0.6，按照下面公式调整：得到 b=0.803；次梁槽钢的稳定性验算 =4.41103/(0.80339.700)=138.30 N/mm2；次梁槽钢的稳定性验算 =138.304 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2,满足要求!三、主梁的验算:根据现场实际情况和一般做法，卸料平台的钢绳作为安全储备不参与力的计算。主梁选择 18号槽钢槽口水平 ，其截面特性为：面积 A=29.29cm2；惯性距 Ix=1369.90cm4；转动惯量 Wx=152.20cm3；回转半径 ix=6.84cm；截面尺寸，b=70.00mm,h=180.00mm,t=10.5mm；1.荷载验算(1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本例采用栏杆竹笆片，标准值为0.15kN/m；Q1 = 0.15kN/m；(2)槽钢自重荷载 Q2=0.23kN/m静荷载设计值 q = 1.2(Q1+Q2) = 1.2(0.15+0.23) = 0.45kN/m；次梁传递的集中荷载取次梁支座力 P = (1.692.20+6.16)/2=4.94kN；2.力验算悬挑卸料平台示意图悬挑卸料平台水平钢梁计算简图悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m)悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算，由矩阵位移法，得到：R1 = 15.067 kN；R2 = 16.593 kN；最大支座反力为 Rmax=16.593 kN.m；最大弯矩 Mmax=12.910 kN.m；最大挠度 V=8.749 mm。3.抗弯强度验算其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05；f - 钢材抗压强度设计值，f = 205.00 N/mm2；主梁槽钢的最大应力计算值 =1.29107/1.05/152200.0+2.43104/2929.000=89.092 N/mm2；主梁槽钢的最大应力计算值 89.092 N/mm2 小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 f=205.00 N/mm2，满足要求!4.整体稳定性验算其中 b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：b=57010.570.0235/(4500.0180.0235.0)=0.517；可得 b=0.517；主梁槽钢的稳定性验算 = 1.29107/(0.517152200.00)=164.00 N/mm2；主梁槽钢的稳定性验算 = 164.00 N/mm2 小于 f=205.00,满足要求!四、钢丝拉绳的力验算:水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算，RCi = RUisini其中 RCi - 水平钢梁的垂直支坐反力(kN)；RUi - 拉钢绳的轴力(kN)；i - 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角；sini = Sin ( 90 - ArcTan ( ( Lio + li ) / Lw ) ) = 0.563；根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi = RCi / sini；RU1 = 15.067 / 0.563 = 26.75 kN；五、钢丝拉绳的强度验算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU取最大值进行验算，为26.75kN；如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力计算公式：其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；计算中近似取Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)； - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K - 钢丝绳使用安全系数。计算中Fg取26.746kN，=0.820,K=10.000，得到：d=25.5mm。钢丝绳最小直径必须大于26.000mm才能满足要求！六、钢丝拉绳拉环的强度验算:取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为：N=RU=26745.518N。拉环强度计算公式为：其中， f为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规10.9.8所述在物件的自重标准值作用下，每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2，故拉环钢筋的抗拉强度设计值f=50.0N/mm2；所需要的拉环最小直径 D=26745.54/(3.14250.002)1/2=26.1mm。七、操作平台安全要求:1.卸料平台的上部拉结点，必须设于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上；2.卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加 补软垫物，平台外口应略高于口；3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；4.卸料平台吊装，需要横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，经过检验后才能松卸起重吊钩；5.卸料平台使用时，应有专人负责检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应与时调换，焊缝脱焊应与时修复；6.操作平台上应显著标明容许荷载，人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载，配专人监督。19 / 19