悬挑式脚手架施工方案.doc

悬挑式脚手架施工方案一、编制依据1.龙旗科技园产业楼建筑、结构施工图纸2.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20013.实用五金手册4.钢结构工程及验收规范GB50205-20015.混凝土结构设计规范GB50017-20036.钢结构设计规范GB50010-20027.建筑结构荷载规范GB 50009-2001 8.高层建筑施工手册二、工程概况 龙旗科技园A楼位于西安市高新区锦业一路，工程结构为框筒结构，地上16层，地下1层，建筑物总高度79.37米，建筑总面积27518.16平方米. 三、适用范围本方案适用于龙旗科技园A楼工程主体阶段的悬挑式脚手架搭设.四、施工部署1、施工方案本项目计划投入脚手架搭设主要材料为： 483.5钢管、扣件、竹串片脚手板 、密目网、16号工字钢 18圆钢 钢丝绳 脚手架钢管应符合质量必须符合国家标准GB/T700中Q235-A钢的规定和扣件应符合GB15831的规定，不合格产品严禁入场.构配件按品种、规格分类，堆放时应整齐、平稳，堆放场地不得有积水.安全所需用具等一应提前到位，经检验合格后才能使用.2、悬挑方案悬挑架由工程四层底板开始悬挑,每五层一挑,悬挑高度为15米.四、脚手架的结构设计1、悬挑式脚手架的设计架体搭设本工程为欧式结构,多阳台与飘窗、空调板与凸出造型，因此，本次设计根据结构情况选用5及4米16号工字钢，无阳台处悬挑钢梁外挑长度为1.7m，锚固长度为2.3m；有阳台处悬挑钢梁外挑长度为2.5m,锚固长度为2.5m，端部斜拉钢丝绳卸荷,钢梁按架体纵向间距按最大处1.5布置（立杆纵距，大部分立杆纵距小于此距离），架体横距0.9，里排立杆间距离外墙皮0.3，步距1.8（图1a、1b、1c）连墙件按3.64.5布置，用刚性连接横杆对架体进行拉结, 拉结点应从外架的第一步开始进行设置.挑梁和预埋环制作及连墙杆连接如图（图2a、2b、2c）.外侧搭设连续式剪刀撑，满挂密目网.整个架体用17(619+1)钢丝绳斜拉将悬挑钢梁端部与工程主体拉紧。（a）(b)（c）图1（a） 置于板底筋以下并与底板钢筋 绑扎固定，锚固长度25d18圆钢(b)(c) 图 2架体材料选用16工字钢，扣件式钢管架体，底部满铺竹片串脚手板操作层根据需要铺设两层脚手板，每层均设一道扶手栏杆悬挑钢梁的锚环设置两道，两道锚环的间距应大于50，钢梁在铺设时内置部分的梁端头应距第一道锚环1530（图4）. 图42.施工工艺流程工字钢加工设置预埋环工字钢安装就位放扫地杆竖立杆与扫地杆扣紧安装第一步大横杆和小横杆连接附墙杆铺脚手板、围护栏杆、踢脚板、挂网随主体施工接高架体、加剪刀撑3.脚手架要求悬挑架搭设应严格一般落地式脚手架搭设规定，纵向水平杆与横向水平杆的连接，采用防滑扣件连接连接，并按规范要求连续设剪刀撑，斜杆与地面倾斜角为45度60度.工字钢端部5即立杆生根处焊置高度10的25钢筋，作为生根点.挑架底部满铺脚手板，外架钢管全部刷黄黑相间油漆. 脚手架中部脚手板铺设严密，不允许出现探头板，脚手板下拉兜网.脚手板的材质及规格符合规范要求.材料要求：I16工字钢材质必须符合国家标准要求钢管规格48，壁厚3.5，焊接钢管其材质符合YB242-63标准，严禁钢管上打孔，扣件符合GB978-67可锻铸铁分类及技术条件，螺栓、螺母、垫圈符合GB700-79普通碳素钢技术条件A3规定，螺栓拧紧扭力达65N时，不发生破坏.木脚手板厚度不小于50，对接扣件应朝上或朝内.各杆件端伸出扣件的长度不小于100.架体防护：架体外侧用1.56密目网全封闭，按照临边防护的规定，设置防护栏杆和挡脚杆.底层、操作层均设高度200挡脚板，并刷斜度为45度黄黑相间油漆，底层和作业层脚手板应铺满、铺稳，并用钢筋及直径3.2的铁丝固定在支撑杆件上，防止人、物的坠落.施工中严格按照建筑施工钢管脚手架规范（JGJ130-2001）执行.在施工前期，对施工人员及操作人员进行技术安全培训，其主要内容为扣件式钢管脚手架安全技术规范、操作规程、现场施工管理制度的学习，本工程架子施工方案技术交底及施工程序.所有操作人员必须持证上岗，符合国家监管部门的规定要求.五、验收使用和管理1、脚手架搭设初步成形前，由施工负责人组织人员进行安全检查，整理好架体材料，报上一级安全管理部门进行验收.确认符合要求后方可投入使用.2、在施工主体阶段，脚手架只作为防护架体使用，架体上严禁堆放各类设施料.并定期检查各类杆件及扣件螺丝的松劲度，及时清理架板上的建筑垃圾和材料，加强架体的维护和保养，确保脚手架的正常使用.3、在架体的施工层上配备干粉灭火器，施工层临边焊接作业应有绝燃隔离板.4、安全员每天要巡视检查架体，严禁任何人拆卸架体上的杆件和设施.(附悬挑架计算书)悬挑式扣件钢管脚手架计算书依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）参数信息:计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为15.00米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.90米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为483.5，连墙件采用二步二跨，竖向间距3米，水平间距3.6米。施工均布荷载为3.00kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设2层。悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中北立面及阳台处建筑物外悬挑段长度2.50米，建筑物内锚固段长度2.50米。其余部分悬挑段长度1.7m,建筑物内锚固长度2.3m。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，北立面阳台部分最外面钢丝绳距离建筑物2.00m。其余部分1.5m。一、北立面、阳台处挑架受力计算（5m工字钢）（一）、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1均布荷载值计算：小横杆的自重标准值：P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值：P2=0.351.50/3=0.175kN/m活荷载标准值：Q=3.001.50/3=1.5kN/m荷载的计算值：q=1.20.038+1.20.175+1.41.5=2.356kN/m小横杆计算简图2强度计算：最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩：计算公式如下：M=2.3560.902/8=0.239kN.m=0.239106/5080=47.047N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！3挠度计算：最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度：计算公式如下：荷载标准值：q=0.038+0.175+1.5=1.713kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度：V=5.01.7139004/（3842.06105121900）=0.583mm小横杆的最大挠度0.583mm小于大横杆的最大容许挠度900mm与10 mm, 满足要求！（二）、大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。1荷载值计算：小横杆的自重标准值：P1=0.0380.90=0.034kN脚手板的荷载标准值：P2=0.350.901.50/3=0.158kN活荷载标准值：Q=3.000.901.50/3=1.35kN荷载的计算值：P=(1.20.034+1.20.158+1.41.35)/2=1.06kN大横杆计算简图2强度计算：最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下：集中荷载最大弯矩计算公式如下：M=0.08(1.20.034)1.502+0.2671.061.50=0.433kN.m=0.433106/5080=85.236N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！3挠度计算：最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下：集中荷载最大挠度计算公式如下：大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=0.6770.03815004/(1002.060105121900)=0.052mm集中荷载标准值P=0.034+0.158+1.35=1.542kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1.883154215003/(1002.060105121900)=3.902mm最大挠度和：V=V1+V2=3.954mm大横杆的最大挠度3.954mm小于大横杆的最大容许挠度1500mm与10 mm, 满足要求！（三）、扣件抗滑力的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）：R Rc其中：Rc- 扣件抗滑承载力设计值，取8kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；1荷载值计算：横杆的自重标准值：P1=0.0381.5=0.057kN脚手板的荷载标准值：P2=0.350.901.50/2=0.236kN活荷载标准值：Q=3.000.901.50/2=2.025kN荷载的计算值：R=1.20.057+1.20.236+1.42.025=3.1866kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时，试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN；（四）、脚手架荷载标准值作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.163NG1 =0.16315.00=2.445kN（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板脚手板，标准值为0.35NG2 =0.63 kN（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、cbb43 脚手板挡板，标准值为0.14NG3 = 0.141.502/2=0.21kN（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005NG4 = 0.0051.5015.00= 0.113kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.398kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ = 3.0021.500.90/2=4.05kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中：W0 - 基本风压（kN/m2），按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用：W0 = 0.40Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用：Uz = 0.62Us - 风荷载体型系数：Us = 0.645经计算得到，风荷载标准值：Wk = 0.70.400.620.645 = 0.112kN/m2。考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式：N = 1.2NG + 0.851.4NQ风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式：MW = 0.851.4Wklah2/10其中：Wk - 风荷载基本风压值（kN/m2）； la - 立杆的纵距 （m）； h - 立杆的步距 （m）。（五）、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：其中：N - 立杆的轴心压力设计值，N=9.75kN； - 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186； i - 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 - 计算长度 （m），由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； k - 计算长度附加系数，取1.155； u - 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.5； A - 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W - 立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3； - 钢管立杆受压强度计算值 （N/mm2）；经计算得到 = 107.197 f - 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式： 其中：N - 立杆的轴心压力设计值，N=8.897kN； - 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186； i - 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 - 计算长度 （m），由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； k - 计算长度附加系数，取1.155； u - 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.5 A - 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W - 立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3； MW - 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.065kN.m； - 钢管立杆受压强度计算值 （N/mm2）；经计算得到 = 110.61 f - 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!（六）、连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No其中：Nlw - 风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算： Nlw = 1.4 wk Aw wk - 风荷载基本风压值，wk = 0.11kN/m2； Aw - 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 33.6 = 10.8m2； No - 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No = 5经计算得到：Nlw = 1.663kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 6.663kN连墙件轴向力设计值：Nf = Af其中： - 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 l/i=30/1.58的结果查表得到=0.949；A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。经过计算得到：Nf = 95.13kNN1小于Nf，连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到：Nl = 6.663kN小于扣件的抗滑力8kN满足要求！连墙件扣件连接示意图（七）悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本工程中，脚手架排距为900mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 2000mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 93.1cm4，截面抵抗矩W = 141cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架集中荷载：P=1.23.398+1.44.05=9.75kN水平钢梁自重荷载：q=1.226.10.00017.8510=0.25kN/m悬挑脚手架示意图：悬挑脚手架计算简图：悬挑脚手架支撑梁剪力图：(kN)悬挑脚手架支撑梁弯矩图：(kN.m)悬挑脚手架支撑梁变形图：(mm)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1=9.75,R2=11.25,R3=-0.38最大弯矩：Mmax=1.901kN.m截面应力：=M/1.05W+N/A=1.901106/(1.05141000)+6.51000/2610=15.33N/mm2水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！（八）悬挑梁的整体稳定性计算：水平钢梁采用，计算公式如下：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=570737235/（200050235.0）=1.48由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为0.879经过计算得到强度：=1.901106/(0.879141000)=15.34N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 小于205.0N/mm2，满足要求！（九）拉绳的受力计算：水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算：其中：RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力：RCi=RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为： RU1=8.1kN（十）拉绳的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为：RU=8.1kN 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：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)； 计算中可以近似计算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8.1kN，=0.82，K=10.0,得到：钢丝绳最小直径必须大于15mm才能满足要求!钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为：N=RU=8.1kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为其中 f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取f = 125N/mm2；所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=81004/(3.1416125)1/2=9.08mm（十一）锚固段与楼板连接的计算水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.25kN； 水平钢梁与楼板压点的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范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=112504/(3.142502)1/2 =11.97mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。二、其余部分挑架受力计算（4m工字钢）（一）（六）双排外架计算步骤与结果同上北立面、阳台处挑架受力计算（5m工字钢）（七）悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本工程中，脚手架排距为900mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 1500mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 93.1cm4，截面抵抗矩W = 141cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架集中荷载：P=1.23.377+1.42.43=7.45kN水平钢梁自重荷载：q=1.226.10.00017.8510=0.25kN/m悬挑脚手架示意图：悬挑脚手架计算简图：悬挑脚手架支撑梁剪力图：(kN)悬挑脚手架支撑梁弯矩图：(kN.m)悬挑脚手架支撑梁变形图：(mm)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1=6.86,R2=9.17,R3=-0.23最大弯矩：Mmax=2.044kN.m截面应力：=M/1.05W+N/A=2.044106/(1.05141000)+3.431000/2610=15.12N/mm2水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！（八）悬挑梁的整体稳定性计算：水平钢梁采用，计算公式如下：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=570737235/（150050235.0）=1.97由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为0.927经过计算得到强度：=2.044106/(0.927141000)=15.64N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 小于205.0N/mm2，满足要求！（九）拉绳的受力计算：水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算：其中：RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力：RCi=RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为： RU1=6.14kN（十）拉绳的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为：RU=6.14kN 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：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)； 计算中可以近似计算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6.14kN，=0.82，K=10.0,得到：钢丝绳最小直径必须大于13mm才能满足要求!钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为：N=RU=6.14kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为其中 f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取f = 125N/mm2；所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=61404/(3.1416125)1/2=7.91mm（十一）固段与楼板连接的计算1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.17kN； 水平钢梁与楼板压点的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范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=91704/(3.142502)1/2 =10.80mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并与楼板钢筋绑扎搭接并要保证两侧30cm以上搭接长度。