悬挑钢管外架施工方案.docx

1、悬挑钢管外架施工方案1、工程概况22、场地现状23、方案设计24、材料要求25、搭设要求36、脚手架的验收47、脚手架的拆除48、安全管理规定59、悬挑架受力计算610、附图20香樟林5#楼悬挑钢管外架施工方案1、工程概况香樟林3#5#楼工程位于南宁市望州南路与望州路交汇处，原市委党校旁188#。5#楼为3栋地下室3层相连，地上24层，3个单元独立的连体建筑。负一层层高为4.8m，1-3层层高均为为3m。二、场地现状因现场场地狭窄，通往5#的施工道路一直未通。5#楼北面基坑深度大，陡峭，下雨时可能出现基坑滑坡。根据项目的施工总体规划，扩大施工场地，以及避免基坑滑坡危险现象的的发生，项目研究决定

2、在地下室外墙防水施工完后，应尽快对5#楼北面地下室进行土方回填。土方回填则需拆掉5#楼北面外墙的落地架，此时主体正施工第2层，主体施工1-3层项目决定采用悬挑钢管外架。三、方案设计 1、本工程从结构二层板面开始采用钢管悬挑架。悬挑架按三层（高度9米）进行设计，二层悬挑架下用4.8x3.5钢管做斜撑，二层以上每层采用15.5钢丝绳卸荷。2、悬挑水平钢梁采用4.8x3.5钢管，其中建筑物外悬挑段长度为1.2m，建筑物内锚固段长度为2m。水平钢梁建筑物内锚固采用预埋16圆钢。3、脚手架立杆纵向间距为1.5m，横向间距为0.9m。4、脚手架步距为1.5m。四、材料要求1、钢管：钢管规格采用外径48mm

3、、壁厚3.5mm，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，并须涂有防锈漆。所采用的钢管必须规格统一。2、扣件：应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合GB15831中的标准规定，采购的扣件应有生产许可证、测试报告和产品质量合格证，新、旧扣 件均应进行防锈处理。所采用的扣件（直角扣件、对接扣件、旋转扣件等）在螺栓拧力矩达65N.m 时不得发生破坏，应能灵活转动。旋转扣件的 两旋转面间隙应小于1mm，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离要不少于5mm。所有扣件、螺栓等零配件必须规格统一。 3、脚手板选用竹胶板，不得使用腐烂、虫蛀、断裂或破损的竹笆板。 4、立网选用聚氯乙

4、烯编织合格的1.8m 6.0m密目式安全立网。五、搭设要求1、悬挑杆：里端与预留在该楼层钢筋砼梁板内的钢筋连接牢固，各悬挑与短钢管间用扫地杆扣接连成整体。2、斜撑：设置内、外斜撑杆，其下端应牢固定于下地梁面，各斜撑杆间与扫地杆扣接连成整体，并与预留在钢筋砼梁内的短钢管扣接，以增加整体稳定性。3、立杆：立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；立杆与大横杆要用直角扣件扣紧，不能隔步设置或遗漏。4、连墙件：连墙杆与建筑物的连接采用扣件刚性连接，连墙件采用二步三跨

5、，菱形布置，连墙件的连墙杆同脚手架。6、剪刀撑：从底部开始，往上沿脚手架全高全长，连续设置剪刀撑，以每隔56根立杆交互架为宜，与水平方向夹角4560，接长用两只以上旋转扣件，搭接长度不少于500mm，且接头不应在同一水平面，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。 7、防护栏杆、挡脚杆：每步架均应在外立杆内侧设置1.2m高防护栏杆及180mm高挡脚杆。8、大横杆：大横杆接长宜采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻大横杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头分别在水平或垂直方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近立杆主节点的距离不宜大于纵向间距的1/3

6、，同步架同跨不超过2个接头。9、小横杆：应连接内外立杆，步距h取1.8m设置，用直角扣件扣接于立杆且严禁拆除，主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。小横杆伸出扣件或立杆长度应大于100mm。10、其他要求：(1)脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙杆以上二步。(2)每搭完一步脚手架后，应按规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。(3)当搭至有连墙杆的构造点时，在搭设完该处的立杆、大横杆、小横杆后，应立即设置连墙杆。当脚手架施工操作层高出连墙杆二步时，应采取临时稳定措施，直到上一层连墙杆搭设完后方可根据情况拆除。(4)在封闭型脚手架的同一步中，大横杆应四周交圈，用直

7、角扣件与内外角部立杆固定。(5)双排脚手架小横杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm。(6)扣件规格必须与钢管外径相同，螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m，且不应大于65N.m；(7)在主节点处固定大横杆、小横杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm，对接扣件开口应朝上或朝内。六、脚手架的验收 1、架子搭设完毕在投入使用前，应逐层、逐段由主管施工员、架子施工队长、架子作业班长和项目安全员等一起组织验收，验收时必须有分管架子搭设技术的技术或安全部门参加，并填写验收表。 2、每搭设完一段架及达到设计高度后应进行检查，办理中间验收，手续完整后才可继续搭设。 3、架

8、子投入使用后，施工管理人员、架子作业人员应进行经常性检查，在正常情况下，每半月应检查一次，遇有大风等意外应增加检查次数，在检查中发现存在隐患应及时整改、加固，确保施工安全。 七、脚手架的拆除 1、拆除脚手架前应全面检查脚手架的连墙杆、支撑体系、杆件搭接或扣件扣接等是否符合构造要求，明确拆除顺序和措施，接受单位工程负责人的拆除安全技术交底。 2、拆除的一般顺序：安全网防护栏杆、挡脚杆剪刀撑脚手板大横杆小横杆连墙拉结杆立杆悬挑支座的水平拉杆、斜撑杆、悬挑杆。 3、架子拆除时应划分作业区，周围地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非作业人员入内。4、拆除顺序应遵循由上而下、先搭后拆、后搭先拆的原

9、则，严禁上下同时作业。 5、连墙杆必须随脚手架拆除进度逐层拆除，严禁先将连墙杆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，应增设连墙杆加固。6、当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时连墙杆加固后，再拆除原连墙杆。7、拆立杆时，应先握住立杆再拆开扣件，拆除大横杆、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。8、当脚手架采取分段，分立面在拆除时，对不拆除的脚手架两端应按垂直间距不大于建筑物的层高且不应大于4m设置连墙杆，架体的端部在同一节间由底至顶层呈之字型连续设置横向斜撑加固。9、拆下的材料应用垂直运输机械运输，严禁抛掷至地面，运至地面的

10、材料应按品种，规格随时码堆存放。10、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当松开与另一人有关的扣件时，应先通知对方，以防坠落。11、在拆架过程中，一般不得中途换人，如须换人时，应将拆除情况交代清楚方可离开。八、安全管理规定1、架子工须经特种作业人员操作培训，考核合格者方可持证上岗。2、架工必须正确使用“三宝”，进入施工现场必须戴好安全帽，在高处作业时必须系好安全带，搭设人员必须穿防滑鞋。3、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送砼的输送管等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备。4、当有五级以上大风或雨天时不得进行脚手架搭设与拆除作业。5、在脚手架使用期间，严禁拆

11、除节点处的大横杆、小横杆及连墙杆。 6、严禁酒后上岗，搭拆作业时思想应集中，不准在架上往下抛掷架料等物件。7、架子班组人员工必须自觉遵守施工管理规章制度，不得违章指挥、违章作业。8、施工操作时应严格按施工方案、安全技术交底和有关操作规程规定进行操作。九、悬挑架受力计算（一）大横杆的计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.

12、351.05/(2+1)=0.122 kN/m ；活荷载标准值: Q=21.05/(2+1)=0.7 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.033+1.20.122=0.187 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.7=0.98 kN/m； 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1871.52+0.100.981.52 =0.254 kN.m；支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100

13、.1871.52-0.1170.981.52 =-0.3 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.254106,0.3106)/4490=66.815 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 66.815 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下： 其中： 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.122=0.156 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.7 kN/m；最大挠度计算值为：V= 0.6770.15615004/(1002.061

14、05107800)+0.9900.715004/(1002.06105107800) = 1.82 mm；大横杆的最大挠度 1.82 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！（二）小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1= 0.0331.5 = 0.05 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.351.051.5/(2+1)=0.184 kN；活荷载标

15、准值：Q=21.051.5/(2+1) =1.050 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.05+0.184)+1.4 1.05 = 1.75 kN； 小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = 1.20.0331.052/8 = 0.006 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 1.751.05/3 = 0.613 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.618 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.618106/4490=13

16、7.675 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =137.675 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: Vqmax=50.03310504/(3842.06105107800) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.184+1.05 = 1.284 kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: Vpmax = 1283.71050(310502-410502/9

17、) /(722.06105 107800) = 2.375 mm；最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.375 = 2.399 mm；小横杆的最大挠度为 2.399 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！（三）扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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8.00 kN；R - 纵向或

18、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0331.52/2=0.05 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0331.05/2=0.017 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.351.051.5/2=0.276 kN；活荷载标准值: Q = 21.051.5 /2 = 1.575 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.05+0.017+0.276)+1.41.575=2.617 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! （四）脚手架立杆荷载的计算: 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)

19、每米立杆承受的结构自重标准值(kN)，为0.1248 NG1 = 0.1248+(1.502/2)0.033/1.8013.20 = 2.014；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.3561.5(1.05+0.3)/2 = 2.126 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1561.5/2 = 0.675 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.513.2 = 0.099 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG

20、1+NG2+NG3+NG4 = 4.914 kN；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= 21.051.52/2 = 3.15 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.8 kN/m2； Uz - 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= 0.74 ； Us - 风荷载体型系数：取值为0.645；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.80.740.6

21、45 = 0.267 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.24.914+ 1.43.15= 10.307 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.914+ 0.851.43.15= 9.645 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.2671.5 1.82/10 = 0.155 kN.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为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 10.307

22、kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m；长细比 Lo/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.188 ；立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 10307/(0.188424)=12

23、9.299 N/mm2；立杆稳定性计算 = 129.299 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N = 9.645 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188立杆净截面面积

24、 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 9645.192/(0.188424)+154583.342/4490 = 155.429 N/mm2；立杆稳定性计算 = 155.429 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！（六）连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.267 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2；按规范5.4.1条连墙件约束脚手架

25、平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 6.062 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 11.062 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l0/i = 300/15.9的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.2410-4205103 = 82.487 kN；Nl = 11.062 Nf

26、= 82.487,连墙件的设计计算满足要求！（七）悬挑梁的计算计算一个步距1.80m，立杆间距1.5m时的荷载。取钢管重38.4N/m，扣件每个重15N/个，脚手板0.35KN/m2，密目安全网5N/m2，钢丝网10N/m2，5层竹胶板50N/m2，施工荷载3KN/ m2，所挑高度内只允许一个步架施工，风荷载标准值0.25KN/ m2（成都地区基本风压）。（1）钢管双排立杆：1.8238.4=138.24(N)大横杆：3.0238.4=230.4(N)小横杆：1.6238.4=122.88(N)外排立杆剪力撑：2.3438.4=89.86(N)附墙件（按一根钢管计）：4.238.41=161.

27、28（N）（2）扣件：1015=150（N）（3）脚手板（含竹胶板）：1.51.2（0.35+0.05）=0.72KN（4）安全网、钢丝网：1.81.5（5+10）=40.5（N）（5）所挑高度内的施工荷载：每根内排立杆承受的施工荷载：（0.35+0.45）1.83=4.05KN每根外排立杆承受的施工荷载：0.451.83=2.43KN（6）风荷载：Wk=0.7uzusWo=0.7 0.80.740.645 = 0.267 kN/m2（7）每根立杆承受的全部荷载（不计风载）：根据搭设过程的变化，立杆承受荷载按以下三种情况考虑：起挑层搭设时，脚手架超过操作层一个步距，施工荷载一层，故按3个步距恒

28、载计算：内排立杆：N1=1.23.849/2+1.44.05=7.98KN外排立杆：N2=1.23.849/2+1.42.43=5.71KN第三层施工时，第二层钢丝绳卸荷设置完毕，故恒载按7个步距计算，活载按一层计算，则：内排立杆受力N1=1.28.981/2+1.44.05=11.06kn第一层内立杆受力按总受力的1/2计为：11.061/2=5.53KN外排立杆受力N2=1.28.981/2+1.42.43=8.79KN第一层外立杆受力按总受力1/2计为：8.791/2=4.4KN第五层施工时，第二、三、四层的钢丝绳卸荷设置完毕，恒载按11个步距计算，施工荷载按一层计，则：内排力杆承受的内

29、力总和：N1=1.214.11/2+1.44.05=14.14KN下三层内立杆承受的内力总和为：N1=14.142/3=9.42KN第一层内立杆受力按下三层受力1/2计：0.42/2=4.71KN外排立杆承受的内力总和：N2=1.214.11/2+1.42.43=11.87KN下三层外立杆承受的内力总和为：11.872/3=7.91KN第一层外立杆承受的内力按下三层1/2计：7.91/2=3.95KN由以下计算可知：在种情况下底层立杆承受的荷载最大。2、计算简图及内力分析：在中第一种荷载组合情况下其受力简图如图示：内力计算如下：取B点为基点弯矩平衡及竖直方向受力平衡得：代入数据得：B点处的弯矩最大为：MB=4.6232=9.246KN.m杆件AD弯矩图如下：(2)在1中第二种受力情况下，其计算简图如下：将DE杆内力以NDE代替，其计算图如图示：根据静力平衡条件，以D为矩心建立方程如下：代入数据得：再根据D点位移条件得：1DNDEsin+N2D+N1D=0其中：1DN2DN1D分别求解如下：在单位力1分别作用于C、D时的弯矩图如下：在N1N2作用下其弯矩图为：故：1D=1/EI（1/21.2222/3+1/21.21.21.22/3）=2.176/EIN2D=1/E