工字钢悬挑式脚手架搭拆施工专项方案.docx

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工字钢悬挑式脚手架搭拆施工专项方案

工字钢悬挑式脚手架搭拆施工专项方案

目录表

1､工程概况···········································02

2､编制依据···········································02

3､安全目标和使用范围·································03

4､参数信息与工字钢悬挑式脚手架计算书···················03

5､施工管理···········································16

6､工字钢悬挑脚手架的构造与搭设工艺·····················16

7､工字钢悬挑脚手架的拆除·······························19

8､工字钢悬挑脚手架的安全保证措施·······················20

一､工程概况

国际原辅料交易中心a-3号楼工程;工程建设地点:

白沟南至幸福路,东至东一路;北至规划路,西至兴胜路;属于框架结构;地上层;地下1层;建筑高度:

25.6m;标准层层高:

3.4m;建筑面积:

13506.26平方米;

本工程由和道房地产开发有限公司投资建设,河北建设集团公司设计;｡北京思创建设监理有限公司监理,,浙江新东阳建设有限公司组织施工;由陈冠担任项目经理,张平波担任技术负责人｡

经研究决定本工程脚手架分一次悬挑､在8,1米,（三层楼面）开始悬挑至层面,悬挑高度为17.5米｡用普通工字钢悬挑式｡悬挑脚手架支撑采用16b工字钢做钢梁,挑梁搁置在楼面上,通过预埋的Ф16锚钩与楼（梁）面固定｡受力系统采用上拉下撑形式,即在上层梁上预埋Ф16锚钩,用钢缆拉住钢梁,然后隔一根钢梁用钢缆拉住（转角部位每根钢梁均用缆绳拉结）;没有用钢缆拉结的钢梁,采用双根钢管支撑在下层楼面上（拉､撑方式详见附图）｡外挑架以十步架分段,各段之间必须完全脱开,以使各段支撑系统单独受力｡用扣件式钢管搭设的脚手架是施工临时结构,它要求受到施工过程中各种垂直和水平荷载｡因此脚手架必须有足够的承载能力､刚度和稳定性｡在施工过程中,在各种荷载作用下不发生失稳､倒塌｡并不超过结构的容许强度､倾斜､摇晃或扭曲现象,以确保安全｡为了明确槽钢悬挑式脚手架的安装使用和搭拆施工方法,确保施工人员的安全｡特编制本施工方案｡

二､编制依据

1､《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

2､《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

3､《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

4､《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）

5､《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

6､《浙江新东阳建设有限公司安全标准》｡

7､本工程的施工图纸｡

三､安全目标和使用范围

1､目标:

工程安全目标为争创河北省安全生产文明施工标准化”｡

2､适用范围:

只适用于国际原辅料交易中心a-3井楼工程的悬挑脚手架搭拆安全生产的技术保证措施事项｡

四､参数信息与工字钢悬挑式脚手架计算书

一､参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为19.9m,立杆采用单立杆;

搭设尺寸为:

立杆的纵距为1.5m,立杆的横距为0.85m,立杆的步距为1.8m;

内排架距离墙长度为0.30m;

大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;

采用的钢管类型为Φ48×3.2;

横杆与立杆连接方式为单扣件;

连墙件布置取两步两跨,竖向间距3.4m,水平间距5米,采用扣件连接;

连墙件连接方式为双扣件;

2.活荷载参数

施工均布荷载（kN/m2）:

3.000;脚手架用途:

结构与装饰脚手架;

同时施工层数:

2层;

3.风荷载参数

本工程地处河北省.保定市基本风压0.35kN/m2;

风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数μs为0.214;

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:

0.1248;

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300;栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150;

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005;脚手板铺设层数:

4层;

脚手板类别:

木头脚手板,栏秆挡板的类别;脚手板挡板｡

外挑平网分二次挑,第一次在三层面8.1米｡第二次在十二层面38.9米｡

内平网每二层做一次,第一次在4.5米第二层楼面上｡内封闭跟着内平网做｡

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用16a号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.2m,建筑物内锚固段长度1.8m｡如遇外挑板部位,外挑长度根据板的尺寸增加,内锚固也相应外挑乘1.5倍增加｡

锚固压点压环钢筋直径（mm）:

Ф16;

楼板混凝土标号:

32米层以下C30;32米以上c25

6.拉绳与支杆参数

钢丝绳安全系数为:

6.000;

钢丝绳与墙距离为（m）:

3.700;

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.1m｡

二､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=0.035kN/m;

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×0.8/（1+1）=0.12kN/m;

活荷载标准值:

Q=3×0.8/（1+1）=1.2kN/m;

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.035+1.2×0.12=0.186kN/m;

活荷载的设计值:

q2=1.4×1.2=1.68kN/m;

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2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:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.186×1.52+0.10×1.68×1.52=0.412kN·m;

支座最大弯距计算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.186×1.52-0.117×1.68×1.52=-0.484kN·m;

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:

σ=Max（0.412×106,0.484×106）/4730=102.326N/mm2;

大横杆的最大弯曲应力为σ=102.326N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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:

νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中:

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.035+0.12=0.155kN/m;

活荷载标准值:

q2=Q=1.2kN/m;

最大挠度计算值为:

ν=0.677×0.155×15004/（100×2.06×105×113600）+0.990×1.2×15004/（100×2.06×105×113600）=2.798mm;

大横杆的最大挠度2.798mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!

三､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=0.035×1.5=0.053kN;

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×0.8×1.5/（1+1）=0.180kN;

活荷载标准值:

Q=3×0.8×1.5/（1+1）=1.800kN;

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.053+0.18）+1.4×1.8=2.8kN;

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=ql2/8

Mqmax=1.2×0.035×0.82/8=0.003kN·m;

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/4

Mpmax=2.8×0.8/4=0.56kN·m;

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.563kN·m;

最大应力计算值σ=M/W=0.563×106/4730=119.1N/mm2;

小横杆的最大弯曲应力σ=119.1N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/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:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.035×8004/（384×2.06×105×113600）=0.008mm;

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.053+0.18+1.8=2.033kN;

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:

νpmax=Pl3/48EI

νpmax=2033.1×8003/（48×2.06×105×113600）=0.927mm;

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.008+0.927=0.935mm;

小横杆的最大挠度为0.935mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm,满足要求!

四､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,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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;

R--纵向或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=0.035×1.5×1/2=0.027kN;

小横杆的自重标准值:

P2=0.035×0.8/2=0.014kN;

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×0.8×1.5/2=0.18kN;

活荷载标准值:

Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN;

荷载的设计值:

R=1.2×（0.027+0.014+0.18）+1.4×1.8=2.785kN;

R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五､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）每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+（1.50×1/2）×0.035/1.80]×18.00=2.512kN;

（2）脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.3kN/m2

NG2=0.3×4×1.5×（0.8+0.3）/2=0.99kN;

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值;采用脚手板挡板,标准值为0.15kN/m

NG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN;

（4）吊挂的安全设施荷载,包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×18=0.135kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.087kN;

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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=3×0.8×1.5×2/2=3.6kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.087+0.85×1.4×3.6=9.188kN;

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.087+1.4×3.6=9.944kN;

六､立杆的稳定性计算:

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2）,按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用:

ω0=0.35kN/m2;

μz--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:

μz=0.74;

μs--风荷载体型系数:

取值为0.214;

经计算得到,风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.35×0.74×0.214=0.039kN/m2;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.039×1.5×1.82/10=0.022kN·m;

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值:

N=9.188kN;

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值:

N=N'=9.944kN;

计算立杆的截面回转半径:

i=1.59cm;

计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得:

k=1.155;

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得:

μ=1.5;

计算长度,由公式l0=kuh确定:

l0=3.118m;

长细比:

L0/i=196;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:

φ=0.188

立杆净截面面积:

A=4.5cm2;

立杆净截面模量（抵抗矩）:

W=4.73cm3;

钢管立杆抗压强度设计值:

[f]=205N/mm2;

考虑风荷载时

σ=9188.28/（0.188×450）+22438.551/4730=113.352N/mm2;

立杆稳定性计算σ=113.352N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

不考虑风荷载时

σ=9944.28/（0.188×450）=117.545N/mm2;

立杆稳定性计算σ=117.545N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

七､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

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.92,μs=0.214,ω0=0.35,

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.35=0.048kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.8m2;

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN;

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN）,按照下式计算:

Nlw=1.4×Wk×Aw=0.729kN;

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=5.729kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;

由长细比l/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;

A=4.5cm2;[f]=205N/mm2;

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.5×10-4×205×103=87.545kN;

Nl=5.729

连墙件采用双扣件与墙体连接｡

由以上计算得到Nl=5.729小于双扣件的抗滑力12kN,满足要求!

连墙件扣件连接示意图

八､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｡

悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点｡

本方案中,脚手架排距为800mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1100mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I=866.2cm4,截面抵抗矩W=108.3cm3,截面积A=21.95cm2｡

受脚手架集中荷载N=1.2×4.087+1.4×3.6=9.944kN;

水平钢梁自重荷载q=1.2×21.95×0.0001×78.5=0.207kN/m;

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

经过连续梁的计算得到

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:

R[1]=12.09kN;

R[2]=8.663kN;

R[3]=-0.244kN｡

最大弯矩Mmax=1.632kN·m;

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.632×106/（1.05×108300）+6.228×103/2195=17.191N/mm2;

水平支撑梁的最大应力计算值17.191N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!

九､悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16a号工字钢计算公式如下

σ=M/φbWx≤[f]

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:

φb=（570tb/lh）×（235/fy）

经过计算得到最大应力φb=（570tb/lh）×（235/fy）=570×10×63×235/（2400×160×235）=0.94

由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B,得到φb值为0.77｡

经过计算得到最大应力σ=1.632×106/（0.77×108300）=19.613N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算σ=19.613小于[f]=215N/mm2,满足要求!

十､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

RAH=ΣRUicosθi

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力｡

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:

RU1=12.744kN;

十一､拉绳的强度计算:

钢丝拉绳（支杆）的内力计算:

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU均取最大值进行计算,为

RU=12.744kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径14mm｡

[Fg]=aFg/K

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）,查表得Fg=123KN;

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19､6×37､6×61钢丝绳分别取0.85､0.82和0.8｡α=0.85;

K--钢丝绳使用安全系数｡K=6｡

得到:

[Fg]=17.425KN>Ru=12.744KN｡

经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求｡

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环强度计算

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为

N=RU=12.744kN

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环的强度计算公式为

σ=N/A≤[f]

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;

所需要的钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环最小直径D=（12744×4/（3.142×50×2））1/2=12.7mm;

实际拉环选用直径D=14mm的HPB235的钢筋制作即可｡

十二､锚固段与楼板连接的计算:

水平钢梁与楼板压点如果采用压环,拉环强度计算如下:

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.244kN;

压环钢筋的设计直径D=16mm;

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

σ=N/2A≤[f]

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;

A=πD2/4=3.142×162/4=201.062mm2

σ=N/2A=244.143/201.062×2=0.607N/mm2;

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｡

拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!

五.施工管理

（1）搭设脚手架的施工人员必须经过专门培训,持证上岗｡

（2）脚手架搭设前,项目部必须对班组进行技术交底和安全交底｡

（3）脚手架搭设完毕后,必须经验收合格后方可投入使用,并进行分段搭设验收,定期维修检查｡

（4）施工进度:

脚手架必须满足施工进度要求,随结构升高而增加,架子的高度高于施工层一步架｡

六､工字钢悬挑式脚手架的构造与搭设工艺

1､材料及搭设基本要求

钢管采用外径48mm,壁厚>3.2mm的A3钢管,表面平整光滑,无锈蚀､裂纹､分层､压痕､划道和硬弯｡钢管搭设架子前进行保养､除锈并统一涂色｡扣件应符合建设部《钢管脚手架扣件标准》要求,规格与钢管匹配,采用可锻铸铁,不得有脆裂､变形､气孔､砂眼等缺陷,贴和面平整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm,采用木脚手板铺设,绑扎采用不细于18#铅丝双股并联绑扎,不少于四点｡安全网采用标准证､安监合格证齐全的的绿色阻燃密目网,连续挂设,且应将安全网固定在脚手架外立杆里侧,也采用不细于18#的铝丝张挂｡

2､受荷情况要求:

脚手架均布荷载不超过270kg/m2,脚手架上不得超过3皮砖堆放｡

3､工字钢悬挑式脚手架搭设施工工艺

（1）搭设准备:

按方案设计要求做好钢梁的制作和锚钩,在现浇砼中钢性拉接点的预埋工作｡

①､外挑架钢梁支座图:

②､外挑架钢梁缆绳拉结做法:

③､外挑架钢梁支撑做法:

（2）搭设程序:

钢梁就位——做好钢管支撑——逐根拉立杆并与扫地杆扣紧——装扫地小横杆并与立杆及扫地杆扣紧——装第一步大横杆并与立杆扣紧——安装第一步小横杆——安装第二步大横杆——安装第二步小横杆——加设临时斜撑杆（上端与第二步大横杆扣件,装设连墙杆后拆）——安装第三､四步大横杆和小横杆——安装连墙杆——接立杆——加设剪刀墙——铺脚手片——扎防护栏板及挡脚板——重复上述工序