落地脚手架计算书适用于24米以下.docx

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落地脚手架计算书适用于24米以下

盐亭县金峰水厂巩固提升工程

厂区脚手架专项施工方案

审批人：

审核人：

编制人：

编制单位：

四川嘉翔建筑工程有限责任公司

编制日期：

二0一九年六月二十八日

一、编制依据……………………………………………………………………...2

二、工程概况……………………………………………………………………...2

十一、脚手架施工方法…………………………………………………….……13

一、

编制依据

1、工程施工图纸及现场概况

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015

5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

8、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

9、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号文

二、工程概况：

2.1、工程名称：

盐亭县金峰水厂巩固提升项目

2.2、本项目的建设地点：

盐亭县境内。

2.3、本项目的建设规模：

净水量2.2万方/天,远期净水量3.2万方/天。

金峰水厂位于金安乡内，与金峰水库只有一山之隔，距金安乡2km多，有乡村公路从厂区下的山沟经过。

金峰水厂占地面积达50多亩，厂区调平地面标高主要土石方量：

土方开挖115700m3、土方回填71587m3；厂区地面标高以下土石方方量：

土方开挖15376m3、土方回填5984m3。

涉及主要建筑物有配水井、沉淀池、滤池、反冲洗泵及吸水井、清水池、加氯间、回收水池、自用水泵房、综合楼、观察池、门卫、排泥池、污泥浓缩池、储泥池、脱水间等建筑物，总建筑面积为22380m2。

本脚手架方案为24米以下的建筑物通用，考虑到水池等其它建筑物都比较低，一般采用门型架进行处墙施工。

还有一条280m长的输水隧道从厂区的后山穿出，进入厂区的配水池。

我单位进场后，第一项工作就是厂区场地平整项目，我单位将根据合同规定的各控制性工期要求，确定施工关键线路，紧紧围绕施工关键线路组织施工，在确保厂区土石方开挖施工进度的同时，统筹兼顾，使本工程整体协调推进；+0.000为室外地坪标高，相当于绝对标高507m（506m）。

基础垫层砼为C15，其余设备基础砼均为C30,（图纸特别注明的除外）约4500m³，铺设管道约1200m。

三、工程参数

搭设参数

搭设高度

15.6m

步距

1.8m

立杆纵距

1.5m

立杆横距

1.05m

连墙件方式

二步三跨

连墙件扣件

双扣件

荷载参数（荷载标准值）

永久荷载

立杆承受结构自重

0.1086kN/m

安全网

0.01kN/m2

脚手板类型

木脚手板,2层

自重标准值

0.35kN/m2

护栏与挡脚板自重标准值

0.17kN/m2

可变荷载

施工均布活荷载

3kN/m2

同时施工层数

1层

风荷载

地区

绵阳盐亭

基本风压

0.3kN/m2

地基参数

地基土类型

粘性土

地基承载力标准值

120kN/m2

垫板宽度

0.3m

垫板长度

1.5m

考虑到钢管锈蚀弯曲等因素，按φ48×3钢管计算。

四、横向水平杆（小横杆）验算

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定:

“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

”施工荷载的传递路线是：

脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆，如图：

横向水平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。

（一）抗弯强度计算

1、作用横向水平杆线荷载标准值：

qk=（QK+QP1）×S=（3+0.35）×1.5=5.03kN/m

2、作用横向水平杆线荷载设计值：

q=1.4×QK×S+1.2×QP1×S=1.4×3×1.5+1.2×0.35×1.5=6.93kN/m

3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载），最大弯矩：

Mmax=

qlb2

=

6.93×1.052

=

0.955kN·m

8

8

4、钢管载面模量W=4.49cm3

5、Q235钢抗弯强度设计值，f=205N/mm2

6、计算抗弯强度

σ=

Mmax

=

0.955×106

=

212.69N/mm2

〉

205N/mm2

W

4.49×103

7、结论：

不满足要求!

建议减少脚手架纵距或横距或小横杆间距，或控制施工荷载!

8、调整横距Lb=1，再次验算

9、Mmax=0.866;σ=192.93N/mm2<205N/mm2。

符合要求

（二）变形计算

1、钢材弹性模量E＝2.06×105N/mm2

2、钢管惯性矩I＝10.78cm4

3、容许挠度[ν]=l/150与10mm

4、验算挠度

ν=

5qklb4

=

5×5.03×10504

=

3.6mm

〈

1050

＝7与10mm

384EI

384×2.06×105×10.78×104

150

5、结论：

满足要求

五、纵向水平杆（大横杆）验算

双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图：

不需要计算抗弯强度和挠度。

由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：

F=

0.5qlb（1+

a1

）2

=0.5×6.93×1.05（1+

0.15

）2

=4.75kN

lb

1.05

由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值

Fk=0.5qklb（1+

a1

）2=0.5×5.03×1.05（1+

0.15

）2

=3.45kN

lb

1.05

六、扣件抗滑承载力验算

水平杆与立杆连接方式采用单扣件，抗滑承载力Rc=8kN。

纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值=4.75kN〈Rc=8kN

结论：

扣件抗滑承载力满足要求

七、立杆的稳定性计算

1、分析立杆稳定性计算部位

组合风荷载时，由下式计算立杆稳定性

N

+

Mw

≤f

A

W

N——计算立杆段的轴向力设计值；A——立杆的截面面积；

j——轴心受压构件的稳定系数，W——截面模量；f——钢管的抗压强度设计值；

Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；

Mw=0.9×1.4Mwk=

0.9×1.4ωklah2

10

其中，风荷载标准值ωk=µz·µs·ω0，

将N=1.2（NG1k+NG2k）+0.9×1.4∑NQk代入上式化简为：

1.2Hgk

+

0.9×1.4×µz·µs·ω0lah2

+

1.2NG2k

+

0.9×1.4∑NQk

≤f

A

10W

A

A

H——脚手架高度；gk——每米立杆承受的结构自重标准值；la——立杆纵距；h——步距；

µz——风压高度变化系数；µs——风荷载体型系数；

ω0——基本风压，取山东泰安10年一遇值，ω0=0.3kN/m2

NG1k——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力；

NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力；∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总和；

脚手架结构自重产生的轴压应力

σg=

1.2Hsgk

A

风荷载产生的弯曲压应力：

σw=

0.9×1.4×µzµsω0lah2

10W

构配件（安全网除外，但其自重不大）自重荷载、施工荷载作用位置相对不变，其值不随高度变化而变化。

风荷载随脚手架高度增大而增大，脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加（计算中应考虑的架高范围增大），因此，取σ=σg+σW最大时作用部位验算立杆稳定性。

2、计算风荷载产生的弯曲压应力σw

风荷载体型系数µs=1.3f=1.3×0.8=1.04

σw=

0.9×1.4×µz×1.04×0.3×1.5×1.82×106

=42.6µz

10×4.49×103

地面粗糙度C类　有密集建筑群的城市市区。

3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力σg

首先计算长细比λ：

λ=

l0

i

l0——计算长度，l0=kµh；i——截面回转半径；k——计算长度附加系数，其值取1.155；

µ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范表5.2.8采用；h—步距；

立杆横距lb=1.05m，连墙件布置二步三跨，查规范表5.2.8得µ=1.5，h=1.8m

λ=

kµh

=

1.155×1.5×180.0

=196

i

1.59

根据λ的值，查规范得轴心受压构件的稳定系数j=0.188。

立杆纵距la=1.5m，查规范附录A表A-1得gk=0.1086kN/m

σg=

1.2Hsgk

=

1.2Hs×0.1086×103

=1.63HsN/mm2

A

0.188×424.00

4、求σ=σw+σg

列表如下：

高度（m）

µz

σw=42.6µz

（N/mm2）

对应风荷载作用计算段高度取值Hg（m）

σg=1.63Hs

（N/mm2）

σ=σw+σg

（N/mm2）

5

0.65

27.69

24

39.12

66.81

24

0.80

34.08

10

16.30

50.38

分析说明：

脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大，但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小，σw+σg相对较小，脚手架底部风荷载产生的弯曲压应力虽较小，但脚手架自重产生的轴压应力接近最大σ=σw+σg最大，因此脚手架立杆稳定性验算部位取底部。

5、验算长细比

由规范5.2.8式，且K=1，得

λ=

l0

=

kμh

=

1.5×180

=170<210

i

i

1.59

结论:

满足要求!

。

6、计算立杆段轴向力设计值N

脚手架结构自重标准值产生的轴向力

NG1K=Hsgk=24×0.1086=2.61kN

构配件自重标准值产生的轴向力

NG2K=0.5（lb+a1）la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×（1.05+0.15）×1.5×2×0.35+0.17×1.5×2+1.5×24×0.01=1.500kN

lb——立杆横距；a1——小横杆外伸长度；la——立杆纵距；Qp1——脚手板自重标准值；

Qp2——脚手板挡板自重标准值；Qp3——密目式安全立网自重标准值；H——脚手架高度；

施工荷载标准值产生的轴向力总和

∑NQk=0.5（lb+a1）laQk=0.5×（1.05+0.15）×1.5×3×1=2.70kN

Qk——施工均布荷载标准值；

组合风荷载时

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.9×1.4∑NQk=1.2×（2.61+1.500）+0.9×1.4×2.70=8.33kN

7、组合风荷载时，验算立杆稳定性

按规范公式5.2.6-2验算立杆稳定性，即：

N

+

Mw

=

8.33×103

+42.6×0.65=104.50+27.69=132.19N/mm2

A

W

0.188×424

结论:

满足要求!

。

8、不组合风荷载时，验算立杆稳定性

N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQk=1.2×（2.61+1.500）+1.4×2.70=8.71kN

按规范公式5.2.6-1验算立杆稳定性：

N

=

8.71×103

=109.27N/mm2

A

0.188×424

结论:

满足要求!

。

八、脚手架搭设高度计算

1、验算长细比：

λ=

l0

=

kμh

=

1.5×180

=170<210

i

i

1.59

（k=1，μ=1.5）

结论：

满足要求!

。

2、确定轴心受压构件稳定系数j：

k=1.155,λ=

kμh

=

1.155×1.5×180.0

=196

i

1.59

查规范得j=0.188，gk=0.1086kN/m2

3、确定构配件自重标准值产生的轴心力NG2K

NG2K=0.5（lb+a1）la∑Qp1+la∑Qp2+la[H]Qp3=0.5×（1.05+0.15）×1.5×2×0.35+1.5×2×0.17+24×1.5×0.01=1.500kN

（[H]脚手架搭设高度限值，取最大，即［H］=24m）

4、求施工荷载标准值产生的轴向力总和∑NQk：

∑NQk=0.5（lb+a1）la∑Qk=0.5（1.05+0.15）×1.5×1×3=2.70kN

5、求风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=

ωklah2

=

0.7µzµsω0lah2

10

10

建筑物为框架结构，风荷载体型系数µs=1.3j=1.3×0.8=1.04

地面粗糙度C类　有密集建筑群的城市市区。

立杆计算段取底部，风压高度变化系数µz=0.65

Mwk=

0.7×0.65×1.04×0.3×1.5×1.82

=0.069kN·m

10

6、确定按稳定计算的搭设高度Hs:

组合风荷载时

Hs=

Af-[1.2NG2K+0.85×1.4（∑NQk+

Mwk

A）]

=

w

1.2gk

0.188×424×205×10-3-[1.2×1.500+0.85×1.4（2.70+

0.069

×0.188×424）]

=76m

4.49

1.2×0.1086

不组合风荷载时

Hs=

Af-（1.2NG2K+1.4∑NQk）

1.2gk

=

0.188×424×205×10-3-（1.2×1.500+1.4×2.70）

=83m

1.2×0.1086

Hs取76m时，

[H]=

Hs

=

76

=71m

1+0.001Hs

1+0.001×76

脚手架搭设高度限值为71m。

根据规范，落地式脚手架高度不宜超过50米。

九、连墙件计算

（一）脚手架上水平风荷载标准值ωk

连墙件均匀布置，取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算，高度按24m，地面粗糙度C类，风压高度变化系数µz=0.80

脚手架风荷载体型系数µs=1.3j=1.3×0.8=1.04

基本风压取10年一遇值，ω0=0.3kN/m2

ωk=µzµsω0=0.80×1.04×0.3=0.25kN/m2

（二）求连墙件轴向力设计值N

每个连墙件作用面积Aw=2×1.8×3×1.5=16.20m2

N=Nlw+N0=1.4wkAw+3=1.4×0.25×16.20+3=8.67kN

Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值；

N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架N0=3kN；

（三）连墙件稳定计算

连墙杆采用钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lH=0.3m，因此长细比

λ=

lH

=

30.0

=19<[λ]=150

i

1.59

根据λ值，查规范附录表C，

=0.949,

N

=

8.67×103

=21.55N/mm2<205N/mm2

A

0.949×424

满足要求!

。

抗滑承载力计算

连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力取12kN。

Nl=8.67kN<12kN

连墙件扣件抗滑承载力满足要求!

十、立杆地基承载力计算

1、立杆段轴力设计值N

N=8.71kN

2、计算基础底面积A

取垫板作用长度1.5m，A=0.3×1.5=0.45m2

3、确定地基承载力设计值fg

粘性土承载力标准值：

fgk=120kPa=120kN/m2

取Kc=0.4，得fg=kcfgk=0.4×120=48kN/m2

4、验算地基承载力

立杆基础底面的平均压力

P=

N

=

8.71

=19.36kN/m2

A

0.45

满足要求!

。

综上计算，所采用脚步手架搭设参数见下表，满足强度要求。

搭设参数

搭设高度

15.6m

步距

1.8m

立杆纵距

1.5m

立杆横距

1.00m

连墙件方式

二步三跨

连墙件扣件

双扣件

十一、脚手架施工方法

11.1落地式双排脚手架搭设（外脚手架）

11.1.1脚手架搭设工艺流程：

基础处理→撒灰线→安放垫木及钢底座→竖立杆同时安装扫地杆→校正立杆→搭设第一步架大横杆、小横杆→铺脚手板→按上述步骤搭设其余各步架→设斜撑、剪力撑、连墙杆（搭设到第二步架就开始设置）→挂安全防护网→检查验收。

11.1.2脚手架的搭设沿建筑物外墙四周进行。

11.1.3脚手架基础设在分层夯实的基土上，基土应平整，且绕建筑物四周有通畅的排水沟，排水沟距外墙边线2500㎜，排水坡度i=2%。

11.1.4在夯实基土上铺设50×200㎜的垫木，垫木上表面标高一致，沿架体纵向通长设置，单根垫木长度800～3000㎜之间，垫木设置顺直、流畅。

11.1.5在垫木上设置钢板底座，同时安设立杆，扫地杆，并校正立杆。

立杆间距：

纵向为1500㎜，横向为1000㎜。

立杆接长采用对接卡，严禁采用搭接。

接头交错布置，两个相邻接头避免出现在同步同跨内，并在高度方向错开50cm以上；且各接头中心距主节点的距离不大于60cm。

11.1.6搭设第一步架的大横杆。

大横杆置于小横杆之下，在立杆的内侧。

横杆步距：

第一步为2000㎜，其余各步为1800㎜。

大横杆不得在跨间接头，若需接头时，接头位置应步步错开，水平距离不得小于500㎜。

同一步架内、外两根杆的接头应互相错开，不得设在同一跨间内。

11.1.7小横杆搁置在大横杆上。

每个主节点处必须设置一根小横杆。

小横杆外端伸出立杆100㎜，以防止小横杆滑脱。

小横杆里端距墙面100㎜，挑出里立杆100㎜。

当小横杆作连墙杆时，应直接伸进墙体，并露出墙体250㎜。

然后在墙体内外两侧用两根1000㎜左右的钢管将小横杆与墙两侧夹住。

连墙（柱）杆沿竖向每2步架、纵向每4跨立杆应设一处，并应尽量设置在柱子或隔墙处。

在作业层小横杆应加密，间距位750mm。

11.1.8沿脚手架外侧立面整个长度和高度上连续设置，剪力撑的具体布置见附图；脚手架立面每道剪刀撑设在3步4跨内，每根杆与地面应尽量成45~60º，一根撑杆与伸出的小横杆扣牢。

见下图示意：

11.1.9扣件连接紧螺栓时，应将螺栓根部放正、扣件拧紧，力控制在40~60KN范围之内。

11.1.10铺脚手板：

在作业层下部必须架设一道水平安全网，随作业层上升，同时作业层不能超过三层。

首层应满铺脚手板，以上每隔六层也要满铺一层脚手板，并设置安全网及防护栏杆。

脚手板设置在3根横向水平杆上，并在两端8cm处用1.2mm的镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。

当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆，并将板两端与其可靠固定，以防倾翻。

脚手板应铺设平稳，接缝中设两根小横杆，各杆距接缝的距离不大于15cm。

靠墙一侧的脚手板离墙的距离不大于15cm。

拐角处两个方向的脚手板应重叠放置，避免出现探头板及空挡现象。

11.1.11在架顶外侧安设扶手和挡脚板。

扶手横杆距作业层高度为1200㎜左右，挡脚板下边缘距作业层180㎜。

适当位置视情况设置脚手架爬梯，注意与电线或其它高空建筑物隔离。

爬梯应布设防护密目网，梯步大小按国家规范要求，并在一定高度设制转弯平台。

11.1.12在距离地面2900高处设置水平安全网一道，安全网上满铺木脚手板。

水平安全网的外边口应由边绳与支杆绑牢，网的转角及搭接部位必须搭牢绑紧，帮扎安全网采用与安全网材质一致或相似的尼龙绳，严禁使用22#帮扎丝。

在操作层下方亦应设通长水平安全网一道。

11.1.13立网为密目式安全网，应由下到上沿立杆内侧布置，并牢实固定在外侧大横杆及立杆上，帮扎密目式安全网亦采用尼龙绳，严禁使用帮扎丝。

11.1.14落地式双排脚手架的立杆间距、大横杆步距、小横杆间距等施工参数应符合上面计算要求尺寸。

11.1.15在建筑物正立面，楼面适当设置人员上下架的安全通道，以利于作业人员上下。

11.1.16外脚手架搭设时，小横杆伸长与每层柱抱箍连接，每层设置。

11.2内脚手架搭设：

采用扣件式钢管搭设满堂脚手架。

11.2.1搭设满堂架作为现浇板的支撑。

立杆横距0.8m（～1.2m），纵距0.8m（～1.2m），步距1.2m（～1.5m），搭设时，钢管立杆下垫通长木方，木方尺寸为2500～3000×200×50mm，且每隔两跨沿横向设剪刀撑一道，剪刀撑沿高度连续设置，与地面成450～600用扣件与脚手架连接，同时必须设扫地杆。

11.2.2脚手架与柱进行点位拉接，每一流水段不少于10点，用钢管及扣件将脚手架与砼柱锁紧，以达到刚性固结要求，满堂脚手架验算过程如下：

11.2.3、支撑（纵向）钢管验算

钢管类型

Φ48.3×3.6

钢管截面抵抗矩W（cm3）

5.26

钢管截面惯性矩I（cm4）

12.71

钢管弹性模量E（N/mm2）

2.06×105

钢管抗压强度设计值[f]（N/mm2）

205

纵向钢管验算方式

简支梁

G1k=g1k=0.04kN/m

G2k=g2k×lb/（n+1）=0.35×1.0/（2+1）=0.12kN/m

Q1k=q1k×lb/（n+1）=1×1.0/（2+1）=0.33kN/m

Q2k=q2k×lb/（n+1）=3×1.0/（2+1）=1.0kN/m

1、强度验算

板底支撑钢管按照均布荷载下简支梁计算

满堂脚手架平台上的无集中力

q=1.2×（G1k+G2k）+1.4×（Q1k+Q2k）=1.2×（0.04+0.12）+1.4×（1.0+0.33）=2.054

板底支撑钢管计算简图

Mmax=ql2/8=2.054×1.02/8=0.257kN·m

Rmax=ql/2=2.054×1.0/2=1.027kN

σ=Mmax/W=0.257×106/（5.26×103）=48.86N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

满堂脚手架平台上增加集中力最不利计算

q=1.2×（G1k+G2k）+1.4×（Q1k+Q2k）=1.2×（0.04+0.12）+1.4×（1.0+0.33）=2.054

q2=1.4×F1=1.4×1=1.4kN

板底支撑钢管计算简图

弯矩图

Mmax=0.607kN·m

剪力图

Rmaxf=1.727kN

σ=Mmax/W=0.607×106/（5.26×103）=11