脚手架工程专项施工方案.docx

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脚手架工程专项施工方案

脚手架施工方案

1、工程概况

工程名称：

西青区小稍直口村村民拆迁定向安置经济适用房二期工程（3、4、7、10-16号楼及地下车库）建设地点：

天津市西青区西营门街小稍直口村域内欲达路、普乐道、罗浮路及芥园西道所围成的地块内建筑面积：

55117m2结构型式：

框架、框剪建设单位：

天津市西青区环城安居建设有限公司监理单位：

天津市华泰建设监理有限公司设计单位：

天津市建筑设计院施工单位：

天津二建建筑工程有限公司勘察单位：

天津市勘察院本工程建筑面积55117平方米，其中地上50772平方米，地下4345平方米。

包括住宅3#楼、4#楼、7#楼、10#楼、11#楼、12#楼、13#楼、14#楼、15#楼、16#楼,地下车库。

地上最高层数15层，最大高度43.95米，地下1层，地下最大深度4.85米，最大单体面积8849平方米。

结构类型：

框架剪力墙结构地上最高15层、地下1层，最大高度43.95米，最大单体面积8849平方米，地下最大深度4.85米。

本工程场区室外地面绝对标高均为4.20m（场地已平整完毕，室外地坪相当于主楼±0.0下-0.6m），除地下室外，其它楼建筑室内地面标高（±0.0）均相当于绝对标高：

4.80m（地下室±0.0相当于绝对标高为4.30m）。

地震基本烈度为7度，场地土层类别为粉质粘土，场地标准冻层深度为0.6m，地下水静止水位-2.390m~-2.680m米。

桩基等级为乙级，设计使用年限为50年。

计划工期：

2015年8月20日至2017年2月20日。

2、编制依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；《建筑结构静力计算手册》；《钢管脚手架扣件标准》（GB15831）；

3、脚手架方案选择

考虑到施工工期、工程质量、施工安全和工程所处环境条件，结合以往成熟的施工经验和当前的习惯做法，我们采用以下方案：

（1）.本工程脚手架搭设分为两种形式：

一至二层结构采用落地式全封闭双排钢管脚手架，搭设高度在12m以内。

住宅3层及以上采用全封闭悬挑式双排外手架，共划分为两个悬挑段，悬挑段为每段高度不得大于20m。

搭设上段脚手架时，下段脚手架逐渐拆除，最后拆除悬挑钢梁、钢丝绳等，拆下来的材料用为上段脚手架的搭设，主体结构施工完毕，将最后一段悬挑脚手架由上而下逐渐拆除。

悬挑钢梁采用18a工字钢，悬挑长度为1.2m，固端长度不得小于外挑长度的1.25倍，锚固段长度为1.8米，每根钢梁长度不得小于3m；在楼面上预埋2φ16的U形圆钢锚环固定钢梁，锚环间距200mm，锚环的设置位置距外墙边不得小于2米，且端部留置长度不小于200mm。

内立杆距建筑外墙面0.3m，外立杆距建筑外墙面为1.1米；立杆纵向间距为1.5米，横向间距0.8m；大横杆步距为1.5米；小横杆长度为1米，每个主节点处必须设小横杆。

（2）.计算的脚手架为双排脚手架

横杆与立杆采用单扣件方式连接，搭设高度为19.1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0.80米，立杆的步距1.50米。

内排架距离墙长度为0.3米。

横向杆计算外伸长度为0.20米。

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根。

采用的钢管类型为Φ48×3.0。

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.00米，水平间距4.50米,采用扣件连接。

悬挑脚手架钢梁后锚固点安置方法按下图所示。

（3）.荷载参数

脚手板自重标准值0.35kN/m2，栏杆、挡脚板自重为0.17kN/m2，安全设施及安全网、挡风板自重为0.010kN/m2，同时施工2层，第一层施工均布荷载为3.0kN/m2，其它层施工均布荷载为2.0kN/m2，脚手板共铺设2层。

脚手架用途:

维护结构脚手架。

本工程悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.2米，建筑物内锚固段长度1.8米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

4、脚手架计算书

（1）.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。

考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力和挠度不计入悬挑荷载）。

1.作用小横杆线荷载

（1）作用小横杆线荷载标准值qk=（3.00+0.3）×1.50/2=2.51kN/m

（2）作用小横杆线荷载设计值q=（1.4×3.00+1.2×0.3）×1.50/2=3.465kN/m

小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩Mmax=qlb2/8=3.465×0.802/8=0.277kN.mσ=Mmax/W=0.277×106/4490.0=61.74N/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V=5qklb4/384EI=5.0×2.51×800.04/（384×2.06×105×10.78×104）=0.60mm小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!

（2）.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，考虑活荷载在大横杆的不利布置，计算大横杆的最大弯矩和变形。

（需要考虑悬挑荷载）

1.由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力

（1）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/lb）2=0.5×2.51×0.80×（1+0.20/0.80）2=1.57kN

（2）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/lb）2=0.5×3.465×0.80×（1+0.20/0.80）2=2.17kN

大横杆计算荷载简图2.抗弯强度最大弯矩考虑为小横杆荷载的计算值最不利分配的弯矩M=0.175Fla=0.175×2.17×1.50=0.5696kN.mσ=M/W=0.5696×106/4490.0=126.87N/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小横杆荷载的标准值最不利分配的挠度V=1.146×Fkla3/100EI=1.146×1.57×103×1500.003/（100×2.060×105×10.78×104）=2.7mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

4.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0.90，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为7.20kN。

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7.20kN。

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；纵向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值:

R=2.150F=2.150×2.17=4.7kN单扣件抗滑承载力的设计计算R<=7.20满足要求!

（3）.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）脚手架自重标准值产生的轴向力每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）gk:

查规范本例为0.1252NG1=H×gk=18.00×0.1252=2.254kN

（2）脚手板自重标准值产生的轴向力脚手板的自重标准值（kN/m2）:

本例采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×2×1.500×（0.800+0.200）/2=0.525kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值产生的轴向力栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）:

本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.17NG3=0.170×1.500×2/2=0.255kN（4）吊挂的安全设施及安全网、挡风板自重标准值产生的轴向力吊挂的安全设施荷载，包括安全网和挡风板自重标准值（kN/m2）:

0.010NG4=0.010×1.500×18.000=0.270kN经计算得到，静荷载标准值构配件自重：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.050kN。

钢管结构自重与构配件自重：

NG=NG1+NG2k=3.304kN。

（5）施工荷载标准值产生的轴向力施工均布荷载标准值（kN/m2）:

NQ=（3.000+2.000×（2-1））×1.500×（0.800+0.200）/2=3.75kN

（6）风荷载标准值产生的轴向力风荷载标准值:

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》的规定采用：

W0=0.300Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）的规定采用：

脚手架底部Uz=1.000,Us——风荷载体型系数：

Us=0.8730经计算得到，脚手架底部风荷载标准值Wk=1.000×0.8730×0.300=0.262kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×NG+0.9×1.4NQ=8.690kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2NG+1.4NQ=9.215kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MWMW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经计算得,底部立杆段弯矩Mw=0.9×1.4×0.262×1.50×1.502/10=0.111kN.m

（4）.立杆的稳定性计算

卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.215kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；h——立杆步距，h=1.50；

λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=141；

λ<=[λ]=210,满足要求!

k——计算长度附加系数，取1.155；l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.60m；Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=162的结果查表得到0.268；A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.49cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到σ=9215.000/（0.268×424.000）=81.10N/mm2

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.690kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；h——立杆步距，h=1.50；λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=141；λ<=[λ]=210,满足要求!

k——计算长度附加系数，取1.155；l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.60m；

Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=162的结果查表得到0.268；

A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.49cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.111kN.m；σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到σ=8690.000/（0.268×424.000）+（111000/4490.000）=101.20N/mm2考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

（5）.连墙件的计算

1）连墙件的轴向力设计值计算：

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脚手架顶部Uz=1.770

连墙件均匀布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位脚手架顶部风荷载标准值Wk=Uz×Us×Wo=1.770×0.8730×0.300=0.464kN/m2。

Wk——风荷载基本风压标准值，Wk=0.464kN/m2；Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=2.00×1.50×3.00×1.50=13.500m2；No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=3.000kN经计算得到Nlw=8.770kN，连墙件轴向力计算值Nl=11.77kN2）连墙件的稳定承载力计算：

连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离长细比λ=lo/i=35.00/1.60=22长细比λ=22<[λ]=150（查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》）,满足要求!

Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到Φ=0.941；Nl/ΦA=11.77×103/（0.941×424）=29.49N/mm2连墙件稳定承载力<=[f]=0.85×205，连墙件稳定承载力计算满足要求!

3）连墙件抗滑移计算：

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=11.770kN小于扣件的抗滑力14.40kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

预埋钢管式连墙件扣件连接示意图

（6）.悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C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。

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1200mm，l=1800mm，m1=300mm，m2=1100mm；水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=185.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×3.30+1.4×3.75=9.21kN水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×30.60×0.0001×7.85×10=0.29kN/mk=1.2/1.8=0.67kl=0.3/1.8=0.17k2=1.1/1.8=0.61代入公式，经过计算得到支座反力RA=26.602kN支座反力RB=-7.308kN最大弯矩MA=14.013kN.m抗弯计算强度f=14.013×106/（1.05×180000.0）=72.138N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=NG+NQ=3.30+3.75=7.05kN水平钢梁自重计算荷载q=30.60×0.0001×7.85×10=0.24kN/m最大挠度Vmax=3.398mm按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2300.0mm水平支撑梁的最大挠度小于2300.0/400,满足要求!

（7）.悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下

其中Φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

ΦΦb=2.00由于Φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用Φb查表得到其值为0.929经过计算得到强度σ=14.01×106/（0.929×180000.00）=81.53N/mm2；水平钢梁的稳定性计算σ<[f]=215,满足要求!

（8）.锚固段与楼板链接的计算

1.水平钢梁与楼板锚固点，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=7.308kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）9.7.6,[f]=65N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[7308×4/（3.1416×65×2）]1/2=8mm水平钢梁与楼板压点的拉环直径D为16mm;满足要求!

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。

2.楼板局部受压承载力计算，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）A.5.1混凝土局部承压计算如下：

楼板局部受压局部荷载计算公式:

其中Fl——楼板局部压力设计值，即作用于楼板的轴向压力，N=26.60kN；ω——荷载分布的影响系数，取0.75；βl——混凝土局部受压时强度提高系数取1.0；fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.85fc=12.33N/mm2；

Al——混凝土局部受压面积；经过计算得到公式右边等于:

0.75×1.0×100×100×12.33/1000=92.4kN楼板混凝土局部承压计算N<=92.4满足要求!

5、落地脚手架的搭设要求

1、工艺流程立杆地基平整、夯实→基础承载力实验、材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→防护栏杆→挂安全网。

根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并用短钢筋定出立杆位置标记；垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。

在搭设首层脚手架过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角处双向增设，待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。

当脚手架操作层高出连墙件两步时，宜先立外排，后立内排。

2、主杆基础立杆基础应平整、夯实，地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求，并做地梁，砼强度C20，截面尺寸200*200mm。

脚手架的底部应铺设水平通长跳板，必要时可在下部做基础圈梁。

3、立杆设置脚手架立杆纵距1.5m，横距0.8m，步距1.5m；里立杆距建筑物外皮0.3m。

脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。

立杆底部应设置底座或垫木，并设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1／400（本工程19100/400=47.8mm）。

立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置间距为两步三跨。

立杆接长必须采用对接扣件连接。

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；立杆顶端要至少高于女儿墙上皮1m，高出檐口上皮不得小于1.5m。

4、纵、横向水平杆设置纵向水平高设置在立杆内侧，长度不得小于3跨。

其接长应采用对接扣件。

接头位置应交错布置，两相邻纵向水平杆的接头位置不宜设置在同步或同跨内，相邻接头水平方向错开距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

作业层上非主节点处的横向水平杆，应根据支撑脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。

脚手板的端部下方必须设置横向水平杆，用直角扣件固定在纵向水平杆上。

6、悬挑脚手架的搭设要求

1、悬挑梁的位置应根据施工方案确定，并征求设计单位同意，按确定的位置设置预埋件；2、悬挑梁的长度应取悬挑长度的1.25倍，悬挑支承点应设置在结构梁上，不得设置在外伸阳台上或悬挑板上（有加固的除外），悬挑端应按梁长度起拱0.5％-1％；

悬挑钢梁穿墙做法

悬挑钢梁楼面做法3、悬挑梁采用焊接接长时，应按等强标准连接，焊缝质量满足一级焊缝的要求；4、悬挑架体立杆搭设应符合下列规定：

（1）立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接；

（2）立杆顶端宜高出女儿墙上皮1ｍ，高出檐口上皮1.5ｍ；5、水平杆搭设应符合下列规定,如图所示：

（1）纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于３跨；

（2）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接；

（3）横向水平杆应放置在纵向水平杆上部，靠墙一端至墙装饰面距离不宜大于100mm；（4）主节点处必须设置横向水平杆；（5）杆件接头应交错布置，两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内，接头位置错开距离不应小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3；（6）搭接接头的搭接长度不应小于1ｍ，应采用不少于3个旋转扣件固定;6、扫地杆设置应符合下列要求：

（1）纵向扫地杆必须连续设置，钢管中心距地面不得大于200mm；

（2）脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆，其位置应在纵向扫地杆下方；7、架体应通过连墙件与建筑物主体连接牢固。

连墙件设置应符合下列规定：

（1）架体必须设置连墙件，连墙件与结构的连接应为刚性连接，如图所示：

连墙件常用做法

（2）连墙件的竖向间距不宜大于层高，且小于4m；横向间距不宜超过开间尺寸，且小于6m；（3）连墙件应靠近主节点设置，距离主节点不得大于300mm；（4）开口型脚手架的两端及脚手架的开口处必须设置连墙件；（5）连墙件应采用双扣件与结构拉结；（6）架体所处高度超过50m时连墙件应按两步两跨设置；8、扣件安装应符合下列规定：

（1）螺栓拧紧力矩应控制在40～65N.m之间；

（2）主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；（3）对接扣件开口应朝上或朝内；

（4）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；

9、悬挑架的外立面剪刀撑应自下而上连续设置；10、悬挑架搭设在非直线（折、弧线）的结构外围时，悬挑梁应垂直于外围面或为径向，架体的设计纵距应以较长纵距为准；11、悬挑式脚手架架体结构在平面转角处应采取加强措施，如图所示：

悬挑角架部加强做法

悬挑架角部加强做法12、悬挑式脚手架架体的底部与悬挑构件应固定牢靠，不得滑动或窜动;

悬挑架体底部做法

7、脚手架其他项搭设要求

1、脚手板的铺设要求作业层脚手板应满铺、铺稳。

脚手板应至少设置在三根横向水平杆上。

脚手板可采用对接铺设或搭接铺设。

对接平铺时，接头处必须设置两根横向水平杆，脚手板外伸长度为130—150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大300mm。

搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的