钢管悬挑脚手架方案.docx
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钢管悬挑脚手架方案
目录
1.编制依据1
2.工程概况1
3.脚手架设计1
4.质量验收标准6
5.安全防护7
6.稳定性验算8
1.编制依据
《施工图》
《施工组织设计》
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
《钢结构设计规范》
《钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程》（DB11/T583-2008）
2.工程概况
序号
项目
内容
1
工程名称
武警总医院干部经济适用房工程
2
建设地点
海淀区田村山南路22号
3
建设单位
中国人民武装警察部队总医院
4
设计单位
九源（北京）国际建筑顾问有限公司
5
监理单位
北京京航联工程建设监理有限责任公司
6
施工单位
江苏南通二建集团有限公司
7
质量监督单位
海淀区建设工程质量监督总站
8
建设规模
本工程建总建筑面积180143m2
9
基础类型
筏板基础
10
结构形式
地下车库：
框架剪力墙结构
地上结构：
剪力墙结构，配套商业楼及车库为框架结构
13号楼为框架结构，地下一层，地上两层，首层高度4.8米，二层高度4.5米，因考虑到地下室外墙防水的施工以及回填土施工，现编制此钢管悬挑脚手架方案。
本方案适用于±0.000以上，采用单立杆双排全封闭式钢管脚手架，悬挑脚手架。
3.脚手架设计
3.1方案选取
脚手架类别：
钢管悬挑脚手架，由于搭设高度为8.6m，方案采用两次悬挑，在首层悬挑一次，在二层悬挑一次。
设置措施（示意图）
钢丝绳型号：
直径为Ф12
3.2搭设脚手架
3.2.1施工工艺
在主体结构楼层预埋U型环→设置悬挑杆→设置扫地杆扣接于各悬挑杆→在悬挑杆上铺临时脚手板→设置斜撑杆扣接于悬挑杆→设置扫地杆扣接于斜撑杆→设置斜撑杆的水平杆→设置内外立杆→在内外立杆间距内设置第一步大横杆→设置第一步小横杆→装设连墙拉结杆→接立杆→装设墙杆→设置剪刀撑→铺脚手板→装设防护栏杆、挡脚板并挂立网防护→重复接立杆后按搭设步骤搭至设计高度。
搭设时架体要及时与建筑物楼层的钢管拉结，以便确保搭设过程中的稳定性，确保安全，并随搭随校正杆件的垂直度和水平偏差。
3.2.2搭设要求
三角形钢管悬挑支撑、连墙件均采用双扣件连接。
悬挑杆里端与楼板内的钢管扣接，并在扣接处增加扫地杆，使它们之间连接成整体，增强结构的整体稳定性。
三角形钢管悬挑支撑的斜撑杆其下端应固定在楼板上，且与内、外立杆连接牢固，斜撑杆按每一纵距设置，在斜撑杆底部设置扫地杆。
斜撑杆应为整根钢管，不得接长。
斜撑杆与架体立杆的夹角不应大于30º。
斜撑杆及其顶支稳固杆件不得与模板支架连接。
立杆搭设：
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一跨内，各接头中心至主节点的距离不大于纵距的1/3，立杆必须采用对接扣件连接。
水平杆：
纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不小于3跨，横向水平杆应放置在纵向水平杆上部。
杆件接头应交错布置，两根相邻杆件接头不应设置在同跨内，接头位置错开距离不小于500mm，各接头中心距主节点位置不应大于纵距的1/3；当杆件接头采用搭接时，其搭接长度不应小于1m，且不小于3个旋转扣件固定。
剪刀撑：
在脚手架外侧立面整个长度和高度方向连续设置，杆件接头采用搭接，其搭接长度不应小于1m，且不小于3个旋转扣件固定，剪刀撑与水平面的夹角为45º~60º。
螺栓拧紧力矩应控制在40~65N.M之间，各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；
连墙件：
应靠近主节点，距离主节点不得大于300mm，连墙件应采用双扣件与结构拉结。
施工平台：
在施工平台上应满铺脚手板，在外立杆处应设置180mm高挡脚板，在内、外立杆内侧设置两道水平防护杆，每道间距0.75m。
脚手板：
脚手板搭在不少于三根横向水平杆上，对接铺设脚手板时，接头处应设置两道横向水平杆，脚手板外伸长度在130~150mm；脚手板搭接铺设时，接头处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长度不应小于100mm；且脚手板铺设时，应与横向水平杆可靠固定。
安全网：
在每步架的外立杆内设置密目式安全网，网应牢固绑扎在上、下大横杆和防护栏杆上，网间绑扎要严密；在每层及操作平台下面，设置水平安全网，网应牢固绑扎在外侧大横杆、内侧靠结构墙体的横杆上，网间绑扎要严密。
3.3拆除脚手架
应全面检查架体的连接件、支撑体系、连墙件、扣件等是否符合构造要求；
拆除前应由工长进行拆除安全技术交底，经技术负责人签子后方可进行；
拆除前应清除脚手架、模板支架上的杂物及地面障碍物
拆除作业必须由上而下逐层进行，先搭后拆、后搭先拆的原则，严禁上下同时作业；
连墙件应随脚手架逐层拆除，分段拆除时高差不得大于两步，否则应墙加临时连墙件；
严禁先拆除或松开下层脚手架的杆件连接和接结；
拆除后的构配件必须妥善运至地面，严禁高空抛掷；
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。
脚手架拆除时，应在周围地面设警戒标志，并派专人看管，严禁非作业人员入内。
拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调一致。
4.质量验收标准
脚手架搭设完毕或分段搭设完毕时应对脚手架工程质量进行检查，经检查合格后方可交付使用。
脚手架的部件出厂合格证或质量分级合格标志；
安全措施的杆件是否齐全，扣件是否紧固、合格；
安全网的张挂及扶手的设置是否齐全；
钢脚手架立杆的垂直度偏差应≤1/300，且应同时控制其最大垂直偏差值：
当架高≤20m时为不大于50mm。
纵向钢平杆的水平偏差应≤1/250，且全架长的水平偏差值应不大于50mm。
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部门或安全部门参加，并填写验收表。
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。
当脚手架验收完成后，应挂牌标明脚手架是否合格，并标明搭设脚手架的作业班组长名字，未验收合格的脚手架不得使用。
架子投入使用后，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。
5.安全防护
●搭设脚手架人员必须持证上岗，操作时必须带安全帽、安全带，穿防滑鞋等。
●架设工具材料的规格质量必须符合有关技术规定的要求。
●搭设前、操作层施加荷载前、每搭设完4m高度后、达到设计高度后，均应进行质量检查，发现问题及时纠正。
●脚手架上严禁任意悬挂起重设备。
●五级或五级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业，雨后上架操作要采取防滑措施。
●设专人负责对脚手架进行日常检查和保修。
●在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。
●脚手架各构配件卸料时，必须及时分段集中运至地面，严禁抛扔。
●脚手架接地避雷措施应按国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的有关规定执行。
●拆除脚手架时，地面设围栏，并派专人看守，严禁一切非操作人员进入。
6.稳定性验算
6.1参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为8.6m，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0.8m，立杆的步距为1.8m；
内排架距离墙长度为0.20m；
小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2根；
三角形钢管支撑点竖向距离为3.90m；
采用的钢管类型为Φ48×3.6；
横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80；
连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.0m，水平间距4.5m，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:
结构脚手架；
同时施工层数:
2层；
3.风荷载参数
计算中不考虑风荷载作用；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m2）:
0.1581；
脚手板自重标准值（kN/m2）:
0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:
0.140；
安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:
0.005；脚手板铺设层数:
2层；
脚手板类别:
木脚手板；栏杆挡板类别:
栏杆、木脚手板挡板；
6.2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=0.033kN/m；
脚手板的荷载标准值:
P2=0.35×1.5/3=0.175kN/m；
活荷载标准值:
Q=3×1.5/3=1.5kN/m；
荷载的计算值:
q=1.2×0.033+1.2×0.175+1.4×1.5=2.35kN/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:
最大弯矩Mqmax=2.35×0.82/8=0.324kN.m；
最大应力计算值σ=Mqmax/W=78.603N/mm2；
小横杆的最大弯曲应力σ=78.603N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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
荷载标准值q=0.033+0.175+1.5=1.708kN/m；
最大挠度ν=5.0×1.708×10504/（384×2.06×105×98940）=1.326mm；
小横杆的最大挠度1.326mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm，满足要求！
6.3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。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.033×0.8=0.035kN；
脚手板的荷载标准值:
P2=0.35×0.8×1.5/3=0.184kN；
活荷载标准值:
Q=3×0.8×1.5/3=1.575kN；
荷载的设计值:
P=（1.2×0.035+1.2×0.184+1.4×1.575）/2=1.234kN；
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:
M1max=0.08×0.033×1.5×1.5=0.006kN.m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:
M2max=0.267×1.234×1.8=0.494kN.m；
M=M1max+M2max=0.006+0.494=0.5kN.m
最大应力计算值σ=0.5×106/4122=121.286N/mm2；
大横杆的最大应力计算值σ=121.286N/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
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:
mm；
均布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：
νmax=0.677×0.033×15004/（100×2.06×105×98940）=0.055mm；
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：
小横杆传递荷载P=（0.035+0.184+1.575）/2=0.897kN
ν=1.883×0.897×15003/（100×2.06×105×98940）=2.8mm；
最大挠度和：
ν=νmax+νpmax=0.055+2.8=2.855mm；
大横杆的最大挠度2.855mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！
6.4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0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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6.40kN；
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
小横杆的自重标准值:
P1=0.033×0.8×2/2=0.035kN；
大横杆的自重标准值:
P2=0.033×1.5=0.05kN；
脚手板的自重标准值:
P3=0.35×0.8×1.5/2=0.276kN；
活荷载标准值:
Q=3×0.8×1.5/2=2.362kN；
荷载的设计值:
R=1.2×（0.035+0.05+0.276）+1.4×2.362=3.74kN；
R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
6.5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+（0.8×2/2）×0.033/1.80]×8.00=1.514kN；
（2）脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2
NG2=0.35×2×1.5×（0.8+0.3）/2=0.709kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m
NG3=0.14×2×1.5/2=0.21kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×8=0.06kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.43kN；
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=4.725kN；
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=0.45kN/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1.128；
经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.7×0.45×0.74×1.128=0.263kN/m2；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
Nd=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.43+1.4×4.725
=9.53kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.263×1.5×
1.82/10=0.152kN.m；
6.6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=9.53kN；
计算立杆的截面回转半径：
i=1.60cm；
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：
μ=1.5；
计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：
l0=3.118m；
长细比Lo/i=195；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：
φ=0.189；
立杆净截面面积：
A=3.84cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=4.12cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205N/mm2；
σ=9530/（0.189×384）=131.31N/mm2；
立杆稳定性计算σ=131.31N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
6.7连墙件的计算
因不考虑风荷载连墙件的轴向力设计值仅取连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力设计值N0，对于双排架取5kN，小于单扣件抗滑移承载力设计值，故连墙件的轴向力无需验算！
6.8三角形钢管悬挑支撑计算
在竖向荷载作用下，计算简图如下
1、上图所示竖向荷载P1、P2由脚手架立杆所传，作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下：
（1）三角形钢管悬支撑的各杆件轴力：
NBD＝9.174×（0.302+3.902）0.5/3.90＝9.201kN；
NCD＝9.174×[（0.30+0.8）2+3.902]0.5/3.90＝9.708kN；
NBC＝9.174×（0.30+0.8）/3.90＝3.176kN；
NAB＝9.174×0.30/3.90+3.176＝3.881kN；
（2）三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力：
RAH（拉力）＝3.881kN；
RDH（压力）＝3.881kN；
RDV＝P1+P2＝18.348kN。
2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力，除由P1、P2产生的轴力NAB外，还有P1、P2产生的压屈剪力NV和风荷载引起的水平力NW。
（1）由P1、P2产生的压屈剪力NV：
Nv=∑Pi/（85φ）=18.348/（85×0.121）=1.784kN；
λ=（3900.0002+300.0002）0.5/（1.590×10）=246；
式中φ为立杆稳定系数，根据λ查表得φ=0.121。
（2）风荷载引起的NW：
计算风荷载
qw=1.4×（0.7×μz×μs×Wo）=1.4×（0.7×0.740×1.128×0.450）×4.500=1.657kN/m
La---连墙件横向距离,取4.50m；
以连墙杆作为支点，在风荷载作用下，按四跨连续梁计算，边支座反力：
R=0.393×qw×L=0.393×1.657×3.60=2.344kN；
L---连墙件竖向距离,取3.60m；
风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算：
NW＝2R=4.687kN。
3、三角悬挑的杆件和节点设计
（1）水平杆AB
轴拉力N’AB＝NAB+NV+NW=3.881+1.784+4.687=10.353kN；
钢管的拉应力：
σ＝N’AB/A=10.353×103/（3.84×100）=26.961N/mm2；
AB杆的拉应力26.961N/mm2小于205N/mm2满足要求！
（2）BD杆
NBD＝9.201kN，BD的长度3.912m,在BD杆中点设EF支撑，则BD的计算长度l0计算如下：
l0=3.912×103/3×1.155＝1506.12mm；
λ＝l0/i＝1506.12/16.000＝94；根据λ值查表的φ＝0.634；
M=NBD×e；
其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》：
e＝53mm。
M=9.201×103×53=487661.594N.mm；
根据钢结构规范规定βm取1；
N’EX=π2EA（1.1λ2）=π2×2.060×105×384.000/（1.1×942）=80324.824N；
BD杆压弯稳定性按下式计算：
σ＝9.201×103/（0.634×384.000）+1×487661.594/（4122.000×（1-9.201×103×0.634/80324.824））=165.36N/mm2；
BD杆的压应力165.36N/mm2小于205N/mm2满足要求！
（3）CD杆
NCD＝9.708kN，CD的长度4.127m,在CD杆中点设EF支撑，则CD的计算长度l0计算如下：
l0=4.127×103/3×1.155＝1588.895mm；
λ＝l0/i＝1588.895/16.000＝99；根据λ值查表的φ＝0.595；
M=NCD×e；
其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》：
e＝53mm。
M=9.708×103×53=514531.583N.mm；
根据钢结构规范规定βm取1；
N’EX=π2EA（1.1λ2）=π2×2.060×105×384.000/（1.1×992）=72416.09N；
BD杆压弯稳定性按下式计算：
σ＝9.708×103/（0.595×384.000）+1×514531.583/（4122.000×（1-9.708×103×0.595/72416.09））=178.13N/mm2；
CD杆的压应力178.13N/mm2小于205N/mm2满足要求！
（4）EF杆
EF杆是为减半压杆BD、CD的计算长度而设置的横向支撑，按钢结构设计规范计算：
由BD杆引起：
Fb1=9.201/90=0.102kN；
由CD杆引起：
Fb2=9.708/90×（0.6+0.4/2）=0.086kN；
两者基本接近，可确保BD、CD杆的计算长度减1/3。
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