悬挑式脚手架方案.docx

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悬挑式脚手架方案

悬挑脚手架搭设方法

一、工程概况

1.1建筑概况

序号

项目

内容

1

工程名称

石河子科技创业园1#裙房、人座科研楼

2

建设地点

石河子南山新区

3

建设单位

石河子安南经济建设投资有限公司

4

设计单位

新疆有色冶金设计研究院有限公司

5

建筑功能

科研楼

6

建筑面积

24562m2

7

建筑耐久年限

50年

8

建筑层数

地下一层，地上十六层

9

建筑高度

74.85m

10

结构类型

框架-核心筒结构

11

资金来源

自筹

12

承包方式

包工包料

13

施工范围

本工程施工图所确定的土建、给排水、电照、采暖、消防等

14

工期要求

2015年月日开工，2016年12月31日竣工

15

安全监督单位

石河子安全监督站

本工程人座科研楼一层采用落地式脚手架，二层以上采用悬挑式脚手架，从第2层搭设第一步悬挑式脚手架，从第6层搭设第二步悬挑架，从第11层搭设第三步悬挑架，从第16层搭设第四步悬挑架至屋面造型女儿墙高出1.5米。

悬挑脚手架搭设

a）悬挑层数的设计

本工程主体施工脚手架，其中落地式脚手架从地下室平板外自然地面开始搭设至1层，从第2层现浇平板底搭设第一步悬挑式脚手架，从第6层搭设第二步悬挑架，从第11层搭设第三步悬挑架，从第16层搭设第四步悬挑架至屋面造型女儿墙高出1.5米。

b）悬挑梁的选择及固定

1）“工”字钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢，钢梁截面高度不应小于160㎜（16#号工字钢）。

悬挑至建筑物处1.1米，悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定，固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍，锚固型钢悬挑梁的U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16㎜，固定端应采用3个U形钢筋拉环（两端套丝）与建筑结构梁板固定，后面固定点2个U形钢筋拉环（200㎜×200㎜），并应与混凝土梁板底部用5x5角铁连接牢固。

在距悬挑梁端部10cm处各焊接一根直径为25mm高度为10cm的螺纹钢作为立杆的稳固点。

2）用于锚固的U形钢筋拉环或锚固螺栓应采用冷弯成型,U形钢筋拉环、锚固螺栓与型钢间隙应用钢板楔紧。

3）悬挑梁长度为2.9m（其中在建筑物四角及转角处为6m）一根,前端挑出长度为1.1m，锚固长度1.8m。

转角处悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定。

具体做法详见下图：

4）锚固位置设置在楼板上时，楼板的厚度是100㎜。

楼板板面采取加固措施。

（详见图1）

5）每个型钢悬挑梁外端宜设置φ14的钢丝绳与上一层建筑结构斜拉结。

拉结的吊环应使用HPB300级钢筋，其直径是20㎜。

（详见图2）

C、普通型钢悬挑脚手架计算

本工程型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-2011）、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。

1、参数信息

1）脚手架参数

双排脚手架搭设高度为20m，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0.3m；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为3根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

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3.6m，水平间距3m，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

本工程地处新疆石河子，基本风压0.5kN/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）:

0.350；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:

3层；

脚手板类别:

竹夹板；栏杆挡板类别:

竹夹板挡板；

5）水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.35m，建筑物内锚固段长度2.3m。

锚固压点压环钢筋直径（mm）:

16.00；

楼板混凝土标号:

C35；

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）:

3.300；

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1.2m。

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=0.038kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1.5/4=0.131kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.5/4=1.125kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.131+1.4×1.125=1.779kN/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:

Mqmax=ql2/8

最大弯矩Mqmax=1.779×1.052/8=0.245kN·m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=48.25N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=48.25N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值[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=0.038+0.131+1.125=1.295kN/m；

νqmax=5ql4/384EI

最大挠度ν=5.0×1.295×10504/（384×2.06×105×121900）=0.816mm；

小横杆的最大挠度0.816mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm，满足要求！

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=0.038×1.05=0.04kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1.05×1.5/4=0.138kN；

活荷载标准值:

Q=3×1.05×1.5/4=1.181kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.04+1.2×0.138+1.4×1.181）/2=0.934kN；

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。

Mmax=0.08ql2

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=0.417Pl

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.417×0.934×1.5=0.584kN·m；

M=M1max+M2max=0.007+0.584=0.591kN·m

最大应力计算值σ=0.591×106/5080=116.334N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力计算值σ=116.334N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[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:

νmax=0.677ql4/100EI

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

νmax=0.677×0.038×15004/（100×2.06×105×121900）=0.052mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

νpmax=3.029Pl3/100EI

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

P=（0.04+0.138+1.181）/2=0.68kN

ν=3.029×0.68×15003/（100×2.06×105×121900）=2.767mm；

最大挠度和：

ν=νmax+νpmax=0.052+2.767=2.819mm；

大横杆的最大挠度2.819mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10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，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；

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.05×3/2=0.06kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.5=0.058kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.35×1.05×1.5/2=0.276kN；

活荷载标准值:

Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.06+0.058+0.276）+1.4×2.362=3.78kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

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+（1.05×3/2）×0.038/1.80]×18.00=2.851kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹夹板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×3×1.5×（1.05+0.2）/2=1.024kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹夹板挡板，标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×3×1.5/2=0.315kN；

（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=4.325kN；

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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.325+0.85×1.4×4.725=10.813kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.325+1.4×4.725=11.805kN；

6、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=0.5kN/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=0.7×0.5×0.74×0.214=0.055kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.055×1.5×1.82/10=0.032kN·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=10.813kN；

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'=11.805kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

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》（JGJ130-2011）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》（JGJ130-2011）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=197；

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=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=10812.69/（0.186×489）+32055.073/5080=125.191N/mm2；

立杆稳定性计算σ=125.191N/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=11804.94/（0.186×489）=129.79N/mm2；

立杆稳定性计算σ=129.79N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

7、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＝0.5，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.5=0.069kN/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》（JGJ130-2011）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=1.042kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.042kN；

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=250/15.8的结果查表得到φ=0.958，l为内排架距离墙的长度；

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.958×4.89×10-4×205×103=96.035kN；

Nl=6.042

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=6.042小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

8、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。

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×4.325+1.4×4.725=11.805kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；

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：

R2=14.901kN；

R3=9.6kN；

R4=0.006kN。

最大弯矩Mmax=1.613kN·m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.613×106/（1.05×141000）+8.128×103/2610=14.008N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值14.008N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

9、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16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：

查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得，φb=2

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0.93。

经过计算得到最大应力σ=1.613×106/（0.93×141000）=12.313N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=12.313小于[f]=215N/mm2,满足要求！

10、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=15.856kN；

11、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=15.856kN

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＝15.856kN。

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=15.856kN

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=（15856×4/（3.142×50×2））1/2=14.2mm；

实际拉环选用直径D=16mm的HPB300的钢筋制作即可。

九、悬挑脚手架的关键控制点

1、承受架体全部荷载的悬挑工字钢的搭设和安装。

2、立杆的垂直度及连墙杆的的设置。

3、架体使用时严格控制架体受荷。

4、特别注意扣件的质量，以保证扣件的抗滑移性能。

5、悬挑脚手架在使用中，应重视平常的维护管理。

十、安全防护措施

1、脚手架满挂全封闭式的密目安全网，用网绳绑扎在大横杆外、立杆里侧，网绳必须与大横杆及立杆相缠绕，绑扎完毕的密目网必须平展牢固。

作业层网应高于平台1.2m，并在作业层下步架处设一道水平兜网。

在架内高度3.6m处设置首层平网，往上隔二层设置隔层平网，施工层设置随层网。

2、挑网搭设：

在脚手架高度搭设到二层时开始搭设首层挑网，斜撑杆与地面夹角不大于45度，根部采用转向卡与落地式脚手架扫地杆相连，平网安装完毕处于自由状态，且达到横平竖直，连接牢固。

架体高度每增高10m增搭一道外挑网。

外挑网上部用安全密目网铺设严密。

十三、脚手架的使用与维护

1）脚手架搭设标准：

横平竖直，连续牢固，底脚着实，层层拖牢，支撑挺直，畅通平坦，安全设施齐全、牢固。

2）脚手架搭设时，必须与结构设好牢固的拉结点，脚手架上的施工剩余料品必须及时清理干净，堆载不得超过270kg/m2,确保施工安全，脚手架的搭设与拆除必须由专职安全员检查挂牌后方可上架施工。

3）施工现场必须建立严格的脚手架分阶段验收制度和专人维修保养制度。

脚手架基础未经验收不准搭设脚手架；分阶段搭设的脚手架，分阶段同步验收，验收记录应存档备案。

4）严禁擅自拆除施工现场的脚手架、安全防护设施和施工现场安全标志，如需拆除，须由项目负责人会同技术人员商议后，并采取相应措施后可由专业工种进行操作。

D、施工期间定期检查脚手架的基础是否有沉降、扣件是否松动、连墙杆是否被拆除等异常情况，发现问题及时处理。

十四、脚手架的搭设及拆除要求

1）脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不超过相邻连墙件以上二步，严禁将外径48㎜与51㎜的钢管混合使用，扣件必须与钢管外径相同。

2）脚手架在投入使用前，由项目经理组织由搭设和使用脚手架的负责人及安全人员检查，验收合格履行交接验收手续后，方可交付使用。

3）脚手架搭设必须由专业架子工搭设，操作人员必须戴安全带，并随工作进度将安全带固定在钢管上。

4）安全员随时检查，发现违章行为坚决制止。

5）施工过程中，由架子工每天对架体进行维修和保养，随时清除掉架上的杂物。

6）加强安全教育，对随便乱拆架体构件的人员进行经济处罚

7）全面检查脚手架的扣件连接、连墙杆及支撑体系。

8）应由工程技术负责人和安全员进行拆除安全技术交底；

9）应清除脚手架上杂物及地面障碍物；

10）拆除作业由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；连墙杆须随脚手架逐层拆除，严禁将连墙杆整层或数层拆除后再拆除脚手架；分段拆除高差不大于2步，如高差大于2步，应增设连墙杆加固；

11）当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6m）时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；

12）拆除人员必须持证上岗，严禁无证操作，在高空作业必须系好安全带，安全带的正确系法为高挂低用。

拆除时要设置专人进行监护，划分危险区域严禁从此通过、逗留。

拆除的杆件、扣件严禁抛甩，应由上而下用绳索系牢缓缓放下。

13）在拆架过程中，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。

十五、完成本项工作的进度

钢管扣件按工程进度组织进场，本工程外架计划从2015年6月20日开始搭设，至2015年10月30日结束。

十七、资源及安全经费计划

1）架体材料需用量

序号

名称

数量

备注

1

钢管

50650m

2

扣件

9300个

3

木板

1235m

4

密目网

3300片

5

平网

240片

6

兜网

1300片

2）安全防护用品

本架体工作需用安全带30条，安全帽30顶，总计约2600元。