外脚手架施工方案.docx

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外脚手架施工方案

钢管脚手架搭设方案

一、工程概况

东光光电（南京）有限公司新建工程，位于南京市新港开发区恒广路和兴联路交叉口处,主场房为三层轻钢结构,高度为22.6M,地上三层。

一楼室内地面与室外地面高差为1.2米。

因办本工程工期紧，该单体北立面为砖砌外墙，西立面为铝塑板墙体，故需搭设外墙脚手架，搭设高度24M。

二、施工组织

2.1组织机构

项目经理：

何丽

技术负责人：

张艳文

质量负责人:

黄东至

安全负责人：

全素君

施工队长：

罗龙伟

2.2责任及权利

项目经理：

负责全面工作

安全负责人：

负责安全工作，脚手架搭设的安全检查工作。

施工队长：

负责技术安全交底及搭设中的施工技术工作。

2.3施工计划

工期为15天。

三、计算书

1.计算依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为24m，20米以下采用双管立杆，20米以上采用单管立杆；

搭设尺寸为：

横距Lb为1.05m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.25m；

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双扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.75；

连墙件采用三步三跨，竖向间距5.4m，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

施工均布活荷载标准值:

2.000kN/m2；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处浙江杭州市，基本风压0.4kN/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0.693；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（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（kN/m2）:

0.005；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.035；

脚手板铺设总层数:

13；

单立杆脚手板铺设层数:

0；

5.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

120.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.20；地基承载力调整系数:

1.00。

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=0.3×1.05/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.05/（2+1）=0.7kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.035+1.2×0.105=0.168kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.7=0.98kN/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=0.08×0.168×1.52+0.10×0.98×1.52=0.251kN·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=-0.10×0.168×1.52-0.117×0.98×1.52=-0.296kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.251×106,0.296×106）/4730=62.579N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=62.579N/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+0.105=0.14kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.7kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.14×15004/（100×2.06×105×113600）+0.990×0.7×15004/（100×2.06×105×113600）=1.705mm；

大横杆的最大挠度1.705mm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=0.3×1.05×1.5/（2+1）=0.158kN；

活荷载标准值：

Q=2×1.05×1.5/（2+1）=1.050kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.053+0.158）+1.4×1.05=1.723kN；

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=1.2×0.035×1.052/8=0.006kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

Mpmax=1.723×1.05/3=0.603kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.609kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.609×106/4730=128.712N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=128.712N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值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=5×0.035×10504/（384×2.06×105×113600）=0.024mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.053+0.158+1.05=1.261kN；

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=Pl（3l2-4l2/9）/72EI

νpmax=1260.6×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105×113600）=2.213mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.213=2.237mm；

小横杆的最大挠度为2.237mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

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12.00kN；

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=0.035×1.5×2/2=0.053kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.035×1.05/2=0.019kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；

活荷载标准值:

Q=2×1.05×1.5/2=1.575kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.053+0.019+0.236）+1.4×1.575=2.575kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算

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：

D表示单立杆部分，S表示双立杆部分。

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NGD1=[0.1248+（1.50×2/2）×0.035/1.80]×（24.00-20.00）=0.617kN；

NGS1=[0.1248+0.035+（1.50×2/2）×0.035/1.80]×20.00=3.794kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NGD2=0.3×0×1.5×（1.05+0.2）/2=0kN；

NGS2=0.3×（13-0）×1.5×（1.05+0.2）/2=3.802kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NGD3=0.15×0×1.5/2=0kN；

NGS3=0.15×（13-0）×1.5/2=1.462kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NGD4=0.005×1.5×（24-20）=0.03kN；

NGS4=0.005×1.5×20=0.15kN；

经计算得到，静荷载标准值

NGD=NGD1+NGD2+NGD3+NGD4=0.647kN；

NGS=NGS1+NGS2+NGS3+NGS4=9.209kN；

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=2×1.05×1.5×2/2=3.15kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Nd=1.2NGD+0.85×1.4NQ=1.2×0.647+0.85×1.4×3.15=4.525kN；

Ns=1.2NGS+0.85×1.4NQ=1.2×9.209+0.85×1.4×3.15=14.799kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'd=1.2NGD+1.4NQ=1.2×0.647+1.4×3.15=5.187kN；

N's=1.2NGS+1.4NQ=1.2×9.209+1.4×3.15=15.461kN；

六、立杆的稳定性计算

外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。

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=0.4kN/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=0.84，0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.693；

经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为:

Wk1=0.7×0.4×0.84×0.693=0.163kN/m2；

Wk2=0.7×0.4×0.74×0.693=0.144kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW分别为:

Mw1=0.85×1.4Wk1Lah2/10=0.85×1.4×0.163×1.5×1.82/10=0.094kN·m；

Mw2=0.85×1.4Wk2Lah2/10=0.85×1.4×0.144×1.5×1.82/10=0.083kN·m；

1.主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。

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=Nd=4.525kN；

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'd=5.187kN；

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=1.7；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.534m；

长细比:

L0/i=222；

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=0.148

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=4525.14/（0.148×450）+94265.719/4730=87.874N/mm2；

立杆稳定性计算σ=87.874N/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=5186.64/（0.148×450）=77.877N/mm2；

立杆稳定性计算σ=77.877N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.架体底部立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,双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=[1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ]/2=7.788kN；

不考虑风荷载时,双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=[1.2×（NGD+NGS）+1.4×NQ]/2=8.119kN；

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=1.7；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.534m；

长细比:

L0/i=222；

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=0.148

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=7787.97/（0.148×450）+83043.609/4730=134.493N/mm2；

立杆稳定性计算σ=134.493N/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=8118.72/（0.148×450）=121.903N/mm2；

立杆稳定性计算σ=121.903N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、连墙件的稳定性计算

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＝0.693，ω0＝0.4，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.693×0.4=0.179kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=24.3m2；

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=6.073kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.073kN；

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=250/15.9的结果查表得到φ=0.958，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=0.958×4.5×10-4×205×103=88.376kN；

Nl=11.073

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=11.073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、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=77.88kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ=1.2×（0.647+9.209）+0.85×1.4×3.15=15.576kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=77.88kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

四、脚手架搭设要求

4.1搭设前要求

4.1.1构配件

4.1.1.1钢管

1、脚手架钢管采用Φ48mm，壁厚3mm，且每根钢管最大质量不大于25kg。

2、钢管尺寸和表面质量符合下列规定:

1）钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管允许偏差见下表：

序号

项目

允许偏差

检查工具

1

焊接钢管尺寸（mm）外径48

壁厚3.5

-0.5

游标卡尺

2

钢管两端面切斜偏差

1.7

塞尺、拐角尺

3

钢管外表面锈蚀深度

≤0.50

游标卡尺

4

各种杆件的端部弯曲L≤1.5m

≤5

钢板尺

5

立杆弯曲3m

4m

≤12

≤20

6

水平杆、斜杆的钢管弯曲L≤6.5m

≤30

2）钢管上禁止打眼。

4.1.1.2扣件

1、扣件式钢管脚手架采用可锻铸铁制作的直角、对接和旋转扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定。

2、脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭矩达6.5N.m时,不得发生破坏。

4.1.1.3脚手板

脚手板采用由标准立放竹串片板，每块质量不大于30kg。

4.1.1.4连墙件

连墙件的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A的规定。

4.1.2施工前准备

4.1.2.1经检验合格的构配件按品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。

搭设前平整搭设场地，并使排水畅通。

当脚手架基础下有设备基础、管沟时，在脚手架使用过程中不应开挖，否则须采取加固措施。

4.1.2.2在施工前，应当检查下列情况后方可搭设。

●施工人员持证上岗

●进行了施工前技术交底

●做好搭设前安全措施

4.1.3基本要求

4.1.3.1用扣件式钢管搭设的脚手架是施工临时结构，它承受施工过程中各垂直和水平的荷载，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，不产生失稳、倒塌，并不超过允许强度、变形、倾斜、摇晃或扭曲现象，以确保安全。

4.1.3.2每搭完一步脚手架后，应校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

4.1.3.3本工程外架主要作安全保护作用，除人员走动及少量材料临时堆放外，基本上不考虑用脚手架堆载。

因此，除操作层外，其余各层外架上杂物如木模、少量钢筋、砼碎屑等均要及时清理，不准长期堆放。

4.2地基与基础

本工程中，脚手架基础采用素土回填，立杆下垫木板，施工前先进行测量放线。

4.3立杆

4.3.1本工程中不得使用外径51mm的钢管。

立杆接长接头必须采用对接扣件连接；相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，且应符合下列规定：

1）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小于500mm；各接头中心至主接点的距离不宜大于步距的1/3。

2）搭接时，搭接长度不应于小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

4.3.2开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳固后，方可根据情况拆除。

4.3.3当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。

4.3.4立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。

4.3.5立杆垂直度不得大于架高的1/200。

4.4纵向水平杆

4.4.1纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；

4.4.2纵向水平杆接长宜用对接扣件，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置各接头至最近主接点的距离不宜大于纵距的1/3。

2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

3）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。

4.4.3在封闭型脚手架的同一步中，纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。

4.5横向水平杆

4.5.1主接点必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

主接点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

4.5.2作业层上非主节点处的横向水平杆，根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。

4.5.3双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至装饰面的距离不应大于100mm。

横杆伸出外立杆100～150mm，内立杆离外墙面200mm。

4.5.4脚手架必须设置纵、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。

边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不得小于500mm。

4.6连墙件、剪刀撑、横向斜撑

4.6.1连墙件的强