碗扣式钢管脚手架施工方案.docx
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碗扣式钢管脚手架施工方案
欣隆·湖滨半岛工程
碗
扣
式
钢
管
脚
手
架
施
工
方
案
编制单位：
新七建设集团有限公司
编制人：
审核人：
审批人：
编制日期：
二零一零年十一月
欣隆·湖滨半岛一期
碗扣式钢管脚手架施工方案
一、编制依据
1、武汉开来建筑设计有限公司提供的欣隆·湖滨半岛工程施工图纸
2、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）
3、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
7、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
4、其他施工及验收规范和相关技术文献，如《建筑施工手册》等。
二、适用范围
本方案适用于欣隆·湖滨半岛一期工程，其中包含1~11#楼及营销中心、商业楼及商业中心内脚手架搭设与现浇板模板支撑。
三、搭设参数及材料、荷载取值
（1）基本搭设参数
本工程高层住宅4#、6#、9#楼，小高层住宅1#、2#、3#、5#、8#楼为框架剪力墙结构，7#楼为剪力墙结构，公寓10#楼，商业楼11#楼，商业中心12#楼，商铺裙楼均为框架结构。
因部分楼栋裙楼及营销中心标准层以下层高较高，为确保施工安全，故采用碗扣式钢管脚手架作为现浇板模板支架。
模板支架高H为3.5m（部分楼栋不同，以图纸为准），立杆步距h（上下水平杆轴线间的距离）取1.5m，立杆纵距la取0.9m，横距lb取0.9m。
立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。
整个支架的简图如下所示。
（2）材料及荷载取值说明
本支撑架使用Φ48×3.5mm钢管，钢管壁厚不得小于3mm，钢管上严禁打孔；采用的扣件，不得发生破坏。
模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重，以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
四、支架搭设、验收及拆除
1、支架搭设
（1）支架搭设前须在硬化面上用墨斗弹线，先把中线弹出来，再往两边分，以防支架搭偏。
（2）支架搭设必须遵循自下而上的原则，第一道立杆底下必须设置底托，不得将立杆直接落在砼基础上。
（3）每个节点必须嵌紧、锁扣必须旋紧，同时除边立杆外，所有立杆必须设置四根横杆，不得缺少，否则将降低支架整体稳定性。
（4）剪刀撑应于支架搭设同步进行，竖向剪刀撑除支架外侧需搭设外，支架内部同样需要搭设，按每隔4~5m设置一道，竖向剪刀撑的设置应下到地面、上到支架顶，杆与地面的夹角以45度~60度为宜。
（5）支架底部离地面约30cm处必须设置纵横向水平扫地杆。
（6）箱梁翼板外侧须设置钢管围栏，高度以1.2m为宜，在围栏上部和中部设置两道通长水平杆，并悬挂安全密目网。
（7）支架搭设时，项目部应加强现场管理，严格按照方案进行施工。
（8）顶托伸出长度不大于30cm，立杆总伸出长度不大于50cm。
2、支架验收
支架搭设好后，技术人员和安全人员通知专业监理按照相关规范对支架进行验收，验收的要点如下：
（1）检查底托是否旋紧，与地面接触是否紧密。
（2）检查横杆扣入碗口是否到位，扣锁是否旋紧。
（3）检查架体是否设置扫地杆。
（4）检查剪刀撑是否设置正确，间距及数量是否符合要求。
（5）检查顶托是否旋紧，顶托伸出长度是否符合规范要求。
（6）检查支架立杆间距是否按照方案执行。
对于不符合要求的地方，应责令施工队立即整改，整改到位经监理工程师验收合格后方可进行下步工序。
（7）支架拆除必须遵循自上而下，从跨中向两侧的原则。
3、支架拆除
支架拆除需注意以下几点：
（1）支架拆除应遵循自上而下的原则。
（2）严禁将架体整体推倒，否则将予以重罚。
（3）支架拆除时，应从跨中向两端方向依次拆除。
4、安全措施
（1）支架搭设与拆除工作必须由专业架子工担任，持证上岗。
（2）搭拆支架时工人必须戴安全帽，系安全带，穿防滑鞋子。
（3）操作层上施工荷载应符合设计要求，不得超载；不得在脚手架上集中堆放模板、钢筋等物件。
严禁在脚手架上拉缆风绳或固定、架设混凝土泵、泵管及起重设备等。
（4）拆除脚手架时应设置警戒区和警戒标志并由专职人员负责警戒。
（5）在拆除过程中脚手架的自由悬臂高度不得超过两步，当必须超过两步时应加设临时拉结。
（6）在脚手架基础或邻近严禁进行挖掘作业。
（7）脚手架与架空输电线路的安全距离、工地临时用电线路架设及脚手架接地避雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。
（8）沿脚手架外侧严禁任意攀登。
（9）对脚手架应设专人负责进行经常检查和保修工作，对高层脚手架应定期作门架立杆基础沉降检查，发现问题应立即采取措施。
（10）拆除支架时，必须遵循自上而下的原则，严禁将支架整体推倒。
（11）拆除支架时，应先清除脚手架上所有的材料、工具、杂物。
（12）六级及六级以上大风和雨、雪、雾天应停止脚手架的搭设、拆除及施工作业。
五、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上，按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算。
其中，取与底模方木平行的方向为纵向。
（一）板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算，如图所示:
（1）荷载计算，按单位宽度折算为线荷载。
此时，
模板的截面抵抗矩为：
w＝1000×182/6=5.40×104mm3；
模板自重标准值：
x1＝0.3×1=0.3kN/m；
新浇混凝土自重标准值：
x2＝0.5×24×1=12kN/m；
板中钢筋自重标准值：
x3＝0.5×1.1×1=0.55kN/m；
施工人员及设备活荷载标准值：
x4＝1×1=1kN/m；
振捣混凝土时产生的荷载标准值：
x5＝2×1=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.35，4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：
g1=（x1+x2+x3）×1.35=（0.3+12+0.55）×1.35=17.348kN/m；
q1=（x4+x5）×1.4=（1+2）×1.4=4.2kN/m；
对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算简图
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×17.348×0.32+0.1×4.2×0.32=0.163kN·m
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下：
M2max=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1×17.348×0.32-0.117×4.2×0.32=-0.2kN·m；
经比较可知，荷载按照图2进行组合，产生的支座弯矩最大。
Mmax=0.2kN·m；
（2）底模抗弯强度验算
取Max（M1max，M2max）进行底模抗弯验算，即
σ=0.2×106/（5.40×104）=3.71N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=3.71N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2，满足要求。
（3）底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×17.348×0.3+0.617×4.2×0.3=3.9kN；
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算：
τ=3×3899.97/（2×1000×18）=0.325N/mm2；
所以，底模的抗剪强度τ=0.325N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。
（4）底模挠度验算
模板弹性模量E=6000N/mm2；
模板惯性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4；
根据JGJ130－2001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，底模的总的变形按照下面的公式计算：
ν=0.324mm；
底模面板的挠度计算值ν=0.324mm小于挠度设计值[v]=Min（300/150，10）mm，满足要求。
（二）底模方木的强度和刚度验算
（1）荷载计算
模板自重标准值：
x1=0.3×0.3=0.09kN/m；
新浇混凝土自重标准值：
x2=0.5×24×0.3=3.6kN/m；
板中钢筋自重标准值：
x3=0.5×1.1×0.3=0.165kN/m；
施工人员及设备活荷载标准值：
x4=1×0.3=0.3kN/m；
振捣混凝土时产生的荷载标准值：
x5=2×0.3=0.6kN/m；
以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.35，4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：
g2=（x1+x2+x3）×1.35=（0.09+3.6+0.165）×1.35=5.204kN/m；
q2=（x4+x5）×1.4=（0.3+0.6）×1.4=1.26kN/m；
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×5.204×0.92-0.117×1.26×0.92=-0.541kN·m；
（2）方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩W=bh2/6=200×1002/6=33.333×104mm3；
σ=0.541×106/（33.333×104）=1.623N/mm2；
底模方木的受弯强度计算值σ=1.623N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2，满足要求。
（3）底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×5.204×0.9+0.617×1.26×0.9=3.51kN；
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算：
τ=0.263N/mm2；
所以，底模方木的抗剪强度τ=0.263N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
（4）底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2；
方木惯性矩I=200×1003/12=16.667×106mm4；
根据JGJ130－2001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，方木的总的变形按照下面的公式计算：
ν=0.521×（x1+x2+x3）×la4/（100×E×I）+0.192×（x4+x5）×la4/（100×E×I）=0.095mm；
底模方木的挠度计算值ν=0.095mm小于挠度设计值[v]=Min（900/150，10）mm，满足要求
（三）立杆稳定性验算
立杆计算简图
1、不组合风荷载时，立杆稳定性计算
（1）立杆荷载。
根据《规程》，支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算：
N=1.35∑NGK+1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重，显然，最底部立杆所受的轴压力最大。
将其分成模板（通过顶托）传来的荷载和下部钢管自重两部分，分别计算后相加而得。
模板所传荷载就是顶部可调托座传力，根据3.1.4节，此值为F1=21.314kN。
除此之外，根据《规程》条文说明4.2.1条，支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。
故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15×3.5=0.525kN；
立杆受压荷载总设计值为：
Nut=F1+F2×1.35=21.314+0.525×1.35=22.023kN；
其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数，F1因为已经是设计值，不再乘分项系数。
（2）立杆稳定性验算。
按下式验算
φ--轴心受压立杆的稳定系数，根据长细比λ按《规程》附录C采用；
A--立杆的截面面积，取4.24×102mm2；
KH--高度调整系数，建筑物层高超过4m时，按《规程》5.3.4采用；
计算长度l0按下式计算的结果取大值：
l0=h+2a=1.5+2×0.1=1.7m；
l0=kμh=1.167×1.427×1.5=2.498m；
式中：
h-支架立杆的步距，取1.5m；
a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度，取0.1m；
μ--模板支架等效计算长度系数，参照《规程》附表D－1,取1.427；
k--计算长度附加系数，按《规程》附表D－2取值为1.167；
故l0取2.498m；
λ=l0/i=2.498×103/15.9=158；
查《规程》附录C得φ=0.281；
KH=1；
σ=1.05×N/（φAKH）=1.05×22.023×103/（0.281×4.24×102×1）=194.086N/mm2；
立杆的受压强度计算值σ=194.086N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。
2、组合风荷载时，立杆稳定性计算
（1）立杆荷载。
根据《规程》，支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。
由前面的计算可知:
Nut＝22.023kN；
风荷载标准值按下式计算：
Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.9=0.127kN/m2；
其中w0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
w0=0.9kN/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0.273；
Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.127×0.9×1.52/10=0.031kN·m；
（2）立杆稳定性验算
σ=1.05×N/（φAKH）+Mw/W=1.05×22.023×103/（0.281×4.24×102×1）+0.031×106/（4.49×103）=200.917N/mm2；
立杆的受压强度计算值σ=200.917N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。
（四）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=300×0.4=120kPa；
其中，地基承载力标准值：
fgk=300kPa；
脚手架地基承载力调整系数：
kc=0.4；
立杆基础底面的平均压力：
p=1.05N/A=1.05×22.023/0.2=115.621kPa；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=23.124kN；
基础底面面积：
A=0.2m2。
p=115.621kPa≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求！
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2010年11月12日
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