悬挑脚手架施工方案.docx

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悬挑脚手架施工方案

施工现场安全生产管理资料

增表

脚手架施工方案

工程名称：

新世纪花园二期1#楼工程

编制人：

职务（职称）：

项目技术负责人

初审人：

职务（职称）：

分公司技术副经理

审核人：

职务（职称）：

公司生产安全部经理

审批人：

职务（职称）：

公司总工

编制日期：

20年4月29日

施工单位：

河北建业集团有限公司

一、编制依据：

1、新世纪花园二期1#楼施工图纸

2、《建筑施工安全检查标准》

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2001

4、《建筑施工手册》

5、《河北省建筑安全法规文件及规范标准》

二、工程概况

新世纪花园二期1#楼工程，地下1层，地上11层。

1#楼建筑面积11191.28㎡。

高度1#楼为38.6ｍ（电梯井顶，女儿墙高37.4m），结构形式为框架剪力墙结构。

为使基坑回填和主体施工互不影响，根据楼的特点，1#楼采用悬挑扣件式钢管外脚手架搭设分两段悬挑，从一层砼楼层面开始至七层为一悬挑段，架体高18.6m；六层至顶层为一悬挑段，架体高18.8m。

三、脚手架构配件的质量标准

1、钢管：

钢管一般采用外径48mm、壁厚3.5mm，其化学成分与机械性能符合国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的要求。

立杆、纵向水平杆（大横杆）的钢管长度一般为3-6m，横向水平杆（小横杆）一般为1.6m。

钢管应涂防锈漆。

2、扣件：

扣件应符合《钢管脚手架扣件》（GB/5831-1995）的规范，扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷。

3、脚手板：

采用木脚手板，长3m，宽200mm—300mm，厚30mm。

四、脚手架的用途及极限荷载值

脚手架用途为装修脚手架和防护用脚手架其外围悬挂密目网封闭。

脚手架荷载：

结构架为3KN/m²，装修架为2KN/m²。

脚手架的设计计算按最高处的悬挑段计算。

五、钢梁脚手架布置：

双排脚手架立杆间距1.5m，步距1.5m内立杆距建筑物外墙皮为b=0.3m,脚手架搭设宽度1m。

沧州地区荷载风压W0=0.4KN/m²。

（一）、钢梁和吊点布置

1、钢梁布置

（1）、主楼一层（七层）四周设置工字钢梁，钢梁采用18#工字钢，间距1.5米。

（2）、钢梁出外墙（悬挑）1.45m，钢梁后端锚固2.2m套于一层（七层）砼楼层面预埋的两个φ20钢筋拉环。

钢筋拉环预埋位置：

沿一层（七层）砼楼层面四周间距1.5m，距楼外边缘为0.4m、1.9m。

钢筋拉环尺寸如下图：

0.33m

0.18m0.18m

2、钢梁的吊点设置在二层（八层）框架梁中（竖向高度为3m），等混凝土达到强度，用油丝绳（选择6×19钢丝绳,直径14mm）把钢梁与钢筋拉环（尺寸如下图）连接，用花篮螺丝把钢梁吊起，使钢梁悬空。

（二）、脚手架布置

1、脚手架采用单立杆双排脚手架，立杆纵距1.5m,步距1.5m,内立杆距建筑物外墙皮为b=0.3m,脚手架搭设宽度1m,剪刀撑采用连续设置,架管与架管采用对接方式。

2、脚手架与建筑物主要连接方式,把50㎝短管预先放在框架梁中埋深不小于20㎝,短管与混凝土形成一个整体,等混凝土达到强度再用小横杆把架体与短管连接。

短管间距3m-4.5m设一道，使连墙杆达到二步三跨的规范要求。

六、悬挑脚手架搭设方法

1、搭设顺序

固定悬挑钢梁→焊立杆底座（8㎝φ20钢筋焊于悬挑工字梁上）→竖立杆→搭设扫地杆→校正立杆垂直和水平→依次向前延伸搭设。

2、构造要求

a、立杆、大横杆设置

立杆采用单立杆，间距1.5m,允许偏差±5mm，大横杆步距为1.5m，允许偏差±5mm。

b、扫地杆设置

从底座向上20cm处，设置扫地杆，扫地杆采用对接接长，扫地在端头与立杆交接处伸出扣件长度为15cm。

c、立杆、横杆接头的细做法

立杆上的对接扣件应交错布置，两个相邻立杆的接头不应设在同步内，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，各接头中心至主节点的距离不应大于步距的1/3。

纵向水平杆对接接头应交错布置，不应设在同步或同跨内，不同步或不同跨相邻接头水平距离不应小于500mm,并应避免设在纵向水平杆的跨中。

各接头中心距主节点的距离不应大于纵距的1/3。

3、架体与建筑结构拉接要求

a、布置要求

架体与建筑物用连墙杆连接，应预先在楼体梁板的砼中预埋短管，当遇剪力墙时，应预留直径50㎜通墙厚的洞﹙如下图﹚。

连墙杆在垂直建筑不应大于3m，水平间距不应大于4.5m的位置上设置，连墙杆宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用上斜连接。

设置时尽量靠近主节点，偏离主节点的距离不应大于30cm，必须从底部第一根纵向水平杆处开始设置，布设形式采用菱形。

遇剪力墙的连墙杆示意图

4、剪刀撑的搭设方法

在建筑物四周转角处，必须要设置剪刀撑。

每道剪刀撑跨力杆的根数宜在5根，每道剪刀撑的宽度应为4跨。

斜杆与地面的倾角宜在450--600之间，由底至顶连续设置，剪刀撑沿纵向连续设置。

剪刀撑斜杆应在旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线距节点的距离不应大于15cm。

剪刀撑接长采用搭接接长，搭接长度不小于1000cm,用3个扣件等距布置，扣件扣在钢管端头处不小于10cm处，剪刀撑下端一定要落地。

5、小横杆的设置

每一主节点必须设置一根横向水平杆，并采用直角扣件，扣紧在纵向水平杆上部，端头处伸出长度部小于10cm,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于15cm。

双排架中靠墙一侧的外伸长度不大于50cm。

6、脚手板铺设与防护栏杆设置

脚手板应设置在3根小横杆上，要铺满、铺严，在两侧设置180mm高的挡脚板，操作层上部护身栏杆1.2m高。

7、脚手架架体于建筑物之间封闭办法

采用密目式安全网，其尺寸1.5m*6m，质量要符合GB16909的规定。

密目式安全网与架体的连接采用14号铁丝，铁丝的材质应符合GB16909的规定。

脚手架铺设脚手板一般应至少两层，上层为作业层下层为防护层。

当作业的脚手板下无防护层时，应靠近作业层处挂一层平网做防护层，防止坠落伤人。

8、脚手架铺设要设置安全马道，马道宽不小于1.2m马道坡度以1：

3（宽：

长）为宜，马道上满铺脚手板，板上钉防滑条，设置护手栏杆，上部护身栏杆1.2m，下部护身墙杆距脚手板0.6m。

9、脚手架搭设的质量要求

（1）、立杆垂直偏差，纵向偏差不大于H/300，且不大于50mm。

（2）、大横杆水平偏差不大于总长度的1/250，且偏差不大于20m.

连墙杆件的点数、位置要正确，连接牢固，无松动现象。

（3）、同一层各挑梁上表面之间的水平误差不应大于20mm,在施工时用水准仪抄平。

10、脚手架搭设时应注意事项

（1）、主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm.

（2）、杆件端头伸出扣件不应小于10mm.

（3）、对接扣件的开口朝向架子的内侧，螺栓朝上，直角扣件的开口不得朝下，以确保安全。

（4）、脚手架搭设严格按照施工方案进行，连墙杆和剪刀撑应及时设置，不得滞后超过两步。

（5）、在搭设过程中，应注意调整整架的垂直度，一般通过调整连墙撑的长度来实现，但最大允许偏差5mm.

（6）、为防止阳台直接受力，阳台下模板拆除后，立即用钢管对悬挑部位进行回顶，防止阳台直接受力，对结构产生影响。

（7）、施工操作时应严格按施工方案、安全技术交底和有关操作规程规定进行操作。

七、悬挑扣件式钢管脚手架计算方法

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》（JGJ130-2001）、《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》（JGJ59-99）、《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。

（一）参数信息:

1.脚手架参数

由于随着脚手架高度的不断上升，所产生的不利因素也就相应的增加，因此按架体较高段在最高点时计算；

双排脚手架搭设高度为18.8m，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1m，立杆的步距为1.5m；

内排架距离墙长度为0.30m；采用的钢管类型为Φ48×3.5；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆每立杆的纵距内为1根；

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3m，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

本工程地处河北沧州地区，查荷载规范基本风压为0.400kN/m2，风荷载高度变化系数μz为1.350，风荷载体型系数μs为0.870；

计算中考虑风荷载作用；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:

0.1394；

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:

木脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、木脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.45m，建筑物内锚固段长度2.2m。

与楼板连接的钢筋直径（mm）:

20.00；楼板砼强度C25；

6.拉绳与支杆参数

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结：

钢丝绳安全系数为:

3.500；钢丝绳上部吊点的竖向高度为（m）:

2.700；

钢丝绳下部吊点至墙面的水平距离（m）：

1.3m。

（二）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=0.35×1.5/2=0.262kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.5/2=2.25kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.25=3.511kN/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=3.511×12/8=0.439kN.m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=86.395N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=86.395N/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=0.038+0.262+2.25=2.551kN/m；

最大挠度ν=5.0×2.551×10004/（384×2.06×105×121900）=1.323mm；

小横杆的最大挠度1.323mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm，满足要求！

（三）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=0.038kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1×1.5/2=0.262kN；

活荷载标准值:

Q=3×1×1.5/2=2.25kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.25）/2=1.756kN；

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=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007kN.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=0.213×1.756×1.5=0.561kN.m；

M=M1max+M2max=0.007+0.561=0.568kN.m

最大应力计算值σ=0.568×106/5080=111.773N/mm2；

大横杆的最大应力计算值σ=111.773N/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=0.677×0.038×15004/（100×2.06×105×121900）=0.052mm；

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=（0.038+0.262+2.25）/2=1.275kN

ν=1.615×1.275×15003/（100×2.06×105×121900）=2.768mm；

最大挠度和：

ν=νmax+νpmax=0.052+2.768=2.821mm；

大横杆的最大挠度2.821mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！

（四）扣件抗滑力的计算:

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》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=0.038×1×1/2=0.019kN；

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=0.35×1×1.5/2=0.262kN；

活荷载标准值:

Q=3×1×1.5/2=2.25kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.019+0.058+0.262）+1.4×2.25=3.557kN；

R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

（五）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0.1394kN/m

NG1=[0.1394+（1.00×1/2）×0.038/1.50]×26.10=3.972kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×3×1.5×（1+0.3）/2=1.024kN；

（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=0.14×3×1.5/2=0.315kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×26.1=0.196kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.507kN；

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=3×1×1.5×2/2=4.5kN；

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=0.4kN/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=1.35；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.87；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.4×1.35×0.87=0.329kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.507+1.4×4.5=12.908kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.507+0.85×1.4×4.5=11.963kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.329×1.5×

1.52/10=0.132kN.m；

（六）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=12.908kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

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=2.599m；

长细比Lo/i=164；

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=0.262；

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；

σ=12908/（0.262×489）=100.753N/mm2；

立杆稳定性计算σ=100.753N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=11.963kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

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l0=kuh确定：

l0=2.599m；

长细比:

L0/i=164；

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=0.262

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；

σ=11963.304/（0.262×489）+132078.398/5080=119.377N/mm2；

立杆稳定性计算σ=119.377N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（七）连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.329kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.5m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》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=6.215kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.215kN；

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=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×10-4×205×103=95.133kN；

Nl=11.215

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=11.215小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

（八）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1000mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1300mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=1660cm4，截面抵抗矩W=185cm3，截面积A=30.6cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×5.507+1.4×4.5=12.908kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×30.6×0.0001×78.5=0.288kN/m；

悬挑脚手架示意图

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：

R[1]=15.268kN；

R[2]=11.787kN；

R[3]=-0.188kN。

最大弯矩Mmax=2.169kN.m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=2.169×106/（1.05×185000）+12.908×103/3060=15.385N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值15.385N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

（九）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，按照下式计算：

φb=570×10.7×94×235/（1300×180×235）=2.45

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.955。

经过计算得到最大应力σ=2.169×106/（0.955×185000）=12.279N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=12.279小于[f]=215N/mm2,满足要求!

（十）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

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=16.946kN；

（十一）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=16.946kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径14mm。

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