超高悬挑脚手架方案已通过专家论证.docx

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超高悬挑脚手架方案已通过专家论证

亿合佳苑住宅小区6#楼工程九层-十六层悬挑脚手架方案

一、编制依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

《建筑施工安全检查标准》JGJ59－2011

《建筑结构荷载规范》GB50009－2012

6#楼工程施工图纸。

PKPM施工计算软件

二、脚手架搭设工程概况

2.1.本工程为亿合佳苑住宅小区6#楼工程，位于襄城县八七路以南、泰安路以北、西邻东环路、东邻灵武大道。

2.1.1本工程为一类高层住宅楼，民用建筑工程设计等级为一级，地上耐火等级为一级，地下耐火等级为一级，屋面防水等级为Ⅰ级，地下室防水等级为一级，设计使用年限50年。

2.1.2本工程地下2层，地上21层，建筑高度75.150m，地下室为

类汽车库。

住宅室内外高差0.45m。

地下二层层高2.95m，地下一层层高2.9m，主楼地上一层、二层为商业网点，地上一层层高为3.8m，地上二层层高为3.6m，三层至二十一层为住宅，层高为2.9m。

5#楼建筑面积为8940.76㎡，6#楼建筑面积为17527.87㎡。

2.1.3本工程结构形式为：

剪力墙结构，抗震设防烈度为6度，抗震等级四级。

2.2本工程施工主体结构施工用外脚手架采用悬挑式扣件钢管双排脚手架，外挂密目网封闭，分为一次落地-5.86处至7.4米（总高13.26米），在第三层7.4米处现浇板预留φ18钢筋锚环，悬挑至24.8米（总高17.4米）。

在第九层及24.8米处现浇板预留φ18钢筋锚环，悬挑至45.1米（总高20.3米）。

在十六层45.1米处现浇板预留φ18钢筋锚环，悬挑至62.5米（总高17.4米），二十一层62.5米处现浇板预留φ18钢筋锚环。

悬挑至机房顶70.7米（总高8.2米）。

2.3因第二次悬挑高度超过20米，现做出以下方案：

2.4在九层（24.8米）处楼板处使用14号工字钢进行悬挑，悬挑高度为20.3m，建筑物外悬挑段长度1.50m，建筑物内锚固段长度2.5m。

2.5脚手架采用φ48×3.5mm钢管，立杆采用单立管，立杆的纵距1.50m，立杆的横距0.90m，立杆的步距1.80m，内排架距离结构0.3m。

2.6锚固点预埋φ18U形圆钢进行固定，每个工字钢锚固3处。

2.7连墙件采用2步3跨双扣件连接，竖向间距3.60m，水平间距4.50m

三、脚手架搭设施工工艺

3.1悬挑式脚手架搭设顺序：

按装工字钢挑梁—安装立杆、放置纵向扫地杆—横向扫地杆—第一步水平杆—第一步小横杆—第二步水平杆--第二步小横杆……连墙杆--剪刀撑随高度搭设。

3.2悬挑脚手架搭设方法：

3.2.1钢梁的制作

钢梁采用14#工字钢制成，在钢梁一侧距端部翼板上部焊接φ32短钢筋头，上部脚手架立杆即套入锚桩内。

3.2.2工字钢锚固

工字钢伸出端为1.5m，锚固端为2.5m，埋件规格为φ18U形圆钢，U型圆钢在钢筋底板筋下，安装工字钢与U型锚卡间隙处用木楔塞紧，再用铁钉固定。

尾端间距20cm设置两处，伸出楼板处设置一处，每个工字钢最少设置三处锚固。

悬挑钢梁U型螺栓固定构造

3.2.3悬挑脚手架步距为1.8m，纵距为1.5m，横距为0.9m，立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件对接，开口向建筑物一面。

立杆上的对接扣件应交错布置，两个相邻立杆拉接头不能在同一步距内，两相邻立柱拉接在高度方向上错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3。

立杆采用搭接方式接长应不少于三个扣件连接固定，立柱的搭接的长度不应小于1m，端部扣件的边缘至杆端距离不应小于100mm。

3.2.4剪刀撑设置

本工程脚手架满设剪刀撑，沿架高连续设置，刷红白漆区分。

3.2.5拉结点设置

本工程拉结点设置架体与建筑物墙体拉结，采用二步三跨双扣件连接。

四、脚手架搭设要求

4.1脚手架必须配合施工进度分次搭设，每次搭设高度为高出工作面1.5m。

4.2高度不应超过相邻连墙件以上二步。

4.3每搭设完一步架后，按规范校正垂直度。

4.4底座规定：

底座、垫板均应准确的放在定位线上。

4.5立杆搭设

4.5.1严禁将外径48mm与51mm的钢管混用。

4.5.2当搭设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。

4.6扣件安装应符合下列规定：

4.6.1扣件规格必须与钢管外径相符合。

4.7脚手板的铺设应符合下列规定：

4.7.1脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120—150mm。

脚手板对接、搭接示意图：

4.7.2在拐角应与横向水平杆可靠连结，防止滑动。

4.7.3自顶层作业层的脚手架往下计，每隔10m设一道安全平网。

五、脚手架的拆除

5.1脚手架拆除时应按顺序逐层由上而下进行，严禁上下同时作业。

5.2拆架前，全面检查脚手架定出作业计划，进行技术交底方可施工。

5.3脚手架拆除前应在建筑物外侧设警戒线，划分警戒区，有专人负责看护，确保拆除时的安全。

5.4拆架时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

5.5拆架时，不得中途换人，如必须换人，必须将拆除情况交代清楚后方可离开。

每天拆架下班时，不应留下隐患部位。

5.6所有连墙杆应随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙杆整层或数层拆除后在拆除脚手架；分段拆除高差不应大于2步。

5.7所有杆件和扣件在拆除时应分离，不准在杆件上附着扣件或两杆连着送到地面。

5.8当脚手架拆至下步最后一根长钢管的高度时，应先在适当位置搭临时抛撑加固，后拆连墙杆。

5.9所有的脚手板，应自外向里竖立搬运，以防脚手板或垃圾物从高处坠落伤人。

5.10拆下的零配件要装入容器内，用吊蓝吊下；拆下的钢管要绑扎牢固，双点起吊，拆除后的各种杆件及扣件等必须及时分段集中用塔吊吊运至地面，严禁从高空抛掷。

5.11运至地面的构件应及时堆放整齐，确保现场文明施工。

六、检查与验收：

6.1脚手架基础需进行检查与验收：

6.2作业层上施加荷载前需进行检查与验收；

6.3每搭设完10—13m高度后需进行检查与验收；

6.4达到设计高度需进行检查与验收；

6.5遇有六级大风与大雨后需进行检查与验收；

6.6停用超过一个月需进行检查。

七、文明施工要求

7.1进入施工现场的人员戴好安全帽，操作作业时要正确系扣安全带，穿防滑鞋，现场禁止吸烟。

7.2操作人员严禁酒后上架作业，操作时要精力集中，禁止嬉皮打闹。

7.3首先由安全员对安装及拆除人员进行详细的技术交底后方可操作，并且操作人员需持证上岗。

操作人员定期进行体检。

凡患有高血压、贫血病、心脏病及其他不适应高空作业者，一律不得上架操作。

7.4上架子作业人员上下均应走人行梯道，不准攀爬架子。

7.5护栏、脚手板、密目网等影响作业时，如需拆改，应由架子工完成，任何人不得任意拆改。

7.6脚手架验收合格后，未经许可任何人不得擅自拆改。

7.7不准利用脚手架吊运重物，不准攀爬架子上下作业；不准推车在架子上跑动；塔吊起吊物体时不能碰撞和拖动脚手架。

7.8不得将模板支撑、泵送砼及砂浆的输送管等固定在脚手架上，严禁任意悬挂起重设备。

7.9在脚手架上作业人员不得任意拆除脚手架。

7.10脚手架要定期检查，发现问题及时解决，不留后患。

7.11要保证脚手架的整体性，不得与井架、塔吊一并拉结，不得截断架体。

7.12施工人员不得凌空抛掷物品，材料、工具不得乱扔。

7.13使用的工具要放在工具包内，防止掉落伤人；登高要穿防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。

7.14脚手架堆放场地要整洁、摆放合理、专人保管，并建立严格领退料手续。

7.15施工人员做到工完料净脚下清，确保脚手架施工材料不浪费。

搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

拆下的材料运至指定地点，分类堆放整齐，妥善保管。

7.16凡在三步架以上高度时作业人员必须系扣安全带。

所用工具用绳挂在身上。

搭设架子时，如果有六级以上大风、大雪、大雾大雨天气停止脚手架作业。

在冬、雨季要经常检查脚手板，有无积水、积雪等物，若有随时清扫，并要采取防滑措施。

八、悬挑脚手架计算书

悬挑式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。

计算参数:

钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取0.90。

双排脚手架，搭设高度23.4米，立杆采用单立管。

立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.90米，内排架距离结构0.30米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为φ48×3.0，

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。

施工活荷载为2.0kN/m2，同时考虑2层施工。

脚手板采用木板，荷载为0.35kN/m2，按照铺设4层计算。

栏杆采用木板，荷载为0.17kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m2。

脚手板下小横杆在大横杆上面，且主结点间增加一根小横杆。

基本风压0.45kN/m2，高度变化系数0.7400，体型系数1.0750。

悬挑水平钢梁采用14号工字钢，建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度2.50米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，本悬挑脚手架不用做装修施工，不参与结构计算，故不计算钢丝绳拉结参数。

一、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=0.350×1.500/2=0.262kN/m

活荷载标准值Q=2.000×1.500/2=1.500kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×1.500=2.461kN/m

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

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:

M=2.461×0.9002/8=0.249kN.m

σ=0.249×106/4491.0=55.485N/mm2

小横杆的计算强度小于184.5N/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

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.262+1.500=1.801kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×1.801×900.04/（384×2.06×105×107780.0）=0.693mm

小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

二、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。

用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038×0.900=0.035kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN

活荷载标准值Q=2.000×0.900×1.500/2=1.350kN

荷载的计算值P=（1.2×0.035+1.2×0.236+1.4×1.350）/2=1.107kN

大横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=0.08×（1.2×0.038）×1.5002+0.175×1.107×1.500=0.299kN.m

σ=0.299×106/4491.0=66.580N/mm2

大横杆的计算强度小于184.5N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中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

V1=0.677×0.038×1500.004/（100×2.060×105×107780.000）=0.06mm

集中荷载标准值P=0.035+0.236+1.350=1.621kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.146×1620.810×1500.003/（100×2.060×105×107780.000）=2.82mm

最大挠度和

V=V1+V2=2.883mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算

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8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN

活荷载标准值Q=2.000×0.900×1.500/2=1.350kN

荷载的计算值R=1.2×0.058+1.2×0.236+1.4×1.350=2.243kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

四、脚手架荷载标准值

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（kN/m）；本例为0.1072

NG1=0.107×23.400=2.510kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×4×1.500×（0.900+0.300）/2=1.260kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.17

NG3=0.170×1.500×4/2=0.510kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.010

NG4=0.010×1.500×23.400=0.351kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.631kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=2.000×2×1.500×0.900/2=2.700kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），W0=0.450

Uz——风荷载高度变化系数，Uz=0.740

Us——风荷载体型系数：

Us=1.075

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.450×0.740×1.075=0.358kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.9×1.4NQ

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.631+0.9×1.4×2.700=8.959kN

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

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.631+1.4×2.700=9.337kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经过计算得到风荷载产生的弯矩：

Mw=0.9×1.4×0.358×1.500×1.800×1.800/10=0.219kN.m

五、立杆的稳定性计算

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.337kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

λ——由长细比，为3118/16=196；

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=184.50N/mm2；

经计算得:

σ=9337/（0.19×424）=116.196N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.959kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

λ——由长细比，为3118/16=196；

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.219kN.m；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=184.50N/mm2；

经计算得到

σ=8959/（0.19×424）+219000/4491=160.303N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

六、连墙件的计算

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载标准值，wk=0.358kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:

Aw=3.60×4.50=16.200m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=3.000

经计算得到Nlw=8.119kN，连墙件轴向力计算值Nl=11.119kN

根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]

根据连墙件杆件稳定性要求，轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]

连墙件轴向力设计值Nf=0.85φA[f]

其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.60的结果查表得到φ=0.95；

净截面面积Ac=4.24cm2；毛截面面积A=18.10cm2；[f]=184.50N/mm2。

经过计算得到Nf1=66.478kN

Nf1>Nl，连墙件的设计计算满足强度设计要求!

经过计算得到Nf2=270.099kN

Nf2>Nl，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!

七、悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C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。

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1500mm，l=2500mm，ml=300mm，m2=1200mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=141.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=9.34kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m

k=1.50/2.50=0.60

kl=0.30/2.50=0.12

k2=1.20/2.50=0.48

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=25.062kN

支座反力RB=-5.405kN

最大弯矩MA=14.282kN.m

抗弯计算强度f=14.282×106/（1.05×141000.0）=96.465N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=4.63+2.70=7.33kN

水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m

最大挠度Vmax=8.691mm

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表5.1.8规定：

水平支撑梁的最大挠度小于3000.0/250,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用14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，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2011）附录得到：

φb=2.00

由于φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2011）附录B其值φb'=1.07-0.282/φb=0.929

经过计算得到强度σ=14.28×106/（0.929×141000.00）=109.03N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!

九、锚固段与楼板连接的计算

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=5.405kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2；

压点处采用3个U形钢筋拉环连接，承载能力乘以0.85的折减系数；钢筋拉环抗拉强度为165.75N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[5405×4/（3.1416×165.75×2）]1/2=5mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=5.41kN；

d——楼板螺栓的直径，d=16mm；

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。

经过计算得到h要大于5405.32/（3.1416×16×1.5）=71.7mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=5.41kN；

d——楼板螺栓的直径，d=16mm