栋悬挑脚手架施工方案.doc

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3、4#栋

外脚手架施工方案

编制:

审核:

审批:

二十三冶建设集团第二工程有限公司

邦和东郡住宅小区项目部

2011年10月20日

目录

一、本专项安全施工方案编制依据 3

二、工程概况 3

三、脚手架搭设概况 3

四、落地式脚手架搭设 3

4.1基本要求 3

4.2搭设方法 4

五、悬挑脚手架搭设 4

5.1基本要求 4

5.2悬挑大样 4

六、脚手架的验算 4

6.1悬挑脚手架杆件荷载传递方式 5

6.2脚手架计算参数 5

6.2.1脚手架参数 5

6.2.2活荷载参数 6

6.2.3风荷载参数 6

6.2.4静荷载参数 6

6.2.5水平悬挑型钢梁的计算参数 7

6.2.6拉绳与支杆参数 7

6.3受力杆件的计算 7

6.3.1小横杆的计算 7

6.3.2大横杆的计算 8

6.3.3扣件抗滑力的计算 8

6.3.4立杆稳定性的计算 9

6.3.5连墙件的计算 11

6.3.6悬挑型钢梁的受力计算 11

6.3.7锚固钢筋拉环计算 13

6.3.8型钢梁下部混凝土梁局部受压计算 15

6.3.9钢丝绳的选用 15

6.3.10裙楼顶板受力验算 15

七、卸载平台设计与计算 18

7.1平台形式 18

7.2卸载平台计算 18

7.2.1次梁承载力计算 18

7.2.2梁承载力及挠度计算 20

7.2.3钢丝绳验算 21

7.2.4钢筋吊环验算. 22

八、脚手架构件的搭设要求 22

8.1材质要求 22

8.2对构件的要求 23

九、脚手架的搭设注意事项 24

9.1总括 24

9.2安全网的使用注意事项 24

十、脚手架的拆除 25

11.1拆除脚手架时应符合下列规定：

25

11.2拆除注意事项 25

十二、卸料平台关注意事项 26

12.1卸料平台的搭设与拆除 26

十三、应急预案 27

13.1组织机构及职责 27

13.2伤亡伤害应急响应措施 28

13.3应急物资 28

13.4通讯联系 28

13.5注意事项 29

29

邦和·东郡3栋、4栋外脚手架施工方案

一、本专项安全施工方案编制依据

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

《建筑施工手册》（第四版）

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑施工计算手册》（江正荣编著）

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ-80-91

二、工程概况

本工程为框架剪力墙结构，建筑面积12832.6平方米，结构层数为地上18层，檐口高度56.6m，一、二层层高分别为5.4m、3.3m，标准层层高3m。

三、脚手架搭设概况

本工程脚手架搭设材料全部采用φ48×3.0mm的焊接钢管，用扣件连接，脚手架的安全等级为三级。

外脚手架分三段进行搭设，1～2层采用落地式脚手架，落地式钢管脚手架按照立杆纵距为1.5m，立杆横距为0.9m，大横杆步距为1.5m，小横杆间距0.75m，内立杆离墙面距离0.3m进行搭设，落地式脚手架搭设高度为8.7m。

3层以上脚手架采用型钢悬挑式脚手架进行搭设，共计挑两次，第一次从3层至10层，第二次从11层至18层，每次悬挑搭设高度24m。

四、落地式脚手架搭设

4.1基本要求

立杆纵距1.5m，立杆横距0.9m，大横杆步距1.5m，小横杆间距0.75m，内立杆离墙0.3m。

操作层脚手板采用3m长竹架板满铺。

外侧随脚手架升高，设置密目安全网形成全封闭式安全立网，施工层以下每隔三层设一道固定安全平网，随施工高度提升，作业层设一道安全平网。

4.2搭设方法

首先放置纵向扫地杆→然后自角部起依次向两边竖立底立杆,底端与纵向扫地杆扣接固定→装设横向扫地杆并与立杆固定，每边竖起3～4根立杆后，装设第一步大横杆与小横杆，校正立杆垂直及横杆水平，形成构架起始段→按前述要求依次向前延伸搭设，直至完成第一步架交圈→检查构架质量→设置抛撑或连墙件固定,按第一步架要求依次向上搭设→随搭设进程及时装设连墙件及剪刀撑→装设作业层间小横杆、铺设脚手板、挡脚板及围护。

五、悬挑脚手架搭设

5.1基本要求

悬挑脚手架采用国标16号工字钢做水平支撑悬挑梁，外架立杆双排设置。

水平悬挑型钢梁的固定方法：

由埋在楼面砼中的两道φ20“Ω”形钢筋环做锚件，将型钢穿入锚件并以木楔塞紧固定型钢，并在每根型钢悬挑梁的外端水平面上（距外立杆内皮100mm处）焊接φ20吊环，在悬挑梁的垂直上方位置的上一层外围结构梁侧面预埋钢套环，用直径为9.3mm（6×19）的钢丝绳将悬挑梁与建筑结构进行拉结，悬挑脚手架搭设示意图如图1。

悬挑架体搭设参数：

立杆纵距1.5m，横距0.9m，内立杆离墙面距离0.3m；大横杆步距1.5m；小横杆间距0.75m；连墙杆采用钢架管将预埋在楼板上的钢架管与架体连接，按两步三跨设置；剪刀撑沿整个立面在竖向和横向从底到顶连续设置，并在脚手架外侧立面的两端及外架转角处各增设一道，剪刀撑与地面之间的夹角不大于60°，开剪跨度不小于四跨。

5.2悬挑大样

水平支撑型钢梁悬挑体构造如图2：

六、脚手架的验算

因落地式脚手架参数与悬挑架一致，对杆件进行结构安全验算的主要部位与内容与：

连墙杆的强度和变形以及立杆的稳定性，与悬挑架中的杆件验算相同，不需再另作验算。

悬挑脚手架中，要对杆件进行结构安全验算的主要部位与内容有：

悬挑体小横杆的强度和变形；大横杆的强度和变形；立杆的强度和稳定性；连墙件的内力计算；大横杆和立杆连接的防滑扣件的抗滑承载力计算；悬挑钢梁的强度，挠度和稳定性计算和锚固段和楼板连接的锚件（拉钩）强度，锚固点的局部受压验算及脚手架的整体稳定和扰度。

图1悬挑脚手架搭设示意

6.1悬挑脚手架杆件荷载传递方式

脚手板及架管自重、施工活荷载→小横杆→大横杆→立杆→型钢梁支座。

6.2脚手架计算参数

6.2.1脚手架参数

计算的脚手架搭设高度为24m，采用的钢管类型为Φ48×3.0mm，脚手架均为双排单管立杆；横杆与立杆连接方式为单扣件连接；扣件抗滑承载力系数为0.80（见钢管脚手架扣件的规定）；连墙件采用两步三跨设置，竖向间距3.0m，水平间距4.5m，采用双防滑扣件与建筑物进行连接。

图2水平支撑型钢梁悬挑体构造图

在每一跨内，搭接在大横杆上的小横杆根数为3根。

立杆截面积：

A=424mm2

立杆的截面抵抗矩：

W=4.49×103mm3；立杆的回转半径：

i=15.9mm

迎风面积：

Aw=4.5×3.0=13.5m2；钢材抗压、抗拉、抗弯强度允许值：

[f]=205N/mm2

单扣件抗滑移能力设计值：

Rc=8.0kN

小横杆、大横杆的允许变形值（挠度）为[ω]=L/150，且不大于10mm。

6.2.2活荷载参数

施工均布荷载参数为：

3.0kN/m2；《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》JGJ130-2001

脚手架用途：

结构脚手架；同时施工层数：

2层。

6.2.3风荷载参数

湖南省株洲市地区的基本风压为0.35kN/m2；风荷载高度变化系数C类地区搭设高度按24m计算，μz为0.932；本方案考虑风荷载作用。

6.2.4静荷载参数

根据《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》取用

每米立杆承受的结构自重标准值：

0.1248kN/m；；脚手板自重标准值：

0.35kN/m2；

栏杆挡脚板自重标准值：

0.17kN/m2；；安全设施与安全网：

0.01kN/m2；

同时铺设脚手板层数：

3层；同时施工层数：

2层；

脚手板类别：

竹串片脚手板；栏杆挡板类别：

木胶板。

6.2.5水平悬挑型钢梁的计算参数

水平悬挑钢梁采用16号工字钢，其净挑段长度1.35m，建筑物内锚固段长度1.80m。

16号工字钢梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141.0cm3，截面积A=26.10cm2，型钢自重为0.207kN/m。

6.2.6拉绳与支杆参数

在每根水平悬挑钢梁外端水平面上（距外立杆内皮50mm处）焊接φ20吊环，在钢梁的垂直上方位置的上一层建筑物外围结构梁侧面预埋套环，用6×19的钢丝绳与建筑物拉结。

6.3受力杆件的计算

6.3.1小横杆的计算

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。

小横杆的自重标准值：

P1=0.035kN/m；脚手板的荷载标准值：

P2=0.35×0.75=0.263kN/m

活荷载标准值：

Q=3.0×0.75=2.25kN/m；

荷载的计算值：

q=1.2×（0.035＋0.263）＋1.4×2.25=3.5076kN/m

小横杆的分布图如图3；小横杆按照简支梁进行计算，计算简图如图4：

图3小横杆的分布图图4小横杆计简图

（1）小横杆强度计算

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=3.5076×0.92/8=0.3554kN·m

σ=Mqmax/W=0.3554×106/5080=69.91N/mm2<[f]=205N/mm2

小横杆强度满足要求。

（2）小横杆挠度计算

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=3.5076kN/m；由计算公式：

ωmax=5qL4/384EI计算得：

最大挠度ωmax=5×3.5076×9004/（384×2.06×105×121900）=1.81mmL/150=6（或10mm）

小横杆挠度满足要求。

6.3.2大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行计算，计算简图如图5：

图5大横杆计算简图

（1）弯曲强度计算

利用小横杆计算简图计算出支座B在恒、活荷载共同作用下产生的支座反力Rb：

Rb=qL/2=3.5076×1/2=1.7538kN

由于大横杆按三跨连续梁计算，因此最大弯矩为：

Mmax=KMFL=KMRbL0（KM为弯矩系数取0.213）

=0.213×1.7538×1.5

=0.56kN·m

σ=Mmax/W=（0.56×106）/（5.08×103）=110.2N/mm2＜205N/mm2

大横杆强度满足要求。

（2）变形计算

ω=KW×FL3/100EI（KW为挠度系数，取1.615）

=1.615×RbL3/100EI

=（1.615×1.7538×15003）/（100×2.1×105×121900）

=0.003mm＜L/150=1500/150=10mm

大横杆刚度满足满足要求。

6.3.3扣件抗滑力的计算

本工程扣件抗滑力的计算为计算大横杆和立杆之间连接的扣件，立杆和大横杆之间采用扣件进行连接，通过查规范表5.1.7得知，直角、旋转单扣件承载力取值为8kN，按照扣件抗滑承载力系数，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为：

8.0×0.8=6.40kN。

纵向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按公式R≤Rc计算（见《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中），式中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。

横杆的自重产生的轴向力标准值：

P1=0.035×1.5=0.0525kN

脚手板上的荷载标准值：

P2=0.35×1×1.5/2=0.2625kN

活荷载标准值：

Q=3.0×1×1.5/2=2.25kN

荷载的计算值：

R=1.2×（0.0525＋0.2625）＋1.4×2.25=5.928kN<6.40kN

则单扣件的设计计算满足要求。

6.3.4立杆稳定性的计算

（1）脚手架荷载标准值

作用于脚手架的荷载包括静荷载、动荷载和风荷载，内、外立杆所受的轴向力按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

立杆高度考虑顶部增加1.2m，则立杆总高为25.2m。

每根内、外立杆的静荷载标准值包括以下内容：

a）每米立杆承受的结构自重标准值为0.1394kN/m（查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》求得）

NG1=0.1248×25.2=3.1450kN

b）脚手板自重标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×3（层）×1.5×（0.9＋0.3）/2=0.945kN

c）栏杆与挡脚手板自重标准值为0.17kN/m

NG3=0.17×3×1.5/2=0.3825kN

d）吊挂的安全设施荷载0.01kN/m2

NG4=0.01×1.5×24=0.36kN

经计算得到，内、外立杆静荷载标准值为：

NG=NG1＋NG2＋NG3＋NG4=3.1450＋0.945＋0.3825＋0.36=4.8325kN

经计算得到，内、外立杆活荷载标准值：

NQ=2×3.0×1.5×（0.9+0.3）/2=5.4kN

风荷载标准值按以下公式计算：

ωk=0.7μz·μs·ωo

μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）：

C类地区，脚手架高24m，查表得：

μz=0.932；

μs——脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4规定采用：

查表得：

敞开式脚手架的挡风面积为1.8×1.5×0.089=0.2403m2

密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：

（1.5×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.2452m2

其综合挡风系数为∮=1.2452/（1.8×1.5）=0.461

查规范表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3∮，即：

μs=1.3×0.461=0.5993；

ω0——基本风压。

根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定：

ω0=0.35kN/m2。

ωk=0.7×0.5993×0.932×0.35=0.176KN/m2

不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值：

N1=1.2NG＋1.4NQ=1.2×4.8325＋1.4×5.4=13.36kN

考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值：

N2=1.2NG＋0.85×1.4NQ=1.2×4.8325＋0.85×1.4×5.4=12.23kN

式中0.85为考虑风荷载时的附加系数计算值。

将立杆在风荷载作用下的受力当作三跨连续梁进行计算，则风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式为：

Mw=0.85×1.4Mwk=（0.85×1.4ωk×la×h2）/10，式中Mwk—表示风荷载标准值产生的弯矩；La—表示脚手架立杆的纵距；h—表示脚手架的步距，则：

Mw=（0.85×1.4×0.176×1.5×1.52）/10=0.071kN·m

（2）立杆的稳定性计算

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

σ=N1/（ψA）≤[f]

立杆的轴向压力设计值：

N1=13.36kN；计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm

计算长度附加系数：

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》表5.3.3得：

μ=1.5

计算长度，由公式Lo=kμh确定：

Lo=1.155×1.5×1.5=2.599m

立杆长细比：

λ=Lo/i=196.1

轴心受压立杆的稳定系数ψ，由长细比Lo/i的结果查表得到：

ψ=0.261

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2

σ=13360/（0.261×424）=120.73N/mm2<[f]=205N/mm2

立杆稳定性计算满足要求。

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：

σ=N2/（ψA）＋Mw/W≤[f]

立杆的轴向压力设计值：

N2=13.04kN

σ=12.23×103/（0.261×424）＋0.071×103/4490=110.54N/mm2<[f]=205N/mm2

立杆稳定性计算满足要求。

6.3.5连墙件的计算

连墙杆的计算简图如图6：

图6连墙杆的计算简图

连墙件的轴向力NL计算值应按照下式计算：

NL=NLw＋No

式中NLw—表示风荷载产生的连墙件轴向力设计值，No—表示连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架取No=3kN。

风荷载基本风压值：

Wk=0.35kN/m2

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积：

Aw=3×4.5=13.5m2

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力：

No=3.0kN

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=1.4×0.35×13.5=6.62kN

连墙件的轴向力计算值：

NL=NLw＋No=6.62＋3.0=9.62kN

连墙件的长细比：

λ=L/i=900/15.8=57（L为连墙杆的最大跨度），由长细比查表得轴心受压立杆的稳定系数ψ=0.829

A=4.50cm2；[f]=205.00N/mm2

连墙件轴向力设计值：

Nf=ψ×A×[f]=0.829×4.5×10-4×205×103=76.5kN

NL=9.62kN

连墙件采用双扣件与剪力墙或框架柱连接，连墙件轴向力NL=9.62kN小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求。

6.3.6悬挑型钢梁的受力计算

（1）悬挑型钢梁抗弯强度的验算

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算，下图中A为墙支点，B为与楼板的锚固点，悬臂部分承受脚手架内、外立杆传来集中荷载N1、N2、钢丝绳拉力p和钢梁自重的作用。

脚手架排距为900mm，内侧脚手架距墙体300mm，钢丝绳拉点距离墙体为1200mm。

悬挑脚手架示意图如图7,水平悬挑钢梁等效计算简图如图8：

图7悬挑脚手架示意图图8水平悬挑钢梁等效计算简图

脚手架立杆传来的集中荷载：

N1=N2=13.36kN

水平钢梁自重荷载：

q=1.2×0.207kN/m=0.2484kN/m

钢梁承受的最大弯矩：

Mmax=MA=0.3N1＋1.2N2＋q×1.52/2=0.3×13.36＋1.2×13.36＋0.248×1.52/2=20.21kN·m

则型钢的截面应力：

σ=Mmax/W=20.21×106/141000=143.33N/mm2＜205N/mm2

型钢的强度满足要求。

（2）悬挑梁整体稳定性验算

对于悬挑梁的整体稳定性可按下公式计算：

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对于悬臂工字钢的整体稳定性系数可按下式计算：

式中为梁整体稳定性的等效临界弯矩系数，可按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B.1采用。

对于双轴对称截面

则

所以应按下式计算

取=；则

悬挑梁的整体稳定性满足要求。

（3）悬挑梁的挠度验算

悬挑梁的由三种荷载N1，N2和q组成，如图8悬挑部分。

其中：

N1=N2=13.80kN,q=0.2484kN/m

悬挑梁的挠度满足要求。

6.3.7锚固钢筋拉环计算

（1）锚固钢筋拉环强度计算

根据图8计算锚固拉环A和B的受力，得

FA=39.48kN（受压）；FB=12.05kN（受拉）

压坏钢筋的设计直径为D=20mm，水平钢梁与楼板拉环强度计算公式为：

其中为拉环钢筋抗压强度，按照《混凝土设计规范》每个拉环按两个截面计算的拉环应力不应大于50N/mm2

选取φ20的圆钢作成“Ω”形状，预埋在楼板砼中，拉环一定要埋在楼板下层钢筋下面，并和楼板的底筋进行焊接，但是在预埋时要保证两侧有不小于30cm的搭接长度。

（2）锚固钢筋拉环与楼板连接的钢筋混凝土的强度计算

通过对楼面中预埋拉环的位置进行分析和比较，对最薄弱的位置进行计算。

最薄弱位置的楼板厚度为100mm，板跨按照最大值进行计算取3m，则将拉环位置的楼板按照扁梁进行计算，取此位置的楼板按照1m进行计算，板中的配筋为双层双向φ10冷轧带肋钢筋间距200。

按照两端简支的单跨连续梁进行计算，计算简图如图9（由于板受向上的拉力，反过来等效为在集中力作用下的受弯构件）：

产生的弯矩为：

M=PL/4=12.45×3/4=9.34kN·m

图9楼板计算简图

根据现场的实际情况，取砼强度等级为C25，此时砼的抗压强度设计标准值为：

fc=11.9N/mm2，板中的配筋为双层双向φ10间距200的冷轧带肋钢筋，根据砼结构设计规范得计算公式M≤Mu，砼截面等效系数根据砼设计规范（GB50010-2002）要求α1=1.0，冷轧带肋钢筋抗拉强度设计标准值fy=360mm2。

Mu=α1fcbx（h0－x/2）

其中α1fcbx=fyAs得x=fyAs/α1fcb=360×381.51/（1.0×11.9×1000）=11.54mm

其中381.51为φ9冷轧带肋钢筋的截面面积，6根。

则Mu=α1fcbx（h0-x/2）=1.0×11.9×1000×11.54×（65－11.54/2）=11.24kN·m

＞9.34kN·m满足要求。

6.3.8型钢梁下部混凝土梁局部受压计算

混凝土构件的局部受压计算应按下式计算：

；式中

悬挑钢梁压点采用200×200×30的木垫块，a=b=200mm

则=Al=200×200=40000mm2

Ab=（200+200×2）×200=120000mm2

采用C30混凝土，=1.0图10局部受压的计算底面积

型钢梁下混凝土梁局部受压满足要求。

6.3.9钢丝绳的选用

钢丝绳选用直径为9.3mm（6×19），公称抗拉强度为1550N/mm2的钢丝绳。

钢丝绳与型钢连接采用焊接φ20的吊环，钢丝绳穿过吊环弯折180°后以U型卡扣紧。

在主体结构施工时，在4层或12层楼面边沿（梁的侧面）预埋100×100的钢板，当侧面梁拆模后焊接φ20的U型环，钢丝绳穿过吊环弯折180°后用U型卡扣紧。

6.3.10裙楼顶板受力验算

因为本工程的建筑特点和施工的实际要求，部分脚手架搭设在裙楼顶板上，需要验算楼板的承载能力是否满足要求.选取最不利的4400×4400×110的混凝土楼板进行验算，该楼板为C30混凝土，配筋为φ8@180双层双向。

（1）混凝土顶板验算

混凝土顶板为不上人屋面，取活荷载Qk=0.7kN/m2

单根立杆传递荷载代表值（kN）：

　　N1=13.36kN；

　　混凝土板活荷载设计值（kN/m2）：

　　QB=1.4×[N1/（La×Lb）×（Lb×Bc）/（0.49×Bc×Bl）+Qk]

　　=1.4×[13.36/（1.5×0.9）×（0.9×4.4）/（0.49×4.4×4.4）+0.7]=

　　6.95kN/m2；

　　混凝土板恒载设计值：

（kN/m2）：

GB=1.2×110/1000×25=3.3kN/m2；GB'=GB+QB/2=3.3+6.95/2=6.78kN/m2；

　　GQ=GB+QB=3.3+6.95=10.25kN/m2；QB'=QB/2=6.95/2=3.475kN/m2；

　　四边铰支：

mq1=0.039；mq2=0.037；

　　四边固定：

m1=0.018；m2=0.018；m1'=-0.051；m2'=-0.051；

　　M1=（m1+υ×m2）×GB'×Bc2+（mq1+υ×mq2）×QB'×Bc2=3.54kN·m；

　　M2=（m2