外墙悬挑脚手架专项施工方案.docx

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外墙悬挑脚手架专项施工方案

一、编制依据

1、曲阜丰鹏置业有限公司曲阜丰泽园小区建筑施工图

2、曲阜丰鹏置业有限公司曲阜丰泽园小区结构施工图

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》[JGJ130-2011]

4、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）

5、国家以及地方的有关法律、法规以及相关文件

二、工程概况

工程名称：

曲阜丰泽园小区2#、5#、7#、8#楼

工程地点：

北临静轩西路，南至逵泉路，东起天华路，西至苗孔路

建设单位：

曲阜丰鹏置业有限公司

监理单位：

山东齐鲁城市建设管理有限公司

设计单位：

北京中联环建文建筑设计有限公司

主要建筑物和构筑物一览表

幢号

项目名称

层数（层）

结构类型

建筑物总高（m）

建筑面积（㎡）

2#

曲阜丰泽园小区

16+2F

框架剪力墙

51.4

14960.77

5#

曲阜丰泽园小区

16+2F

框架剪力墙

51.5

12942.11

7#

曲阜丰泽园小区

16+2F

框架剪力墙

51.4

15726.33

8#

曲阜丰泽园小区

16+2F

框架剪力墙

51.5

12942.11

三、搭设方案

1、方案概况

本工程的外脚手架是结构施工和装饰施工的最重要的工具，本工程脚手架分三段搭设，第一段采用落地式脚手架，标高为从地面-5.53m到五层底板面（+17.10），脚手架最大高度为17.10m；第二段为悬挑脚手架，五层底板面搭设到十层高度17.4m，第三段为悬挑脚手架，十一层底板面到闷顶层底板面，高度19.2m，并高出女儿墙1.8 m。

第四段为机房间为局部悬挑脚手架从闷顶底至机房顶高处女儿墙1.8m，该段高度6.8m。

2、材料要求

（1）钢管

钢管采用￠48钢管，壁厚为3.5mm，钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定3号普通钢管，其质量符合《碳素结构钢》GB/T13293或BG/3092的现行规定。

钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层和硬弯，两端面切斜偏差<17mm；壁厚允计偏差0.35mm，外径允许偏差<-0.5mm,每根钢管质量不大于25kg,弯曲变形、锈蚀严重钢管或打过孔眼的钢管严禁使用。

（2）扣件

扣件为杆件的连接件，用可锻铸造，扣件不得有裂纹，并将影响其外观质量的粘砂、毛刺、氧化皮等清除干净：

扣件与钢管的贴和面的贴面必须严格整形，应保证与钢管扣件接触良好；扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转扣件的两旋转面间隙应小于1㎜；当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于50㎜；新进的扣件必须有产品质量合格证，生产许可证和专业检测单位测试报告。

脚手架扣件材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65KN.m时，不得发生破坏。

（3）吊环、型钢固定件

吊环、型钢固定件分别为HPB235和HRB335钢筋，材质应符合《钢筋混凝土用热光圆钢筋》（GB13013-91）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）的要求。

（4）连墙件

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

（5）脚手板

脚手板采用￠6钢筋网片，平面尺寸为700*800。

砌筑和装修施工时，应满铺木脚手板。

（6）安全网

安全网：

本工程采用密目式安全网，其构造要求、贯穿性试验、冲击试验必须符合安全规范要求，同时必须执行安检部门的准用证和出厂检验合格证。

3、脚手架构造

（1）脚手架布置

本工程为双排脚手架，脚手架的步距为h=1.5m,立杆纵距为La=1.5m，立杆横距为Lb=0.75m，内立杆离外墙a=0.30m；连墙点按两步三跨设置。

（2）剪刀撑连接采用对接，在脚手架外侧立面的转角处开如设置，剪刀撑竖向应联系5根水平杆，横向应联系4根立杆，剪刀撑应沿架体高度连续设置。

在脚手架内侧，当连墙点横向间距>8m时，在此范围设剪刀撑。

（3）连墙点：

连墙点原则为二步三跨布置，横向间距4.5m即4根立杆3跨，竖向间距3m。

在剪力墙上（有的部位在结构边梁上）预埋φ48钢管，然后用短钢管一端与剪力墙或梁上预埋的φ48钢管用扣件扣紧，另一端与架体的小横杆扣接，当此短钢管与小横杆不在同一高度时，可只与内立杆连接。

四、脚手架计算

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》（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为42.0米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.82米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为

48×6，

连墙件采用2步3跨，竖向间距3米，水平间距4.50米。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设9层。

卸荷钢丝绳采取3段卸荷，吊点卸荷水平距离2倍立杆间距。

卸荷钢丝绳的换算系数为0.82，安全系数K=6.0，上吊点与下吊点距离约3.0m。

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.15米，建筑物内锚固段长度1.165米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，设有钢丝绳与建筑物拉结。

（一）、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，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.820/2=0.062kN/m

活荷载标准值Q=3.000×0.820/2=1.230kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.062=0.120kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×1.230=1.722kN/m

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×0.120+0.10×1.722）×1.5002=0.409kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.120+0.117×1.722）×1.5002=-0.480kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.480×106/5080.0=94.545N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

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:

静荷载标准值q1=0.038+0.062=0.100kN/m

活荷载标准值q2=1.230kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.100+0.990×1.230）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=2.591mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

（二）、小横杆的计算:

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，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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.820×1.500/2=0.092kN

活荷载标准值Q=3.000×0.820×1.500/2=1.845kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.092+1.4×1.845=2.763kN

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为小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=（1.2×0.038）×0.8202/8+2.763×0.820/4=0.570kN.m

=0.570×106/5080.0=112.254N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为小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:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×820.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.01mm

集中荷载标准值P=0.058+0.092+1.845=1.995kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1994.850×820.0×820.0×820.0/（48×2.06×105×121900.0）=0.913mm

最大挠度和

V=V1+V2=0.922mm

小横杆的最大挠度小于820.0/150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；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×0.820=0.031kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.820×1.500/2=0.092kN

活荷载标准值Q=3.000×0.820×1.500/2=1.845kN

荷载的计算值R=1.2×0.031+1.2×0.092+1.4×1.845=2.731kN

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0.1248

NG1=0.125×42.000=5.242kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2=0.150×9×1.500×（0.820+0.300）/2=1.134kN

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

NG3=0.150×1.500×9/2=1.013kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×42.000=0.315kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.703kN。

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=3.000×2×1.500×0.820/2=3.690kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

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=0.500

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=1.700

Us——风荷载体型系数：

Us=0.842

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.500×1.700×0.842=0.501kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

（五）、立杆的稳定性计算:

0.卸荷计算[规范外内容，供参考]

卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。

在脚手架全高范围内增加3吊点；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以吊点分段计算。

计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。

经过计算得到

1=arctg[3.00/（0.82+0.30）]=1.213

2=arctg[3.00/0.30]=1.471

最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为10.226kN和10.226kN。

最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为10.807kN和10.807kN。

考虑荷载组合，各吊点位置处内力计算为（kN）

T1=11.54T2=10.86N1=4.04N2=1.08

其中T钢丝绳拉力，N钢丝绳水平分力。

所有卸荷钢丝绳的最大拉力为11.536kN。

选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于6.000×11.536/0.820=84.409kN。

选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径13.0mm。

满足要求!

吊环强度计算公式为

=N/A<[f]

其中[f]——吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；

　　A——吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算。

经过计算得到，选择吊环的直径要至少（23071.758×4/3.1416/50/2）1/2=17mm。

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=5.40kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；

　　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=1.50；

　　A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.08cm3；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=59.48

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[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=5.11kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；

　　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=1.50

　　A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.290kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=113.32

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[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——风荷载基本风压标准值，wk=0.501kN/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=5.000

经计算得到Nlw=11.362kN，连墙件轴向力计算值Nl=16.362kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.58的结果查表得到

=0.95；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=95.411kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=16.362kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!

连墙件扣件连接示意图

（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=1220mm，l=1580mm，ml=300mm，m2=1120mm；

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=1.2×7.70+1.4×3.69=10.81kN

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=1.22/1.58=0.77

kl=0.30/1.58=0.19

k2=1.12/1.58=0.71

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=31.937kN

支座反力RB=-9.634kN

最大弯矩MA=15.529kN.m

抗弯计算强度f=15.529×106/（1.05×141000.0）=104.892N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=7.70+3.69=11.39kN

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=5.850mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2440.0mm

水平支撑梁的最大挠度小于2440.0/400,满足要求!

（八）、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

其中

b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

b=1.83

由于

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用

b'查表得到其值为0.916

经过计算得到强度

=15.53×106/（0.916×141000.00）=120.23N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算

<[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=9.634kN

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》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[9634×4/（3.1416×50×2）]1/2=12mm

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=9.63kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

[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9634.45/（3.1416×20×1.5）=102.2mm。

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=9.63kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

b——楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；

经过计算得到公式右边等于131.6kN

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

五、搭设要求

1、搭设顺序

放置纵向扫地杆——自角部起依次向两边竖底立杆，底端与纵向扫地杆扣接固定后，搭设横向扫地杆并与立杆固定（固定立杆底端前，应吊线确保立杆垂直），每边竖起3—4根立杆后，随即装设第一步大横杆（与立杆扣接固定）和横向小横杆（小横杆靠近立杆并与大横杆扣接固定），校正立杆垂直和平杆水平使其符合要求后，按40—60n。

力矩拧紧扣件螺栓，形成构架的始段——按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。

交圈后再全面检查一遍构架质量和挑支构造紧固性、稳定性，严格确保构架质量——设置连墙件（在还没条件设连墙件时，加设抛撑）——按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步——随搭设进程及时装设连墙件和剪刀撑——装设作业层间横杆（在构架两纵向立杆中间加设，用于缩小脚手报支承跨度的横杆），铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板等围护、封闭设施。

2、搭设时注意事项

（1）脚手架立杆接头必须采用对接扣件，相邻两面三刀立杆接头应错位不小于500mm，且不在同一步架内，同时立杆上对接扣件距主接点距离小于600mm。

所以底立杆应按立杆接长要求选择不同长度的钢管交错设置，至少应有两种适合的不同长度的钢管作立杆，立杆上下垂直，其垂直度偏差每步不大于7mm，架体搭设完毕后其垂直度总偏差不大于100mm；立杆间间距偏差不大于50mm，排距不大于20mm。

（2）脚手架大横杆设置在立杆内侧，接头采用对接扣件，上下相邻两根大横杆接头错开不小500mm，且不在同一跨内；同一步内外两根大横杆接头应错开，且不在同一跨内；大横杆一根杆两端水平高差不大于20mm，同跨内、外大横杆水平差不大于10mm，步距偏差不大于20mm，排距偏差不大20mm。

（3）在大横杆与立杆交接处必须设置小横杆，小横杆设置在大横杆下面与立杆扣接，注意上下排小横杆应各布置在立杆的左右两侧面，这样有助于调节立杆的垂直度和防止立杆侧移。

设脚手板层在脚手架中间加设一道大横杆扣接在小横杆上，小横杆两端应与立杆牢固扣接，小横杆伸出外立杆长度100mm。

在无飘板、阳台的墙体处，在结构施工时小横杆伸出内立杆外100mm，使小横杆端离结构边200mm，拆除模板后小横杆要向结构边