武汉残联悬跳脚手架施工方案

'武汉市残疾人康复中心项目脚手架施工方案审批：审核：编制：编制单位：宝业湖北建工集团有限公司编制日期：二零一一年九月20 目录一、工程概况2二、材料准备如下2三、纵向水平杆2四、横向水平杆3五、脚手板3六、立杆3七、连墙件4八、剪刀撑与横向斜撑5九、地基与基础5十、脚手架拆除5十二、脚手架施工图6计算书：型钢悬挑脚手架计算920 一、编制依据本脚手架安全专项施工方案主要参考以下规范和标准：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中国建筑工业出版社；《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中国建筑工业出版社；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中国建筑工业出版社；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中国建筑工业出版社；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中国建筑工业出版社；《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）中国建筑工业出版社；二、工程概况工程名称：武汉市残疾人康复中心项目地址：汉阳区江城大道与四新大道交汇处西南角结构类型：框架剪力墙结构本工程采用槽钢悬挑脚手架。采用四层一挑，为七步一架设计。架体总高度为每挑12.6M，材料选用［18槽钢，Ф48钢管，壁厚3.5mm。三、材料准备如下（1）钢管选用国标《直缝电焊钢管》（GB/T13793），质量符合国标碳素结构钢（GB/T700）Q235-A级钢要求。钢管上打孔的严禁使用，有严重锈蚀，弯曲，压扁或裂纹钢管不得采用。（2）扣件采用可锻铸性材料制作，其材质符合国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，使用前进行质量检查，有裂缝，变形的严禁使用，扣件应做防锈处理，螺栓拧紧，扭力矩达65N.M时不得发生破坏。扣件主要有三种形式，直角扣件用于连接扣紧两根垂直相交杆件；回转扣件用于连接两根呈任意角度相交的杆件；对接扣件，用于连接两根杆件的对接接长。（3）脚手板采用竹串片脚手板。（4）反拉钢丝绳采用φ16，拉环采用φ20，楼板锚固钢筋φ20。四、纵向立杆（1）纵向立杆设置在水平杆内侧，其长度不宜小于3跨；（2）纵向立20 杆接长采用对接扣件连接，对接扣件交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不能大于0.50m；（3）纵向立杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定；五、横向水平杆（1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm，内排脚手架的外伸长度200mm；（2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距1/2；（3）当使用竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上；六、脚手板（1）作业层脚手板应铺满，铺稳，离开墙面120～150mm；（2）冲竹串片脚手板，应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。脚手板采用搭接铺设，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm；（3）作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定；七、立杆（1）每根立杆底部设置底座或垫板，在工字钢部位应焊接高高度为200mmC16的钢筋；（2）脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不大于1m20 。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500mm；（3）脚手架底层步距不大于2m；（4）立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置方式为2步3跨（5）立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接，搭接应符合下列规定：a.立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，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宜小于500mm；各接头中心在主节点的距离不宜大于步距的1/3；b.搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘距离不小于100mm。（6）立杆顶端高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m；八、连墙件（1）宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不大于300mm；（2）应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定；（3）优先采用菱形布置，也可采用方形，矩形布置；（4）一字型、开口型脚手架两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不大于4m。(5)采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。（6）连墙件的构造要求：连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用斜连接；(7)连墙件的构造要求：连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。20 （8）当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑。抛撑应采用通长杆与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45度～60度之间；连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除；九、剪刀撑与横向斜撑(1)每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45度～60度之间；(2)外侧立面的剪刀撑，由底至顶连续设置；（3）剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘距离不应小于100mm；（4）剪刀撑斜杆应用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，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm；（5）横向斜撑的设置应在同一节间，由底至顶层呈之字型连续布置，斜撑采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。当斜撑在1跨内跨越2个步距时，宜在相交的纵向水平杆处增设一根横向水平杆，将斜撑固定在其伸出端上；斜撑采用通长杆件，接长使用时采用对接扣件连接或搭接；(6)脚手架的两端均必须设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道；十、工艺流程悬挑脚手架搭设的工艺流程为：施工准备→技术交底和安全交底→根据设计钢梁布置位置及间距选点定位→预埋钢筋压环→安装槽钢→架体搭设→铺设脚手板→拉挂安全网→完善附设安全防护→检查验收→交付使用。悬挑脚手架槽钢安装，均应设为间距1.5m一根，选用Φ16Ⅰ级钢作预埋L型螺栓，按预埋L型螺栓的位置，放置好型钢，外挑尺寸应一致为1.80m。首先安装槽钢悬挑梁，悬挑梁与拉环之间用10号槽钢双螺栓紧固，槽钢设置齐后安装立管，第一根立管用拉接管与柱子拉接牢固，逐个安装，然后安装扫地杆和大横杆，步距为1.5m左右，大横杆同一排水平偏差不大于该脚手架总长的1/300，且不大于100cm。脚手板应在槽钢层通铺一层，不得出现探头板现象。在槽钢层设置一道安全平网，外檐外立杆内侧均通设一道安全密目立网，以防止施工时向下掉物伤人。悬挑架子与建筑物采用每层连接的方法，在每层楼面预埋短钢管，短钢管与架体采用扣件连接。20 十一、地基与基础根据本工程脚手架搭设高度和施工现场的土质情况，对脚手架基础按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的有关规定进行处理。架基采用三七灰土回填，考虑到外架的牢固、稳定、安全、必须对基上土分层夯实，平整，脚手架底座用木板垫底，脚手架底座面标高应高于自然地平50mm，四周做返水沟作有序排水，防止架基浸水下沉，影响安全，基础验收合格后应准确放样定位。十二、脚手架拆除（1）应全面检查脚手架的扣件连接、连墙件，支撑体系等是否符合构造要求；（2）应根据检查结果确定拆除顺序和措施，经主管部门批准后方可实施；（3）应由施工负责人进行安全技术交底；（4）拆除作业应由上而下逐层进行；（5）连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先拆连墙件整层或数层后再拆除脚手架，分层拆除，高度不应大于2步，如大于2步，应增设连墙件加固；（6）当拆至最后一根立杆高度时，应在适当位置加临时抛撑后再拆除连墙件；（7）各构配件严禁抛掷至地面。20 十二、脚手架施工图　　　　图1纵向立面图20 　　　　图2立杆布置局部图20 　　　　图3横向立面图20 计算书：型钢悬挑脚手架计算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》（JGJ130-2001）。计算参数:双排脚手架，搭设高度18.0米，立杆采用单立管。立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，内排架距离结构0.20米，立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.00米，水平间距4.50米。施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。脚手板采用竹串片，荷载为0.35kN/m2，按照铺设4层计算。栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。脚手板下小横杆在大横杆上面，且主结点间增加两根小横杆。基本风压0.35kN/m2，高度变化系数2.0300，体型系数1.2380。悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.40米，建筑物内锚固段长度2.10米。悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.30m。拉杆采用钢丝绳。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=0.350×1.500/3=0.175kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m小横杆计算简图20 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=2.356×1.0502/8=0.325kN.m=0.325×106/5080.0=63.917N/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+0.175+1.500=1.713kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×1.713×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=1.080mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150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=0.038×1.050=0.040kN脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN荷载的计算值P=(1.2×0.040+1.2×0.184+1.4×1.575)/2=1.237kN大横杆计算简图2.抗弯强度计算20 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+0.267×1.237×1.500=0.504kN.m=0.504×106/5080.0=99.152N/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/(100×2.060×105×121900.000)=0.05mm集中荷载标准值P=0.040+0.184+1.575=1.799kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V1=1.883×1799.070×1500.003/(100×2.060×105×121900.000)=4.55mm最大挠度和V=V1+V2=4.605mm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；1.荷载值计算20 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=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN荷载的计算值R=1.2×0.058+1.2×0.276+1.4×2.362=3.707kN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0.1394NG1=0.139×18.000=2.509kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35NG2=0.350×4×1.500×(1.050+0.200)/2=1.312kN(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0.15NG3=0.150×1.500×4/2=0.450kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.500×18.000=0.135kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.407kN。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=3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN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)附录表D.4的规定采用：W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz=2.030Us——风荷载体型系数：Us=1.238经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.350×2.030×1.238=0.616kN/m2。20 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经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.407+0.85×1.4×4.725=10.911kN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=1.2×4.407+1.4×4.725=11.903kN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=0.85×1.4×0.616×1.500×1.500×1.500/10=0.247kN.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=11.903kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；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=1.155×1.500×1.500=2.599m；A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；——由长细比，为2599/16=164；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.262；——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=11903/(0.26×489)=92.750N/mm2；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；20 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=10.911kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；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=1.155×1.500×1.500=2.599m；A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；——由长细比，为2599/16=164；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.262；MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.247kN.m；——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=10911/(0.26×489)+247000/5080=133.697N/mm2；[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×Awwk——风荷载标准值，wk=0.616kN/m2；Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.00×4.50=13.500m2；No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No=5.00020 经计算得到Nlw=11.637kN，连墙件轴向力计算值Nl=16.637kN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=20.00/1.58的结果查表得到=0.97；A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf=97.082kNNf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件拉结楼板预埋钢管示意图七、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。本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体200mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1300mm，水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面抵抗矩W=141.00cm3，截面积A=26.10cm2。受脚手架集中荷载P=11.90kN水平钢梁自重荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m20 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)20 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R1=12.748kN,R2=12.102kN,R3=-0.184kN最大弯矩Mmax=1.348kN.m抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=1.348×106/(1.05×141000.0)+5.411×1000/2610.0=11.176N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,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=2.00由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值b"=1.07-0.282/b=0.929经过计算得到强度=1.35×106/(0.929×141000.00)=10.29N/mm2；水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!九、拉杆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RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。20 各支点的支撑力RCi=RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为RU1=13.849kN十、拉杆的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=13.849kN拉绳的强度计算：如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：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)；——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；K——钢丝绳使用安全系数。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于7.000×13.849/0.820=118.223kN。选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径15.0mm。钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为N=RU=13.849kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为其中[f]为吊环抗拉强度，取[f]=50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=[13849×4/(3.1416×50×2)]1/2=14mm十一、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=12.102kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为20 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=[12102×4/(3.1416×50×2)]1/2=13mm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=12.10kN；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12102.25/(3.1416×20×1.5)=128.4mm。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=12.10kN；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!20'