公租房工程型钢悬挑脚手架施工方案

'工程机械公租房楼脚手架工程施工方案编制人：审批人：编制时间：21 脚手架工程施工方案一、工程概况工程机械公租房3#、6#、9#、12#楼，工程主体均为18层，地下1层。属二类高层住宅；剪力墙结构，建筑高度50.85米。建筑面积每栋9225.8平方米。工程机械公租房2#、5#、8#、11#、1#、4#、7#、10#楼，工程主体均为11层，地下1层。属二类高层住宅；剪力墙结构，建筑高度31.25米。建筑面积每栋5847.2平方米。二、编制依据1、《建筑施工安全检查标准》JGJ-99；2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；3、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91；4、施工组织设计及施工图纸。三、脚手架搭设方案为确保施工安全，结合结构形式、建筑物的有效高度及周边场地情况，建筑物四周搭设悬挑全高全封闭式脚手架。此架为一架三用，既用于结构施工和装修施工，同时兼作安全防护。另由于本工程工期紧的特殊性，为防止地下室外墙外侧回填影响工期，3#、6#、9#、12#楼从二层开始采用工字钢钢悬挑双排钢管脚手架，2-8层悬挑一次，8-14层悬挑一次，14-18层悬挑一次，分三次悬挑。2#、5#、8#、11#、1#、4#、7#、10#楼从二层开始采用工字钢钢悬挑双排钢管脚手架，2-7层悬挑一次，7-11层悬挑一次，分两次悬挑。钢管外脚手架封闭施工，四周满挂绿色密目式安全网，起到确保周边安全，减少施工灰尘外扬和美化施工环境的作用。1、脚手架的主要配件及材料选用（1）扣件式钢管脚手架的主要组成构件有：立柱、纵向水平杆（大横杆）、横向水平杆（小横杆）、扣件、脚手板、踢脚板、剪刀撑（十字撑）、横向支撑（横向斜拉杆）、连墙件、纵向扫地杆，横向扫地杆，底座。（2）材料选用Φ48㎜，厚3.0㎜的钢管，竹笆脚手板和18㎝高木质踢脚板。21 2、脚手架的设计及构造（1）本工程悬挑双排钢管扣件脚手架，要求钢管无锈蚀、弯曲及变形缺陷，脚手架立杆纵距为1.5米，横距为0.8米，步距为1.8米。脚手架内侧立杆距结构面间距为0.3米。连墙件每层三跨设一点，横向水平杆间距选用步距的1/2。（2）立柱构造要求：立柱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，对接、搭接应符合以下要求：①立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500㎜；各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。②立柱的搭接长度不应小于1m，不少于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100㎜。（3）纵向水平杆要求：①纵向水平杆设置在横向水平杆之上，并以直角扣件扣紧在横向水平杆上。纵向水平杆在操作层的间距不宜大于400㎜。②纵向水平杆的长度不小于3跨，并不小于6m。③纵向水平杆一般宜采用对接扣件连接，也可采用搭接，对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500㎜，并应避免设在纵向水平杆的跨中。搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置三个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100㎜。（4）横向水平杆的构造要求：双排架的横向水平杆两边采用直角扣件固定在立柱上，靠墙一侧的外伸长度不应大于500㎜。（5）竹笆脚手板搭设要求：①脚手板应垂直于纵向水平杆方向铺设，应采用对接平铺，四个角应用直径为1.2㎜的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。②自顶层操作层的脚手板往下计，宜每隔10m满铺一层脚手板。（6）连墙件布置及构造要求：①连墙件应采用花排均匀布置，连墙件宜靠近主节点设置，并采用刚性节点，偏离主节点的距离不应大于300㎜。21 ②连墙件垂直间距、水平间距不大于6m，连墙件必须从底步第一根纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其他可靠措施固定。③当脚手架下部不能设连墙件时可采用抛撑，抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45度至60度之间，连接点中心距主节点的距离不应大于300㎜，抛撑在连墙件搭设后方可拆除。④连墙件中的连墙杆宜呈水平并垂直于墙面设置，与脚手架连接的一端可稍微下斜，不容许向上翘起。（7）剪刀撑与横向支撑的构造要求：①剪刀撑沿脚手架高度连续设置，每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5-7根之间。并不应小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45度-60度之间。②剪刀撑斜杆的接头除顶层可采用搭接外，其余各接头均必须采用对接扣件连接，搭接要求跟以上构造要求相同。③剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横水平杆的伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150㎜。④横向支撑的斜杆应在1-2步内，由底至顶层呈之字形连续布置，斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立柱或横向水平杆的伸出端上。⑤一字型、开口型双排脚手架的两端必须设置横向支撑，中间宜每隔6跨设置一道。（8）门洞处的构造要求：①洞口处增设的斜杆应采用旋转扣件优先固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线距中心接点的距离不应大于150㎜。②洞口两侧增设的横向支撑应伸出增设的斜杆端部；增设的短斜杆端部应增设一个安全扣件。（9）人行通道防护棚人行通道防护棚宽4米，净高4.5米，长为104米，上部分两层，净距为0.8米，两侧立杆间距为2.8米。3、脚手架搭设顺序（1）按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。21 （2）杆件搭设顺序如下：放置纵向扫地杆—立柱—横向扫地杆—第一步横向水平杆—连墙件（或加抛撑）—第二步横向水平杆……4、悬挑脚手架的搭设3#、6#、9#、12#楼2层楼面、8层楼面和14层楼面悬挑脚手架外挑1.2米；2#、5#、8#、11#楼2层楼面和7层楼面悬挑脚手架外挑1.2米。选用16号工字钢,该处钢梁外挑长度为1.2m,处选用4.5米的工字钢；阳角处为6米；。工字钢固定端应采用2个直径为18mm的U形钢筋拉环与建筑物结构梁板固定，悬挑头无墙处可增加1个。U形钢筋拉环预埋至钢筋混凝土梁、板底层钢筋位置，并与混凝土梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢固。工字钢悬挑梁挑端焊接两个直径为25mm的钢筋定位点，高度为100mm，定位点离悬挑梁端部为100mm。端部斜拉1根直径为19.5mm的钢丝绳卸荷。悬挑钢梁悬挑长度按照设计计算，固定段长度不应小于悬挑长度的1.25倍。钢梁按架体纵向间距按1.5ｍ布置（立杆纵距），架体横距0.8ｍ，里排立杆间距离外墙皮0.3ｍ，步距1.8ｍ。连墙件按2.8ｍ×4.5ｍ布置，用刚性连接横杆对架体进行拉结,拉结点应从外架的第一步开始进行设置。挑梁和预埋环制作及连墙杆连接如图.外侧搭设连续式剪刀撑，满挂密目网。5、脚手架搭设注意事项：（1）搭设立柱时，外径不同的钢管严禁混用，相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内，错开距离应符合要求。（2）开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。（3）当搭至有连墙件的构造层时，搭设完该处的立柱、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。（4）脚手架不允许与卸料平台支撑系统连接。（5）施工层脚手架内立杆与建筑物之间应进行封闭。（6）封闭型脚手架的同一步纵向水平杆必须四周交圈，用直角扣件与内、外角柱固定。（7）双排脚手架的横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100㎜。21 （8）当脚手架操作层高出连墙件两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完后方可拆除。（9）剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵横向水平杆等同步搭设，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150㎜。（10）对接扣件的开口应朝上或朝内，各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100㎜。（11）铺设脚手板时，应满铺、稳铺，靠墙一侧立墙面距离不应大于150㎜。脚手板不得有探头板，在拐角、斜道平口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，以放置滑动。（12）栏杆和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧，上栏杆上批高度1.2m，中栏杆居中设置，挡脚板高度应为180㎜。悬挑双排脚手架设计及计算（附后）21 型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书架体验算一、脚手架参数脚手架搭设方式双排脚手架脚手架钢管类型Ф48×3脚手架搭设高度H(m)16.8脚手架沿纵向搭设长度L(m)48立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.8横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.15内立杆离建筑物距离a(m)0.3双立杆计算方法不设置双立杆二、荷载设计脚手板类型竹串片脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.35脚手板铺设方式2步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型竹串片挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式1步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12横向斜撑布置方式6跨1设结构脚手架作业层数njj1结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)3地区江苏徐州市安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2)0.25风荷载体型系数μs1.13风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)1.25，1.03风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.35，0.29计算简图：21 立面图侧面图三、横向水平杆验算21 纵、横向水平杆布置方式横向水平杆在上纵向水平杆上横向水平杆根数n2横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)205横杆截面惯性矩I(mm4)107800横杆弹性模量E(N/mm2)206000横杆截面抵抗矩W(mm3)4490纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.033+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.35kN/m正常使用极限状态q"=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.35×1.5/(2+1))+3×1.5/(2+1)=1.71kN/m计算简图如下：21 1、抗弯验算Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[2.35×0.82/8，2.35×0.152/2]=0.19kN·mσ=Mmax/W=0.19×106/4490=41.87N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算νmax=max[5q"lb4/(384EI)，q"a14/(8EI)]=max[5×1.71×8004/(384×206000×107800)，1.71×1504/(8×206000×107800)]=0.41mmνmax＝0.41mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.33mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.35×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=1.33kN正常使用极限状态Rmax"=q"(lb+a1)2/(2lb)=1.71×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.96kN四、纵向水平杆验算21 承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=1.33kNq=1.2×0.033=0.04kN/m正常使用极限状态由上节可知F1"=Rmax"=0.96kNq"=0.033kN/m1、抗弯验算计算简图如下：弯矩图(kN·m)σ=Mmax/W=0.54×106/4490=119.89N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算计算简图如下：21 变形图(mm)νmax＝2.816mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=3.08kN五、扣件抗滑承载力验算横杆与立杆连接方式单扣件扣件抗滑移折减系数0.9扣件抗滑承载力验算：横向水平杆：Rmax=1.33kN≤Rc=0.9×8=7.2kN纵向水平杆：Rmax=3.08kN≤Rc=0.9×8=7.2kN满足要求！六、荷载计算脚手架搭设高度H16.8脚手架钢管类型Ф48×3每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.1221 立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值NG1k单外立杆：NG1k=(gk+(lb+a1)×n/2×0.033/h)×H=(0.12+(0.8+0.15)×2/2×0.033/1.8)×16.8=2.31kN单内立杆：NG1k=2.31kN2、脚手板的自重标准值NG2k1单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/2/2=(16.8/1.8+1)×1.5×(0.8+0.15)×0.35×1/2/2=1.29kN单内立杆：NG2k1=1.29kN3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(16.8/1.8+1)×1.5×0.17×1/1=2.64kN4、围护材料的自重标准值NG2k3单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×16.8=0.25kN构配件自重标准值NG2k总计单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.29+2.64+0.25=4.18kN单内立杆：NG2k=NG2k1=1.29kN立杆施工活荷载计算外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(0.8+0.15)×(1×3)/2=2.14kN内立杆：NQ1k=2.14kN组合风荷载作用下单立杆轴向力：单外立杆：N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.31+4.18)+0.9×1.4×2.14=10.48kN单内立杆：N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.31+1.29)+0.9×1.4×2.14=7.01kN七、立杆稳定性验算脚手架搭设高度H16.8立杆截面抵抗矩W(mm3)4490立杆截面回转半径i(mm)15.9立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)205立杆截面面积A(mm2)424连墙件布置方式两步两跨1、立杆长细比验算21 立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.81≤210轴心受压构件的稳定系数计算：立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.12m长细比λ=l0/i=3.12×103/15.9=196.13查《规范》表A得，φ=0.188满足要求！2、立杆稳定性验算不组合风荷载作用单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.31+4.18)+1.4×2.14=10.78kNσ=N/(φA)=10776.54/(0.188×424)=135.19N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！组合风荷载作用单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.31+4.18)+0.9×1.4×2.14=10.48kNMw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.29×1.5×1.82/10=0.18kN·mσ=N/(φA)+Mw/W=10477.29/(0.188×424)+177803.62/4490=171.04N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！八、连墙件承载力验算连墙件布置方式两步两跨连墙件连接方式扣件连接连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)3连墙件计算长度l0(mm)600连墙件截面面积Ac(mm2)489连墙件截面回转半径i(mm)15.8连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)205连墙件与扣件连接方式双扣件扣件抗滑移折减系数0.9Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.35×2×1.8×2×1.5=5.35kN长细比λ=l0/i=600/15.8=37.97，查《规范》表A.0.6得，φ=0.9(Nlw+N0)/(φAc)=(5.35+3)×103/(0.9×489)=18.91N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm221 满足要求！扣件抗滑承载力验算：Nlw+N0=5.35+3=8.35kN≤0.9×12=10.8kN满足要求！悬挑梁验算一、基本参数悬挑方式普通主梁悬挑主梁间距(mm)1500主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓锚固螺栓直径d(mm)18主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)1400主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)200主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)1500梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)215二、荷载布置参数支撑点号支撑方式距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)是否参与计算1上拉115033001050是作用点号各排立杆传至梁上荷载F(kN)各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)主梁间距la(mm)110.785001500210.7813001500附图如下：21 平面图立面图三、主梁验算21 主梁材料类型工字钢主梁合并根数nz1主梁材料规格16号工字钢主梁截面积A(cm2)26.1主梁截面惯性矩Ix(cm4)1130主梁截面抵抗矩Wx(cm3)141主梁自重标准值gk(kN/m)0.205主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)215主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125主梁弹性模量E(N/mm2)206000q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m第1排：F1=F1/nz=10.78/1=10.78kN第2排：F2=F2/nz=10.78/1=10.78kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax=Mmax/W=1.96×106/141000=13.89N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求！2、抗剪验算21 剪力图(kN)τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=10.84×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=12.81N/mm2τmax=12.81N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求！3、挠度验算变形图(mm)νmax=0.06mm≤[ν]=2×lx/250=2×1400/250=11.2mm符合要求！4、支座反力计算R1=-0.31kN,R2=6.2kN,R3=16.39kN四、上拉杆件验算钢丝绳型号6×61钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)1700钢丝绳直径(mm)19.5钢丝绳不均匀系数α0.85钢丝绳安全系数k9钢丝绳绳夹型式马鞍式拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)15.19钢丝绳绳夹数量[n]321 花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)16花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)170主梁拉环直径d(mm)20焊缝厚度he(mm)10焊缝长度lw(mm)100角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)160钢丝绳绳卡作法钢丝绳连接吊环作法上拉杆件角度计算：α1=arctanL1/L2=arctan(3300/1050)=72.35°上拉杆件支座力：RS1=nzR3=1×16.39=16.39kN主梁轴向力：NSZ1=RS1/tanα1=16.39/tan72.35°=5.22kN21 上拉杆件轴向力：NS1=RS1/sinα1=16.39/sin72.35°=17.2kN上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=17.2kN钢丝绳：查(《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得，钢丝绳破断拉力总和：Fg=239kN[Fg]=α×Fg/k=0.8×239/9=21.24kN≥NS=17.2kN符合要求！绳夹数量：n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×21.24/(2×15.19)=2个≤[n]=3个符合要求！花篮螺栓验算：σ=[Fg]/(π×de2/4)=21.24×103/(π×162/4)=105.66N/mm2≤[ft]=170N/mm2符合要求！拉环验算：σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×21.24×103/(π×202)=33.81N/mm2≤[f]=50N/mm2注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2符合要求！拉环详图(主梁为工字钢)角焊缝验算：σf=NS/(he×lw)=17.2×103/(10×100)=17.2N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2符合要求！五、悬挑主梁整体稳定性验算21 主梁轴向力：N=[(NSZ1)]/nz=[(5.22)]/1=5.22kN压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=1.96×106/(1.05×141×103)+5.22×103/2610=15.23N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求！受弯构件整体稳定性分析：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》(GB50017-2003)得，φb=2.8由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到φb值为0.97。σ=Mmax/(φbWx)=1.96×106/(0.97×141×103)=14.33N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求！六、锚固段与楼板连接的计算主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓U型锚固螺栓直径d(mm)18主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)1500梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)215锚固螺栓121 锚固螺栓21、螺栓粘结力锚固强度计算锚固点锚固螺栓受力：N/2=0.15kN螺栓锚固深度:h≥N/(4×π×d×[τb])=0.31×103/(4×3.14×18×2.5)=0.54mm螺栓验算：σ=N/(4×π×d2/4)=0.31×103/(4×π×182/4)=0.3kN/mm2≤0.85×[ft]=182.75N/mm2符合要求！2、混凝土局部承压计算如下混凝土的局部挤压强度设计值：fcc=0.95×fc=0.95×14.3=13.58N/mm2N/2=0.15kN≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(902-3.14×182/4)×13.58/1000=213.16kN注：锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×18=90mm符合要求！21'