国际花园工程脚手架方案.doc

比德弗国际花园15#、17#楼目 录1、编制依据12、工程概况13、设计要求14、构造要求25、脚手架验算56、卸料平台177、构配件要求238、施工要求259、检查及验收2610、环境职业健康及安全措施 2611、附图：脚手架平面图12、附图：脚手架立面图 1、编制依据1.1建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2010）。1.2建筑施工高处作业安全技术规范。1.3施工手册。1.4材料力学、钢结构计算等相关书籍。1.5比德弗国际花园项目图纸。2、工程概况比德弗国际花园项目15#、17#住宅楼位于临邑县瑞园路以东，维大三街以北。其中17#楼建筑面积7000m2，地下一层，地上九层；15#楼建筑面积8000m2，地下一层，地上十三层。比德弗国际花园项目各工程均为桩筏基础，现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。抗震等级四级，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为六度，地下室防水等级为二级。由山东比德弗房地产开发公司筹建，山东省城镇规划建筑设计院设计。3、设计要求因本工程脚手架搭设高度较高， 15#楼总高度37.94米，13#楼总高度31.94米 。三各楼均采用双排悬挑式脚手架 4、构造要求4.1纵向水平杆的构造应符合下列规定：4.1.1纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。4.1.2纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接，本工程采用对接。对接、搭接应符合下列规定：纵向水平杆的对接扣件应交错布置：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宜大于纵距的1/3。搭接长度不应小于lm，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。4.2横向水平杆的构造应符合下列规定：4.2.1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。4.2.2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的12。4.3脚手板的设置4.3.1作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120150mm。4.3.2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。脚手板铺设可采用对接平铺，亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时，接头必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；脚手板搭接铺设时，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。4.3.3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。4.4立杆4.4.1立杆基础： 立杆要求立在支撑型钢上，做法如下： 4.4.2脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。4.4.3脚手架底层步距不应大于2m,取1.5m。4.4.4立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接。4.4.5立杆设置与杆件间距：外立杆距墙1.35m，内立杆应距墙0.3m，立杆间距为1.05m，立杆纵距见图示,大横杆间距为1.5m，连墙杆的间距为二步三跨。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小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。立杆接长顶层顶步可以采用搭接，搭接长度不应小于1m，应采用3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100mm。4.5连墙件4.5.1宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；4.5.2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。4.5.3宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置。4.5.4采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。4.5.5连墙件与建筑物做法见下图:4.6剪刀撑剪刀撑连续设置，原则上搭设方法为竖直方向5个步距，水平方向个纵距，5根站杆为一组，跟据架体进行调整，最下端应距离基面最近为宜。其搭设角度应在45度-60度之间，角度不定，其杆件的搭接处不得少于3个卡扣，且杆件搭接长度为150cm，且最外边卡扣距杆件端点的距离应大于10 cm，剪刀撑的高度应和架体同高。（架体应高出施工层1.5m）剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上。4.7上人通道因架体高度较高，因此本工程不另行设计上人斜道。楼梯与施工层应同步施工，若楼梯要慢于施工层一层，在室内搭设上人梯施工层。5、脚手架验算工程参数搭设参数搭设高度20m水平杆步距1.5m立杆纵距1.5m立杆横距1.05m连墙件方式二步三跨连墙件扣件双扣件悬挑水平钢梁18号工字钢钢梁外挑长度1.5m钢梁锚固长度2.5m钢梁与楼板锚固钢筋22圆钢吊拉钢丝绳采用14mm钢丝绳！荷载参数（荷载标准值）永久荷载立杆承受结构自重0.1394kn/m安全网0.005kn/m2脚手板类型木脚手板,2层自重标准值0.35kn/m2栏杆挡脚板木脚手板自重标准值0.14kn/m2可变荷载施工均布活荷载2kn/m2同时施工层数1层风荷载地区山东德州市基本风压0.3kn/m2考虑到钢管锈蚀弯曲等因素，按483.0钢管计算。横向水平杆（小横杆）计算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第6.2.2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、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。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是：脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆，如图：横向水平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。（一）抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值：qk=(qk+qp1)s=(2+0.35)1.5=3.53 kn/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4qks+1.2qp1s=1.421.5+1.20.351.5=4.83 kn/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载），最大弯矩：mmax=qlb2=4.831.052=0.666knm884、钢管载面模量w=4.49cm35、q235钢抗弯强度设计值，查规范表5.1.6得表f=205n/mm26、按规范中公式（5.2.1）计算抗弯强度=mmax=0.666106=148.33n/mm2205n/mm2w4.491037、结论：满足要求（二）变形计算1、钢材弹性模量：查规范表5.1.6得e2.06105n/mm22、钢管惯性矩i10.78cm43、容许挠度：查规范表5.1.8，得=l/150与10mm4、按规范中公式（5.2.3）验算挠度=5qklb4=53.5310504=2.5mm10507与10mm384ei3842.0610510.781041505、结论：满足要求纵向水平杆(大横杆)计算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图： 不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：f=0.5qlb(1+a1)2=0.54.831.05(1+0.15)2=3.31knlb1.05由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值fk=0.5qklb(1+a1)2=0.53.531.05(1+0.15)2=2.42knlb1.05扣件的抗滑承载力计算直角扣件，旋转扣件抗滑承载力设计值=8kn。横杆与立杆连接方式采用:单扣件，rc= 8kn。纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值r=f=3.31knrc结论：满足要求计算立杆段轴向力设计值n立杆稳定性计算部位取脚手架底部。1、脚手架结构自重标准值产生的轴向力ng1k=hsgk=200.1394=2.79knhs脚手架高度gk每米立杆承受的结构自重2、构配件自重标准值产生的轴向力ng2k=0.5(lb+a1)laqp1+qp2la+lahqp3=0.5(1.05+0.15)1.520.35+0.141.52+1.5200.005=1.200knlb立杆横距；a1小横杆外伸长度；la立杆纵距；qp1脚手板自重标准值；qp2脚手板挡板自重标准值；qp3密目式安全立网自重标准值；h脚手架高度；3、施工荷载标准值产生的轴向力总和nqk=0.5(lb+a1)laqk=0.5(1.05+0.15)1.521=1.80knqk施工均布荷载标准值；4、组合风荷载时立杆轴向力设计值nn=1.2(ng1k+ng2k)+0.851.4nqk=1.2(2.79+1.200)+0.851.41.80=6.93kn5、不组合风荷载时立杆轴向力设计值nn=1.2(ng1k+ng2k)+1.4nqk=1.2(2.79+1.200)+1.41.80=7.31kn立杆的稳定性计算组合风荷载时，由下式计算立杆稳定性n+mwf jawn计算立杆段的轴向力设计值；a立杆的截面面积；j轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(jgj130-2001)附表c取值； w截面模量；f钢管的抗压强度设计值；mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；mw=0.851.4mwk=0.851.4klah210其中，la立杆纵距；h步距；风荷载标准值k=zs00基本风压，取山东德州市10年一遇值，0=0.3kn/m2z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（gbj 9）规定采用,地面粗糙度类别为地面粗糙度b类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。脚手架立杆稳定性计算部位选择立杆底部，计算高度取距地面18.1m, z取1.25；s脚手架风荷载体型系数,s=1.3f=1.30.8=1.040 ，值大于1.0时，取1.0。风荷载产生的弯曲压应力：w=mw=0.851.4zs0lah2w10ww=0.851.4 1.251.00.31.51.52106=33.5 n/mm2104.49103计算长细比：=l0il0计算长度，l0=kh；i截面回转半径；k计算长度附加系数，其值取1.155；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范表5.3.3采用；立杆横距lb=1.05m，连墙件布置二步三跨，查规范表5.3.3得=1.5.h步距,1.5m=kh=1.1551.5150.0=163i1.59根据的值，查规范附录c表c得轴心受压构件的稳定系数j=0.265。组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-2验算：n+mw=6.93103+33.5=95.177n/mm2 f=205n/mm2jaw0.265424结论:满足要求!不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-1验算:n=7.31103=65.06n/mm2 f=205n/mm2ja0.265424结论:满足要求!连墙件计算（一）脚手架上水平风荷载标准值k连墙件均匀布置，取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算，高度按33.1m，地面粗糙度b类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。风压高度变化系数z=1.56脚手架风荷载体型系数s=1.3j=1.30.8=1.04 ，取值大于1.0时，取1.0。基本风压取山东德州市10年一遇值，0=0.3kn/m2k=z s 0= 1.561.00.3=0.47kn/m2（二）求连墙件轴向力设计值n每个连墙件作用面积aw=21.531.5=13.50m2n=nlw+n0=1.4wkaw+5=1.40.4713.50+5=13.88knnlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值；n0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n0=5kn；（三）连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lh=0.3m，因此长细比=lh=30.0=19 =150i1.59根据值，查规范附录表c，j=0.949,n=13.88103=34.50n/mm2 205n/mm2ja0.949424满足要求!。抗滑承载力计算直角扣件抗滑承载力计值rc=8kn，连墙件连接方式为双扣件,2*rc=16kn。nl=13.88kn 16.0kn 满足要求!联梁的计算联梁采用：16号工字钢联梁按照集中荷载作用下的简支梁计算，集中荷载p=7.31kn，联梁跨度为2个立杆间距。计算简图如下:通过联梁传递到型钢悬挑梁的支座力为(考虑联梁自重):ramax= rbmax=27.31+0.2463.0=15.358kn;mmax=27.313.0/8=5.483kn.m=mmax=5.483106=38.887n/mm2 205n/mm2w141.0103结论:满足要求!悬挑梁计算悬挑水平梁按照单跨外伸梁计算，外伸端承受上部脚手架立杆传递的集中荷载p作用，支座b为悬挑水平梁与楼板的内锚固点，支座a为建筑物梁板外边缘支承点。进行型钢悬挑梁强度计算时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件！单跨外伸梁计算简图上图中，m =1.5m，l = 2.3m，m1 =0.3m，m2 =1.35m；悬挑水平梁采用18号工字钢，截面惯性矩i = 1660.0cm4，截面模量(抵抗矩) w = 185.0cm3，截面积a=30.6cm2；脚手架立杆传递的集中荷载p=15.358kn；悬挑水平梁自重荷载q1.230.610-478.5 =0.288kn/m；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=1.5/2.3=0.652，kl=ml/l=0.3/2.3=0.13，k2=m2/l=1.35/2.3=0.587经计算，支座反力 ra = 42.632kn，支座反力 rb = -10.821kn，最大弯矩 mmax = 25.665kn.m （一）悬挑梁抗弯强度计算mmax=25.665106=132.124 7.5mm。 结论：因已在悬挑梁端头设置了钢丝绳，故挠度视为满足要求！悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用：18号工字钢（一）求均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数jb根据钢结构设计规范(gb50017-2003)附录表b.2，jb2.0当jb 0.6的时候，根据钢结构设计规范(gb50017-2003)附录b.12式jb =1.070.282=0.929jb最终取jb0.929（二）整体稳定验算根据钢结构设计规范(gb50017-2003)4.2.2式，整体稳定验算应按下式计算：=25.665106=149.332 205n/mm20.929185.0103m绕强轴作用的最大弯矩，w梁截面模量结论：满足要求!悬挑梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算将钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件，其计算简图如下：计算简图(kn)弯矩图(kn.m)剪力图(kn)经计算,从左到右各支座力分别为：ra=17.251kn，rb=14.886kn，rc=-0.327kn钢丝绳的轴力按下式计算：sina=3/3.31=0.906ru=ra=17.251=19.041knsina0.906（二）选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力安全系数，取安全系数为8，则钢丝绳最小破断拉力=19.0418=152.3kn依据规范gb/t 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670mpa。钢丝绳直径应不小于18mm,其破断拉力为：166.1kn。（三）钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力ru作为拉环的拉力n，为19.041kn。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中 f 为拉环受力的单肢抗剪强度，取f = 125n/mm2；钢丝绳拉环最小直径d=n4=19041.0004=14mmf3.1415125钢丝绳拉环最小直径为14mm。悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图：（一）预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件，经计算rc=10.821kn； 按照混凝土结构设计规范gb50010-200210.9.8条规定，每个吊环按两个截面计算的吊环应力不应大于50n/mm2，预埋圆钢直径22mm，强度计算如下：=nn=10821.000=14.23 f=50n/mm2a2d223.14222244满足要求!（二）预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度，按照混凝土结构设计规范gb50010-2002表4.1.4，计算中取1.43n/mm2；hn=10821.000=109.47mmdft3.142221.43经计算，圆钢预埋件锚固深度必须大于109.47mm。另外必须满足构造要求，按照混凝土结构设计规范gb50010-200210.9.8条规定，预埋件埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，应伸入楼板钢筋网下。压板厚度应大于10mm，由不小于两道的预埋u型螺栓采用双螺母固定，螺杆露出螺母不应小于3扣。6、卸料平台6.1搭设方法及要求卸料平台采用工字钢做悬挑主梁，采用603.0mm钢管做悬挑次梁及脚手板的支撑，在每层予埋埋件以便固定出挑的型钢主梁，在每道主梁上设两道钢丝绳斜拉。搭设形式见下图示：6.2 有关验算（1） 荷载传递形式脚手板 钢管工字钢主梁。（2） 有关计算先只考虑悬挑主梁受力，再单独计算钢丝绳受力，叠加后计算安全系数。1）悬挑工字钢主梁的计算受力简图如下：荷载n2=（0.3+2）2.81.40.5=4.51knn3=（0.3+2）2.80.70.5=2.26knmmax=3n3+1.6n2+0.2n3=32.26+1.64.51+0.22.26=14.45kn.m则工字钢截面抵抗矩应满足下式要求：wxmmax /xf=14.45106/(1.05215)=64.01cm3查钢结构规范，可选用16#工字钢(wx=102cm3)可满足使用要求。102/64.01=1.59悬挑工字钢稳定性计算mx/bwxf 其中：b按双轴对称工字钢计算式中：b取0.757y为梁在侧向支撑点间对截面弱轴y-y的长细比a为梁的截面积t1是受压翼缘的厚度b取0代入数据得：b=1.629代入公式：mx/bwx=14.45x106/(1.629102103) =86.97n/mm2f=215 n/mm2符合要求悬挑工字钢的挠度验算分别计算n2、n3产生的挠度v1=2.2610330002/（6ei）(33050-3000 )= 20.74mm (e=2.06105、i=4.88106)v2=4.5110316002/（6ei）(33050-1600 )=14.45mmv3=2.261032002/（6ei）(33050-200 )=0.13mm v=v1+v2+v3=20.74+14.45+0.13=35.32mm2）锚固螺栓的强度计算为方便计算及增大保险系数，只考虑后面的锚固螺栓受力，计算如下：锚固点拉力： r=(3n3+1.6n2+0.2n3)/l =14.45/2.75 =5.25kn按两个螺栓，则每根受力r/2=2.63kn实际选用18#螺栓，每根螺栓抵抗力为254.5 mm2235n/mm2=59.77kn,远远大于每根螺栓的受力，螺栓形式及埋设方法同脚手架的予埋螺栓做法。同时在预埋的型钢后面螺栓处在现浇板上部增加负弯矩钢筋网，钢筋网宽度为1.5m，长度为6m。如下图所示：（3） 斜拉钢丝绳的强度验算每道悬挑主梁采用两点斜拉，斜拉做法见上面有关简图1）、采用钢丝绳斜拉后的计算简图如下：n2、n3卸料平台的立杆作用力f1、f2锚固螺栓的拉力l钢丝绳拉力2）、计算钢丝绳的拉力按钢丝绳独立承担立杆的作用力，利用下面的公式计算：l1sin53+l2sin68=n3+n2+n3=9.031.6l1sin53+3l2sin68=3n3+1.6n2+0.2n3=14.45kn.m简化后得：l1=12.64/1.12=11.29 knl2=0.0134/0.927=0.014kn3）、求钢丝绳允许拉力l允并验算选用钢丝绳61914，钢丝强度极限1400/mm2，查表：钢丝绳破断拉力l破=80.100.85=68.085 kn钢丝绳允许拉力l允=l破/3.5=68.085/3.5=19.45 knl=11.29 kn经验算只需一道钢丝绳即可，简图如下：4）预埋拉环的选择按上面计算，选用18拉环截面积a=254.34mm22=508.68 mm2拉环的允许拉力（抗拉强度按235n/ mm2）r允=508.68235=119.54kn远远大于钢丝绳作用力，故拉环完全可以满足要求，拉环形式及埋设做法如下图示：5）工字钢悬挑及斜拉钢丝绳后的安全系数计算采用工字钢悬挑主梁及钢丝绳斜拉后由悬挑梁及钢丝绳承担，计算安全系数如下：16工字钢能够提供的最大弯矩为m工 = xwx f =1.05102103215=23.027 knm满足要求。钢丝绳提供的最大弯矩为m钢丝= l破sin68.821.55=68.0850.9323=190.37knm安全系数卸料平台产生的弯矩为14.45knmn= （m工+m钢丝）/14.76=（23.03+190.37）/14.45=14.776）卸料平台的承载限值按上述计算中所采用的均布荷载2kn/m2，卸料平台的承载限值为2kn/m22.82.8=15.68 kn1600kg（三）按上述计算的基础将平台设计成工具式卸料平台，形式如下图：7 构配件要求：7.1 钢管检查应符合下列规定：应有产品质量合格证；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应符合规定；钢管必须涂有防锈漆。7.2、扣件：使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换；扣件应进行防锈处理。7.3、脚手板的检查应符合下列规定：新脚手板应有产品质量合格证；尺寸偏差应符合规范要求，且不得有裂纹、开焊与硬弯：新、旧脚手板均应涂防锈漆。8、施工要求8.1、钢架杆四角顶端应设置避雷装置，并连通大横杆，形成避雷网络，并检测接地电阻不大于30欧姆。8.2、脚手架必须经常性的及时维修加固，以达到坚固稳定，确保施工安全。8.3、脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内，并做好可靠的安全接地处理。8.4、脚手架严禁钢木混合使用。8.5、脚手架搭设人员必须持证上岗，并能正确使用“三宝”。8.6、严格控制施工荷载，脚手架不得集中堆料施荷，施工荷载不得大于2kn/m2。8.7、控制螺栓拧紧力距，采用扭力板手，扭力距应控制在40-65n.m范围内。8.8、脚手板应满铺、铺稳、离开墙面120-150mm，严禁脚手板存在探头板，铺设脚手板以及多层作业时，应尽量使施工荷载内、外传递平衡，在拐角、斜道、平台口处的脚手板，应与横向水平杆有可靠的连接、防止滑动。8.9、保证脚手架体的整体性，不得