北京某办公楼脚手架施工方案悬挑式脚手架

***工程外脚手架设计方案编制：审核：批准：北京安德固脚手架工程有限公司2007年11月***工程外脚手架设计方案编制：审核：批准：北京安德固脚手架工程有限公司2007年11月目录TOC\o"1-2"\h\zHYPERLINK\l"_Toc183573051"1、编制依据1HYPERLINK\l"_Toc183573052"1.1施工图：1HYPERLINK\l"_Toc183573053"1.2施工规范、规程1HYPERLINK\l"_Toc183573054"1.3参考图书1HYPERLINK\l"_Toc183573055"1.4文件规定1HYPERLINK\l"_Toc183573056"2、工程概况2HYPERLINK\l"_Toc183573057"3脚手架设计2HYPERLINK\l"_Toc183573058"3.1脚手架总体设计2HYPERLINK\l"_Toc183573059"3.2安德固模块脚手架构造设计2HYPERLINK\l"_Toc183573060"架子高度及立杆设计：2HYPERLINK\l"_Toc183573061"架子横杆及斜拉杆设计：2HYPERLINK\l"_Toc183573062"架子与结构拉接设计：3HYPERLINK\l"_Toc183573063"悬挑钢梁3HYPERLINK\l"_Toc183573064"架子卸荷设计：6HYPERLINK\l"_Toc183573065"架子马道设计：6HYPERLINK\l"_Toc183573066"室外电梯处设计：6HYPERLINK\l"_Toc183573067"卸料平台处设计：7HYPERLINK\l"_Toc183573068"架子防护设计：7HYPERLINK\l"_Toc183573069"4、脚手架主要受力杆件结构稳定承载设计计算和验算7HYPERLINK\l"_Toc183573070"4.1架体设计荷载计算8HYPERLINK\l"_Toc183573071"4.2风荷载标准值8HYPERLINK\l"_Toc183573072"4.3立杆计算9HYPERLINK\l"_Toc183573073"4.4横杆计算10HYPERLINK\l"_Toc183573074"4.5连墙件计算11HYPERLINK\l"_Toc183573075"4.6悬挑工字钢力学验算12HYPERLINK\l"_Toc183573076"4.7钢丝绳强度验算：14HYPERLINK\l"_Toc183573077"5.附图151、编制依据1.1施工图：序号图纸名称图纸编号出图日期1结构施工图结施2007.2建筑施工图建施2007.1.2施工规范、规程序号编制依据依据内容1规范规程《混凝土结构工程程施工质量验验收规范》GB50204--2002《建筑施工高处作作业安全技术术规范》JGJ80-911《建筑施工安全检检查标准》JGJ59-9992地方标准《建筑工程施工现现场安全防护护场容卫生、环环境保护及保保卫消防标准准》DBJ01-833-200333企业标准《模块式脚手架》Q/SYADGG001-22005《ADG脚手架安装装检查验收和和安全使用规规定》ADG-002--20061.3参考图书

序号图书名称出版日期1建筑施工手册（第第四版）2003.92简明施工计算手册册1999.73实用建筑施工安全全手册1999.74建筑施工脚手架实实用手册1994.51.4文件规定

序号文件名名称1北京市建委颁颁发《北京市市建设工程施施工现场安全全防护标准》京京建施[20033]1号2北京市建委颁发《重重大危险性施施工方案管理理规定》京建建213号文2、工程概况***工程位于北京市***街，建设单位***建设管理有限责任公司，设计单位为***研究院有限公司，施工总承包单位为中国***。本工程为框架结构，地下3层，地上11层，建筑总高54.800m，首层层高6.0m，2至10层层高4.5m，11层层高5.0m,屋面层层高3.3m。3脚手架设计3.1脚手架总体设计本工程脚手架均考虑结构和装修施工,脚手架距离结构边距离400mm左右。搭设范围结构及中庭外围，本工程脚手架自3层开始搭设，至11层。本工程脚手架使用功能为：结构施工防护脚手架和装修施工操作脚手架，荷载按300kg/㎡，不得集中堆载。3.2安德固模块脚手架构造设计架子高度及立杆设计：结合本工程结构形式、实际施工特点，对结构、装修施工操作及防护所需的外脚手架的搭设位置和高度选定如下：根据工程需要，该工程脚手架自3层悬挑工字钢梁，架体在工字钢上升根开始搭设。本工程外架子的架体最大搭设高度为38米。立杆间距如下：立杆纵距2.5m，架体距结构外轮廓400mm，内外排排架轴距1.0m，脚手架的布局以2.5m纵距为主，考虑到各转角段施工的脚手架衔接，在结合处调整纵距为不等长，在部分分段处采用钢管扣件进行连接，避免单片独立架体出现。为满足结构4.5米的层高要求，在楼层部分立杆采用2米16扣件立杆，其余均采用2米8扣件立杆，脚手架立杆下部为倒置的可调托座，可调丝杠外露长度不宜超过200mm。具体详见脚手架平面布置图ADG-HNDS-1。架子横杆及斜拉杆设计：大横杆步距2.0米，立杆和大横杆相交处全部设置小横杆连接。双排脚手架仅在外排立杆设置斜拉杆，每个4步设置，设置成“八”形连续直线或折线。横杆及斜拉杆详见脚手架立面图ADG-HNDS-2。架子与结构拉接设计：架子与结构拉接的连墙杆按两步两跨布设，水平间距不超过6m，垂直间距不超过4m，采用采用普通钢管，连接杆与脚手架、建筑物的连接采用扣件连接。所有结构框架柱处均设双杆箍柱式拉杆将外架子与框架柱拉结，每隔一跨在楼板边梁上埋设钢筋，通过连接管件与脚手架进行可靠拉结。连接件横竖向顺序排列、均匀布置，呈梅花状，与架体和结构立面垂直，并尽量靠近主节点。连墙件从开始搭设时就进行布置，靠近框架柱的小横杆可加长设置直接作连墙杆用。连墙节点做法见附图ADG-HNDS-JD-4。悬挑钢梁悬挑的工字钢梁从3层楼板悬挑架体不落地，架子立杆直接落在工字钢梁上，架子立杆根部底托必须与工字钢梁点焊固定牢固。工字钢梁根椐立杆间距布设，间距2.5m。工字钢梁为6.0m，悬挑工字钢与预埋在结构梁板内的锚环固定，埋锚环为φ20的圆钢，预埋锚环每排共三道，端部一道，后部两道，悬挑梁平面布置见架子平面布置图。每根外悬挑钢梁采用Φ16.5的钢丝绳斜拉方式进行拉接。工字钢梁穿过预埋环顶部及侧边采方木塞紧，同时采用φ20的钢筋将工梁与锚环焊接成一体。为保证悬挑工字梁不对挑板造成破坏，在第二道锚环和最后一道锚环前方垫50mm×300×500mm（厚×宽×长）木板，工字钢就位后采用楔形木块与锚环固定。工字钢下部处理及固定示意图工字钢悬挑示意图悬挑工字钢箍环大样为了改变悬挑工字钢的受力状态，在外挑工字钢的端部采用16.5mm钢丝绳与上一层楼板大梁进行拉接。大梁上需预留φ48塑料管，拉接时钢丝绳可直接从预留孔中穿过，并采用U型卡扣固定，每端的U型卡扣数量不应少于三个，且在钢丝绳与混凝土量的接触面垫好木方，避免对混凝土梁造成破坏和对钢丝绳造成磨损。由于结构外型为异型结构，存在3处锐角转角和3处钝角转角，所以在该处采用了铺设双层工字钢和部分悬挑架形式。双层形式下层为22a#工字钢，上层为16#或14#工字钢，工字钢轴心距结构面400mm，且与结构外轮廓面平行，相交处焊接固定。悬挑架处采用并排双工字钢形式，以满足承载力的要求。转角处悬挑工字钢较多，所以会导致交叉不能摆开的情况，所以需要在该部分工字钢摆放是分上下层放置，形成空间结构。具体做法见脚手架悬挑工字钢角部处理示意图ADG-HNDS-XT-1。结构凹形处采用直接放置工字钢形式，形成桥型结构，立杆顶托直接放于工字钢梁之上，工字钢梁两端各采用一至两个锚环于混凝土板进行固定。3.2.5架子卸荷设计：根据架子重量计算，本工程外架子设一道卸荷，卸荷设在地上7层，卸荷采用钢丝绳卸荷，钢丝绳采用Φ12.5直径的钢丝绳，钢丝绳上口穿过8层楼板周边结构梁内预留孔，下部兜住架子内外排立杆横杆，卸荷钢丝绳水平间距为每隔10米设置一道，卸荷钢丝绳采用花兰螺栓紧固，尽量保证每根钢丝绳受力均匀一致。卸载点做法示意图架子马道设计：根据工程需要，在脚手架的外侧设置上人步梯，由于步梯自重较大，且上下班时人流量很大，所以我公司建议步梯直接落地，不宜悬挑。步梯长度3.5米，宽度2米。步梯搭设位置根据施工方要求确定。建议施工中必须始终保持一个楼梯间通畅，两个楼梯间不能同时拆模，若拆模必须进行拦截封闭并保证另一个楼梯间的畅通。3.2.7室外电梯处设计：本工程室外电梯设置在楼南北两侧的11-12轴部位，和东侧G轴位置。室外电梯安装后，外架子根据室外电梯的出入口位置进行调整，其出入口铺设脚手板并装设安全护栏。具体做法当施工电梯距结构面距离大于1.6米，架体对施工电梯安装影响不大，可正常安装；当施工电梯距结构面距离在1.1米至1.6米之间时，可将该部分架体宽度由1.0米变为0.5米，且悬挑工字钢向结构内移0.5米；当施工电梯与结构面距离在0-1.1米之间时，可将该部分脚手架拆除，取消该部分的悬挑工字钢，并将两侧架体与结构拉接加固即可。3.2.8卸料平台处设计：本工程4层以上楼层卸料平台采用钢质大卸料平台，由于卸料平台内沿距结构1.5米，所以与架体基本不会产生干涉，但需拆除该部分架体外密目网，并对该部位架子进行改造搭设行走通道和周边防护，架子改造加固验收合格后，方可使用。卸料平台移走后对架子进行恢复。3.2.9架子防护设计：施工作业期间，共需4层脚手板，两层作业层满铺脚手板，中部满铺脚手板一层，并在最下层铺设脚手板作为硬防护，硬防护下部挂一道水平安全网。工作荷载不超过3kN/m2。脚手架外侧满布密目网，密目网采用2.0m×6.0m的规格，作业层网应高于平台1.2m，并在作业层下步架处设一道水平兜网。在架内高度4.0m处设首层平网，往上每隔10米设隔层平网，施工层应设随层网。作业层脚手架立杆于0.5m及1.0m处设有两道防护栏杆，底部外侧设18cm高的挡脚板。4、脚手架主要受力杆件结构稳定承载设计计算和验算在计算构件的强度、稳定性与连接强度时，参考现行国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》采用荷载效应基本组合的设计值，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。几何特征外径厚度截面积iIW重量E单位mmmmmm²cmcm4cm3daN/mldaN/mm²立杆CRAB2548.32.73871.61510.0894.1783.032横杆48.32.73871.61510.0894.1783.032斜杆382.72991.2524.6892.4682.3532钢管截面参数计算公式：截面积A=；惯性矩I=；惯性半径i=/4；抗弯截面模量W=2I/d根据以上方案，对立杆、横杆、施工荷载、作业活荷载、风荷载等复合作用下取最大值做以下强度安全计算。4.1架体设计荷载计算架体自重荷载Nz：由方案可知，每列架最大支承的立面宽2.5m高38.0m。该部分脚手架荷载统计：内排立杆自重：1个底座（顶托）+18根2m立杆+19根2.5m横杆+19/2根1m横杆+2层脚手板1×3.58㎏+18×8.2㎏+19×7.7㎏+19/2×5.0㎏+4×35㎏/㎡×0.5m×2.5m=504.15㎏=5.04kN外排立杆自重：1个底座（顶托）+18根2m立杆+19根2.5m横杆+19/2根1m横杆+2.5m档脚板1×3.58㎏+18×8.2㎏+19×7.7㎏+19/2×5.0㎏+35㎏/m/4×2.5m=530.4㎏=5.30kN施工平均荷载NQk结构施工时工作面长2.5m，宽1.0m，作业面2层，均布荷载qk=3.0kN/㎡，NQk=3kN/㎡×2.5m×1.0m×2层=15.0kN；故分配在每个立杆上的NQk1=NQk/2=15.0kN/2=7.5kN4.2风荷载标准值参考现行国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，作用于脚手架上的水平风荷载标准值应按下式计算：ωk=0.7μz·μs·ωo()式中ωk——风荷载标准值(kN/m2)；μz——风压高度变化系数，按D类50m查现行国家标准《建筑结构荷载规范》表7-2-1得μz=0.84；Us——风荷载体型系数：Us=1.3×1.2An/Aw=1.3×1.2×0.5=0.78ωo——基本风压(kN/m2)，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》附表D.4的规定取n=10得ωo=0.30kN/㎡。计算：ωk=0.7μz·μs·ωo=0.7×0.84×0.78×0.30=0.138kN/㎡由风荷载设计值产生的立杆段弯矩可按下式计算：Mw=0.85·1.4·Mwk=0.119·ωk·la·h2()式中la——立杆纵距，取2.5m；h——立杆步距，取2.0m；代入计算：Mw=0.119·ωk·la·h2=0.119×0.138kN/m×2.5m×(2.0m)2=0.164kN·m4.3立杆计算立杆稳定计算：不组合风荷载时N/φA≤f(-1)组合风荷载时N/φA+Mw/W≤f(-2)式中：N——计算立杆段的轴向力设计值，不组合风载荷时N=1.2×ΣNGk+1.4ΣNQk(-1)=1.2×5.3kN+1.4×7.5kN=16.86kN组合风载荷时N=1.2×ΣNGk+0.85×1.4ΣNQk(-2)=1.2×5.30kN+1.19×7.5kN=15.29kNφ——轴心受压构件的稳定系数，应按λ查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C表Cλ——长细比，λ=lo/i；ADG脚手架为内插管，内插长度180mm，所以立杆计算长度lo=2.0m。μ——考虑脚手架整体稳定因素的单立杆计算长度系数，按表立杆横距无1.0m档，按1.05m档取1.50应属偏大；i——截面回转半径，根据本钢管参数i=1.615cm代入计算：λ=lo/i=2.0/1.615×100=123.839λ’=λ×=123.839×1.212=150.093查附录C-1表得φ=0.339A——立杆的截面面积，本钢管取A=387mm2f——钢材的抗压强度设计值，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》Q235钢取205N/mm2；按GB50017-2003《钢结构设计规范》Q345钢取320N/mm2；W——截面模量，本钢管取W=4.178cm3代入计算：不组合风荷载时N/φA=16.86kN/0.339/387mm2=128.5N/mm2＜f=320N/mm2【安全】计算得组合风荷载时N/φA+Mw/W=15.29kN/0.339/387mm2+0.164kN·m/4.178cm3=155.8N/mm2＜f=320N/mm2【安全】立杆最大位移根据胡克定律立杆的纵向变形：y=Nl/EA式中N——轴力；l——杆件原长；E——材料弹性模量；A——杆件截面积；y=(1.2N自重+1.4N活载)l/EA=(1.2×5.30kN+1.4×7.5kN)×38.0m/2.06×105/387mm2=27.6mm立杆荷载核定按crab25立杆200C类查表ELU=2803daN，ELS=1869daN总载荷在最大极限状态下的总载荷:Nsd=4/3Gmax+Gmin+3/2Q最大极限状态下的总载荷:Nsd=4/3Gmax+Gmin+3/2Q=4/3×5.30kN+3/2×7.5kN=18.30kN=1830daN＜ELU=2803daN【安全】工作极限的总载荷:Nsd=G+Q=5.30kN++7.5kNN=12.8kN==12.8daaN＜ELS==1869ddaN【安安全】4.4横杆计算根据踏板铺设沿纵纵距方向铺设设，需要验算算纵向水平杆杆抗弯强度。纵向水平杆、横向向水平杆的抗抗弯强度应按按下式计算：：σ=M/W≤f()W、f同前M——弯矩设计值，M==1.2Mggk+1.44∑Mqk()Mgk——脚手板板自重标准值值产生的弯矩矩；Mqk——施工荷荷载标准值产产生的弯矩；；本方案横向水平杆杆结构施工时时承受荷载，其Mgk最大荷载值为脚手板质量均布在1.0m横杆上，由均布荷载最大弯矩方程Mmax=ql2/8得：Mgk=0.30kN/㎡×1.0m×1.0m×1.0m/8=0.038kNm其Mqk最大荷载值值为施工荷载载均布在1..0m横杆上上：Mqk=3kN//m2×2.5m/22×1.0mm×1.0m/88=0.9338kNmM=1.2Mgkk+1.4∑Mqk=1.2×0.0038kNNm+11.4×0..469kNNm=00.702kNmσ=M/W=00.702kkNm//4.1788cm3=1688.02N//mm2≤f=3220N/mmm2【安全】4.5连墙件计算算连墙件的轴向力设设计值应按Nl=Nllw+No())式中Nl——连墙件轴向力设计计值（kN）；Nlw——风荷载载产生的连墙墙件轴向力设设计值，Nlw=1.4··ωk·AwAw——每个连墙件的覆盖盖面积内脚手手架外侧面的的迎风面积。Aw=5m×4..5mm=22.5㎡，前前面计算得ωk=0.1388kN/㎡。Nlw=1.4··ωk·Aw=1.4××0.1388×22.5==4.3kNNo——连墙件约束脚手架架平面外变形形所产生的轴轴向力（kN），双排架架取5kN。Nl=（Nllw+NNo）=（5kN+4.3kN）=9.3kNN连墙件轴向力设计计值Nf=A[ff]其中——轴心受受压杆的稳定定系数,由长细比ll/i=1550/1.558的结果查查表得到=0.626；A=4.899cm2；[f]==205..00N/mmm2。Nf=0.6626×4..89cm22×205.000N/mmm2=62.775kNNf>Nl，连墙墙件的设计计计算满足要求求。连墙件采用扣件与与预埋钢管连连接,或采用抱柱形形式。经过计算得到NNl〉8kN，不满足足扣件的抗滑滑力要求，所所以在采取单单杆拉接时，应应采用双扣件件加固。4.6悬挑工字钢钢力学验算本工程中采用222a号工字钢钢，脚手架排排距为10000mm，内侧脚脚手架距离墙墙体400mm，工字钢钢梁单根长度度为60000mm。水平支撑梁的截面面惯性矩I=23770cm4，截面抵抗抗矩W=237cmm3，截面积A=35.55cm2。弹性模量E=2.11×104KN/ccm3受脚手架集中荷载载F1=1.22×ΣNGk+11.4ΣNQk==1.2×55.04kNN+1.44×7.5kNN=16..55kN受脚手架集中荷载载F2=1..2×ΣNGk+11.4ΣNQk==1.2×55.3kN+1.4××7.5kNN=16..86kN水平钢梁自重荷载载q=00.279kN//m；6.0m长工字钢钢梁受力计算算1）集中力：F1（内立杆荷载）==16.55KNF2（外立杆荷载）==16.86KN弯矩图Mmax=10.008KN.mm2）截面应力σ=MM/1.055W=144.47×1106/(11.05××2370000)=58.15NN/mm2<210N/mmm2；满足要求！3）剪应力计算：剪力图τmax=2