脚手架专项施工方案2023

目录1.编制依据2.工程概况3.脚架选型与布置4.脚手架用途5.脚手架设材料与要求6.第一种外架方式：双排钢管落地脚手架7.第二种外架方式：普通型钢悬挑脚手架8.悬挑脚手架搭设考前须知9.脚手架平安管理1.编制依据1.1?建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准?(JGJ130-2001)1.2?建筑结构荷载标准?(GB50009-2001)1.3?钢管脚手架扣件标准?〔GB15831〕1.4?建筑结构静力计算手册?1.5?钢结构设计标准?(GB50017-2023)1.6?碳素结构钢?〔GB/T700〕1.7?本工程施工图?2.工程概况复地·东湖国际7.1期工程位于武汉市武昌区兴国南路于兴国路处。场地自然标高为31.2m，地势较为平整。该工程地下室均为地下一层。地上的7栋29~33层住宅楼，建筑高度103.10钢筋混凝土剪力墙结构。1栋1~2层的商铺、钢筋混凝土框架结构。3.脚手架选形与布置本工程脚手架根据建筑物设计特征、结构布置、高度及外墙施工要求，分别选择落地式脚手架、悬挑式脚手架两种种形式，以满足建筑物施工过程中模板支撑、操作和平安防护的需要，其布置形式如下：3.1落地式脚手架：主楼七层主楼落地式脚手架搭设高度-1.2m～+19.95m(1F～7F)，搭设高度21.15m；3.2悬挑式脚手架:主楼七层以上采用悬挑式脚手架，分五步悬挑搭设，每步六层高18米。第一步悬挑架：标高+19.95m～+37.95m(7F～13F)，搭设高度18m；第二步悬挑架：标高+37.95m～+55.97m(13F～19F)，搭设高度18m；第三步悬挑架：标高+55.97m～+73.95m(19F～25F)，搭设高度18m；第四步悬挑架：标高+73.95m～+91.95m(25F～31F)，搭设高度18m；第五步悬挑架：标高+91.95m～+103.1m(31F～机房屋面)，搭设高度11.15m。4.脚手架搭设材料与要求4.1搭设脚手架的主要材料采用：Φ48×3.0钢管、连墙杆的质量应符合国标?碳素结构钢?〔GB/T700〕中Q235-A级钢规定、扣件的材质应符合国标?钢管脚手架扣件?〔GB15831〕中的规定、钢笆脚手板、绿色密目平安网、型钢〔工字钢、槽钢、钢筋〕、钢丝绳以及配套构配件应符合?建筑施工扣件钢管脚手架平安技术标准?〔JGJ130-2001〕中的规定。4.2所有脚手架外侧立杆设置防护栏杆，并满挂密目式平安绿网，剪刀撑应涂刷黄黑相间颜色。5.第一种外架方式：落地脚手架5.1纵向水平杆验算纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×0.8/(2+1))+1.4×3×0.8/(2+1)=1.272kN/m正常使用极限状态q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.35×0.8/(2+1))+3×0.8/(2+1)=0.927kN/m计算简图如下：1、抗弯验算Mmax=0.1qla2=0.1×1.272×1.52=0.286kN·mσ=Mmax/W=0.286×106/4490=63.74N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.927×15004/(100×206000×107800)=1.43mmνmax＝1.43mm≤[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=1.1qla=1.1×1.272×1.5=2.099kN正常使用极限状态Rmax'=1.1q'la=1.1×0.927×1.5=1.529kN5.2横向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=2.099kNq=1.2×0.033=0.04kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=Rmax'=1.529kNq'=0.033kN/m1、抗弯验算计算简图如下：弯矩图(kN·m)σ=Mmax/W=0.562×106/4490=125.25N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算计算简图如下：变形图(mm)νmax＝1.258mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=2.115kN5.3扣件抗滑承载力验算扣件抗滑承载力验算：纵向水平杆：Rmax=2.099/2=1.049kN≤Rc=0.85×8=6.8kN横向水平杆：Rmax=2.115kN≤Rc=0.85×8=6.8kN满足要求！5.4、荷载计算立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值NG1k单外立杆：NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.129+1.5×2/2×0.033/1.8)×22=3.448kN单内立杆：NG1k=3.448kN2、脚手板的自重标准值NG2k1单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(22/1.8+1)×1.5×0.8×0.35×1/2/2=1.388kN1/2表示脚手板2步1设单内立杆：NG2k1=1.388kN3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(22/1.8+1)×1.5×0.14×1/2=1.388kN1/2表示挡脚板2步1设4、围护材料的自重标准值NG2k3单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×22=0.33kN构配件自重标准值NG2k总计单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.388+1.388+0.33=3.107kN单内立杆：NG2k=NG2k1=1.388kN立杆施工活荷载计算外立杆：NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj+nzj×Gkzj)/2=1.5×0.8×(1×3+1×2)/2=3kN内立杆：NQ1k=3kN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×(3.448+3.107)+0.9×1.4×3=11.646kN单内立杆：N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.448+1.388)+0.9×1.4×3=9.584kN5.5立杆稳定性验算1、立杆长细比验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤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=3.118m长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132查?标准?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)+1.4×NQ1k)×(hx1+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.448+3.107)+1.4×3)×(9+max[6，(1-0.8)×13])/22=8.227kNσ=N/(φA)=8226.955/(0.188×424)=103.208N/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)+0.9×1.4×NQ1k)×(hx1+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.448+3.107)+0.9×1.4×3)×(9+max[6，(1-0.8)×13])/22=7.941kNMw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.25×1.5×1.82/10=0.153kN·mσ=N/(φA)+Mw/W=7940.591/(0.188×424)+153090/4490=133.712N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！5.6连墙件承载力验算连墙件布置方式两步三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连墙件截面类型钢管连墙件型号Ф48×3连墙件截面面积Ac(mm2)424连墙件截面回转半径i(mm)15.9连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)205连墙件与扣件连接方式单扣件扣件抗滑移折减系数0.85Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.332×2×1.8×3×1.5=7.53kN长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查?标准?表得，φ=0.896(Nlw+N0)/(φAc)=(7.53+3)×103/(0.896×424)=27.718N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2满足要求！5.7落地脚手架的撤除1撤除脚手架前应全面检查其扣件连接、连墙杆件、支撑体系等是否符合搭设时的要求，去除脚手架上的所有杂物及地面障碍物，并由单位工程施工负责人进行脚手架撤除的平安技术交底。2撤除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。3连墙件必须随脚手架逐层撤除，严禁先将连墙件整层或数层撤除后再拆脚手架；分段撤除高差不应大于2步，如高差大于2步，应事先增设连墙件进行固定。4当脚手架采取分段或分立面撤除时〔如施工电梯部位〕，对不撤除的脚手架两端应事先按每个楼层增设连墙杆件和横向斜撑进行加固。5当脚手架拆至底部最后一根立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再撤除连墙杆件。6.第二种外架方式：6.1型钢悬挑架材料选择悬挑型钢水平梁选用16号热轧工字钢，斜拉杆采用钢丝绳14，搭设脚手架用料同双排落地脚手架。6.2型钢悬挑架搭设尺寸立杆纵距La=1.500m，立杆横距Lb=0.80m，步距h=1.80m，脚手架内立杆中心离建筑物结构边缘最大距离1250mm，连墙杆件水平间距L1=3.0m，竖向间距H1=4m，连墙杆件使用Φ48×3.0钢管，一端用直角扣件与脚手架内外立杆连接，另一端与建筑物预埋钢管使用双扣件连接；脚手架外侧满挂绿色密目平安立网。7.3型钢悬挑架搭设顺序型钢挑梁制作→预埋铁件及锚环→挑梁所在楼层混凝土浇捣→安装型钢挑支构件〔按平面图〕→型钢挑梁固定〔按图〕→安装并焊接型钢纵向联梁〔按图〕→按脚手架纵横距及内排架距墙尺寸焊接立杆限位短柱〔纵向应拉通线〕→竖立杆→设置架体临时支撑→安装横向扫地杆→安装纵向扫地杆→安装第一步小横杆→安装第一步纵向水平杆→铺钢笆脚手板→设置连墙杆件→安装第二步小横杆→安装第二步纵向水平杆……→预埋吊环浇捣上层混凝土→安装斜拉钢丝绳→脚手架搭至卸荷位置安装卸荷钢绳……→继续搭设脚手架至设计高度7.4悬挑型钢水平梁布置本工程型钢悬挑架布置在结构楼面，采用上拉式挑支构造。7.5悬挑型钢水平梁节点大样图及受力验算书本工程建筑物边梁向外凸出最大距离为1100mm，为了确保外脚手架四周闭合及型钢水平梁锚固段能支承在结构受力部位；根据悬挑脚手架和型钢水平梁的实际工况及平面布置，选择承受荷载最不利的悬挑钢梁且具有代表性的节点构件作为验算对象，分别进行以下计算。1悬挑梁安装如图7-2、图7-3。2型钢受力计算书1〕脚手架搭设参数普通型刚上拉式悬挑双排脚手架搭设高度为18米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆最大纵距为1.5米，立杆横距为0.80米，立杆的步距为1.8米；内排架距墙1.25米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为1根；采用Φ48×3.0钢管；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数1.0；连墙件竖向间距4.0米，水平间距3.0米，采用双扣件连接；2〕荷载参数按装修脚手架选择，同时施工层数:2层；施工均布荷载：2.0kN/m2；风荷载参数按湖北省武汉市采用，根本风压为0.75，风荷载高度变化系数μz为1.0，风荷载体型系数μs为1.126；计算中考虑风荷载作用；静荷载按每米立杆承受的结构自重荷载标准值:0.1292kN/m；脚手板自重标准值:0.30kN/m2；栏杆挡脚板自重标准值:0.15kN/m；平安设施与平安网自重标准值:0.005kN/m2；脚手板铺设层数:4层；脚手板类别:钢笆脚手板；栏杆挡板类别:钢杆，层板挡板。3〕水平挑支构件选择悬挑水平钢梁按带悬臂的单跨梁计算选择16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.10m，建筑物内锚固段长度1.90m；与楼板连接压环直径:20mm；楼板混凝土标号:C30；上拉钢绳数量1根，钢绳平安系数取8，钢绳上下拉结点垂直距离为3.0m；4〕脚手架立杆荷载计算作用于脚手架上的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载，经计算20米高脚手架产生的立杆轴向力为：不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值：N1=10.561kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值：N2=9.972kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩值：Mw=0.316kN.m；5〕脚手架立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴向压力设计值：N=10.561kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数按?扣件式标准?表得：k=1.155，计算长度系数μ=1.5；计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：l0=3.118m；长细比Lo/i=196；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：φ=0.188；立杆净截面面积：A=4.57cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.79cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；σ=10561/(0.188×457)=122.922N/mm2；立杆稳定性计算σ=122.922N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：立杆的轴心压力设计值：N=9.972kN；Mw=0.316kN.m；σ=9972/(0.188×457)+316000/4790=182.038N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！6〕连墙件计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+N0风荷载标准值Wk=0.497kN/m2；每个连墙件覆盖最大脚手架外侧迎风面积Aw=13.60m2；按?标准?条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力：N0=5.0kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值，按照下式计算：Nlw=1.4×Wk×Aw=9.463kN；连墙件的轴向力设计值：Nl=Nlw+N0=14.463kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=φ·A·[f]其中：φ--轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l0/i=1250/15.9的结果查表得到φ=0.728，l0为内排架距离墙的长度；A=4.57cm2；[f]=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.728×4.57×10-4×205×103=68.203kN；Nl=14.463kN<Nf=68.203kN，连墙件的设计计算满足要求！连墙件两端采用双扣件连接，如图7-4由以上计算得到Nl=14.463kN小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！图7-4连墙件扣件连接示意图7〕悬挑水平梁受力计算悬挑脚手架水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂局部受脚手架荷载P作用，里端C为与楼板的锚固点，B为墙支点，A为钢绳拉结点。脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体1250mm，支拉钢绳的支点距离墙体为2150mm，水平钢梁计算16号工字钢水平支撑梁截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。受脚手架集中荷载：P=(1.2×6.552+1.4×2.805)=10.561kN；水平钢梁自重荷载：q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；安装上拉钢绳后经连续梁计算得到最大内力：Tmax=18.874kN；Rb=7.491kN；未安装上拉钢绳时，考虑4.4米架高，悬臂水平梁计算得到最大内力：弯矩Mmax=-10.761kN.m；Rc=-6.966KN；水平钢梁最大应力：σ=Mmax/1.05W=10.761×106/(1.05×141000)=72.68N/mm2；水平梁的最大应力计算值72.68N/mm2小于抗压强度设计值215N/mm2。满足要求！水平钢梁整体稳定性计算:根据公式如下其中：φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：φb=570×9.9×88×235/(4300×160×235)=0.72由于φb大于0.6，查?钢结构设计标准?(GB50017-2023)附表B，得到φb值为0.658。经计算水平钢梁最大应力σ=10.761×106/(0.658×141000)=116N/mm2；水平钢梁的稳定性计算σ=116小于[f]=215N/mm2，满足要求!8〕上拉钢绳、吊环强度计算钢梁外挑1.1m，内立杆离墙0.35m。为平安起见，计算钢梁承载力时不考虑钢丝绳的拉力，同样计算钢丝绳承载力时不考虑钢梁的抗弯能力。计算钢梁与楼面接触点的受力，F1=17.1KNF2=21.9KNq=0.143KN/mN2=14.85KNN1=54.28KN〔1〕钢丝绳验算：钢丝绳与钢梁的夹角θ=68.90，两个纵距对钢丝绳产生的拉力F3为：F1×2.8+F2×2.0+q×3.02/2=F3×sinθ×2.65F3=37.34KN求得F5=F3×sinθ=34.83KN，F4=F3×cosθ=13.44KN。采用钢丝绳，那么采用一根直径14.0㎜、公称抗拉强度为1700N/㎜2的6×19钢丝绳，钢丝绳允许拉力[Fg]=αFg/K=0.85×123/2.5=41.82KN>F3=37.34KN，能够满足要求。其中查表得，Fg=123KN；α换算系数，取0.85；K钢丝绳的平安系数，取2.5。套环：采用公称直径为14㎜的套环；钢丝绳夹：采用公称直径为14㎜的绳夹。每一连接处需要钢丝绳夹最少3～4个，间距为150㎜，花篮螺栓为OO2型〔或CO型〕，允许荷载为5t。用花篮螺栓来收紧钢丝绳。施工所用的套环、钢丝绳夹和花篮螺栓必须经有关部门试验合格并出具合格证前方可使用9〕锚固段与楼板连接计算水平钢梁与楼板采用钢筋压环，压环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的压环受力R=Rc=-6.966kN；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，按照?混凝土结构设计标准?条[f]=50N/mm2；水平钢梁所需压环最小直径D=[6966×4/(3.142×50×2)]1/2=10mm；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。经上述计算可知，悬挑受力构件中，型钢上拉钢绳直径不得小于14mm、吊环最小直径必须大于12mm、压环最小直径必须大于10mm，但在实际施工中，因施工进度需要，经常出现脚手架卸荷钢绳滞后安装，卸荷钢绳与平安防护棚拉绳同时固定在同一个吊环上等现象，因此，要求本工程在选择挑支受力构件时，其上拉钢绳直径不得小于14mm，吊环、压环选用直径为20mm圆钢。8．悬挑脚手架搭拆考前须知8.1悬挑脚手架搭设考前须知8.1.1本工程悬挑脚手架由于受建筑物平面几何尺寸的影响，型钢〔支架〕纵向布距不尽相等，型钢最大间距控制在1500mm，安装允许偏差不得超过50mm，搭设时应特别注意纵横向水平杆件与立杆的连接方法〔按标准〕，确保主节点连接稳固，杆件交错布置合理，以保证脚手架的整体稳定性，挑架搭设时第一步脚手架步距应从型钢挑梁底面算起8.1.2对每根型钢〔支架〕挑梁的固定及支拉杆件的位置，事先应进行各部件尺寸翻样，安装时对号入座。同时做好：在下层混凝土结构施工时，按斜撑下支点位置预埋铁件；在型钢安装层混凝土结构施工时，应严格按型钢〔桁架〕挑梁位置预埋铁件或压环〔压环弯脚应压在现浇楼板下层钢筋之下，两侧锚固长度大于300mm〕；在上层混凝土结构施工时，按下层型钢或脚手架卸荷主节点的对应位置上预埋钢筋吊环、铁件，并保证其在同一垂直面8.1.2型钢挑梁〔支架〕、支拉8.1.3型钢挑梁〔支架〕安装就位后，应先行做好固定校正工作，钢梁〔支架〕外伸〔挑〕端应略高于尾部〔为梁长的3～5‰〕，然后按照立杆位置焊接长150mm～8.1.4普悬型钢、支拉体系应按图纸放实样确定各杆件加工制作尺寸，8.1.5对接焊缝8.2悬挑脚手架撤除考前须知8.2.1脚手架的撤除方法8.2.28.2.38.2.4型钢挑梁〔支架〕撤除时应按以下顺序进行：上部脚手架撤除→联梁撤除→拉杆撤除→支杆撤除→压点锚环内木枋撤除→将悬挑水平梁移至楼