外脚手架施工方案

西安小学教学综合楼工程外脚手架施工方案审批：陕西省第五建筑工程公司2010年4月一、工程概况1、工程名称：陕西省西安小学教学综合楼2、建设单位：陕西省西安小学3、工程地址：西安市莲湖路91号本工程位于西安小学校区内，结构形式为框架结构，地下一层，地上三～六层。基坑开挖深度为-6.970m、-7.770m，建筑高度为23.650m。施工现场比拟狭小，工程西楼与北楼分期施工。本方案只考虑北楼施工。二、编制依据1、陕西省西安小学教学综合楼工程设计图纸，会审纪要及相关变更。2、中国建筑工业出版社的?建筑施工手册?第四版。3、?建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准?JGJ130-2001。4、?建筑结构荷载标准?GB50009-2001。5、本工程施工组织设计。三．施工方案1、外架型式本工程二层〔标高3.57m〕以下采用双排落地式脚手架。二层〔标高3.57m〕以上采用型钢悬挑双排扣件式钢管脚手架，一次挑到屋面。悬挑架从二层楼面挑出工字钢，局部用钢丝绳往上斜拉至上层预埋卡环。落地式双排扣件钢管脚手架，从地下室筏板开始，至二层结构梁板施工完成。2、根本要求用扣件式钢管搭设的脚手架，是施工用的临时结构，它要求受施工过程中垂直水平力，直接影响施工作业的便利和平安进行，因此脚手架必须有足够的承载力，刚度和稳定性。在施工中受到各种正常荷载不发生失稳倒塌，不超过结构的容许强度，变形倾斜，摇晃或扭曲现象，以确保平安。3、根本参数落地式双排脚手架：立杆纵距1.5m，横距0.9m，内立杆距离墙面0.25m，水平杆步距1.8m，在外水平杆中间加设横杆，拉结杆按照二步三跨梅花状设置，剪刀撑自下而上连续布置，水平宽度为四跨，垂直高度为四步与水平夹角在45～60度之间。型钢悬挑式双排脚手架：立杆纵距1.5m，横距0.9m，内立杆距离墙面0.25m，水平杆步距1.8m，拉结杆按照二步三跨梅花状布置，剪刀撑自下而上连续布置，水平宽度为四跨，垂直高度为四步，与水平夹角在45～60度之间。4、材质要求本工程所采用扣件式钢管脚手架，杆件采用的钢管，脚手板采用50mm厚竹架板3m长，所用管件、扣件必须符合标准。钢管无锈蚀，弯曲，无烂口，并喷刷油漆，密目网，竹架板，扣件，应具有产品出厂合格证及经复试合格。本脚手架用于主体结构作业时为一层作业。5、节点构造三层以下采用双排落地式脚手架，三层以上采用悬挑脚手架，一次挑到屋面，型钢采用16#工字钢，要求型钢外挑局部外高内低，长度一致，在转角处从三层板面用Φ14的钢丝绳将全部工字钢端部斜拉，用花篮螺丝调紧，非转角局部可每隔二根工字钢用钢丝绳斜拉一次，外架底部满铺50mm厚木架板，外架采用密目网全部围护遮挡。四、力学分析由于本工程双排落地式外脚手架搭设高度较低，不允许堆放荷载故不进行立杆稳定性计算，严格按照脚手架的搭设方案以及JGJ130-2001标准要求进行搭设。以下力学分析只针对型钢悬挑外脚手架。1、根本要求扣件式钢管脚手架要承受施工过程中垂直和水平荷载，直接影响到施工作业的平安和顺利进行，因此脚手架必须具有足够的承载力、刚度、稳定性。在施工过程中受到各种正常荷载不发生失稳倒塌，不超过结构的容许强度而变形倾斜、摇晃或扭曲现象，以确保平安。2、受荷情况采用钢管和扣件等构成的脚手架，主杆大横杆和小横杆是主要受力构件，剪刀撑和连墙杆是保证脚手架整体强度和稳定性的杆件，其中连墙杆还要承受风荷载，扣件是脚手架组成整体的连接件和传力件。3、力学计算钢管脚手架的计算参照?建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准?〔JGJ130-2001〕。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为20m，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.5m，立杆的横距0.9m，步距1.8m。采用的钢管类型为2，同时施工1层，脚手板共铺设5层。悬挑水平钢梁采用16#工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.25m，建筑物内锚固段长度2.45m。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.15m，拉结角度为70度。〔1〕小横杆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。eq\o\ac(○,1)均布荷载值计算小横杆的自重标准值P1脚手板的荷载标准值P2×××××小横杆计算简图eq\o\ac(○,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：×2小横杆计算强度值：×10622，满足要求！eq\o\ac(○,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：简支梁均布荷载作用下的最大挠度值：V=5××9004/〔384××105×107780〕=0.659mm小横杆的最大挠度小于900/150且小于10mm，满足要求！〔2〕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。eq\o\ac(○,1)荷载值计算小横杆的自重标准值P1×脚手板的荷载标准值P2×××××××大横杆计算简图eq\o\ac(○,2)抗弯强度计算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：××0.038)×2××大横杆计算强度值：×10622，满足要求！eq\o\ac(○,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××15004/(100××105×107780)集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2××15003/(100××105×107780)最大挠度之和：V=V1+V2大横杆的最大挠度小于1500/150=10mm，满足要求！〔3〕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(标准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；eq\o\ac(○,1)荷载值计算横杆的自重标准值P1××脚手板的荷载标准值P2×××××××单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！〔4〕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：eq\o\ac(○,1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)，本工程取0.1195。NG1×eq\o\ac(○,2)脚手板的自重标准值(kN/m2)，本工程采用竹脚板，标准值为0.35。NG2×5××eq\o\ac(○,3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)，本例采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14。NG3××eq\o\ac(○,4)吊挂的平安设施荷载，包括平安网(kN/m2)，标准值为0.005。NG4××经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.109kN。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××风荷载标准值应按照以下公式计算：其中Wo—根本风压(kN/m2)，按照?建筑结构荷载标准?(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：WoUz—风荷载高度变化系数，按照?建筑结构荷载标准?(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：UzUs—风荷载体型系数：Us经计算得到，风荷载标准值Wk×××1.1302考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式：G×Q经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：×××不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式：GQ经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：××风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式Mw×klah2/10其中Wk—风荷载标准值(kN/m2)；la—立杆的纵距(m)；h—步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩：Mw×××××〔5〕立杆的稳定性计算卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。eq\o\ac(○,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=8.966kN；i—计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；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=1.5；lo—计算长度(m)，由公式lo=kuh确定，lo××1.8=3.119m；A—2；W—3；—长细比，为3119/16=195；—轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i的结果查表得到为0.268；—钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到×2；[f]—2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f]，满足要求！eq\o\ac(○,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=8.541kN；i—计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；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=1.5；lo—计算长度(m)，由公式lo=kuh确定，lo××1.80=3.119m；A—2；W—3；—由长细比，为3119/16=195；—轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i的结果查表得到0.268；MW—计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩MW=0.119kN.m；—钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到×2；[f]—2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f]，满足要求！〔6〕拉结杆的计算拉结杆的轴向力计算值应按照下式计算：Nl=Nlw+No其中Nlw—风荷载产生的拉结杆轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：Nlw=1.4×Wk×AwWk—风荷载标准值，Wk2；Aw—每个拉结杆的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw×2No—拉结杆约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No经计算得到Nlw=4.443kN，拉结杆轴向力计算值Nl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=0.94；22。经过计算得到NfNf>Nl，连墙件的设计计算满足要求！拉结杆采用扣件与墙体连接。经过计算得到Nl=9.443kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!故在此处的扣件增加为双扣件！〔7〕悬挑梁的受力计算432。××××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)各支座对支撑梁的支撑反力分别为：Rb=24.503kN，Rc最大弯矩Mmax抗弯计算强度F=M/1.05W+N/A×106××2水平支撑梁的抗弯计算强度小于2，满足要求！〔8〕悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16#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?钢结构设计标准?(GB50017-2003)附录B得到：由于b大于0.6，按照?钢结构设计标准?(GB50017-2003)附录B其值b'计算强度×106×2；水平钢梁的稳定性计算<[f]，满足要求！五、构造要求通过力学的验算：本方案拟定的外架搭设参数均符合要求，搭设时严格按其参数执行。脚手架立杆纵距为1.5m，立杆横距为0.9m，内立杆距墙0.25m，步距为1.8m。脚手架与主体连接件按二步三跨呈梅花状布置，剪刀撑自下而上连续布置，水平宽度为四跨，垂直宽度为四步，与水平夹角为50度。脚手架悬挑件采用3000mm、4500mm和6000mm等规格16#工字钢从楼面伸出，作为双排立杆的支点，并从上层框架梁用Φ14的钢丝绳将工字钢端部斜拉，用M20花篮螺丝调紧，外架底步满铺50mm厚木板，建筑物维护采用密目网全部围挡遮盖。1、立杆的构造要求立杆接头必须采用对接扣件对接，对接扣件交错布置，两个相邻的立杆接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心节点的距离不应大于步距的1/3。外排立杆的顶步应高出最后一步架1.5m，作为设置平安防护围栏用。立杆底部还应设置纵向及横向扫地杆，纵向扫地杆搭设位置应在距离底座或地面不大于200mm的立杆上，横向扫地杆搭设位置应在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。2、纵向水平杆的构造要求纵向水平杆设置在横向水平杆之下，并以直角扣件扣于立杆上，纵向水平杆采用6m标准杆，对接扣件连接，接头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500mm。双排脚手架同层水平的内、外排大横杆接头应错开，并且不在同一跨度的间距内。3、横向水平杆的构造要求横向水平杆采用1.2m标准杆，两端采用直角扣件固定在纵向水平杆上，外侧伸出立杆150mm，内侧距墙100mm。4、竹脚手板的构造要求竹脚手板垂直于横向水平杆方向铺设，采用对接平铺，两端与横向水平杆用12#铁丝绑扎固定，外侧做18cm高档脚板。5、拉结杆件的构造要求拉结杆件与框架柱进行拉结，并在大开间中间部位在框架梁上增加一道拉结，应拉结于立杆与水平杆交点处，宜靠近主节点设置，偏离主节点距离不得大于300mm，必须保证外架与主体结构形成刚性连接。从第一步水平杆开始设置且与脚手架连接端不得高于框柱拉结端，垂直间距层层设置。水平间距为4.3m。6、剪刀撑构造要求〔1〕剪刀撑设置于脚手架密目网外侧，悬挑式外脚手架在立面要求从底至顶连续设置，与水平横杆的交角为45-60度。〔2〕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。〔3〕剪刀撑斜杆接头采用叠交方式，钢管搭接采用不少于2个旋转扣件固定，搭接长度不小于1000mm。设置位置及间距见附图。7、防护要求〔1〕悬挑式外脚手架必须从第一步开始向上围护封闭严密。〔2〕在密目网封闭围护的脚手架最底端内及里侧靠建筑物外墙处必须满铺脚手板封闭严密，防止杂物落下，在整个施工期间不得撤除。〔3〕整个架体内在各楼层处均满铺一层脚手板，外侧做18cm高挡脚板，要求涂刷45度倾斜的黄黑间隔油漆予以标示。在施工操作层下设置随层防护平安网。〔4〕施工层脚手架内及里立杆与建筑物之间必须满铺架板、封闭严密，外架外侧按照在每步大横杆中间增设一道水平杆〔作为防护栏杆〕及18cm高挡脚板。施工操作层防护栏杆处按规定用密目网维护，还应在密目网的内侧用小孔平安网加强围护。〔5〕进入建筑物的通道和现场加工车间以及行人密集处应用小孔平安网加强围护或搭设防护棚。六、脚手架的搭设1、准备工作〔1〕在搭设之前，必须对进场的钢管、扣件、脚手板等按标准进行验收，不合格产品不得使用。〔2〕对进场搭设外架的钢管和工字钢以及挡脚板进行喷刷漆，要求涂刷均匀，颜色一致。立杆和大横杆采用黄色，剪刀撑采用黑黄相间色，工字钢和挡脚板采用45度斜向黑黄相间色。〔3〕外架搭设操作人员必须经过专业培训，取得政府平安生产监督站颁发的特种作业人员操作证书并经过定期的体格检查正常的专业人员。〔4〕外架搭设前由平安员组织操作人员进行搭设要求和平安技术交底。2、脚手架搭设顺序〔1〕脚手架搭设前的工作eq\o\ac(○,1)按照外架搭设图的要求提供设施料及配件需用方案并及时进场。eq\o\ac(○,2)对进场的工字钢按照图纸设计的尺寸进行加工，包括断料、端部钻眼、焊接钢筋支腿等。如进场为成品那么需按照设计规格尺寸进场。eq\o\ac(○,3)在悬挑层楼板浇筑砼前，按照外架平面布置图的尺寸在梁内或板内埋设Φ16的钢筋卡环，要确保位置和出混凝土面的尺寸准确。eq\o\ac(○,4)在悬挑层框架柱模板撤除完毕后，即可按照卡环位置利用塔吊安放工字钢，安放完毕应随即用木楔将卡环与工字钢楔紧，木楔方向应由外向里。eq\o\ac(○,5)工字钢安放完毕后可按照以下相关要求搭设外架。eq\o\ac(○,6)在悬挑层顶梁预留Φ30的PVC套管，用于悬挑架钢丝绳的拉结。预埋位置按悬挑工字钢的位置进行预埋。〔2〕杆件搭设顺序如下：放置纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→结构拉结件〔或加斜撑〕→第二步纵、横向水平杆。搭设过程中剪刀撑、拉结杆、平安网等随同架子搭设及时设置。3、搭设要求〔1〕落地式脚手架下垫5cm厚木板，长度不小于两跨，即铺50×300×3000mm的木板，悬挑式脚手架立杆座在型钢上的钢筋头〔Φ25钢筋100mm长〕上。〔2〕悬挑工字钢梁采用人工从楼面内伸出和用塔吊从楼外穿入，调整好伸出长度之后立即用木楔夹紧，然后悬挂钢丝绳与上层吊环用绳卡连接，用M20花篮螺丝调紧，3.7m规格的工字钢可每隔1根一拉结，4.5m和5.3m规格的工字钢必须每根都拉结。楼梯间每根钢梁、所有大角部位的槽钢均需用钢丝绳拉结。工字钢悬臂端应有20mm的起拱量。〔3〕外架每搭设一层，花篮螺丝应至少调紧一次。花篮螺丝与钢丝绳用绳夹连接，每接点数量不应少于3组，间距为6-8倍的钢丝绳直径。为了便于检查接头，在最后一个夹头后约500mm处在安装一个夹头，并将夹头设出一个“平安弯〞。〔4〕首步脚手架离底部200mm处设置一道扫地杆，以保持脚手架底部的整体性，底部的立柱间隔采用不同长度的钢管，将相邻柱的对接接位于不同高度上，使立杆受荷载的薄弱截面错开。〔5〕双排脚手架纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于三跨，横向水平杆距墙一端为200mm。〔6〕水平杆可采用对接扣件接长或搭接接长，钢管搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，扣件边缘与立杆端距离不应小于100mm，脚手架中同一步的纵横水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外立杆固定。纵向水平杆搭设容许偏差：同一排的纵向水平偏差不得大于该片架总长度的1/300，且不大于50mm，同跨内、外水平杆之间的高差不大于10mm。〔7〕脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连接件以上两步。〔8〕当搭设有连接件的构造点时，在搭设完该处的立杆和水平杆后，应立即设置连接件。〔9〕立杆接头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连接。立杆搭设的允许偏差：立杆的垂直偏差，当架高在30m以下时，应不大于架高的1/200即75mm。〔10〕剪刀撑应随立杆和水平杆等同步搭设，其斜杆与地面的倾角为45度，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6m。〔11〕扣件安装应符合以下规定eq\o\ac(○,1)螺栓拧紧力距不应小于40KN.m，且不应大于65N.m；eq\o\ac(○,2)在主节点处固定杆件的扣件中心点的相互距离不应大于150mm；eq\o\ac(○,3)对接扣件开口应朝上或朝内。〔12〕作业层应满铺架板，并设置一道护栏，作业层栏杆和脚手板搭设应符合以下要求eq\o\ac(○,1)栏杆和脚手板应搭设在外排立柱的内侧；eq\o\ac(○,2)栏杆设置在外立面上下纵向水平杆中间，挡脚板高度为180mm。eq\o\ac(○,3)脚手板铺设：脚手板应铺满、铺稳，离开墙面12-15cm；脚手板采用对接平铺时，对接处下面两侧支撑横杆的距离应控制在10-20cm之间，采用搭接铺设时，其搭接长度不得小于200mm，且在搭接段的中部应设支撑杆，铺设严禁出现端头超出支承杆250mm以上未作固定的探头板。脚手板的探头应采用12#铁丝固定在支撑杆上，在拐角、斜道平口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，以防止滑动。〔13〕脚手架搭设考前须知eq\o\ac(○,1)垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺垫平稳，不得悬空。eq\o\ac(○,2)搭设立杆时，应每隔六跨设置一根抛撑，直至连墙杆件安装稳定后，方可根据情况撤除。eq\o\ac(○,3)封闭式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。当脚手架操作层高出连墙杆两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙杆搭设完前方可撤除。〔14〕特殊部位脚手架的节点处理eq\o\ac(○,1)在外墙转角处由于没有型钢悬挑，为了防止架体下垂，在该处用10#槽钢制作托架固定在相邻型钢上并用钢丝绳拉结。eq\o\ac(○,2)在楼梯间部位，为了防止工字钢伸入楼梯影响人员通行，只将休息平台处工字钢伸入室内，梯板部位工字钢只担承在外墙上，端部采用钢丝绳拉结。七、脚手架的撤除1、脚手架撤除前由平安员对操作人员进行平安技术交底，并应在周围设围栏或警戒标志，并设专人看管，禁止人员入内。2、撤除脚手架前应将脚手架上的留存材料、杂物等清理干净。3、撤除作