工字钢悬挑双排脚手架专项施工方案

工字钢悬挑双排脚手架专项施工方案工程概况：本工程位于郑州市航海路与紫荆山路穿插口西北角。剪力墙构造，构造设计运用年限为50年，工程等级为二级，建筑工程分类为一类高层，构造平安等级为二级，抗震设防烈度为7度，建立物的耐火等级为一级。建筑面积：1#、2#楼各15357.64m²；3#楼47846.45m²；地下三二、平安负责人：常延峰杨鹏冯景礼冯义材料要求：钢管接受Ф3.8Х3.0mm，工字钢接受16号工字钢，卸荷钢丝绳为12.5mm，由四层顶板起先悬挑。工字钢斜拉钢丝绳为14mm。拉环及压环均为Ф20钢筋预埋，同时在混凝土板内压环锚固段沿板跨度埋两根Ф20钢筋以加强现浇板抗拉强度。卸荷钢丝绳每个悬挑段在起步层以上四层位置设置，斜拉在五层拉环或剪力墙上。扣件式钢管悬挑脚手架搭设：工字钢悬挑脚手架从四层顶板起先悬挑，第一和其次悬挑段每次挑八层，第三和第四悬挑段每次挑七层。架体总高度为90米。双排脚手架排距为800mm，立杆纵距为1500mm，架体距离外墙净距为350mm。工字钢外挑1250mm，锚固段为2250mm水平杆步距为1800mm，剪刀撑沿大角连续布置。连墙件接受钢管硬连接方式，布置间距不大于两步三跨。〔1〕、脚手架搭设人员必需是经过考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。〔2〕脚手架必需协作施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于三跨。〔3〕纵向水平杆接长宜接受对接扣件连接，也可接受搭接。纵向水平杆的对接扣件应交织布置；两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨的两个相邻接头水平错开距离不应小于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1米，搭接部位应接受三个旋转扣件固定，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。〔4〕主节点必需设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁撤除。主节点处的两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，离墙一端的外伸长度不应大于400mm被的两节点中心长度，且不应大于500mm。作业层上非主节点处的横向水平杆，最大间距不应大于纵距的1/2。〔5〕竹串片脚手板应设置在三根横向水平杆上。到脚手板长度小于2米时，可接受两根横向水平支撑，但应将脚手板两端与其牢靠固定，严防倾翻。脚手板可接受对接平铺也可搭接铺设。脚手板平铺时，接头处必需设两根横向水平干，脚手板外伸伸长应取130-150mm，两块脚手板外伸长度和不应大于300mm；脚手板搭接铺设时，接头必需支撑在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆长度不应小于100mm。〔6〕立杆必需用连墙件与建筑物牢靠连接，连墙件布置间距要符合规定。〔7〕立杆接长除顶层顶步可接受搭接外，其余各层各步接头必需接受对接扣件连接，立杆对接扣件应交织布置两根相邻立杆接头不应设置在同步内，同步内每隔一根立杆两个相邻接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3.搭接长度不应小于1米，搭接部位应接受三个旋转扣件固定。独步扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。〔8〕剪刀撑应随立杆、纵向、横向水平干同步设置,剪刀撑间距不大于6米。〔9〕竹笆接受16#铁丝绑扎固定，防止跷头竹架板。 〔10〕每个悬挑段的起步层和第四层钢管或工字钢与主楼避雷接地点运用8以上圆钢焊接。1#、2#楼每个连接楼层4个连接点，3#楼每个连接楼层8个连接点。脚手架的验收：脚手架在以下阶段应进展检查验收：每搭设完10—13米高度后或3—5步后；作业层上施加荷载前；到达设计高度后或遇有六级风及以上雨、雪天气；停工超过一个月。脚手架的撤除：1、撤除作业必需由上而下逐层进展，严禁上下同时作业。2、连墙件必需随脚手架逐层撤除，严禁先将连墙件整层撤除后再拆脚手架；分段撤除高差不应大于两步，假设大于两步，应增设连墙件加固。3、各配件严禁抛掷至地面。七、脚手架平安管理：脚手架定期检查的主要内容：〔1〕杆件的设置与连接，连墙件、支撑、门洞桁架的构造是否符合要求；〔2〕底座是否松动，立杆是否悬空，扣件螺栓是否松动；〔3〕架体平安防护是否符合要求；〔4〕是否有超载运用现象。八、平凡型钢悬挑脚手架计算书计算依据：1、《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》(JGJ130-2001)、2、《建筑构造荷载标准》(GB50009-2001)、3、《钢构造设计标准》(GB50017-2003)、4、《建筑施工平安检查评分标准》(JGJ59-99)、5、《建筑施工高处作业平安技术标准》(JGJ80-91)6、本工程的施工图纸。〔一〕、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为23.2m，立杆接受单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.8m，立杆的步距为1.8m；内排架距离墙宽度为0.35m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2根；接受的钢管类型为Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置接受不大于两步三跨，竖向间距2.9m，水平间距4.5m，接受扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；〔构造层一个扣件，外架两个扣件〕。2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:构造脚手架；同时施工层数:2层；3.风荷载参数本工程地处河南郑州市，根本风压0.45kN/m2；风荷载高度变更系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的构造自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；平安设施与平安网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁接受16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.25m，建筑物内锚固段长度2.25m。锚固压点压环钢筋直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；6.拉绳与支杆参数钢丝绳平安系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁接受钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.2m。〔二〕、小横杆的计算:小横杆遵照简支梁进展强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。遵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。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m；脚手板的荷载标准值:P2=0.3×1.5/3=0.15kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.5/3=1.5kN/m；荷载的计算值:q=1.2×0.033+1.2×0.15+1.4×1.5=2.32kN/m；小横杆计算简图2.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:Mqmax=ql2/8最大弯矩Mqmax=2.32×0.82/8=0.186kN·m；最大应力计算值σ=Mqmax/W=41.336N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=41.336N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！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荷载标准值q=0.033+0.15+1.5=1.683kN/m；νqmax=5ql4/384EI最大挠度ν=5.0×1.683×8004/(384×2.06×105×107800)=0.404mm；小横杆的最大挠度0.404mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm，满足要求！(三)、大横杆的计算:大横杆遵照三跨连续梁进展强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值:P1=0.033×0.8=0.027kN；脚手板的荷载标准值:P2=0.3×0.8×1.5/3=0.12kN；活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/3=1.2kN；荷载的设计值:P=(1.2×0.027+1.2×0.12+1.4×1.2)/2=0.928kN；大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利支配的弯矩和。Mmax=0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.033×1.5×1.5=0.006kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.928×1.5=0.372kN·m；M=M1max+M2max=0.006+0.372=0.378kN·m最大应力计算值σ=0.378×106/4490=84.109N/mm2；大横杆的最大应力计算值σ=84.109N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利支配的挠度和,单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下:νmax=0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：νmax=0.677×0.033×15004/(100×2.06×105×107800)=0.051mm；集中荷载最大挠度计算公式如下:νpmax=1.883Pl3/100EI集中荷载标准值最不利支配引起的最大挠度：小横杆传递荷载P=〔0.027+0.12+1.2〕/2=0.673kNν=1.883×0.673×15003/(100×2.06×105×107800)=1.927mm；最大挠度和：ν=νmax+νpmax=0.051+1.927=1.978mm；大横杆的最大挠度1.978mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！(四)、扣件抗滑力的计算:按标准表,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力遵照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值:P1=0.033×0.8×2/2=0.027kN；大横杆的自重标准值:P2=0.033×1.5=0.05kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×0.8×1.5/2=0.18kN；活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.027+0.05+0.18)+1.4×1.8=2.828kN；R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!(五)、脚手架立杆荷载的计算: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：(1)每米立杆承受的构造自重标准值，为0.1248kN/mNG1=[0.1248+(0.80×2/2)×0.033/1.80]×23.20=3.239kN；(2)脚手板的自重标准值；接受竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2NG2=0.3×4×1.5×(0.8+0.3)/2=1.035kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；接受竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN；(4)吊挂的平安设施荷载，包括平安网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×23.2=0.174kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.898kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×0.8×1.5×2/2=3.6kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.898+0.85×1.4×3.6=10.161kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.898+1.4×3.6=10.917kN；(六)、立杆的稳定性计算:风荷载标准值遵照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--根本风压(kN/m2)，遵照《建筑构造荷载标准》(GB50009-2001)的规定接受：ω0=0.45kN/m2；μz--风荷载高度变更系数，遵照《建筑构造荷载标准》(GB50009-2001)的规定接受：μz=0.74；μs--风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为:Wk=0.7×0.45×0.74×0.214=0.05kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.05×1.5×1.82/10=0.029kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=10.161kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=N'=10.917kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》(JGJ130-2001)表得：k=1.155；计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》(JGJ130-2001)表得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=196；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.188立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抗拒矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；考虑风荷载时σ=10161.264/(0.188×424)+28849.566/4490=133.9N/mm2；立杆稳定性计算σ=133.9N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时σ=10917.264/(0.188×424)=136.959N/mm2；立杆稳定性计算σ=136.959N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！(七)、连墙件的计算:连墙件的轴向力设计值应遵照下式计算：Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.45，Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.45=0.062kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；按《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》(JGJ130-2001)条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，遵照下式计算：Nlw=1.4×Wk×Aw=1.407kN；连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.407kN；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l/i=350/15.9的结果查表得到φ=0.941，l为内排架距离墙的长度；A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.941×4.24×10-4×205×103=81.792kN；Nl=6.407<Nf=81.792,连墙件的设计计算满足要求！连墙件接受双扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl=6.407小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图(八)、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架的水平钢梁遵照带悬臂的连续梁计算。悬臂局部受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本方案中，脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抗拒矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。受脚手架集中荷载N=1.2×4.898+1.4×3.6=10.917kN；水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；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)悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R[1]=12.959kN；R[2]=9.911kN；R[3]=-0.175kN。最大弯矩Mmax=2.186kN·m；最大应力σ=M/1.05W+N/A=2.186×106/(1.05×141000)+7.069×103/2610=17.471N/mm2；水平支撑梁的最大应力计算值17.471N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！(九)、悬挑梁的整体稳定性计算:水平钢梁接受16号工字钢,计算公式如下σ=M/φbWx≤[f]其中φb--匀整弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表《钢构造设计标准》(GB50017-2003)得，φb=2由于φb大于0.6，依据《钢构造设计标准》(GB50017-2003)附表B，得到φb值为0.93。经过计算得到最大应力σ=2.186×106/(0.93×141000)=16.685N/mm2；水平钢梁的稳定性计算σ=16.685小于[f]=215N/mm2,满足要求!(十)、拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi遵照下面计算RAH=ΣRUicosθi其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi遵照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：RU1=13.789kN；(十一)、拉绳的强度计算:钢丝拉绳(支杆)的内力计算：钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进展计算，为RU=13.789kN选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径14mm。[Fg]=aFg/K其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，查表得Fg＝123KN；α--钢丝绳之间的荷载不匀整系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。α＝0.85；K--钢丝绳运用平安系数。K＝6。得到：[Fg]=17.425KN>Ru＝13.789KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进展计算作为拉环的拉力N，为N=RU=13.789kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为σ=N/A≤[f]其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土构造设计标准》每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；所须要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(13789×4/(3.142×50×2))1/2=13.3mm；实际拉环选用直径D=14mm的HPB235的钢筋制作即可。(十二)、锚固段与楼板连接的计算:水平钢梁与楼板压点假如接受压环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.175kN；压环钢筋的设计直径D=20mm；水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:σ=N/2A≤[f]其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，遵照《混凝土构造设计标准》每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；A=πD2/4=3.142×202/4=314.159mm2σ=N/2A=175.199/314.159×2=0.279N/mm2；水平钢梁与楼板压点的拉环必需要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。拉环所受应力小于50N/mm2，满足要求！八、悬挑脚手架阳角型钢计算书〔一〕、参数信息:1、荷载参数脚手架联梁传递支座力F(kN)：9.80;2、阳角型钢构造参数型钢支撑形式：两根钢丝拉绳;立杆横向间距或排距La(m)：1.20;内排架距离墙长度a(m)：0.30;阳角型钢长度L(m)：2.50;点M到Q点的距离D1(m):2.90;支点P到建筑物角点O的距离D3(m)：2.40;O点到Q点的距离D2(m)：0.20;3、阳角型钢材料参数:型钢型号：16号工字钢;钢丝绳规格型号：6×37;〔二〕、阳角型钢计算水平阳角型钢接受焊接建筑物埋件连接，计算条件为一端固支的连续梁。型钢截面惯性矩I=1130.00cm4，截面抗拒矩W=141.00cm3，截面积A=26.10cm2。阳角型钢示意图阳角型钢计算简图1、型钢受力计算脚手架联梁传递支座力F=9.800kN;水平钢梁自重荷载q=1.2×20.50×9.8×10-3=0.241kN/m经过连续梁的计算得到阳角型钢支撑梁剪力图〔kN〕)阳角型钢支撑梁弯矩图〔kN·m〕)阳角型钢支撑梁变形图(mm)型钢支点的支撑力为RA=8.773kN;型钢固接处的支撑力为RB=11.430kN;型钢最大弯矩Mmax=4.642kN·m;图中距离|MP|=(2.900×2.900+0.200×0.200+2.400×2.400)1/2=3.770m图中角度<MPQ=arcsin(2.900/3.770)=50.2920图中角度<OPQ=arctan(0.200/2.400)=4.7640每根钢丝绳的拉力T=8.773/2/sin(50.2920)=5.702kN水平型钢的轴向力N=2×5.702×cos(50.2920)×cos(4.7640)=7.259kN型钢最大应力计算值σ=M/1.05W+N/A=4.642×106/(1.05×141×103)+7.259×103/(26.1×102)=34.132N/mm2型钢的最大应力计算值σ=34.132N/mm2小于型钢的抗弯强度设计值215.000N/mm2，满足要求！2、型钢整体稳定性计算水平型钢接受16号工字钢,计算公式如下:σ=M/φbWx≤[f]其中φb--匀整弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢构造设计标准》(GB50017-2003)附录B得到：φb=1.72由于φb大于0.6，查《钢构造设计标准》(GB50017-2003)，得到φb'。经过计算得到最大应力σ=4.642×106/(0.906×141×103)=36.332N/mm2型钢的最大应力计算值σ=36.33