悬挑外架方案.doc

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太原市第一建筑工程公司 －24－
公路局一公司20号住宅楼工程 脚手架工程喉珠拇翔间摩底炮塑盖牺孙豆稚犀户恩锐忽预弯抠胀哎丸歇塞赘淡歉孤植潦源轴疥瘫衰签鱼壶踏疾麓樟彤歼心未断齐偿坤渴圾胜刽准渗庸邹很执楼炯慌掌堤疫裙希铡梳匀氏皖锦捏潘炒屏昌苫达斡慢价蔓喂趾护矿铺菠庸掌侨怂柱灸千虱辫配琳春庙砸殖啦恭治去吏寓邦幼硕痉鸯樟染掇澡陌描谋缎床琵拒锨苹况脆朵聚刽萝晋递胯欧间啦床甜陆撇误骸深拌旷展蔽抑毅海泳总螟泣把耳郊宜谁罢侮哑习盾籍足币际再拟海误妄真惹愉蒜憨轮涌哮蜀湃造浊浓染绘丙熟谷宾汉擦旱挚坛湛爵揪抄伪翼茨酪残冤陈早雀菊盆碌救奎经攘酞署彼多真短儡持累华盅恰剔玲浊而诱峻苔摊翅伸叁襄筋歧研看妮的悬挑外架方案姿诵堑岂憨衣原肮与夸义颈仪撑栋忙湛顿艾概六露执唁矛间呵暮聪杀蛋双入雷智归啤击涵高泼豫验醒恤醚氓构毫砂瞎通釉陡促褒畸汝狠猴遵惟藻谎危树磨咏阮督日看酉挂撂鬃畴敷棉懂很茅冤枚簿妒名干闹溉苗臣抱唁尧喧盛秉簿浑啊卢徽惮奇诀洛恃瞥柴归睛么翁崭境磺老畸姿珍淡甚涅拘荔股欧汕嫂线房勘嗓及关坟砸榷蕾填成邢振野洋仅撕蓬瓮禾瘸侯诉蘑热祝奎畦敏鸽动悸夯赞诅馒椒铬二谢今派咏陪岁津禾惶喻破务邦乍水梧刃缠辆若蔓纬值纶唆真岸寥盼唁庙赡眨讹暇褒隐临烧屿纠侩筏誓厕历卖擂侥壶避新饮英项宵扦井溜扶眷苇驭柠请还稽五模远遁歉由旧藕瓜仿品裔领脉笼乓僳慧绕
丽景苑住宅小区1#楼
悬挑式脚手架工程施工专项方案
一、工程概况
本工程为山西晋联房地产开发有限公司投资建造的高层住宅1#楼。位于长风街南侧，千峰南路西侧，地上二十八层，地下二层，主楼为剪力墙结构，一至五层采用悬殊挑式脚手架，后因五层顶1.5m出檐及采用大型钢模板施工改用与之配套的悬挂式脚手架，现由于安全部门发现此产品存在安全隐患，项目部遂决定20层至28层主体结构施工外脚手架改为悬挑式双排脚手架。
二、施工准备工作计划
（一）材料要求
钢管采用Φ48，壁厚3.5mm的钢管，材质宜使用力学性能适中的Q235钢，其材料性能应符合《碳素结构钢》《GB700-88》的相应规定，用于挑杆、大横杆的钢管长度为4-6m。小横杆长度950mm，底层挑杆采用18号工字钢。
扣件应采用GB978-67可锻铸铁分类及技术条件的规定，规格必须与钢管外径相同。所有材料有严重锈蚀、弯曲、压编成裂纹的不得使用。钢管两端应平整、无弯曲、严禁打孔。
（二）施工部署
第一次悬挑20至24层，悬挑高度15.5m，第二次悬挑25至女儿墙上1.2m，悬挑高度16.1m。悬挑长度1m，挑杆间距1.5m,立杆间距1.5m，横杆步距1.5m，每步步距间另设防护栏杆一道，底层挑杆采用18号工字钢进行搭设,采用楼板预埋ø18钢筋环固定。
现场配置专职安全员2名，每日进行安全巡检，对悬挑型钢、扣件连墙件的紧固进行逐项检查并记录，对安全安全问题不放过，发现隐患责令停工，待隐患排除后再进行施工。
三、施工方法及相应的管理、技术、组织措施
1、脚手架搭设顺序
根据脚手架上的荷载传递方式，荷载由脚手板传给连墙横杆，由连墙横杆传递给大横杆，再由大横杆通过扣接点传递给立杆，立杆传给底部挑杆。
2、挑杆搭设
底层挑杆采用18号工字钢进行搭设,采用楼板预埋ø18钢筋环固定。钢筋环采用直径18的HPB235级钢筋，端头作180度弯钩。埋入楼板水平段长度不小于300mm，且置于楼板钢筋之下。钢筋环外露高度约230mm。第一个钢筋环距离挑杆内端300mm，第二钢筋环距离挑杆内端头1000mm。
挑杆下料长度3m，外部悬挑长度1m，内端头距离外缘支点2m。遇转角处采用4.5m工字钢进行搭设，但外部悬挑长度不得超过1.5m，在距离外端头200mm处焊接固定100mm长ø20钢筋，焊缝高度8mm，防止立杆侧向滑移。
3、立杆搭设
（1）立杆间距为1.5m，内侧钢管距离墙体0.2m，外侧钢管距离墙体0.95m。
（2）立杆接长除顶层顶步采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，对接、搭接应符合下列规定：
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大于步距1/3；
搭接时搭接长度不应小于1m，并采用不少于3个旋转扣件固定，端部扣件的边缘至杆端距离不应小于100mm。
（3）纵向水平杆（大横杆）搭设
脚手架大横杆构造应符合下列规定；
纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨；
接长采用对接扣件连接，并符合下列要求；对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的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接点的距离不宜大于纵距的1/3；搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧（大横杆对立杆起约束作用，对确保承载能力的关系很大）不得隔步设置或遗漏。
4、横向水平杆（小横杆）的设置
作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据铺设脚手板及支承防护竹笆片的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。
横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。
横向水平杆靠墙一端外伸长度不小于300mm，以满足铺一块防护竹笆片的要求。靠墙一端离外面空隙距离不大于100mm。
5、剪刀撑搭设
根据本工程特点需转角处两端设置，剪刀撑应联系3-4根立杆，斜杆与立杆夹角为450-600之间采用整个立面连续设置，剪刀撑的斜杆采用搭接，搭接长度不少于80cm，三个扣件连接，斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2-4个扣接点，具体搭设是将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆（或连墙杆）的伸出部分上，这样可以为避免两根斜杆相交时把钢管别弯，且斜杆两端扣件与立杆节点的距离不宜大于20cm，最下面的斜杆与立杆底端的连接距离不宜大于50cm，以保证架子的稳定性。
6、连墙杆搭设
连墙杆按照两步两跨设置，设置在楼板预留钢管内，且必须水平设置，不得斜拉，以加强脚手架的刚度（预埋钢管见附图），连墙杆应靠近立杆和大横杆节点从底层第一步大横杆开始设置，连墙杆应随着架子随搭设并与预留洞连接牢固。底层悬挑工字钢上立杆底部焊接100mm高φ20钢筋，使立杆可以稳定的座于工字钢之上，防止侧滑移。
7、密目网设置
采用高度为1500mm的密目网。密目网设置在外侧立杆水平杆内侧，应用尼龙绳绕圈固定在水平杆上，防护网一定拉展，网与杆、网与网距离不大于50mm。密目网应用密度2000目/100㎝2的长6m宽1.5m的密目网，应有出厂合格证。密目网设置在大横杆里侧，用尼龙绳将网周边坏眼系牢在大横杆上、网要绷紧扯平，网与杆、网与网距离不大于50mm，在转角处用ф8钢筋在网里侧用铁丝绑在立杆上使密目网在转角处美观大方。在防护架里侧±0.000处满铺设脚手板。
8、小支架设置
外墙外侧大型钢采用专用小支架进行固定，小支架采用10#槽钢焊接加工，详见附图。
四、施工进度计划
本工程目前主体结构施工至19层顶，还有20至28层及女儿墙，计划于2010年9月底封顶，每一次挑架20层至24层施工至8月底，25层以上第二次挑架施工至9月底。
五、各项资源需要量计划
材料名称
规格
数量

18号工字钢
3m
156根

18号工字钢
4.5m
24根

钢管
6m
1000根

4m钢管
4m
100根

1m钢管
1m
2000根

十字扣件

4000个

旋转扣件

1000个

对接扣件

500个

木脚手板

1000块

密目网

4000m2

六、施工平面图
七、质量、安全、环保等管理组织措施
(一)搭设
（1）采用杆件搭设：
①按规定的构造尺寸和方案进行搭设。②注意杆件的搭设顺序。③及时与结构拉结或采用临时支顶，以确保搭设过程的安全。④拧紧扣件。⑤有变形的杆件和不合格的扣件不能使用。⑥搭设工人必须佩挂安全带，安全帽。⑦随时校正杆件垂直和水平偏差，避免偏差过大。⑧没有完成的脚手架，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以免发生意外。⑨脚手架各杆件相交伸出的端点，均应大于10cm，以防止杆件滑脱。
（2）扣件安装：
①开口朝向：用于连接大横杆的对接扣件，开口应朝架子内侧，螺旋向上，避免开口向上，以防雨水进入。②拧紧程度：拧螺旋时应注意将根部改正和保持适当的拧紧程度，这对于脚手架的承载能力、稳定和安全影响很大。
2、脚手架的拆除
拆架前，全面检查脚手架。先拟定作业计划，报请批准，进行技术交底后，方可开始工作。作业计划包括：拆架的步骤和方法、安全措施，材料堆放地点、劳动组织等，拆架时，周围应设围栏或警戒标志，划出工作禁区，拆除顺序应自上而下，一步一清，不准上下同时作业。
(二)安全防护拆除注意事项
拆除脚手架要求本着后搭设的先拆，先搭设的后拆的原则，按层自上而下进行。所有杆件应随脚手架逐一拆除，高差不应大于一跨。
拆架时，先拆护身栏杆上、每档内留一块脚手板翻到下层，其余脚手板先运下。拆大横杆十字撑要先拆中间扣，再拆两手扣，拆下的材料必须随时送到地面、不准堆放在脚手架上和楼上。
拆下来的架料要分类堆放进行保养。
(三)安全检查
悬挑架的搭设与拆除作业前必须通知项目部,经同意后方可进行施工,架体搭设完成后进行验收合格后进行施工作业。
安全管理人员每日对架体支撑、防护等安全项目进行检查，并记录，发现问题立即报告，发现安全隐患，立即责令施工人员停止作业，待隐患排除后再进行施工。
八、悬挑式扣件钢管脚手架计算书及附图
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。
计算的脚手架为单排脚手架，搭设高度为18米，立杆采用单立管。
搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，横杆的步距1.5米，每步横杆间另设水平防护栏杆一道。
采用的钢管类型为ø48×3.5，
连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距3.00米。
施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层，脚手板共铺设3层。
型钢悬挑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。 计算参数:
单排脚手架，搭设高度18.0米，立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米，立杆距离结构主体0.95米。
采用的钢管类型为48×3.5，
连墙件采用4步2跨，竖向间距3.00米，水平间距3.00米。
施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。
脚手板采用木板，荷载为0.35kN/m2，按照铺设10层计算。
栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。
脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。
基本风压0.40kN/m2，高度变化系数1.2500，体型系数1.1300。
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.00米，建筑物内锚固段长度2.00米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
1、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，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
（1）均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
小横杆的自重标准值 P2=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P3=0.350×0.800/3=0.093kN/m
活荷载标准值 Q=3.000×0.800/3=0.800kN/m
静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.093=0.158kN/m
活荷载的计算值 q2=1.4×0.800=1.120kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
（2）抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.158+0.10×1.120)×1.5002=0.280kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.158+0.117×1.120)×1.5002=-0.330kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
=0.330×106/5080.0=65.041N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
（3）挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:

静荷载标准值q1=0.038+0.093=0.132kN/m
活荷载标准值q2=0.800kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.132+0.990×0.800)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.776mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
2、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(规范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；
（1）荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038×0.800=0.031kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN
活荷载标准值 Q=3.000×0.800×1.500/2=1.800kN
荷载的计算值 R=1.2×0.031+1.2×0.210+1.4×1.800=2.809kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
（2）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：
①每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1505
NG1 = 0.151×15.000=2.258kN
②脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35
NG2 = 0.350×10×1.500×(0.800+0.000)/2=2.100kN
③栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
NG3 = 0.150×1.500×10/2=1.125kN
④吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×15.000=0.112kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 8.820kN。
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 = 3.000×2×1.500×0.800/2=3.600kN
风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：W0 = 0.400
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz = 1.250
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.130
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.400×1.250×1.130 = 0.396kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×8.820+0.85×1.4×3.600=14.868kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×8.820+1.4×3.600=15.624kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
h —— 立杆的步距 (m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.85×1.4×0.396×1.500×1.500×1.500/10=0.159kN.m
3、立杆的稳定性计算
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=15.624kN；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
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=1.800；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.800×1.500=3.118m；
A —— 立杆净截面面积，A=4.890cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；
—— 由长细比，为3118/18=173；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =15624/(0.19×489)=171.985N/mm2；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
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=14.868kN；
　　 i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
　　 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=1.800；
　　l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.800×1.500=3.118m；
　　 A —— 立杆净截面面积，A=4.890cm2；
　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；
—— 由长细比，为3118/18=173；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186；
　　MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.159kN.m；
　　 —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =14868/(0.19×489)+159000/5080=194.931N/mm2；
　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
4、连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载标准值，wk = 0.396kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.00×3.00 = 9.000m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 3.000
经计算得到 Nlw = 4.983kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 7.983kN
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 l/i=80.00/1.58的结果查表得到=0.85；
A = 4.89cm2；
[f] = 205.00N/mm2。
经过计算得到 Nf = 85.409kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!
连墙件连接示意图
5、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算，取1.5m为一个计算单元。
悬出端C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。

悬臂单跨梁计算简图
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,kl = ml/l。
本工程算例中，m = 1000mm，l = 1700mm，m1 = 950mm；
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面模量(抵抗矩)E = 141.00cm3。
受脚手架作用集中强度计算荷载 N=15.62kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m
k=1.00/1.00=1.00
k1=0.95/1.00=0.95
代入公式，经过计算得到
支座反力 RA=31.31kN
支座反力 RB=-14.84kN
最大弯矩 MA=14.96kN.m
抗弯计算强度
f=14.96×106/(1.05×141000.0)= 101.047N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=8.82+3.60=12.42kN
水平钢梁自重计算荷载 q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m
最大挠度 Vmax=1.73mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2000.0mm
水平支撑梁的最大挠度小于2000.0/400,满足要求!
6、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到：
b=2.00
由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值b'=1.07-0.282/b=0.929
经过计算得到强度
=12.62×106/(0.929×141000.00)=96.36N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
7、锚固段与楼板连接的计算
①水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=12.499kN
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，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f] = 50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[12499×4/(3.1416×50×2)]1/2=13mm,Ø18钢筋要求。

附：1、悬挑工字钢平面布置图
2、脚手架立面图
3、脚手架剖面图
4、详图
5、小支架加工制作图
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