超高满堂脚手架搭设方案.doc

XXXXXX物资储备
中心暨科技文化综合服务中心工程

超高满堂脚手架搭设方案

编 制： 王 钧
审 核： 张国童
审 批： 叶学武

福建省XXXXX有限公司
二零一四年五月超高满堂脚手架搭设方案

一、 工程概况：
XXXXXXX物资储备中心暨科技文化综合服务中心地上八层，建筑总高度为32.8m，最高位置为35.8米，±0.00相当于罗零标高16.5m。建筑面积6110 m2，占地面积833.94m2；结构体系均为现浇钢筋混凝土框架结构，工程建筑等级二级，耐火等级为二级，结构抗震设防烈度为七度。
地上一～三层为综合服务中心，位于综合服务中心的大堂及门厅部位（2/0A～B-4轴/2/0A～B-5轴）处，从一层到二层顶板即三层楼面为采光井，该处一层为无楼顶板，从一层楼面到三层楼面全高7.5m，面积为8.4×10.7=89.88㎡，模板支撑拟采用扣件式钢管满堂脚手架支撑系统。

二、 编制依据
1. 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
2. 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全施工规范》JGJ166-2008
3. 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
4. 《建筑施工手册》2010-9第四版
5. 本工程设计图纸和施工组织设计文件
6. 其它相关法规·标准及规程
7.
三、 脚手架搭设材料要求：
1. 脚手架各种杆件采用外径48mm，壁厚3.5mm焊接钢管，使用生产厂家合格的产品并持有合格证，其力学性能符合国家现行标准《碳素结构钢》GBT700中Q235A的规定，钢管不得弯曲，变形，开焊，裂纹等缺陷，严禁使用不合格钢管。
2. 扣件使用生产厂家合格的产品，并持有合格证，扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-1995规定的要求，对使用的扣件要全数检查，不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷，扣件与钢管的贴合面要严格整形，保证与钢管扣紧的接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm，扣件的活动部件转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧力矩达60N•M时扣件不得破坏。

四、 脚手架搭设技术措施
1. 施工准备
⑴在脚手架搭设前，由工地技术负责人根据脚手架搭拆方案向专业班组进行书面技术交底，并履行交底签字手续，各持一份互相监管，由专业班组长向操作人员进行班前技术交底，并做好交底记录入档。
⑵按对脚手架使用的各种材料的要求，对使用的材料全检查，不合格的材料坚决剔除。
⑶搭拆脚手架的操作人员必须是熟练工，并持有劳动部门颁发的上岗证。
2. 地基处理：排架基底为原土夯实，密实度达95%以上。
3. 满堂脚手架的基础
满堂脚手架的每根立杆底部均设置200×200的木垫块。
4. 脚手架搭设施工要点
⑴砼楼面排架间距：二层顶板砼厚度100mm，脚手架立杆纵横间距均为600mm，大横杆步距1200mm。
⑵砼楼面预应力框架梁排架间距：二层顶板处6条预应力框架梁截面尺寸为250×700mm，200×500mm，200×400mm，跨度,4.7m，3.3m，2.7m，该处沿梁长方向立杆间距为600mm，梁两侧立杆间距900mm，大横杆步距1200mm。并在梁底中心增设一排立杆垂直支撑，立杆间距600mm，保证上下立杆处于同一垂直线上。
⑶所有立杆在离地200mm时设置一道水平扫地杆，向上每隔1200mm，设大横杆水平拉结，形成整体框架。
⑷架体与建筑物的拉结：架体高度外侧每层楼用钢管与邻近的框架柱或各层脚手架支撑系统拉结牢固，以防止架体倾斜晃动摇摆。
⑸设置剪刀撑：剪刀撑采用6米钢管搭设，在架体中间纵横方向按立杆7根，大横杆4根为一组剪刀撑，每隔6根设置一组与地面成45度角，架体四周外立面均要设置，而且每组剪刀撑上下要连续设置，确保架体整体稳定性。
5. 计算参数:
模板支架搭设高度为7.5m，
立杆的纵距 b=0.80m，立杆的横距 l=0.80m，立杆的步距 h=1.50m。
面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。
木方50×100mm，间距100mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重24.00kN/m3，施工活荷载2.50kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。

图1 楼板支撑架立面简图

图2 楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为 48×3.5。

6.模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值 q1 = 24.000×0.180×0.800+0.500×0.800=3.856kN/m
活荷载标准值 q2 = (0.000+2.500)×0.800=2.000kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 80.00×1.80×1.80/6 = 43.20cm3；
I = 80.00×1.80×1.80×1.80/12 = 38.88cm4；

(1)抗弯强度计算
f = M / W < [f]

其中 f —— 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；
　　 M —— 面板的最大弯距(N.mm)；
　　 W —— 面板的净截面抵抗矩；
[f] —— 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M = 0.100ql2

其中 q —— 荷载设计值(kN/m)；
经计算得到 M = 0.100×(1.20×3.856+1.40×2.000)×0.100×0.100=0.007kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.007×1000×1000/43200=0.172N/mm2
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!

(2)抗剪计算
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×3.856+1.4×2.000)×0.100=0.446kN
　　截面抗剪强度计算值 T=3×446.0/(2×800.000×18.000)=0.046N/mm2
　　截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!

(3)挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大挠度计算值 v = 0.677×3.856×1004/(100×6000×388800)=0.001mm
面板的最大挠度小于100.0/250,满足要求!

7.模板支撑木方的计算

木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：
q11 = 24.000×0.180×0.100=0.432kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 0.500×0.100=0.050kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：

经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+0.000)×0.100=0.250kN/m
静荷载 q1 = 1.20×0.432+1.20×0.050=0.578kN/m
活荷载 q2 = 1.40×0.250=0.350kN/m
计算单元内的木方集中力为(0.350+0.578)×0.800=0.742kN
2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载 q = 0.743/0.800=0.928kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×0.93×0.80×0.80=0.059kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.800×0.928=0.446kN
最大支座力 N=1.1×0.800×0.928=0.817kN

木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；

(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.059×106/83333.3=0.71N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算 [可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
Q = 0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×446/(2×50×100)=0.134N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!

(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到0.482kN/m
最大变形 v =0.677×0.482×800.04/(100×9000.00×4166666.8)=0.036mm
木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求!

8. 板底支撑钢管计算
　　横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管剪力图(kN)

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.515kN.m
最大变形 vmax=0.474mm
最大支座力 Qmax=7.179kN
抗弯计算强度 f=0.515×106/5080.0=101.32N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!

9. 扣件抗滑移的计算

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:

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；
计算中R取最大支座反力，R=7.18kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

10. 模板支架荷载标准值(立杆轴力)

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.129×5.700=0.736kN

(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.500×0.800×0.800=0.320kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 24.000×0.180×0.800×0.800=2.765kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 3.821kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.500+0.000)×0.800×0.800=1.600kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.20NG + 1.40NQ

11. 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

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 6.83kN
　　 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58
　　 A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89
　　 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08
　　 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；
　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
　　 l0 —— 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数，按照表1取值为1.155；
u —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.700
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.30m；

公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.50=2.945m =2945/15.8=186.408 =0.207
=6825/(0.207×489)=67.315N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
公式(2)的计算结果：l0=1.500+2×0.300=2.100m =2100/15.8=132.911 =0.386
=6825/(0.386×489)=36.116N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数，按照表2取值为1.007；
公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.007×(1.500+2×0.300)=2.442m =2442/15.8=154.587 =0.294
=6825/(0.294×489)=47.436N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

12. 楼板强度的计算

1.计算楼板强度说明

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取3.00m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=1620.0mm2，fy=360.0N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h=3000mm×180mm，截面有效高度 h0=160mm。

按照楼板每10天浇筑一层，所以需要验算10天、20天、30天...的
承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.计算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边3.00m，短边3.00×1.00=3.00m，
楼板计算范围内摆放4×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.20×(0.50+24.00×0.18)+
1×1.20×(0.74×4×4/3.00/3.00)+
1.40×(0.00+2.50)=10.85kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=3.00×10.85=32.56kN/m
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0513×ql2=0.0513×32.56×3.002=15.03kN.m

按照混凝土的强度换算
得到10天后混凝土强度达到69.10%，C30.0混凝土强度近似等效为C20.7。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.94N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：
= Asfy/bh0fcm = 1620.00×360.00/(3000.00×160.00×9.94)=0.12

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.121

此层楼板所能承受的最大弯矩为：
M1= sbh02fcm = 0.121×3000.000×160.0002×9.9×10-6=92.3kN.m

结论：由于 Mi = 92.33=92.33 > Mmax=15.03
所以第10天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑可以拆除。
五、脚手架搭设安全措施
（1） 在搭设前，必须对进场的脚手架杆及配件进行严格的检查，禁止使用规格和质量不合格的产品。
（2） 脚手架的搭设作业必须在统一指挥下，严格按照规定程序进行。
（3） 按施工方案放线，铺木垫块，设置底座或标定杆位置。
（4） 按定位依次竖起立杆，将立杆与纵杆，横杆与扫地杆连接固定，然后按照纵向和横向平杆，随时校正立杆垂直之后予以固定，并按此要求继续向上搭设。
（5） 剪刀撑及与每层柱拉结的水平杆应随搭升的架子一起及时设置。
（6） 施工人员必须正确佩戴安全帽及安全带等防护设施，确保人员安全。
（7） 扣件要扣紧，并注意拧紧程度要均匀适当，杜绝使用变形过大的杆和不合格的扣件。
（8） 随时校正杆件的水平偏差和垂直偏差，保证脚手架质量和整齐。
（9） 钢管脚手架左右相邻立杆和上下相邻水平杆的接头应相互错开，并置于不同的构架框格内。
（10） 钢管脚手架搭接杆件接头长度应≥1.0米。

XXXXXXXX物资储备中心暨
科技文化综合服务中心项目部
二0一四年五月八日
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