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专项脚手架工程施工组织设计

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2020年6月23日
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脚手架工程专项施工组织设计

一、 工程概况:
本工程高度为20.3m( 局部高22.3m) , 综合考虑外脚手架安全围护和外架刚度和稳定性, 其主要搭设参数如下:
a．外脚手架总高22.3m, 首层步高1.8m, 其余步高1.5m, 共16步架。9-13轴线首层同层高。
b.立杆横距1.2m, 纵距1.5m, 大横杆步距1.5m, 小横杆伸出大横杆大于0.15m, 内立杆距墙0.45m, 小横杆距墙0.2m。
c.按外架搭设要求在建筑物转角处及纵向方向上每隔15m, 沿架体竖直方向上连续设置一道剪刀撑。
e. 高压电线一方设置隔离网架。
二、 架体主材及配件
根据**地区现有的架料情况, 本工程选用Φ48×3.5mm钢管作为脚手架架管, 使用前对所有钢管进行检查, 钢管表面应清洁, 光滑, 不应有裂缝、 分层、 错位、 硬刺、 压痕和深的划痕。钢管外径、 壁厚、 端面等的偏差必须符合有关规定。旧钢管的使用应首先进行抽样检验: 在锈蚀最严重的钢管中抽出三根, 在每根的锈蚀最严重的部位横向截断取样检查, 当锈蚀深度超过规定值时不予使用。所有钢管均应刷上同一颜色的防锈漆。
脚手架的连接件扣件采用公司现有的锻铸铁扣件, 在使用前派专人进行清理检查对裂缝、 伤缺的不予使用。
脚手板采用杉木制做, 50mm厚, 每块质量不大于30kg的木脚手板, 脚手板上不得有虫眼、 木结或其它质量缺陷的, 两端各设直径为4mm的镀锌铁丝两道。
连墙杆也采用Φ48×3.5钢管搭设。
三、 脚手架的搭设
( 1) 、 施工准备
在脚手架搭设施工前由工程技术、 安全负责人按施工组织设计有关脚手架的要求进行检查验收, 不合格的产品不得使用。经验收合格的构配件应按品种、 规格堆入整齐, 场地内不得有积水。清除搭设场地的杂物, 平整搭设场地, 使排水通畅, 为脚手架搭设提供条件。
( 2) 、 地基基础
现场地基基础为原地面土, 高出自然地坪150mm, 符合现行国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》的要求, 地基承载力达到要求。
( 3) 、 施工顺序
外墙脚手架实际搭设从拟建建筑物的一角向两边搭设, 每层的搭设高度不超过两个步距, 每搭设一步脚手架后应按照JGJ130－ 的有关规定校正步距、 纵距、 横距及立杆的垂直度, 底座垫板均应准确地放在定位线上, 垫板采用不少于两跨, 厚度不小于50mm的木垫板。搭设时严禁将48mm与51mm的钢管混合使用。
( 4) 、 立杆的搭设
外墙脚手架为敞开式双排脚手架, 根据JGJ130－ 的有关规定选择外立杆与内立杆间的横距为1.20米, 立杆纵距选1.5米, 内立杆距建筑物外边0.45m, 每根立杆应设置底座或垫板。在底座上表250mm处用直角扣件设置一横向扫地杆和纵向扫地杆, 横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上, 当立杆基础不在同一高度时, 必须将高处的纵向扫地杆向外延长两跨至立杆固定, 长度不小于2米。立杆用对接扣件连接对接扣件应交错布置, 两根相邻立杆的接头不应设置在同一步内, 同步内隔一根立杆的两个相隔接头在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小于步距的1／3。
( 5) 、 水平杆的搭设
该工程的外脚手架为装饰、 围护用外脚手架, 根据规范要求水平杆间距首层步距采用1.80米, 其它层步距1.50米。纵向水平杆设置在立杆的内侧, 其长度不小于3跨, 纵向水平杆的对接扣件应交错布置: 两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同一步或同一跨内, 不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm; 各接头中心至最近方节点距离不小于纵距的1／3。
主节点处必须设置一根横向水平杆, 用直角扣件扣接且严禁拆除, 主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm, 作业层上非主节点处的横向水平杆根据支承脚手板的需要间距设置, 在纵距中间设置一根横向水平杆。
( 6) 、 连墙杆
立杆必须用连墙件与建筑可靠连接, 本工程采用钢管作刚性连墙件, 竖向距离为两步一设, 水平间距为三跨一设。连墙杆靠近主节点设置, 偏离主节点不应大于300mm, 从底层第一步纵向水平杆处设置, 当设置有困难时应采取其它固定措施。
( 7) 、 剪刀撑
双排脚手架应设置剪刀撑与横向斜撑。每道剪刀撑跨越立杆的最多根数为6根, 每道剪刀撑宽度不小于4跨且不小于6米, 斜杆与地面的倾角为45－60度, 根据本工程情况在脚手架外侧立面两端各设置一道剪刀撑, 并应从底至顶连续设置, 中间各道剪刀撑之间净距不应大于15米。剪刀撑杆的连接宜采用搭接, 搭接长度不应小于1米, 宜采用旋转扣件固定。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 (如图2)。
图2

( 8) 、 门洞
门洞及入口处采用上升斜杆, 平行桁架结构形式, 斜杆与地面的倾角应在45到60之间。
3、 模板支架
支架立杆应竖直设置, 2米高度垂直偏差为15mm, 设在支架立杆根部的可调底座, 当其伸出长度超过300mm时应采取可靠的措施固定。满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑, 由底至顶连续设置。高于4米模板支架其两与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔两步设置一水平剪刀撑。
4、 悬挑脚手架
搭设方法如下( 图3) :
图3
5、 脚手架的拆除
由项目部技术安全负责人组织施工班组全面检查脚手架的扣件连接, 连墙件支撑体系是否符合构造要求, 根据检查结果制定出拆除顺序和措施, 对拆除人员进行安全技术交底。本工程拆除作业由上而下逐层进行, 每层同时拆除, 严禁上下同时作业。连墙杆随脚手架同时拆除, 不得先将连墙杆整层或全部拆除后再拆脚手架; 分段拆除高度为两步, 当高差大于两步时应设连墙件加固。对拆除后的构配件清理入库堆放整齐。
6、 脚手架安全设施
( 1) 、 安全网架设
本工程的外墙脚手架随主体施工连续搭设, 脚手架始终高出主体施工工作面约1.5m, 外墙脚手架的外表面满挂安全网; 在作业层的脚手板下平挂安全网; 第一步架满铺竹胶板, 每隔2-2层层高加设一层水平安全网。
( 2) 、 防电避雷的措施
A、 本工程的脚手架采用的的钢管扣件式脚手架, 因此在架设和使用期间, 要严防与带电体接触。
B、 对脚手架采取接地处理。如电力线路垂直穿过或靠近钢管脚手架时, 应将电力线路周围至少两米以内的钢管脚手架水平连接, 并将线路下方的钢管脚手架垂直连接进行接地。
C、 在架上使用电焊机, 混凝土振动器等, 要放在干燥的木板上, 操作者要戴绝缘手套。电焊机, 混凝土振动器机壳要采取保护性接地接零措施。
D、 雷雨天不得上架操作。
( 3) 、 安全标志的悬挂
在脚手架的外表面安全网上悬挂醒目、 规范、 齐全的安全标志( 包括安全通道的标志) 。
7、 安全技术措施
( 1) 、 对所有施工人员做严格的安全技术书面交底, 施工操作人员接受交底, 掌握安全技术操作规程后应在书面交底上签字。做到人人熟知安全技术操作规程, 人人遵守安全技术操作规程。安全责任层层落实。
( 2) 、 严格检查所用架主材, 不合格者坚决不予以使用。
( 3) 、 所有操作人员均应执证上岗, 证件必须留施工现场待查, 并做到人证相符。
( 4) 、 所有操作人员必须正确配戴安全带、 安全帽, 安全带应高挂底用, 并遵守施工现场的其它安全规章制度。
( 5) 、 操作有员在操作过程中不得吸烟、 闲谈或做与工作无关的事。
( 6) 、 严格按照施工组织的施工顺序及搭设方法搭设, 不得任意更改立杆、 水平杆、 连墙杆等的搭设间距。
( 7) 、 脚手架拆除必须按规范顺序一架一架地由上至下拆除, 连墙杆应同时拆除, 不得提前拆除。
( 8) 、 拆除施工人员在作业时配戴安全带, 对拆除的构件有组织的下运, 不得抛扔。拆除时应设专人在架底周围看护、 提醒过路人的安全。

落地架计算书

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- )。
计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为 22.3 米, 立杆采用单立管。
搭设尺寸为: 立杆的纵距为 1.20米, 立杆的横距为1.20米, 立杆的步距为1.50 米。
采用的钢管类型为 Φ48×3.50, 连墙件采用两步三跨, 竖向间距 3.00 米, 水平间距3.60 米。
施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工1层, 脚手架共铺设4 层。
一、 小横杆的计算:
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。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.350×1.200/3=0.140 kN/m ;
活荷载标准值: Q=2.000×1.200/3=0.800 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×0.800 = 1.334 kN/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:

最大弯矩 Mqmax =1.334×1. /8 = 0.240 kN.m;
σ = Mqmax/W =47.271 N/mm2;
小横杆的计算强度小于 205.0 N/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=0.038+0.140+0.800 = 0.978 kN/m ;

最大挠度 V = 5.0×0.978×1200.04/(384×2.060×105×121900.0)=1.052 mm;
小横杆的最大挠度小于 1200.0 / 150=8.000 与10 mm,满足要求!
二、 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。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×1.200=0.046 kN;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.350×1.200×1.200/3=0.168 kN;
活荷载标准值: Q= 2.000×1.200×1.200/3=0.960 kN;
荷载的计算值: P=(1.2×0.046+1.2×0.168+1.4×0.960)/2=0.800 kN;

大横杆计算简图
2.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:M1max=0.08×0.038×1.200×1. =0.005 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.800×1.200= 0.256 kN.m
M = M1max + M2max = 0.005+0.256=0.262 kN.m
抗弯强度:σ= 0.262×106/5080.0=51.530 N/mm2;
大横杆的抗弯强度σ= 51.530 小于[f]=205.0N/mm2;
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,单位:mm
均布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:
Vmax= 0.677×0.038×1200.04 /(100×2.060×105×121900.0) = 0.021 mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
P=( 0.046+0.168+0.960) /2=0.587kN
V= 1.883×0.587×1200.03/ ( 100 ×2.060×105×121900.0) = 0.761 mm;
最大挠度和: V= Vmax + Vpmax = 0.021+0.761=0.782 mm;
大横杆的最大挠度小于 1200.0 / 150=8.0 或者 10 mm,满足要求!
三、 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;
横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.200=0.046 kN;
脚手板的荷载标准值: P2 = 0.350×1.200×1.200/2=0.252 kN;
活荷载标准值: Q = 2.000×1.200×1.200 /2 = 1.440 kN;
荷载的计算值: R=1.2×(0.046+0.252)+1.4×1.440=2.374 kN;
R < 8 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
按规范表5.1.7,直角、 旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编, P96页,
双扣件承载力设计值取16kN。
四、 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0.1291
NG1 = 0.129×28.800 = 3.718 kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2); 本例采用冲压钢脚手板, 标准值为0.35
NG2= 0.350×4×1.200×(1.200+0.3)/2 = 1.260 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m); 本例采用栏杆、 冲压钢脚手板挡板, 标准值为0.11
NG3 = 0.140×4×1.200/2 = 0.336 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载, 包括安全网(kN/m2); 0.005
NG4 = 0.005×1.200×28.800 = 0.173 kN;
经计算得到, 静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.487 kN;
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= 2.000×1.200×1.200×1/2 = 1.440 kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 Wo -- 基本风压(kN/m2), 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009- )的规定采用:
Wo = 0.300 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度变化系数, 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009- )的规定采用:
Uz= 1.420 ;
Us -- 风荷载体型系数: Us =1.200 ;
经计算得到, 风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.300×1.420×1.200 = 0.358 kN/m2;
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= 1.2×5.487+ 1.4×1.440= 8.600 kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.487+ 0.85×1.4×1.440= 8.298 kN;
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 =0.850 ×1.4×0.358×1.200×
1.5002/10 = 0.115 kN.m;
五、 立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时, 立杆的稳定性计算公式为:

立杆的轴心压力设计值 : N =8.600 kN;
计算立杆的截面回转半径 : i = 1.58 cm;
计算长度附加系数 : K = 1.155 ;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 : U = 1.530
计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 : lo = 2.651 m;
Lo/i = 168.000 ;
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= 0.251 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) : W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 : [f] =205.000 N/mm2;
σ = 8600.000/(0.251×489.000)=70.069 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 70.069 小于 [f] = 205.000 N/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 =8.298 kN;
计算立杆的截面回转半径 : i = 1.58 cm;
计算长度附加系数 : K = 1.155 ;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 : U = 1.530
计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定: lo = 2.651 m;
Lo/i = 168.000 ;
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= 0.251
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) : W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 : [f] =205.000 N/mm2;
σ = 8297.856/(0.251×489.000)+114973.992/5080.000 = 90.238 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 90.238 小于 [f] = 205.000 N/mm2 满足要求!
六、 最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、 全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:

构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为:
NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.769 kN;
活荷载标准值 : NQ = 1.440 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 : Gk = 0.129 kN/m;
Hs =[0.251×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.769
+1.4×1.440)]/(1.2×0.129)=135.702 m;
脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米, 按照下式调整且不超过50米:

[H] = 135.702 /(1+0.001×135.702)=119.487 m;
[H]= 119.487 和 50 比较取较小值。得到, 脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、 全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:

构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为:
NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.769 kN;
活荷载标准值 : NQ = 1.440 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 : Gk = 0.129 kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.115 /(1.4 × 0.85) = 0.097 kN.m;
Hs =( 0.251×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.769+0.85×1.4×(1.440+0.251×4.890×0.097/5.080)))/(1.2×0.129)=119.723 m;
脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米, 按照下式调整且不超过50米:

[H] = 119.723 /(1+0.001×119.723)=106.922 m;
[H]= 106.922 和 50 比较去较小值。经计算得到, 脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m。
七、 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
风荷载基本风压值 Wk = 0.358 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.800 m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), No= 5.000 kN;
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 = 5.411 kN;
连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 10.411 kN;
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比 l/i=450.000/15.800的结果查表得到0.924;
A = 4.89 cm2; [f]=205.00 N/mm2;
连墙件轴向力设计值 Nf=φ×A×[f]=0.924×4.890×10-4×205.000×103 = 92.626 kN;
Nl=10.411<Nf=92.626,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl=10.411小于双扣件的抗滑力 16.0 kN, 满足要求!
八、 立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×Kc = 68.000 kN/m2;
其中, 地基承载力标准值: fgk= 170.000 kN/m2 ;
脚手架地基承载力调整系数: kc = 0.400 ;
立杆基础底面的平均压力 , p = N/A =33.191 kN/m2 ;
其中, 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 : N = 8.298 kN;
基础底面面积 (m2): A = 0.250 m2 。
p=33.191 ≤ fg=68.000 kN/m2 。地基承载力的计算满足要求!

专项工程施工组织设计

脚
手
架
工
程

工程名称: ***
施工单位: ***********
编制时间: *******