悬挑架施工方案.doc

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悬挑外脚手架施工方案
一、工程概况
本工程大兴九臻6#、7#楼住宅楼工程，位于西安市大兴东路18号，其中6#楼总建筑面积21549.83㎡，住宅总建筑面积18899.32㎡，地下2层，地上32层，地上1、2层为商业部分，其余30层为住宅，共300套，建筑高度97.7m， 7#楼总建筑面积41768.56㎡，住宅部分总建筑面积37821.09㎡，地下1层，地上32层，地上1、2层为商业部分，其余30层为住宅，共360套，建筑高度99.385m。
本工程6#、7#楼外架采用悬挑式脚手架，以满足工程主体及后期装修需要，悬挑架从五层开始设置，五层以下全部为双排落地钢管脚手架。
二、编制及施工依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130—2011
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《建筑施工手册》第四版
三、挑架的搭设构造及技术要求
悬挑架采用16#工字钢，长度基本为6m，基本挑出宽度为1300mm，在阳台位置，悬挑长度为2000mm，挑梁平均间距1500mm，一次悬挑高度为四层（超过20m），共配置三层挑梁轮换使用。
1、压环规格、加工尺寸及预埋位置：
挑梁压环采用直径18的圆钢，圆钢加工成U型压环，两边各加工10cm长丝扣，工字钢定位后，采用圆钢及8mm后钢板及双螺母将其固定。
每次安装压环前，在结构板相应位置留置孔洞，安装时将压环从结构板底部向上穿过结构板，上部用双螺母固定。压环必须采用国标HRB335。

2、钢管、扣件、脚手板。
钢管采用φ48mm×3.5mm钢管、扣件、接头、可调托撑等材料符合《JGJ130-2011脚手架新规范》规定，钢丝绳及槽钢厚度符合国标质量要求。
（1）钢管规格为48mm×3.5mm，钢管表面平直光滑，不得有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛碴、孔痕和深的划道；并严禁打孔。变形腐蚀严重的严禁使用。
（2）扣件不得有裂纹、气孔；不宜有缩松、砂眼；毛刺、氧化皮等清除干净。螺栓拧紧力矩达65N.m时，扣件不得发生破坏。旧扣件使用前进行质量检查，裂缝、变形的严禁使用，滑丝螺栓必须更换。扣件与钢管扣紧时接触良好，当夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。扣件活动部位转动灵活，旋转扣件两旋转面间隙小于1mm。
（3）脚手板采用竹架板和新型钢筋网片脚手板交替使用，即铺一层竹架板，上边一步铺新型钢筋网片脚手板。
破旧、整体性差或强度不够的竹架板严禁使用，两边应用铁丝绑扎牢靠，不松动。
新型钢筋网片脚手板解决了顺向留缝、探头板、搭槎板等马道铺设缺陷,降低了事故隐患，钢筋网片所有节点必须焊接牢固，且尺寸必须统一，该工程钢筋网片长1000mm，宽800mm，网片间距50mm，使用前面必须对其进行全面检查，变形严重、生锈影响使用及间距过大的严禁使用。

新型钢筋网片脚手板示意图
3、构造要求
（1）立杆：底层立杆支承在挑梁工字钢上。将Φ20钢筋头150mm高焊在距挑梁端部100~120mm处固定外架立杆用。立杆采用对接接头，立杆的对接扣件应交错布置，连根相邻立杆的接头严禁在同步内设置，同步内各一根立杆的两个相隔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。立杆纵向间距1500mm，横向间距1050mm，内排立杆距离建筑物的距离为300-350mm，立杆与大横杆必须采用直角扣件扣紧，不得隔步设置和遗漏。
（2）大横杆（纵向水平杆）：大横杆分别置于立杆内侧，接头位置应分别布置在不同的立杆纵距内。两根相邻水平杆的接头扣件应交错布置，连根相邻立杆的接头严禁在同步同跨内设置，同步内各一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
（3）小横杆（横向水平杆）：双排架的横向水平杆两端均用直角扣件固定在纵向水平杆上。主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件接且严禁拆除
（4）剪刀撑：剪刀撑的主要作用是加强外脚手架的整体性，使其更加稳固。架体外围满设剪力撑斜杆，与地面的夹角45°~60°。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删除端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不应大于150mm。悬挑架的外立面剪刀撑应自下而上连续设置。
（5）连墙杆：连墙杆是架体稳定的重要杆件，必须每层设置，水平距离3~5m，应于剪力墙上预留孔洞连接牢固，或利用外墙门窗洞口进行连接，施工中应作为重点检查验收，不得随意拆除。连墙件应靠主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，
（6）钢丝绳：架体采用16号钢丝绳与主体结构连接。每根钢丝端部不少于3个钢丝夹具,绳头预留30cm。
（7）脚手板、护栏、护脚板：操作层和挑架首层防护层架板必须满铺，双立杆间3块架板或一块钢筋网片架板，护身栏高900mm，挡脚板高≮180mm。
竹脚手板一般应设置在三根横向水平杆上，脚手板采用平铺或搭接。脚手板长度为3000㎜,宽度为250㎜，可采用三根横向水平杆，并将脚手板两端与其可靠固定，以防倾翻。脚手板对接平铺时，接头处必须设二根横向水平杆，脚手板外伸长应取130mm～150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm，脚手板搭接铺设时，接头必须在横向水平杆上，搭接长度应不大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。
钢筋网片脚手板铺设时在纵向水平杆中间增加一道大横杆，及铺设在三道水平杆上确保稳固，钢筋网片四角必须用铁丝与架体绑扎牢固，铺设时相邻钢筋网片搭接至少50mm，搭接处两边分别与架体绑扎牢固。
悬挑架底层必须满铺竹架板，外墙与外墙之间空隙必须用竹胶板斜向满铺，防止物体从空隙坠落伤人，且竹胶板必须固定牢靠。
（9） 架体防护：架体外侧采用1500mm×4000mm密目阻燃安全防护网全封闭防护，密目网应张拉平整、严密。
4、悬挑上层结构板与钢挑梁对应位置预留φ40孔穿拉钢丝绳，钢丝绳头套于钢梁端头的节点处（节点焊钢筋固定钢丝绳，防止钢丝绳滑落），每端用3个以上的卸卡，钢丝绳用紧固器拉紧。严禁使用不合格钢丝绳。
5、作业层脚手板铺满、铺稳，离墙面100~120mm，脚手板应设置在三根横向水平杆上，不得有探头板。

四、安全技术措施
1、悬挑架施工所用材料及构配件材质及性能应符合现行国家标准、规范的要求，严禁不合格材料用于工程。
2、槽钢压环必须按尺寸加工并预埋准确。
3、上部结构模板拆除后及时用钢丝绳将钢梁与结构可靠拉结。
4、悬挑架沿外架高度连续设置剪刀撑，角度符合45—60度要求。
5、架体采用刚性连墙件与结构连接，二步三跨设置，严禁施工中随意拆除连墙件。
6、作业层外侧设置高度为180mm挡脚板，架体底层应进行全封闭。
7、脚手架安装与拆除人员必须是经考核合格的专业架子工，架子工应持证上岗。架体施工人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
8、搭拆脚手架时，地面设围栏和警戒标志，并安排专人看守，严禁非操作人员入内。
9、当有六级强风、浓雾、阴雨天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。
10、施工中专职安全员及质量员随时跟踪检查架体，发现异常情况及时通知项目部并停止架体作业。
五、安全计算
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》(JGJ130-2011)、
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范。（一）、脚手架参数
搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为0.9-1.05米，立杆的步距为1.80 ，计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为 15.0 米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.40米；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2；采用的钢管类型为 按Φ48×3.0计算；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.80；连墙件采用两步三跨，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件。
2、活荷载参数
施工荷载均布参数(kN/m2):3.000。
3、风荷载参数
陕西省西安市地区，基本风压为0.350，风荷载高度变化系数μz为0.740，风荷载体型系数μs为0.649。
4、静荷载参数
每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1161；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4；脚手板类别:竹笆片脚手板。
5、水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用[16a号槽钢] ，其中建筑物外悬挑段长度2.50米，建筑物内锚固段长度 1.50 米。楼板混凝土强度C30；
6、拉绳悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳，钢丝绳安全系数为10.000；
（二）、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= 0.033 kN/m ；
脚手板的荷载标准值：P2= 0.300×1.000/3=0.100 kN/m ；
活荷载标准值: Q=3.000×1.000/3=1.000 kN/m；
荷载的计算值: q=1.2×0.033+1.2×0.100+1.4×1.000 = 1.560 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 =1.560×1.0502/8 = 0.215 kN.m；
σ = Mqmax/W =47.880 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=0.033+0.100+1.000 = 1.133 kN/m ；

最大挠度 V = 5.0×1.133×1050.04/(384×2.060×105×107800.0)=0.808 mm；
小横杆的最大挠度小于 1050.0 / 150=7.000 与10 mm,满足要求！
（三）、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= 0.033×1.050=0.035 kN；
脚手板的荷载标准值: P2= 0.300×1.050×1.000/3=0.105 kN；
活荷载标准值: Q= 3.000×1.050×1.000/3=1.050 kN；
荷载的计算值: P=(1.2×0.035+1.2×0.105+1.4×1.050)/2=0.819 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弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.033×1.000×1.0002=0.003 kN.m；
集中荷载最大弯矩计算公式
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.819×1.000= 0.219 kN.m；
M = M1max + M2max = 0.003+0.219=0.221 kN.m
抗弯强度:σ= 0.221×106/4490.0=49.294 N/mm2；
大横杆的抗弯强度σ= 49.294 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= 0.677×0.033×1000.04 /(100×2.060×105×107800.0) = 0.010 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=（0.035+0.105+1.050）/2=0.595kN
V= 1.883×0.595×1000.03/ ( 100 ×2.060×105×107800.0) = 0.505 mm；
最大挠度和：V= Vmax + Vpmax = 0.010+0.505=0.515 mm；
大横杆的最大挠度小于 1000.0 / 150=6.7 或者 10 mm,满足要求！
（四）、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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6.40 kN；
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 = 0.033×1.000=0.033 kN；
脚手板的荷载标准值: P2 = 0.300×1.050×1.000/2=0.158 kN；
活荷载标准值: Q = 3.000×1.050×1.000 /2 = 1.575 kN；
荷载的计算值: R=1.2×(0.033+0.158)+1.4×1.575=2.434 kN；
R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
（五）、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)按0.1161
NG1 = 0.116×15.000 = 1.742 kN；
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)采用竹笆片脚手板，标准值为0.30
NG2= 0.300×4×1.000×(1.050+0.3)/2 = 0.810 kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)标准值为0.11
NG3 = 0.110×4×1.000/2 = 0.220 kN；
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.000×15.000 = 0.075 kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.847 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= 3.000×1.050×1.000×2/2 = 3.150 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》(GB50009-2001)的规定采用：Wo = 0.350 kN/m2；
Uz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz= 0.740 ；
Us -- 风荷载体型系数：Us =0.649 ；
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7 ×0.350×0.740×0.649 = 0.118 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= 1.2×2.847+ 1.4×3.150= 7.826 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 = 1.2×2.847+ 0.85×1.4×3.150= 7.164 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 ×1.4×0.118×1.000×
1.8002/10 = 0.045 kN.m；
（六）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 =7.826 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 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 = 1.500，计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 ：lo = 3.119 m；Lo/i = 196.000 ；
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= 0.188 ；立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.000 N/mm2；σ = 7826.000/(0.188×424.000)=98.176 N/mm2；立杆稳定性计算 σ = 98.176 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 =7.164 kN；
计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 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 = 1.500
计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定：lo = 3.119 m；
Lo/i = 196.000 ；
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= 0.188
立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；
立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；
钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.000 N/mm2；
σ = 7164.300/(0.188×424.000)+45366.416/4490.000 = 99.981 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 99.981 小于 [f] = 205.000 N/mm2 满足要求！
（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 = 0.118 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 = 1.779 kN；

连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 6.779 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=400.000/15.900的结果查表得到0.933；
A = 4.24 cm2；[f]=205.00 N/mm2；
连墙件轴向力设计值 Nf=φ×A×[f]=0.933×4.240×10-4×205.000×103 = 81.096 kN；
Nl=6.779<Nf=81.096,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=6.779小于双扣件的抗滑力 16.0 kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图
（八）悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用[16a号槽钢,计算公式如下

其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到强度 φb = 570 ×10.0×63.0× 235 /( 1200.0×160.0×235.0) = 1.87
由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.919。
经过计算得到强度 σ = 2.131×106 /( 0.919×108300.00 )= 21.408 N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 σ = 21.408 小于 [f] = 215.000 N/mm2 ,满足要求!
（九）、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=4.243kN；
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，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=[4242.625×4/(3.142×50×2)]1/2 =7.350mm，为确保安全采用直径16圆钢做拉环。
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。
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