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某地块一期2#住宅楼工程悬挑脚手架施工方案.doc

济南****立交西北地块一期2#住宅楼工程，位于济南****立交桥西北侧，东临二环东路，南临经十路，北临文化东路。地下二层，地上东单元18层，西单元21层，层高2.9米，建筑总高度66.3m；剪力墙结构。

根据工程特点，从三层顶开始外脚手架采用悬挑钢梁双排钢管脚手架。钢管外径48mm，壁厚3.5mm，挑梁为16号工字钢并用￠15.2钢丝绳斜拉。悬挑钢梁设置在七层楼板顶（即八层地面上）。将工字钢与预埋件固定牢固。立杆横距1.0m，纵距1.5m，横杆步距1.45m，内立杆距墙0.70m，内外立杆间布置4根大横杆，间距0.33m；拐角处需设置剪刀撑，中间每隔6m设一道；连墙杆每隔二步三跨设置一根；挑梁按照立杆分布间距1.5m设置，挑梁采用16号工字钢，斜拉索采用￠17钢丝绳，吊环采用￠22圆钢。

悬挑脚手架（层高2.9米，七层一挑，设计计算高度按25.0m）的设计计算

3.1.1.脚手架参数

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，横距为1.0米DB64／T 1657-2019 同一法人企业不同地区水泥规模能耗核查方法，横杆的步距为1.45 米。

脚手架为双排脚手架搭设高度为 25 米，单立杆。

因本工程外挑板较多，外挑板外挑600mm，故内立杆距离墙为0.70米。

大横杆在上，小横杆在下，小横杆两端伸出立杆长度150mm，搭设在小横杆上的大横杆根数为4根，上铺竹笆，竹笆尺寸为1000mm宽×1500mm长（不铺竹笆时，取消中间两根大横杆）。

采用的钢管类型为 Φ48×3.5。

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。

连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.00 米，水平间距4.50 米，采用双扣件与结构刚性连接。

3.1.2.活荷载参数

施工荷载均布参数(kN/m2):3.000；

同时施工层数:2；

3.1.3.风荷载参数

济南市基本风压为0.450KN/㎡，风荷载高度变化系数μz为1.54(按离地80m取值)，风荷载体型系数μs计算如下：

脚手架的挡风系数取0.097；密目安全网的挡风面积取围挡面积的50%；

迎风面积：Aw=1.45×1.5=2.175

挡风系数: φ=1.2×(1.193/2.175)=0.658

体型系数(按开洞墙): µs=1.3×0.658=0.856

WK=0.7µµsWo=0.7×1.54×0.856×0.45=0.415 KN/㎡

3.1.4.静荷载参数

每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m):0.1426；

竹笆自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准(kN/m2):0.140；

安全设施与安全网(kN/m2):0.005；竹笆铺设层数:2；

栏杆挡板类别:木胶板；

3.1.5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用16号工字钢 ，其中建筑物外悬挑段长度1.80米，建筑物内锚固段长度2.00 米；

楼板混凝土强度等级:C30；

3.1.6.拉绳与支杆参数

悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳建筑物预埋件拉结。

钢丝绳安全系数为:10.000；

钢丝绳与墙距离为:1.700m；

3.2.1、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:q1=0.0384 kN/m；

脚手板的荷载标准值:q2=0.350×1.0/4=0.0875 kN/m ；

活荷载标准值: Q=3.000×1.0/4=0.75 kN/m；

静荷载的计算值: q1=1.2×0.0384+1.2×0.0875 =0.151kN/m；

活荷载的计算值: q2=1.4×0.75=1.05kN/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)

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯距计算公式如下:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.151×1.5002+0.101×1.05×1.5002 =0.266 kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max(0.266×106,0.310×106)/5080.0=61.0N/mm2；

大横杆的抗弯强度:σ= 61.0 N/mm2 <[f]=205.0 N/mm2。满足要求！

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：

V= 0.677×0.151×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.05×1500.04/(100×2.06×105×121900.0) =0.23 mm；

纵向、受弯构件的容许挠度为 l/150与10 mm 。

大横杆的最大挠度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,满足要求!

3.2.2、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值：q= 0.0384×1.00 = 0.0384 kN/m；

大横杆的自重标准值：q1= 0.0384×1.5 = 0.0576 kN；

竹笆的荷载标准值：q2=0.350×1.50×1.00/4=0.131 kN；

活荷载标准值：Q=3.000×1.50×1.00/4 =1.125 kN；

荷载的计算值: P=1.2×(0.0576+0.131)+1.4 ×1.125= 1.801kN；

小横杆计算简图

最大弯矩考虑为小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公式如下:

Mqmax = 1.2×0.038×1.002/8 = 0.0057 kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax =1.801×1.00/3 = 0.600 kN.m ；

最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.0057+0.600=0.6057 kN.m；

σ = M / W = 0.6057×106/5080.000=119 N/mm2 ；

小横杆的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求！

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5×0.0384×1000.04/(384×2.060×105×121900.000) = 0.0199 mm

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

×121900) = 0.255 mm；

最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.0199+0.255 = 0.454 mm；

小横杆的最大挠度小于 (1000.000/150)=6.67 与 10 mm,满足要求!；

3.2.3、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

小横杆的自重标准值: P1 = 0.0384×1.000/2=0.0192 kN；

大横杆的自重标准值: P2 = 0.0384×1.5×4/2=0.115 kN；

竹笆的荷载标准值: P3 = 0.350×1.000×1.500/2=0.2625 kN；

活荷载标准值: Q = 3.000×1.500×1.000 /2 = 2.25 kN；

荷载的计算值: R=1.2×(0.0192+0.115+0.2625)+1.4×1.5=2.576 kN；

R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

3.2.4、脚手架荷载标准值（以一跨脚手架为计算基数）:

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)； 0.1426

NG1 = 0.1426×25 = 3.565kN；

(2)竹笆自重标准值(kN/m2)；标准值为0.35

NG2= 0.350×2×1.00×(1.50+0.3)/2 =0.63 kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；挡脚板采用180mm宽的木胶板，标准值为0.140

NG3 = 0.140×2×1.500/2 = 0.21 kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4 = 0.005×1.500×25 =0.1875 kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.565+0.63+0.21+0.1875=4.5925 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= 3.000×1.00×1.200×2/2 = 3.6 kN；

风荷载标准值应按照以下公式计算

WK=0.7µµsWo=0.7×1.54×0.856×0.45=0.415 KN/㎡（参考前面计算）

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= 1.2×4.5925+ 1.4×3.6= 10.551kN；

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 = 1.2×4.5925+ 0.85×1.4×3.6=9.795kN；

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 ×1.4×0.415×1.500×

1.452/10 =0.156 kN.m；

3.2.5、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 =10.551 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 ,由公式 lo = kuh 确定 ：lo = 2.512 m；

Lo/i = 159 ；

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= 0.277 ；

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 =10551/(0.277×489.000)=77.89N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 77.89 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 =9.795 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 = 1.50

计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定：lo = 2.512 m；

Lo/i = 159 ；

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= 0.277 ；

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 =9795/（0.277×489.000）+156000/5080.000 = 103.02N/mm2；

立杆稳定性计算 σ =103.02 小于 [f] = 205.000 N/mm2 满足要求！

3.2.6、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 = 0.415kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.05 m2；

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 (kN), No=5.000kN；

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 = 7.582 kN；

连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 12.582 kN；

由长细比 l/i=700.000/15.800的结果查表得到0.871；

A = 4.89 cm2；[f]=205.00 N/mm2；

Nl=12.582

连墙件采用双扣件与墙体刚性连接。

经过计算得到 Nl=12.582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

3.2.7、悬挑梁的强度、挠度验算:

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本工程中，脚手架立杆横距为1000mm，内侧脚手架距离墙体700mm，斜拉点距离墙体为 1700mm，

水平悬挑梁的截面惯性矩I16，I = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141cm3，截面积A = 26.1 cm2。

受脚手架集中荷载 N=10.551 kN（详见前面计算）；

经过连续梁的计算得到

RA=34.208 KN

（公式中m2应为m22）

Δmax=18.43㎜>1800/400＝4.5㎜，故需采取上拉措施。

式中： =1.8/2=0.9；=0.7/2=0.35；=1.7/2=0.85

最大弯矩 Mmax=25.721 kN.m；

截面应力 σ =M/1.05W = 25.721×106 /( 1.05 ×141000.0 )=173.7 N/mm2；

水平支撑梁的计算强度 σ =173.7 小于 215.000 N/mm2,满足要求！

3.2.8、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

经过计算得到强度 σ = 25.721×106 /( 0.929×141000.00 )=196N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算 σ = 196 小于 [f] = 215.000 N/mm2 ,满足要求!

3.2.9、拉绳及吊环的强度计算:

钢丝拉绳的强度计算：

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU：

RU sina×1.7=N×(0.7+1.7) tga=2.8/1.7=1.647 a=58.7º

RU=17.433 kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

选用6×19，直径17㎜的钢丝绳，计算中Fg=151.5KN，α=0.850,

K=6，得到：【Fg】=21.46 KN> RU=17.433 kN。

选用6×19，直径17㎜的钢丝绳满足要求!

钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU作为吊环的拉力N，为

N=RU=17.433kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算公式为

其中 [f] 为吊环受力的单肢抗剪强度，取[f] = 120N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环最小直径 D=(17433×4/3.142×120.000) 1/2 =13.6mm;故选用ф22的圆钢能满足要求！

3.2.11、锚固段与楼板连接的计算:

水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=34.028kN；

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=[34208×4/(3.142×50×2)]1/2 =20.8mm，故选用2根ф22的拉环能满足受力要求！

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。

四、脚手架施工

2、脚手架搭设施工工艺

悬挑层施工预埋→ 穿插工字钢 →焊接底部定位钢筋→搭设架体→加斜拉钢丝绳 →铺竹笆、张挂安全网

② 底部立杆采用不同长度的钢管参差布置， 使相邻两根立杆上部接头相互错开，不在同一平面上。

③ 每个节点扣件螺帽要拧紧，拧紧程度控制在扭力距达到40~50N.m。随时校正杆件垂直和水平偏差，避免偏差过大。

④ 斜杆接长，应采用叠交式方式，两只回转扣件接长。

⑤ 剪刀撑的斜杆与水平面的交角宜在45。~60。之间，水平投影宽度应不小于2跨或4m和不大于4跨或6m，在转角处应加设剪刀撑。

⑥ 脚手架上满铺竹笆，四周用铅丝扎牢。

⑦需待悬挑层混凝土达到设计强度时方可穿插工字钢搭设上部外架。

⑧每层设连墙杆，连墙杆连接方式见图，连墙杆每隔6000mm设立一道。

⑨在转角处由于无法挑工字钢，在临近转角的两根工字钢端部焊接两根工字钢同转角处两根工字钢封闭，从而支撑角部立杆。

⑩立杆和大横杆的接头位置应相互错开，架设时应注意挑选钢管长度。

3.1、在搭设之前,必须对进场的脚手架杆配件进行严格的检查,禁止使用规格和质量不合格的杆、配件。

3.2、在架上进行搭设作业时，作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定。工人必须戴安全帽。不得单人进行装设较重杆配件和其他易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业。

3.3、在作业中，禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时，必须经主管人员同意，采取相应弥补加固措施，并在作业完毕后，及时予以恢复。

3.4、在架上作业中，应注意自我安全保护和他人的安全，避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上嬉闹和坐在栏杆上等不安全处休息。

3.5、人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通（梯）道，严禁攀援脚手架上下。

3.6、每班工人上架作业时，应先行检查有无影响安全作业的问题存在，在排除和解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时，应立即停止作业进行检查，解决以后才能恢复正常作业；发现有异常和危险情况时，应立即通知所有架上人员撤离。

3.8、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。

柱、剪力墙处挑梁直接浇入砼，深入砼25cm。

挑梁架在框架梁上固定计算。

主要考虑挑梁沿轴向所产生的力，由于轴压力很小，故不作考虑，在梁上预埋>22钢筋伸出砼面30cm，两个支点各埋2根，待工字钢放准位置后津16MS-N天津市民用建筑施工图设计审查要点 暖通空调及动力篇.pdf，与工字钢满焊连接。

① 拆除顺序刚好跟搭设顺序相反，按先搭后拆、后搭先拆的原则自上而下逐步拆除，一步一清，不准采用踏步式拆法，纵向剪刀撑应先拆中间扣，然后两头扣。

② 统一指挥，上下呼应，动作协调，当松开与另一人有关的结扣时应告知对方，以防坠落。

③ 由中间操作人员向下递管子，钢管扣件应分类堆放，零配件装入容具内，严禁高空抛掷。

④ 划出工作区标志，禁止行人入内。

⑤ 连墙件应在位于其上的全部可拆杆件都拆除之后才能拆除。

⑥ 在拆除过程中，凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走DB3302／T 1099-2018 城市生活垃圾分类收集运输规范.pdf，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。