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脚手架工程专项施工方案(已通过专家论证)

结合本工程结构形式、实际施工特点，裙楼四周搭设落地式全高全封闭的扣件式双排钢管脚手架，主楼搭设全封闭扣件式悬挑脚手架，标准层的高度为3.6m，每次搭设4层，故每次搭设高度为16m。此脚手架用于安全防护。

第一节裙楼落地式双排脚手架计算

双排脚手架搭设高度为25.5m，24米以下采用双管立杆2018年二建水利真题，24米以上采用单管立杆；

搭设尺寸为：横距Lb为1m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.5m；

内排架距离墙长度为0.30m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

连墙件采用两步三跨，竖向间距3m，水平间距4.5m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；

基本风压0.55kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1394；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；

安全设施与安全网(kN/m2):0.005；

脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；

脚手板铺设总层数:3；

单立杆脚手板铺设层数:0；

地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；

立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。

大横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:P2=0.35×1/(2+1)=0.117kN/m；

活荷载标准值:Q=3×1/(2+1)=1kN/m；

静荷载的设计值:q1=1.2×0.038+1.2×0.117=0.186kN/m；

活荷载的设计值:q2=1.4×1=1.4kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.186×1.52+0.10×1.4×1.52=0.348kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max(0.348×106,0.41×106)/5080=80.709N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=80.709N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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。

νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.117=0.155kN/m；

活荷载标准值:q2=Q=1kN/m；

最大挠度计算值为：ν=0.677×0.155×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1×15004/(100×2.06×105×121900)=2.207mm；

大横杆的最大挠度2.207mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

大横杆的自重标准值：p1=0.038×1.5=0.058kN；

脚手板的自重标准值：P2=0.35×1×1.5/(2+1)=0.175kN；

活荷载标准值：Q=3×1×1.5/(2+1)=1.500kN；

集中荷载的设计值:P=1.2×(0.058+0.175)+1.4×1.5=2.379kN；

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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=ql2/8

Mqmax=1.2×0.038×12/8=0.006kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=2.379×1/3=0.793kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.799kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.799×106/5080=157.244N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=157.244N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.038×10004/(384×2.06×105×121900)=0.02mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.175+1.5=1.733kN；

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:

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.02+2.449=2.469mm；

小横杆的最大挠度为2.469mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

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16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。

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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

大横杆的自重标准值:P1=0.038×1.5×2/2=0.058kN；

小横杆的自重标准值:P2=0.038×1/2=0.019kN；

脚手板的自重标准值:P3=0.35×1×1.5/2=0.262kN；

活荷载标准值:Q=3×1×1.5/2=2.25kN；

荷载的设计值:R=1.2×(0.058+0.019+0.262)+1.4×2.25=3.557kN；

R<16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算:

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：

D表示单立杆部分，S表示双立杆部分。

(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1394kN/m

NGS1=[0.1394+0.038+(1.50×2/2)×0.038/1.50]×24.00=5.189kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2

NGD2=0.35×0×1.5×(1+0.3)/2=0kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

NGD3=0.14×0×1.5/2=0kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2

NGS4=0.005×1.5×24=0.18kN；

经计算得到，静荷载标准值

NGD=NGD1+NGD2+NGD3+NGD4=0.278kN；

NGS=NGS1+NGS2+NGS3+NGS4=11.616kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×1×1.5×2/2=4.5kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Nd=1.2NGD+0.85×1.4NQ=1.2×0.278+0.85×1.4×4.5=5.689kN；

Ns=1.2NGS+0.85×1.4NQ=1.2×11.616+0.85×1.4×4.5=19.295kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'd=1.2NGD+1.4NQ=1.2×0.278+1.4×4.5=6.634kN；

N's=1.2NGS+1.4NQ=1.2×11.616+1.4×4.5=20.24kN；

六、立杆的稳定性计算:

外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为:

Wk1=0.7×0.55×0.904×0.214=0.074kN/m2；

Wk2=0.7×0.55×0.74×0.214=0.061kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW分别为:

Mw1=0.85×1.4Wk1Lah2/10=0.85×1.4×0.074×1.5×1.52/10=0.03kN·m；

Mw2=0.85×1.4Wk2Lah2/10=0.85×1.4×0.061×1.5×1.52/10=0.024kN·m；

1.主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=Nd=5.689kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=N'd=6.634kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=2.599m；

长细比:L0/i=164；

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=0.262

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=5688.54/(0.262×489)+29913.255/5080=50.289N/mm2；

立杆稳定性计算σ=50.289N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

σ=6633.54/(0.262×489)=51.777N/mm2；

立杆稳定性计算σ=51.777N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.架体底部立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=[1.2×(NGD+NGS)+0.85×1.4×NQ]/2=9.814kN；

不考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=[1.2×(NGD+NGS)+1.4×NQ]/2=10.287kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=2.599m；

长细比:L0/i=164；

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=0.262

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=9814.05/(0.262×489)+24486.514/5080=81.422N/mm2；

立杆稳定性计算σ=81.422N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

σ=10286.55/(0.262×489)=80.29N/mm2；

立杆稳定性计算σ=80.29N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、连墙件的稳定性计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.55，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.55=0.076kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.5m2；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=1.433kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.433kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比l/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=6.433

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=6.433小于双扣件的抗滑力16kN，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

fg=fgk×kc=120kPa；

其中，地基承载力标准值：fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：kc=1；

立杆基础底面的平均压力：p=N/A=98.141kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=1.2×(NGD+NGS)+0.85×1.4×NQ=1.2×(0.278+11.616)+0.85×1.4×4.5=19.628kN；

基础底面面积：A=0.2m2。

p=98.141kPa≤fg=120kPa。地基承载力满足要求！

第二节主楼普通型钢悬挑脚手架计算

由于主楼为高层框架结构，故本工程采用普通型钢悬挑脚手架

双排脚手架搭设高度为16m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为1m，立杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.30m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；

本工程地处内蒙古东乌珠穆沁旗，基本风压0.55kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；

每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；

安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4层；

脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；

悬挑水平钢梁采用20a号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度2.3m。

锚固压点螺栓直径(mm):20.00；

楼板混凝土标号:C30；

钢丝绳安全系数为:6.000；

钢丝绳与墙距离为(m):3.300；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.2m。

大横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:P2=0.35×1/(2+1)=0.117kN/m；

活荷载标准值:Q=3×1/(2+1)=1kN/m；

静荷载的设计值:q1=1.2×0.038+1.2×0.117=0.186kN/m；

活荷载的设计值:q2=1.4×1=1.4kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.186×1.52+0.10×1.4×1.52=0.348kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max(0.348×106,0.41×106)/5080=80.709N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=80.709N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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。

νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.117=0.155kN/m；

活荷载标准值:q2=Q=1kN/m；

最大挠度计算值为：ν=0.677×0.155×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1×15004/(100×2.06×105×121900)=2.207mm；

大横杆的最大挠度2.207mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

大横杆的自重标准值：p1=0.038×1.5=0.058kN；

DB61／T 979-2015 斜向预应力混凝土路面技术规范脚手板的自重标准值：P2=0.35×1×1.5/(2+1)=0.175kN；

活荷载标准值：Q=3×1×1.5/(2+1)=1.500kN；

集中荷载的设计值:P=1.2×(0.058+0.175)+1.4×1.5=2.379kN；

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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=ql2/8

Mqmax=1.2×0.038×12/8=0.006kN·m；

DB3210／T 1053-2020 乡镇（街道）指挥调度中心设置与工作规范.pdf集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=2.379×1/3=0.793kN·m；