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商丘东方银座小区工程II标段脚手架施工方案

1.1《建筑施工计算手册》（第二版）

1.2《建筑施工手册》（第四版）

古建-宝王庙保护修缮工程招标文件1.7商丘东方银座小区施工蓝图

商丘东方银座小区工程工程II标段，为C座、D座及地下车库工程。C座地上25层屋顶标高76.8m，下部三层商业用房，三层以上为住宅，采用框支剪力墙结构体系，转换层位于三层，采用梁式转换。D座地上27层，屋面标高78.3m，用于住宅，采用钢筋混凝土剪力墙结构体系。C座、D座在底层与顶板之间均设一夹层，用非机动车库。

本工程+0.000相当于黄海高程50.7m，室内外高差0.9m。本工程抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年。建筑结构的安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，地下室防水等级为一级。

根据本工程根据本工程楼层高度、结构特点、施工进度安排和建设单位的要求，设计外脚手架具体搭设方案如下：

C座转换层以下不宜搭设悬挑架部位，设计沿结构外延搭设落地双排脚手架，从转换层开始搭设钢梁悬挑脚手架，D座塔楼从四层开始搭设钢梁悬挑外架。

屋顶水箱位置等部分的脚手架外延部分根据结构施工的防护需要可从外脚手架体继续接高搭设，其它部分从外屋面起根据结构施工的防护需要搭设落地式双排脚手架。

根据文明施工及安全要求，采用满挂密目式安全网（200目/㎡），实行全封闭式施工。

4.1.1组织现场技术人员、脚手架班组长，根据施工图纸，研究确定总体施工方案。

4.1.2组织预算人员估算材料需用量及用工量。

钢管的长度应符合安全技术规范要求，横向水平杆不大于1.5m，其它不大于6m。每根钢管的最大质量不大于25kg。钢管在脚手架上所处的部位和所起的作用，可分为：立杆、大横杆、小横杆、栏杆、剪刀撑、斜撑、抛撑。

扣件式钢管脚手架所用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，注意脚手架所采用的扣件，不得发生破坏。

扣件有三种类型：直角扣件、旋转扣件、对接扣件。

建筑施工用脚手架的安全度，特别是外脚手架的安全度，很大程度取决于脚手架与建筑结构连接的牢固程度。本工程连墙杆采用刚性连接，连接杆采用Ф48钢管。

b.安全密目网、平网：使用200目/m2合格安全网。脚手架的外表面满挂安全网，同时作业层以下设安全平网（每五步一道），以防材料下落伤人和高空操作人员坠落。

5.扣件式钢管脚手架设计计算

5.1脚手架设计基本参数

5.1.1脚手架材料的有关力学参数

5.1.2荷载标准值取定

作用于脚手架上的荷载主要是脚手架结构自重、脚手板和安全网等构配件自重、施工荷载、风荷载。

（1)永久荷载（恒载）

①每米立杆承受的结构自重：g1k=0.1337kN/m

②竹笆自重：g2k=0.35kN/㎡

③栏杆、脚手板自重g2k=0.14kN/m

④脚手架上吊挂的安全网等防护设施，重量很轻，可忽略不计。

5.1.2.2可变荷载（活载）

①施工荷载：按结构脚手架取用q1k=3kN/㎡

ωk=0.7μzμsω。=0.7×1.54×1.3×0.083×0.45=0.052KN/M2

5.1.3荷载效应组合

纵横向水平杆强度与变形

永久荷载+施工均布活荷载

①永久荷载+施工均布活荷载

②永久荷载+0.85（施工均布活荷载+风荷载）

5.2落地式钢管脚手架设计计算

落地双排外脚手架采用钢管（Φ48×3.5）和扣件搭设，内、外立杆均为单杆，立杆横距b=1.05m、纵距1.5m，内排立杆距结构0.35m（空调板、建筑凸窗和阳台等处应根据实际情况加大）；扫地大横杆距地面200mm，以上大横杆步距h=1.8m；大横杆端头距离结构间距350mm。小横杆端头距结构100mm。D座脚手架落在地下车库顶板上，西侧脚手架进行斜挑。C座南侧及东侧脚手架坐在车库顶板上，西侧及北侧进行斜向悬挑。斜挑脚手架均与内支撑杆连成整体。脚手板铺设厚度为4层。

5.2.1纵向水平杆承载力计算

按三跨连续梁计算计算跨度l＝1.8m

q=1.2×0.35×0.35+1.4×3×0.35=1.62kN/m

=0.125×1.62×1.82

б=M/W=0.66×106/5.08×103=13

5.2.2横向水平杆承载力计算

按简支梁计算计算跨度l＝1.05m

q=1.2×0.35×1.0+1.4×3×1.0=4.62kN/m

=0.125×4.62×1.052

б=M/W=0.64×106/5.08×103=126

由于荷载较小，纵、横向水平杆变形均不作验算。

5.2.3小横杆与立杆连接扣件的抗滑承载力验算

R=(1.2×0.35+1.4×3.0)×1.05×1.8/2

=4.37KN

5.2.4立杆稳定性计算

C座落地脚手架搭设高度为16m，D座落地脚手架高度为14.6m。由于C座脚手架搭设高度超过D座，选择C座进行计算。C座搭设脚手架为9步，D座搭设脚手架为8步。

N=1.2×（nNG1K+NG2K)+1.4×∑NQK

NG1K=0.474/2=0.237KN

NG2K=3.54/2=1.77KN

∑NQK=7.56/2=3.78KN

N=1.2×(9×0.237+1.77)+1.4×1.77=7.16KN

N/ψA=7160/（0.2432×489）=60.21N/mm2

5.3悬挑式钢管脚手架设计计算

5.3.1悬挑双排外脚手架受力体系采用16#普通工字钢、钢管（Φ48×3.5）、扣件、钢丝绳（6×19，直径18，公称抗拉强度1570m㎡）及预埋吊环（Φ20钢筋）等组成。

5.3.2悬挑架D座从4层、C座从3层开始搭设，工字钢悬挑梁长不小于4.3m,置于结构上长度2.0m,挑出长度为1.5m，每根工字钢水平间距均不超过1.8m,上一楼层的吊环应在同一竖直平面内,水平偏差不得超过100㎜。

5.3.2内、外立杆均为单杆，立杆横距b=1.05m、纵距1.5m，内排立杆距外墙b=0.35m（空调板、建筑凸窗和阳台等处应根据实际情况调整）；扫地大横杆距工字钢上表面200，大横杆步距h=1.8m。悬挑双排外脚手架立面示意图及节点大样详附图。

5.3.4由于本工程楼层周边剪力墙较多且造型复杂，遇有工字钢、钢丝绳穿过部位可采取预留孔洞后施工方法，现场应根据实际情况进行处理。

5.3.4纵横向水平杆计算

纵横向水平杆计算同落地式钢管脚手架。

5.3.5连墙件承载力计算

连墙件轴向力设计值(Aw为每个连墙杆迎风面积，按二步三跨计算)

Nl=Nlw+N0=1.4·ωk·Aw+5

=1.4×0.052×3.6×4.5+5

λ=L0/i=(1.155*1.5*2*1800）/15.8=39.5查表ψ=0.879

N=ψAf=0.879×0.0489×205

连接扣件抗滑承载力Ｒc=8.0KN>Nl

5.3.5脚手架稳定性计算

由于本工程悬挑脚手架立杆纵距一致，步距相当，荷载较为均匀的分布于整个架体，此时单根立杆的稳定性高于脚手架整体稳定性，故先对脚手架整体稳定性进行验算，若脚手架整体稳定验算合格，则单根立杆亦能满足要求。（理论分析见《建筑施工扣件式钢管脚注手架安全技术规范》条文说明。）

整体稳定性验算公式：N/ψA+MW/W≤f

由《施工计算手册》查得：

脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1k=0.474×14/2=3.32kN

脚手架构配件自重标准值产生的轴向力NG2k=3.54kN

施工荷载标准值产生的轴向力总和ΣNQk=7.56/2=3.78kN

则组合风荷载时底层立杆段的轴向力设计值

N＝1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4×ΣNQk

=1.2×(3.32+3.54)+0.85×1.4×3.78

立杆段由风荷载设计值产生的弯距

MW=0.85×1.4ωk·la·h2/10

=0.85×1.4×0.058×1.8×1.82/10

立杆计算长度l0＝kμh＝1.155×1.50×1.80＝3.119

式中k－计算长度附加系数，取1.155

μ－考虑脚手架整体稳定因素的单根计算长度系数，取1.50

则立杆长细比λ＝l0/I＝311.9/1.58=197.4

查表的轴心受压构件稳定系数ψ＝0.185

N/ψA+MW/W＝12730/（0.185×489）+0.040×106/5080

＝140.72+7.87

＝149N/mm2＜f＝205N/mm2

故悬挑脚手架整体稳定性满足要求

5.3.6钢丝绳抗拉强度验算

内、外立杆轴心压力N内=N外=12.73kN

由N内×0.35+N内×1.4=T拉×hCD可计算出T拉，式中hCD由计算得=1.2m。

则T拉=(12.73×0.35+12.73×1.4)/1.2=18.56kN

斜拉钢丝绳选用6×19，直径18，破断抗拉强度为1570N/mm2的钢丝绳，作捆绑吊绳。

钢丝绳容许拉力：S=αPg/K=0.85×181/8=19.23kN>T拉

α——考虑钢丝绳受力不均匀钢丝破断拉力换算系数，查表得α=0.85；

Pg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，查表得=181kN；

5.3.7吊（拉）环抗拉强度验算

每个吊（拉）环可按两个截面计算，吊（拉）环应力不应大于50N/mm2

吊（拉）环钢筋面积Ag=T/（2×50）=18.56×103/（2×50）=185.6mm2

选用Φ20钢筋，符合要求

5.3.8悬挑梁强度验算

悬挑梁采用16#工字钢，伸出结构外1500，并在其上面焊接双排外脚手架立杆的定位短钢筋,钢筋长50mmΦ25。（焊接方法同斜拉钢丝绳的拉环）和斜拉钢丝绳的拉环。

悬挑梁强度验算公式：N/An+Mmax/（γxWnx）≤f

N——悬挑梁所受的轴心压力，N=18.56×1.30/3.41=7.08kN；

An——悬挑梁的净截面面积，An=2150mm2；

Mmax——悬挑梁最大弯矩值，Mmax=5.14kN·m；

γx——与Wnx相应的截面发展系数，取γx=1.05；

Wnx——悬挑梁对X轴的截面抵抗矩，Wnx=101700mm3。

f——悬挑梁的强度设计值，f=205N/mm2。

则N/An+Mmax/（γxWnx）

=(7.08×103)/2150+(5.14×106)/(1.05×101700)

=51.43N/mm2

5.3.8脚手架可搭设高度验算

=56.13m>26m

=57.75m>26m

[H]=HS/(1+0.001HS)=57.75/(1+0.001×57.75)=54.60m>50m取50m

本工程中悬挑架的搭设高度均小于50m，满足要求。

电梯走桥体从地下室顶板面开始搭设，在立杆部垫50×100木方并且抄平。从标准层楼面搭设步高分别为2米和1米，保证每层楼进出口对应架体平台，架体每层设水平拉接，水平拉接对称设置，在相应位置楼板上预埋Ǿ48钢管，预埋深度不小于0.2m，在对应楼面位置电梯走桥架应铺严脚手板，走桥架体两侧在1.2米位置搭设扶手杆，并且从下而上全部挂设安全网。

七.悬挑式卸料钢平台设计计算

悬挑式卸料钢平台主要适用于主体阶段的砌体材料垂直运输、模板和支撑架材料的转运，以及装饰阶段的砂浆等材料的垂直运输。钢平台的平面尺寸主要考虑模板和木枋的长度和钢支撑长度，故外挑长度为4.0m，宽度为3.0m，钢平台的主次梁均用槽钢，上铺50mm厚木架板或铺50×100mm木枋面铺18厚胶合板，一端搁置在钢筋混凝土梁或墙上，另一端用钢丝绳斜拉固定在上一层的梁或墙上。容许承载力为：均布荷载2.0kN/㎡；集中荷载10KN。悬挑卸料钢平台平面、剖面及节点构造见附图。

主梁选用[14b槽钢，次梁选用[14a槽钢,4.0 m长平台设5道次梁，次梁通过φ16锁口插销连接在主梁的凹槽内，间距为1.0m。其截面特性：重量0.145kN/m，Wx=80.5cm3，h=140mm，t=9.5mm，b=58mm，Ix=564cm4。

次梁选用[14a槽钢,其截面特性：重量0.145kN/m，Wx=80.5cm3，h=140mm，t=9.5mm，b=58mm，Ix=564cm4。

7.1.1荷载及内力计算

按简支梁进行计算，计算简图如图所示

次梁荷载：采用落叶松板50mm厚0.3×1.0×1.2＝0.36kN/m

次梁自重0.145×1.2＝0.174kN/m

施工荷载（均布）2×1.0×1.4＝2.8kN/m

合计：∑q＝3.33KN/m

施工荷载（集中）P＝10×1.4＝14kN/m

取最不利情况进行设计（即均布荷载与集中荷载同时作用，集中荷载处于跨中位置）

Mmax＝1/8qL2+1/4PL

=0.125×3.33×3×3+0.25×14×3

7.1.2抗弯强度计算

=14.25×106/(1.05×80.5×103)

=169N/㎡

式中γx－塑性截面发展系数，取1.05

7.1.3整体稳定性计算

M/ψbW=14.25×106/(0.685×80.5×103)=258N/㎡>f=215N/㎡

式中－弯距作用平面内轴心受压构件稳定系数

570×9.5×58×235

3000×140×235

按GBJ17——88附表1.2查出相应的ψb，代替ψb值，查表得ψb，=0.685

主梁选用[14b槽钢，其截面特性为：重量0.167kN/m，Wx=87.1cm3，h=140，t=9.5mm，b=60mm，Ix=609.4cm4。

7.2.1荷载及内力计算

主梁均布荷载：主梁自重0.167×1.2＝0.20kN/m

栏杆、挡脚板0.11×1.2＝0.13kN/m

合计：∑q＝0.33kN/m

次梁（L）传递荷载，计算简图如所示：

P1(L1传)＝0.5×(0.36+2.8)×3/2+0.5×0.145×3=2.59kN

P2(L2传)＝3.33×3/2=5.0kN

其中，P3处于主梁最不利位置，在L3上，且在L3边缘1m处（混凝土料斗中心距主梁1m）

P3（L3传）＝1/2×3.33×3+14×2/3＝14.33kN

Mmax＝1/8×0.33×42+5.0×1.0×2/3+1/4×14.33×4＝18.32kN·M

支座反力Ra＝Rb＝1/2×0.33×4+2.59+5.0+1/2×14.33＝15.41kN

Mx/(yx·Wx)＝18.32×106/1.05×87.1×103＝200N/mm2

M/ψbW=18.32×106/(0.944×87.1×103)=223N/㎡>f=215N/㎡

式中－弯距作用平面内轴心受压构件稳定系数

570×9.5×60×235

1000×140×235

按GBJ17——88附表1.2查出相应的ψb，代替ψb值，查表得ψb，=0.944

选用80×800木枋间距350㎜，而铺18厚就层胶合板，并以螺丝固定。木枋计算简图见图。

均布荷载：q=3.33×4×3/9/4=1.11kN/m

集中荷载：P=14/4=3.5kN，考虑四根木枋共同承担前述集中荷载，且木枋以三跨连续计算内力，集中荷载仅考虑最不利的一跨组合。

M=0.08qL2+0.2PL=0.08×1.11×1×1+0.2×3.5×1.0=0.79kN·m

Δm＝M/W=0.79×106/8.53×104=9.26N/㎡

考虑木枋是与面板共同作用，且集中荷载作用点的最不利原则，因此可认为基本满足要求。

当仅考虑内侧一根钢丝绳受力时，P1=Rb＝20.55kN

当仅考虑外侧一根钢丝绳受力时，P2=Rb1＝15.41kN

T1=P1/sina1＝15.41/0.619＝24.59kNT2=28.38kN

T2=P2/sina2＝12.39/0.8＝15.49KN

7.4.2安全系数计算

查表:6×19钢丝绳破断拉力换算系数a=0.82,作吊索用钢丝绳得法定安全系数［K］=6,破断拉力Fg=0.85×234.0=198.9kN。

F=［K］T1=6×24.59=147.54kN

F=［K］T1=6×28.38=170.28kN

实际制作中只有中间一道钢丝绳，另外加设一道保险钢丝绳，即模型中内侧一道钢丝绳，所以钢丝绳满足要求。

在受料钢平台主梁[14b吊环的位置焊12mm钢板JJG(交通) 139-2017 多波束测深仪 浅水，穿孔连接钢丝绳。钢板与主梁采用螺栓连接。吊环横销直径选用29mm，安全荷重Qb=40d12=40×29×29=33.6kN>28.38kN满足要求。

考虑螺栓受剪，取拉力较大的钢丝绳。取螺栓受剪力为28.38KN，螺栓取为20mm高强螺栓，则单个螺栓受剪承载力为：

NV=nvπd2fv/4=1×3.14×202×130/4=40.82kN

主梁与钢板上设置两个高强螺栓，满足受剪要求。

八.扣件式钢管脚手架的施工

8.1扣件式钢管脚手架的搭设顺序

基础夯实→放置纵向扫地杆→立柱→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙件→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……

着地搭设的建筑施工用脚手架，脚手架的自重及其上的施工荷载均由脚手架基础传至地基。因此，要使脚手架保持稳定、牢固和安全T／CPIA 0017-2019标准下载，必须首先要有一个牢固的脚手架基础。

先将地面砂石回填夯实，立杆底座置于面积不小于0.25m2的垫板上。