北京某高层框剪结构公建房项目脚手架施工方案(含计算书).doc

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1、目 录1.编制依据32.工程概况33.施工安排53.1施工组织53.2劳动力组织53.3搭设安排54、施工准备64.1 技术准备64.2材料准备：65.脚手架计算75.1脚手架设计75.2小横杆的计算75.3大横杆的计算:85.4 扣件抗滑力的计算:95.5 脚手架荷载标准值:95.6 立杆的稳定性计算:105.7 连墙件的计算:115.8悬挑架125.8.1搭设安排125.8.2 脚手架设计145.8.3脚手架计算146.施工工艺206.1基本组成206.2脚手架搭设206.2脚手架细部构造及说明256.2.1挑架256.2.2裙房顶板架256.3构造要求256.3.1立杆256.3.2大横

2、杆（纵向水平杆）266.3.3小横杆（横向水平杆）266.3.4脚手板276.3.5连墙件276.3.6剪刀撑286.3.7横向斜撑286.3.8扣件安装296.3.9 栏杆、挡脚板的搭设296.3.10门洞口296.4结构防护306.4.1安全网306.4.2其它设施306.5脚手架的拆除336.5.1拆除前的准备工作336.5.2拆除应符合以下要求336.5.3卸料应符合以下要求337质量标准和质量控制措施337.1钢管的检查337.2扣件的检查347.3脚手架的验收阶段347.4脚手架检查347.5脚手架搭设347.6扣件拧紧抽样357.7质量控制措施367.8 质量管理体系378、成品

3、保护379、安全生产及文明施工371.编制依据1.1现有施工图纸1.2有关规范、规程序号规 范 名 称规范编号1建筑结构荷载规范GB 50009-20012建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 13020013直缝电焊钢管GB/T 137934碳素结构钢GB/T700-20065钢管脚手架扣件GB 158316金属拉伸试验方法GB2287冷弯薄壁型结构技术规范GB50018-20028钢结构设计规范GB50017-20039混凝土结构设计规范GB50010-200210建筑地基基础设计规范GB50007-200211地基与基础工程施工及验收规范GB50202-200212混凝土结构工程施

4、工及验收规范GB50204-200213施工现场临时用电安全技术规范GB530614北京市建筑工程施工安全操作规程DBJ01-62-200215实用五金手册16建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）2.工程概况2.1 地理位置：本工程位于北京市广渠门大街北侧，北京站南街东侧，上国强胡同南侧，北京电信广渠门营业厅西侧。2.2 设计概况，见下表及剖面图： 序号项目内 容1建筑规模总建筑面积地下建筑面积地上建筑面积75095.6m223948.2m251147.4m22层数地 下地 上3层12层3结构形式框架剪力墙4层高（m）-3层-2层-1层1层24层512层3.93.566.143.85建筑高

5、度0.00相当于绝对标高41.80m室内外高差0.3m最大基坑深度-15.3m建筑檐高49.7m剖面图 2.3 脚手架使用功能工程在结构及外装修施工过程中，要搭设外防护及外装修施工脚手架，因此需在结构施工时进行脚手架的搭设，供结构及外装修施工使用。3.施工安排3.1施工组织涉及到安全的重大问题，项目部特别重视，为了顺利完成脚手架施工及使用，保证安全，建立以领导、技术、生产、质量、试验、材料和安全等责任明确的施工组织管理机构组织和落实本方案：项目经理： 王加兴总 工： 于凤才生产副经理： 涂国和安全负责人： 冉国庆技术负责人： 王海亮质量负责人： 张树成测量负责人： 刘学锋试验负责人： 李 涛材

6、料负责人： 黄堂平3.2劳动力组织施工人员是专业的架子工，有架子工上岗证，并且在有效期内，已经经过安全员检查。3.3搭设安排1楼西侧及北侧、2楼西侧及南侧、3楼北侧及东侧、4楼南侧及东侧自三层结构外侧加宽2.34m。三层以下结构在地下一层楼面板浇注完毕后，开始搭设外架。在二层、三层楼板施工时预埋挑架卡环搭设挑架，同时在三层楼面预埋悬挑架卡环，以便安装工字钢挑梁。挑板部分在进行三层以上结构施工时搭设悬挑架进行施工，这样，不影响肥槽防水施工及回填土作业。其它边外脚手架从首层楼面板上直接搭设。三层以上标准层平面见下图： 标准层架子示意图 裙房顶板落地架子 三层以上挑架4、施工准备4.1 技术准备根据

7、现场情况和施工技术规范制定好施工方案，做好技术交底。4.2材料准备：48钢管：外径48mm，壁厚3.5mm，表面平直，不能有裂缝、结疤、毛刺、压痕。有出厂合格证，钢管必须有国家建筑材料工业建筑五金水暖产品质量监督检验测试中心的检验报告，且报告为合格。安全网：必须是国家安全部门认证的指定厂家的产品，密目网有出厂合格证。扣件、木脚手板、铅丝等。5.脚手架计算5.1脚手架设计外架高度为49.7m，采用双排单立杆扣件式483.5钢管脚手架。脚手架步距（h）为1.5m；立杆纵距（l）为1.2m；立杆横距（lb）为1.05m；连墙件水平间距（L1）按三步二跨；内侧立杆距主体结构0.30m；小横杆按每个节点

8、设置一根；每侧脚手架从两端开始5跨立杆为一组由下到上设连续式剪刀撑；施工面满铺一层脚手板，脚手板采用木脚手板。5.2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=0.0381.05=0.399kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.051.2/3=0.147kN/m 活荷载标准值 Q=3.01.051.2/3=1.26kN/m 荷载的计算值 q=1.20.0399+1.20.147+1.41.26=1.99kN/m 小横杆计算简图2.抗弯强度计算

9、 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: M=1.991.052/8=0.262kN.m =0.262106/5080.0=51.57N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/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 计算公式如下: 荷载标准值q=0.0399+0.147+1.26=1.806kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.01.8061050.04/(3842.06105121900.0)=0.869mm 小横杆的最大挠度小于1050.0/150=7与10mm,满足要求!5.3大横杆的计算: 大横杆按照三跨连续梁进行强

10、度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大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 P1=0.0381.05=0.399kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.051.2/3=0.147kN/m 活荷载标准值 Q=3.01.051.2/3=1.26kN/m 荷载的计算值 P=(1.20.0399+1.20.147+1.41.26)/2=1.0kN 大横杆计算简图 2.抗弯强度计算 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公式如下: M1=0.08(1.20.0399)1.

11、22=0.006kN.m 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M2=0.2671.01.2=0.32kN.m M=M1+M2=0.326 kN.m =0.326106/5080.0=64.17N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 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 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 V1=0.6770.039912004/(1002.060105121900.000)=0.02mm 集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值P=0.0399+0.147+1.26=1.806k

12、N 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1.883180612003/(1002.060105121900.000)=2.34mm 最大挠度和 V=V1+V2=2.36mm 大横杆的最大挠度小于1200.0/150=8与10mm,满足要求!5.4 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； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0381.2=0.046kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.351.051.2/2=0.

13、221kN 活荷载标准值 Q=3.01.051.2/2=1.89kN 荷载的计算值 R=1.20.046+1.20.221+1.41.89=2.966kN R8.0 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!5.5 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0.149 NG1 = 0.12949.7=6.411kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例按木脚手板，标准值为0.35 kN/m2 NG2 = 0.35041.2(1.05+0.3)/2=1.134kN (3)栏杆与挡脚手板自

14、重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14 NG3 = 0.1401.24/2=0.336kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.549.7=0.373kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 8.254kN。 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 = 3.021.21.05/2=3.78kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-

15、2001)的规定采用：W0 = 0.450 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 = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 1.200 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4501.2501.200 = 0.472kN/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 +.4NQ=1.28.254+1.43.78=16.30 kN 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ=1.29.173+0.851.43.78=15.20 kN 风荷载设计值产生的立杆段弯

16、矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/10=0.851.40.4721.21.52/10=0.152 kN.m 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。5.6 立杆的稳定性计算: 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=16.3kN；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.70； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.945m； l0/i=186 轴心受压立杆的稳定

17、系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.207； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； =16300/(0.207489)=161.03 N/mm2 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=15.20kN；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.70； l0 计算

18、长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.945m； l0/i=186 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.207； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； =15200/(0.207489)+152000/5080=180.08 N/mm2 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 N，连墙件的设计计算满足要求!5.8悬挑架根据现场情况，回填土受场地及作业环境影响，施工不能按计划进度进行，故每个栋号从三层外

19、挑2.34m板外的脚手加工采用悬挑架施工，具体如下：5.8.1搭设安排1楼西侧及北侧、2楼西侧及南侧、3楼北侧及东侧、4楼南侧及东侧自三层结构外侧加宽2.34m，三层楼板施工时预埋悬挑脚手架工字钢卡环，此部分三层以上搭设悬挑脚手架。见下图（三层平面）及前面总图：5.8.2 脚手架设计悬挑架内侧立杆距主体结构0.30m； 其它要求同上。5.8.3脚手架计算5.8.3.1 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轴心压力； NG1 = 0.12945.000=5.805kN (2)四层脚手板的轴心压力； NG2 =

20、 0.35041.2(1.05+0.3)/2=1.134kN (3)防护件产生的轴心压力 NG3 = 0.1401.24/2=0.336kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50045.000=0.338kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =7.613kN。 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 = 3.00021.21.05/2=3.78kN风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结

21、构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.450 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 = 1.25 Us 风荷载体型系数：Us = 1.2 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4501.251.2 = 0.472kN/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 1.2x7.613+1.4x3.78=14.43 kN 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ=13.63 kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 M

22、W = 0.851.4Wklah2/10=0.152 kN.m 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。5.8.3.2 立杆的稳定性计算: 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=14.43kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.207； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.95m； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.70； A 立杆净截面面积

23、，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 143.56 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=13.63kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.207； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.95m； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由

24、脚手架的高度确定，u=1.70； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.152kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 164.65 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 Nl，连墙件的设计计算满足要求!5.8.3.4 悬挑梁的受力计算: 悬挑脚手架的水平钢梁按照简支的连续梁计算。 水平支撑梁采用16#工字钢，其截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面抵抗矩W = 141.00cm3，截面积A =

25、26.10cm2。 受脚手架作用的联梁传递集中力 N=14.43kN 水平钢梁自重荷载 q=1.226.100.00017.8510=0.25kN/m 脚手架计算简图 脚手架支撑梁剪力图(kN) 脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=37.5kN,R2=9.3kN,R3=-0.7kN 最大弯矩 Mmax=11.6kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=11.6106/(1.05141000.0)+13.51000/2610.0=83.5N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!5.8.3.5 悬挑梁的整体稳定性计算

26、: 水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到： b=8.83 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为1.04 经过计算得到强度 =11.6106/(1.04141000.00)=79.1N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 538.97 kN钢丝绳按拉一根计算，实际用两根，取637+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1870MPa，直径16.0mm。5.8.3.7 钢丝拉绳的吊环强度计算： 选用一级钢=20做吊环 N=RU=55.2kN 钢丝拉绳的吊环

27、强度计算公式为 其中 f 为吊环抗拉强度，取f =210N/mm2，每个吊环按照两个截面计算； F=210x3.14x(20/2)2x2=131.88kN55.2kN 所以=20做吊环满足要求。5.8.3.8 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=9.3kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 选用一级钢=16做拉环 其中 f 为吊环抗拉强度，取f =210N/mm2，每个吊环按照两个截面计算； F=210x3.14x(16/2)2x2=84.4kN9.3kN 所以=16做拉环满足要求。5.8.3.9 钢丝绳卸

28、载3层以上每隔3层进行一次卸载，具体内容如下：1.卸载用钢丝绳验算根据原方案验算过程，脚手架在3层以上即使不采取任何卸载措施，工字钢挑梁前端拉杆用钢丝绳也能满足安全使用要求（方案是按照完全卸荷进行计算的，脚手架全部荷载由3层主梁节点钢丝绳承担并卸载）。出于安全施工考虑和脚手架整体稳定要求及构造需要，本工程脚手架每隔3层进行一次卸载，卸载钢丝绳承担的荷载按每个卸载单元（即3层脚手架）荷载的1/3考虑。具体计算如下：（1）恒载脚手板自重采用木脚手板，单块脚手板自重0.3kN，每一操作层5块，按2个操作层考虑，装修阶段增加一层护头脚手板（原方案为4层脚手板，实际施工亦为3层脚手板），里外立杆各承担脚

29、手板自重的一半。结构阶段，里外立杆承担的脚手板自重均为0.3522=1.5kN。装修阶段，里外立杆承担的脚手板自重均为0.3532=2.25kN。挡脚板、栏杆自重每侧每米按0.14kN考虑，里外立杆承担的挡脚板、栏杆自重均为0.1432=0.84kN。小横杆自重大横杆与立杆节点处均设置小横杆，操作层脚手板下每一立杆纵距增设一根小横杆，共有6个步距，小横杆长度为1.2m，里外立杆各承担小横杆自重的一半，均为0.0381.2（264）2=0.36kN。大横杆自重里外立杆承担的大横杆自重均为0.03836=0.7kN。剪刀撑自重由外立杆承担，为0.0383cos602=0.5kN。立杆自重里外立杆自

30、重均为0.0388.42=0.64kN。安全网自重外立杆承担，为0.00538.4=0.13kN。扣件自重统一按旋转扣件计，单个自重为0.015个，扣件总数按55个计算，里外立杆各承担扣件自重的一半，均为0.015552=0.41kN。（2）活荷载结构阶段为3kN/m2，里外立杆各承担一半，均为33122=9kN。装修阶段为2kN/m2，里外立杆各承担一半，均为23122=6kN。（3）荷载组合结构阶段，外立杆1.2（1.50.840.360.70.50.640.130.41）1.49=18.7kN，取1/3为6.23kN；里立杆1.2（1.50.840.360.70.640.41）1.49=

31、17.9kN，取1/3为6kN。装修阶段，外立杆1.2（2.250.840.360.70.50.640.130.41）1.46=15.4kN，取1/3为5.13kN；里立杆1.2（2.250.840.360.70.640.41）1.46=14.6kN，取1/3为4.87kN。取结构阶段荷载组合进行钢丝绳受力验算。受力分析如图所示：（4）计算钢丝绳拉力F1、F4对右端支点列出力矩平衡方程为6.231F1cos331=0得F1=7.4kN对左端支点列出力矩平衡方程为F4cos22161=0得F4=6.5kN（5）核算钢丝绳规格钢丝绳允许拉力Fg=Fg/K选用直径12.5mm、公称抗拉强度1400N/mm2的619+1钢丝绳，钢丝破断拉力总和Fg=80.1kN，=0.85，取K=8，则Fg=8.5kNF1F4。满足安全使用要求。3.结论自3层以上每隔3层的卸载装置使用一根直径12.5mm（内、外立杆处各1根）、公称抗拉强度1400N/mm2的619+1钢丝绳是安全可靠的。保证结构每跨最少三个吊点，为了加强卸载点的刚度，在此位置采用双横杆、双防滑件，同时在此处加一个连接点，与结构柱固定，保证受力体系的稳定性。6.施工工艺6.1基本组成全部杆件采用48钢管（壁厚3.5），扣件（直角扣件、对接扣件、旋转扣件）与杆件配套，脚手板采用木脚手板。立杆横距1.05m、立杆纵距1.2m；小横