1、悬挑脚手架专项施工方案辽宁海星建设工程有限公司 刘义增一、工程概况：元基首府工程；属于框剪结构;地上23层;地下1层；建筑高度：69.3m；标准层层高：3.0m ；总建筑面积：12109.73平方米；总工期：310天。本工程由营口元基地产开发有限公司投资建设；中国建筑东北设计研究院有限公司；辽宁金海建筑设计研究院有限公司地质勘察；营口经济技术开发区建设监理有限公司；辽宁红伟建筑工程有限公司组织施工；由田野担任项目经理；刘久义担任技术负责人。二、编制依据：2.1依据元基首府工程施工组织设计及建筑和结构施工图纸。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 (G
2、B 50009-2001)、钢结构设计规范 (GB 50017-2003)建筑施工安全检查标准 (JGJ5999)等规范编制。三、材料性能3.1 构配件3.1.1 工字钢悬挑架主要由工字钢悬挑梁、钢管、扣件、脚手板、挡脚板、密目式安全网、安全平网及避雷装置等构配件组成。3.1.2 钢管1 脚手架钢管宜采用 Q235A（3 号）钢（含碳量为 0.14-0.22%）的焊接钢管。2 钢管必须具有产品质量合格证和钢管材质检验报告，材质应符合现行国家标准碳素结构钢 （GB700）的相应规定。Q235A 钢冶炼方便、成本较低、塑性好，在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全。其截面特性
3、见表 1.1.2。表 1.1.2 钢管截面特性钢管类别外径d(mm)壁厚t(mm)截面积A(mm2)惯性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)回转半径i(mm)每米长自重(N)低压流体输送用焊接钢管(YB234-63)48.3 3.6 4.893102 1.219105 5.078103 15.78 38.43 脚手架钢管供应长度一般为 6.0m（每根重量不超过 25Kg，适合人工操作） 。1)用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度为 4.06.0m；2)用于小横杆的钢管长度采用 1.5m，因脚手架宽度不同而略有差异。4 钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、孔洞、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕、深
4、的划痕和严重锈蚀。5 作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：先对钢管除锈，再将内壁擦涂防锈漆两道，然后在外壁涂一道防锈漆和两道面漆。1.1.3 扣件1 扣件是钢管与钢管的连接，工字钢悬挑架使用的扣件分为三种：1)两钢管 90交叉连接采用直角扣件；2)两钢管呈任意角度交叉连接采用旋转扣件；3)钢管与钢管接长采用对接扣件。2 扣件采用可锻铸铁，必须具有产品质量合格证、生产许可证和专业检测单位测试报告。可锻铸铁扣件的材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件 （GB 15831） ，钢板压制扣件使用较少，目前尚无国家产品标准，可参照现行建设部标准钢管脚手架扣件（JC22）的规定进行测试，其材质符合标准
5、要求时才准许使用。3 脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达 65Nm 时，不得发生破坏。扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于 1mm，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于 5mm。4 扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、气孔、砂眼、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，扣件使用前应进行防锈处理：先除锈然后采用油浸防锈。3.1.4 工字钢悬挑梁1 工字钢悬挑梁采用 Q235 钢，其材质应分别符合现行标准普通碳素结构钢技术条件（GB/T700） 、 低合金结构钢技术条件 （GB1591） 、 桥梁碳素钢及普通低合金钢板技术条件 （YB168）的规定。2 焊接构件的焊缝应符合
6、相关焊接规范要求。3.1.5 脚手板1 脚手架作业层上铺放的脚手板采用冲压式钢脚手板。2 冲压式钢脚手板和焊接钢筋网脚手板的材质应符合现行国家标准碳素钢结构（GB/T700）中 Q235-A 级钢的规定，必须具有产品质量合格证。钢脚手板不得有裂纹、开焊、硬弯等缺陷。3.1.6 挡脚板（挡脚笆）1 挡脚板高度不应小于 180mm，挡脚笆的高度不小于 400mm。2 挡脚板与挡脚笆上如有孔眼，不应大于 25mm。3.1.7 密目式安全网1 应选用有国家认可的质量监督检验部门的检验合格报告、有生产单位质量检验合格证和安鉴证的密目网。密目式安全网宽（高）度不得小于 1.2m，网目密度不应低于 2000
7、目/100cm 2，各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠，环扣孔径不低于 8mm。不得有断纱、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。2 旧密目式安全网再次使用时必须经过耐冲击性能检验和耐贯穿性检验，合格后方可使用。3 密目式安全网的安装平面垂直于水平面，严禁作为安全平网使用。4 密目式安全网技术要求应符合 GB 16909-97 的规定。5 密目式安全网使用时应采用有足够强度、耐候性好的绳索绑扎，不得使用铁丝捆绑。3.1.8 安全平网1 安全平网使用直径 9mm 以上的麻绳、棕绳、尼龙绳或其他耐候性不低于上述品种的材料编制网。外观应平整，宽度不得小于 3m，网眼尺寸不大于 5cm，每张安全平网重量一般不
8、宜超过 15kg。2 水平设置时能承受不小于 1.6kN 的冲击荷载。3 阻燃安全网必须具有阻燃性，其续燃、阻燃时间均不得大于 4s。3.1.9 拉接件及其预埋件1 拉接件及其预埋件均使用与架体同种规格钢管制作，采用直角扣件连接。2 预埋件长 450mm。3.1.10 避雷装置1 避雷装置：包括接闪器、接地极、接地线。1)接闪器可用直径 2532mm，壁厚不小于 3mm 厚的镀锌钢管或直径不小于 12mm 的镀锌钢筋制作，设在拟建建筑物四角的脚手架立杆上，高度不小于 1m，并将最上层的横杆全部连通，形成避雷网络。2)接地极：垂直接地极用长度为 2.5m、厚度不小于 2.5mm、直径为 2550
9、mm 的钢管，水平接地极用长度不小于 3m 厚度不小于 4mm、宽 2540mm 的扁钢。3)接地线：钢管脚手架架体可以替代接地线，相邻悬挑架之间用直径不小于 8mm 的圆钢或厚度不小于 4mm 的扁钢连接，接触面积不小于 10cm2，以保证接触可靠。2 避雷装置接地电阻不得大于 30。3.2 材料堆放3.2.1 经检查合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐平稳，堆放场地不得有积水。3.2.2 定期对各种材料进行检查，防止发生锈蚀及破坏。四、工艺原理4.1 脚手架的受力特点工字钢悬挑架搭设在沿建筑物外边缘布设的悬挑工字钢上，将脚手架荷载全部或部分传递给建筑结构，架体通过拉结件与建筑物牢固拉结
10、，保持局部及整体稳定，确保施工效率和作业安全。五、参数信息:5.1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 23.2 米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5米，立杆的横距为0.6米，立杆的步距为0.9 米；内排架距离墙长度为0.30米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；脚手架沿墙纵向长度为 150.00 米；采用的钢管类型为 483.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数 1.00；连墙件布置取两步两跨，竖向间距 1.8 米，水平间距3 米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；5.2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m 2):2.000；脚手架用途:装修脚
11、手架；同时施工层数:2 层；5.3.风荷载参数本工程地处辽宁省营口市，查荷载规范基本风压为0.600，风荷载高度变化系数 z为1.000，风荷载体型系数 s为1.130；计算中考虑风荷载作用；5.4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m 2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m 2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.110；安全设施与安全网自重标准值(kN/m 2):0.005；脚手板铺设层数:2 层；脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、冲压钢脚手板挡板；5.5.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0.95米，建筑
12、物内锚固段长度 1.85 米。与楼板连接的螺栓直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C30；5.6.拉绳与支杆参数支撑数量为:1；悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。六、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，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。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。6.1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P 1=0.033 kN/m ；脚手板的自重标准值:P 2=0.30.6/(2+1)=0.06 kN/m ；活荷载标准值: Q=20
13、.6/(2+1)=0.4 kN/m；静荷载的设计值: q 1=1.20.033+1.20.06=0.112 kN/m；活荷载的设计值: q 2=1.40.4=0.56 kN/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)6.2.强度验算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:跨中最大弯距为M 1max=0.080.1121.52+0.100.561.52 =0.146 kN.m；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为 M 2max= -0.100.1121.52-0.1170.561.52 =-0.173
14、kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.146106,0.173106)/4490=38.53 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 38.53 N/mm 2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！6.3.挠度验算: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：其中：静荷载标准值: q 1= P1+P2=0.033+0.06=0.093 kN/m；活荷载标准值: q 2= Q =0.4 kN/m；最大挠度计算值为：V= 0.6770.09315004/(1002.06105107800)+0.9900.415004/(100
15、2.06105107800) = 1.047 mm；大横杆的最大挠度 1.047 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！七、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。7.1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p 1= 0.0331.5 = 0.05 kN；脚手板的自重标准值：P 2=0.30.61.5/(2+1)=0.090 kN；活荷载标准值：Q=20.61.5/(2+1) =0.600
16、 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.05+0.09)+1.4 0.6 = 1.008 kN；小横杆计算简图7.2.强度验算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 = 1.20.0330.62/8 = 0.002 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = 1.0080.6/3 = 0.202 kN.m ；最大弯矩 M= M qmax + Mpmax = 0.203 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.203106/4490=45.298 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =45.2
17、98 N/mm 2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！7.3.挠度验算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:Vqmax=50.0336004/(3842.06105107800) = 0.003 mm ；大横杆传递荷载 P = p 1 + p2 + Q = 0.05+0.09+0.6 = 0.74 kN；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:Vpmax = 739.95600(36002-46002/9 ) /(722.06105107800) = 0.255 mm；最大
18、挠度和 V = V qmax + Vpmax = 0.003+0.255 = 0.258 mm；小横杆的最大挠度为 0.258 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 600/150=4与10 mm,满足要求！八、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1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(规范5.2.5):R R c 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P 1 =
19、0.0331.52/2=0.05 kN；小横杆的自重标准值: P 2 = 0.0330.6/2=0.01 kN；脚手板的自重标准值: P 3 = 0.30.61.5/2=0.135 kN；活荷载标准值: Q = 20.61.5 /2 = 0.9 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.05+0.01+0.135)+1.40.9=1.494 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 九、脚手架立杆荷载的计算: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： (1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN)，为0.1611NG1 = 0.1611+(1.502
20、/2)0.033/0.9023.20 = 5.025；(2)脚手板的自重标准值(kN/m 2)；采用冲压钢脚手板，标准值为0.3NG2= 0.321.5(0.6+0.3)/2 = 0.405 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11NG3 = 0.1121.5/2 = 0.165 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m 2)；0.005 NG4 = 0.0051.523.2 = 0.174 kN；经计算得到，静荷载标准值NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.769 kN；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= 20.61.52/2 = 1.8 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 W o - 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：Wo = 0.6 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= 1 ；Us - 风荷载体型系数：取值为1.13；经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7 0.611.13 = 0.475 kN/m2；
