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脚手架施工方案智能电梯

18
2020年4月19日
文档仅供参考
武汉智能电梯有限公司生产基地

脚

手

架

方

案

施工单位：中国一冶武汉智能电梯公司工程
项 目 经 理 部
单位地址：湖北武汉青山区工业大道3#
编制日期：二○○六年十二月三十一日
目 录

一. 工程概况…………………………………………………………3
二. 落地式脚手架的设计计算………………………………………3
三. 挑式脚手架的设计计算…………………………………………7
四. 脚手架工程………………………………………………………11
五. 卸料平台 ………………………………………………………14

一、工程概况
本工程是武汉智能电梯有限公司生产基地工程，占地43030.11㎡。其中办公大楼建筑面积67000多㎡，四层钢筋混凝土框架结构；试验塔建筑面积3543.68㎡，地下两层，地上29层钢筋混凝土框架结构；生产车间建筑面积7158㎡，钢筋混凝土基础，上部钢结构；电控车间建筑面积2168㎡，两层钢筋混凝土框架结构；成品库房建筑面积2160㎡，钢筋混凝土基础，上部钢结构；配电房建筑面积28.8㎡，一层砖混结构；门房建筑面积79.6㎡，一层钢筋混凝土框架结构。
本工程由武汉理工大学设计研究院设计，北京东方华太建设监理公司监理。
本工程采用扣件式双排钢管脚手架，钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的钢管。根据本工程设计形状和结构特点，本工程的办公大楼、电控车间、配电房和门房施工时外脚手架全部采用落地式；在试验塔工程施工时，选择钢挑架支撑的施工外脚手架，因其安全、经济、实用且适用于本工程，悬挑钢梁设置在7层（标高17.97m）、14层（标高38.97m）、21（标高59.97m）的框架梁上，先在框架梁处预埋铁件，将槽钢与预埋件固定牢固。地下室层采用落地式脚手架。
本工程外墙脚手架，立杆横距1.2m，挑架横距0.8m，纵距1.5m，内立杆离墙面距离考虑幕墙工程需要设置为0.35m，大横杆间距布置4根，间距0.4m，步距1.8m。两端需设置剪力撑，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设置1.5m，挑梁采用[14a，上拉杆采用钢缆。
二、落地式脚手架的设计计算
1、荷载取值：
落地式脚手架高度Hi=8+91=99米，按现场搭设情况布置2+1.8×55+1.2=102.2米，Hi取102.2米计算，56排。
（1）计算恒荷载标准值：
Gk=Hi（gk1+gk3）+nLagk2
查表得gk1=0.1152KN/m；gk2=0.4112 KN/m；gk3=0.0768 KN/m
Gk=102.2×（0.1152+0.0768）+56×1.5×0.4112=54.163KN
（2）计算作业层施工荷载标准值：
Qk=nLaLbqk/2=1×1.5×1.2×3/2=2.7KN
（3）计算风荷载标准值：
La=1.5米 ф=0.85
wk=0.7μsμzw0=0.7×1.3×0.85×1×0.5=0.39KN/m2
Wk=Laфwk=1.5×0.85×0.3=0.5KN/m（沿高度方向）
2、大横杆的验算
按三跨连续梁计算。计算时，忽略大横杆的自重。
① 抗弯强度验算
MGK=0.1×g2×lb×la2=0.1×0.15/3×1.2×1.52=0.0135KN.M
MQK=0.1×qk×lb×la2=0.1×3/3×1.2×1.52=0.27KN.M
γ’m=1.19×(1+η) /(1+1.17η) η=3/0.15=20
则γ’m=1.19×(1+20)/(1+1.17×20)=1.024
1.1（MGK+1.15 MQK）/W≦f/γ’m=1.1×（0.0135+1.15×0.27）×
106/5080=70.16 N/mm2
<205/1.024=200N/mm2 满足要求
② 挠度验算：
WQK=0.677×qkla4/100EI=0.677×3×0.4×15004/100×20600×
121900=1.64mm
<1500/150=10mm 满足要求
3、小横杆验算
① 抗弯强度验算
MGK=(g2lalb/3) ×lb/3=(0.15×1.5×1.2/3) ×1.2/3=0.036 KN.M
MQK=(qklalb/3) ×lb/3=(3×1.5×1.2/3) ×1.2/3=0.72KN.M
1.1（MGK+1.15 MQK）/W≦f/γ’m=1.1×（0.036+1.15×0.72）×
106/5080=187 N/mm2
<205/1.024=200N/mm2 满足要求
② 挠度验算
WQK=FLb/3[3Lb2-4（Lb/3）2]/24EI=1.2×1500×1200/3×[3×1 -
4(1200/3)2]/24×206000×121900=4.4mm<1200/150=8mm
4、连墙件计算（连墙件按二步三跨设置）

① 连墙件所受的轴力Nl
Nw=1.4SwφWk=1.4×lw×hw×φWk=1.4×3.6×4.5×0.85×0.39=7.5KN
Ns为脚手架平面外变形在连墙杆中引起的轴压力，取5KN。
Nl= Nw +Ns=7.5+5=12.5KN
② 扣件抗滑移承载力计算
R=12.5KN>8.5KN 取双扣件连接。
5、立杆底座和地基承载力验算
本工程主楼高度为99米外脚手架立于地下室结构底板上，高度为91
米的外脚手架立于建筑覆土结构顶板上。故不作验算。
6、立杆稳定验算
γ’m=1.19×(1+η) /(1+1.17η) η=2.7/18.55=0.146
γ’m=1.19×(1+0.146)/(1+1.17×0.146)=1.165
风载产生的弯矩：
Mw=0.12×Wk h2/10=0.12×0.5×1.82/10=0.02KN·M
换算长细比：λ=lo/i=kμh/i=1.155×1.05×1.8×100/1.58=138
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查表可得φ=0.357
轴心力设计值：落地式脚手架N，=1.2（Gk+Qk）=25.5KN
[N/φA+ Mw /W] ×0.9
=[25500/0.357×489+0.02×106/5.08×103]×0.9=135N/mm2
<f/γ’m=205/1.165=176N/mm2 满足要求
三、悬挑脚手架的设计计算

1、荷载取值：
悬挑式脚手架高度Hi=5×3.9=19.5米，按现场搭设情况布置2+1.8×9+1.5=19.7米，Hi取19.7米计算，10排。
（1）计算恒荷载标准值：
Gk=Hi（gk1+gk3）+nLagk2
查表得gk1=0.109KN/m；gk2=0.3587 KN/m；gk3=0.0768KN/m
Gk=19.7×（0.109+0.0768）+10×1.5×0.3587=9.04KN
（2）计算作业层施工荷载标准值：
Qk=nLaLbqk/2=1×1.5×0.9×3/2=2.025KN
（3）计算风荷载标准值：
La=1.5米 ф=0.85
wk=0.7μsμzw0=0.7×1.3×0.85×1×0.5=0.39KN/m2
Wk=Laфwk=1.5×0.85×0.3=0.5KN/m（沿高度方向）
2、大横杆的验算
按三跨连续梁计算。计算时，忽略大横杆的自重。
③ 抗弯强度验算
MGK=0.1×g2×lb×la2=0.1×0.15/2×0.9×1.52=0.015KN.M
MQK=0.1×qk×lb×la2=0.1×3/2×0.9×1.52=0.3KN.M
1.1（MGK+1.15 MQK）/W≦f/γ’m=1.1×（0.015+1.15×0.3）
×106/5080=77.95N/mm2
<205/1.024=200N/mm2 满足要求
④ 挠度验算：
WQK=0.677×qkla4/100EI=0.677×3×0.45×15004/100
×20600×121900=1.845mm
<1500/150=10mm 满足要求
3、小横杆验算
③ 抗弯强度验算
MGK=0.25g2La（Lb/2）Lb =0.25×0.15×1.5×0.9/2×0.9=0.02278 KN.M
MQK=0.25qklalb/2×lb=0.25×3×1.5×0.9/2×0.9=0.4556KN.M
1.1（MGK+1.15 MQK）/W≦f/γ’m=1.1×（0.02278+1.15×0.4556）
×106/5080=162.78N/mm2<205/1.024=200N/mm2 满足要求
④ 挠度验算
WQK= FLb3/（48EI）=1.35×1500×1 /48×206000×121900=2.9mm
<900/150=6mm 满足要求。
4、立杆稳定验算
γ’m=1.19×(1+η) /(1+1.17η) η=2.03/9.04=0.225
γ’m=1.19×(1+0.225)/(1+1.17×0.225)=1.154
风载产生的弯矩：
Mw=0.12×Wk h2/10=0.12×0.5×1.82/10=0.02KN·M
换算长细比：λ=lo/i=kμh/i=1.155×1.05×1.8×100/1.58=138
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查表可得φ=0.357
轴心力设计值：落地式脚手架N，=1.2（Gk+Qk）=13.28KN
[N/φA+ Mw /W] ×0.9
=[13280/0.357×489+0.02×106/5.08×103]×0.9=72N/mm2
<f/γ’m=205/1.154=177.6N/mm2 满足要求
5、悬挑脚手架悬挑槽钢、拉索验算

N=1.2（Gk+Qk）=1.2×（9.04+2.03）=13.28KN
Fsinα×1.875=N×1.875+N×1.075
tgα= 3.9/1.875=2.08 α=64.323º
F=13.28×2.95/(1.875×0.901)=23.19KN
M=Nab/l=13.28×1.075×0.8/1.875=6.09KN.m
采用]14槽钢 W=80500mm3
M/W=6090000/80500=75.61N/mm2≤205 N/mm2 满足
拉索拉力F=23.19KN≤[Fg]=αFg/K=0.85Fg/8
Fg≥23.19*8/0.85=218.25KN 采用6×19ф18.5钢缆，公称抗拉强度1700N/mm2
6、预埋件
(1) 柱、剪力墙处挑梁直接浇入砼，深入砼25cm以上。
(2) 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f20钢筋伸出砼面20cm2根，待槽钢放准位置后，与槽钢焊接。
7、钢挑梁处主体结构梁配筋验算
选取最小梁作为验算。第17层17-L15结构梁，梁跨度为3m，梁断面为250×500，配筋上层2根18（Ⅲ级钢），下层3根20（Ⅲ级钢），砼等级为C30， fy=360N/mm2，fc=14.3 N/mm2为安全起见取75%强度,为11.44N/mm2,As= As’=942.6mm2。
楼板重(按单向板计算):q1=0.12×3×0.5×25=4.5KN/m
梁自重: q2=0.25×0.5×25=3.125KN/m
板面活载:q3=2×3/2=3KN/m
因此均布荷载为q=1.2×(4.5+3.125)+1.4×3=13.35KN/m
由挑梁槽钢加给结构梁的集中荷载为P=Vmax=9.46KN

跨中最大弯矩: Mmax=1/8ql2+Pa
=1/8×13.35×32+9.46×0.75
=22.1KN.m
下排受拉钢筋验算(梁上部受压,上排受压钢筋不验算):
αs=Mmax/(α1×fc×bho2)=22.1×106/1.0×11.44×250×4652=0.036
γs=0.5×(1+√1-αs )=0.991
故As’=Mmax/(γs×ho×fy)=22.1×106/0.991×360×465
=133.2 mm2<942.6mm2
能保证结构安全
四、脚手架施工
本工程脚手架的构造要求、搭拆、检查与验收及安全管理必须遵守《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130- /J84- ）的相关条款要求，对强制性条文必须严格执行。
1、地基处理
本工程外脚手架1～6层高为18m，不能直接立于回填土面上，必须在立杆底部铺设钢模板，增大底部的接触面积。7层以上采用钢挑架，立杆直接立于槽钢上。
2、脚手架搭设施工工艺
① 脚手架搭设顺序：
在地坪上弹线放出立杆位置 逐根树立立杆与大横杆，随即扣紧 加设扫地杆 装小横杆并与立杆扣紧 再在小横杆上搁置两根大横杆并扣紧 加设临时斜撑（在装设两道连墙杆后可拆除） 铺脚手板 加设剪刀撑
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，二只回转扣件接长。
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8m。
⑥ 脚手架上满铺脚手板，四周用铅丝扎牢。
3、搭设时注意事项：
1、搭设场地应平整、夯实并设置排水措施.
2、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、工人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它易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业。
4、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，采取相应弥补措施，并在作业完毕后，及时予以恢复。
5、工人在架上作业中，应注意自我安全保护和她人的安全，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。
6、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。
7、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。
8、在每步架的作业完成之后，必须将架上剩余材料物品移至上（下）步架或室内；每日收工前应清理架面，将架面上的材料物品堆放整齐，垃圾清运出去；在作业期间，应及时清理落入安全网内的材料和物品。在任何情况下，严禁自架上向下抛掷材料物品和倾倒垃圾。
9、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。
4、脚手架拆除：
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，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。
五、卸料平台
本工程主体结构高，体型复杂，楼层拆模后，钢管、扣件、模板等物件运输较为困难，故考虑设置一个钢平台，具体见附图。考虑将槽钢伸入框架梁500mm，卸料平台尺寸为4.5m×2.5m，槽钢采用[20#，斜拉索为Ф14，平台卸载1500Kg，槽钢之间用[14a槽钢连接，间距为800，上铺九夹板，四周钢管围栏高1.5m，用脚手板围护。
1、 槽钢、钢丝绳验算：
恒载：钢管 0.0384×（1.5×14+4×2×2+2.5×2）=1.6KN
扣件 0.0132×32=0.42KN
脚手板 0.35×4.5×2.5=3.9KN
九夹板 0.5×4.5×2.5=5.6KN
[20#槽钢自重 25.777×5×2/100=2.58KN
[14a槽钢自重14.535×2.5×6/100=2.18KN
恒载：（1.6+0.42+3.9+5.6+2.58+2.18）×1.2=19.54KN
活载：3×4.5×2.5×1.4=47.25KN
故q=19.54+47.25=66.8KN
N=q/2=33.4KN
按最外边的钢丝绳承受全部的荷载力作为验算，跨中的钢绳作为安全储备。

平台端部采用[12#槽钢限位，防止平台水平方向位移。
焊缝验算：限位槽钢与架体满焊，焊缝长度为13cm，取焊缝厚度为6mm
[N]=he×L×ftw
=0.6×160×102×13=124.8KN
[N]×3.4=(N+15)×1.75 取架体限位荷载为1.5吨
[N]=TsinA，A=42o，故 Tmax=39.5KN
预埋拉钩为Ф22，其允许拉力为[FT]=2×200×3.14×121=152KN
考虑3倍安全系数，取[FT]`=152/3=50.7KN
故G=50.7×sin42o×3.4/1.75=60.87>(36.36+15)=51.36KN
钢丝绳采用14#，其允许拉力为135KN，因此满足要求。
[20#槽钢承载力验算
Mmax=30.9KN·m
Wmax= Mmax/[σ]=30900000/205=150cm3<[W]=178cm3，亦满足要求。
[14a槽钢承载力验算
本工程卸料平台限载1.5T，则平台满载时受力为1.71KN/m2，考虑安全储备，计算时荷载取3.5KN/m2，则槽钢受力为q=3.5×0.8×2.0×=5.6KN/m，其中动力系数为2.0。
Mmax=ql2/8=5.6×2.52/8=4.38KN·m
σ= Mmax/W=4.38×106/80500=54.41N/mm2<[σ]，亦满足要求。
2.落地卸料平台
本工程落地卸料平台尺寸为3.6m×4.5m，横向立杆间距为1.2m，纵向立杆间距为1.5m，步距同楼层层高3.0m，卸料平台搭设同常规脚手架搭设，在建筑物的东南面与西南面各搭设一个，以解决楼层之间的材料运输问题。