菜市口东片危改区4＃楼工程地上部分外脚手架方案.doc

菜市口东片危改区4＃楼工程地上部分外脚手架方案

一、工程概况
菜市口东片危改区一期工程4#商住楼为全现浇钢筋混凝土框支剪力墙结构。工程建筑面积为39567.8 M2。建筑物总长131.9M，总宽31.6M。地下两层,地上十四层，设计地下二层层高为3.6M,地下一层为 4.0M，地上一层为 4.5M,二、三层都为4.2M,转换层为2.2M,其他层都为标准层，层高3.0M 。设计标高0.00相当于绝对标高49.35M，室内外高差0.55M，基底标高-9.1M,地上总高54.4M。
转换层向上建筑物宽度为17.5M，在北面三层顶面为8.1-12.6M宽疏散平台。
与4#楼相连的A1、A2号楼和地下车库如平面图所示。A1、A2建筑面积为2604+2498M2，设计层高：一层为4.2M,二、三层为 3.5M，设计标高0.00相当于绝对标高49.25M，室内外高差0.45M，基底标高-8.1M,地上总高11.8M，与此同时4#楼之间设有10cm 的变形缝。地下车库十字交叉梁底标高为-8.1M，车库防水底板标高-6.7M，顶板标高-3.15M，顶板上部至自然地面标高为室外回填土层。地下车库与4#楼整体相连。
二、脚手架设计
北面1-3层搭设单立杆双排钢管悬挑脚手架，架底于0.00M（地下一层顶板）位置 ，上部至14.5M处，其搭设高度约为14.5M。三层以上采用落地式单立杆双排钢管脚手架方案，其下口标高为12.8M(三层顶板面),顶部标高为53M，其搭设高度为40.2M。
东西立面与北立面方案相同，局部采用悬挑钢管和钢丝绳卸载措施处理。
南立面四层以下采用落地式单立杆双排钢管脚手架，其下口标高为-3.15M，上部至15.0 m,搭设高度为18.15m。四层向上采用单立杆双排钢管脚手架，挑槽钢三角架设计，至总标高53M处，于上部设置钢丝绳卸载设置，其搭设高度为38.0M。
脚手架立杆横距设为1.0M，纵距为1.5M，立杆距墙边0.4M，或距阳台边0.3m。脚手架大横杆步高为1.8M，小横杆贴近立杆布置（与立杆的距离不大于150MM），在施工操作层上相连立杆之间加设一根小横杆。小横杆距外墙面为100-150MM,小横杆外伸长度不小于100MM。脚手架平面布置详见附图。
三、理论计算
4.5m

400 1000
0.0m
1.东、西、北立面挑脚手架计算
1.1恒荷载标准值Gk的计算:
Gk= Gk1+Gk2+Gk3=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2
查表得（施工手册P193）:
扣件钢管脚手架立杆横距为1.2 m时的自重计算基数
（实际为1.0m，有利）
gk1=0.1089 （边立杆）
gk1=0.0964 （角立杆）
拉结杆件和防护材料的自重计算基数
gk3=0.0768（按安全网全封闭）
作业层面材料自重计算基数
gk2=0.3484 （1.0m横距立杆）
架高 Hi=14.5m n1=2
立杆横距为1m时（边） Gk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2=3.8kN
1.2脚手架施工荷载标准值
Qk=n1l1qk=21.51.2=3.6 kN
（按两层装修施工荷载计算满足一层结构施工要求）
1.3 脚手架风荷载的标准值
Wk=laφωk
垂直于脚手架外表面的风压标准值ωk=0.7μsμzω0
脚手架风荷载体形系数μs=1.3φ(按背靠建筑物为敞开情况计)
挡风系数 φ=1.0 μs=1.3φ=1.3
风压高度变化系数μz=0.8(离地面5m时)
基本风压ω0=0.35kN/m2
得ωk=0.7μsμzω0 = 0.26 kN/m2(离地面5m时)
Wk=laφωk=1.51.00.26=0.39 kN/m(离地面5m时)
1.4脚手架稳定验算
确定材料附加分项系数γ’m=1.5607(组合风荷载情况)
轴心力设计值
1m排距的边立杆
离地面5m N=1.2(3.8+3.6)=8.9 kN
风荷载弯矩
离地面5m
Mw=0.12Wkh2=0.120.391.82=0.15 kNm
确定稳定系数φ
查表得 立杆的计算长度系数μ=1.5(连墙杆按二步三跨布置)
杆件长细比λ=μh/i=1.51.8/0.0158=170.9
查表得 受压杆件的稳定系数φ=0.243
稳定验算
要求 N/φA+Mw/W≤fc/0.9γ’m=0.146kN/mm2
而离地面5m时
N/φA+Mw/W=8.9/0.243*489+150/5000=0.105 kN/mm2
满足要求 但需设置双扣件防滑
1.5悬挑三角架的计算
T1 T1=8.9kN

α0 β0

800 1000

Sinβ=0.9285 conβ=0.3714 　Sinα=0.9846 conα=0.1750
立杆N3=8.9/0.9285=9.6 kN
立杆N4=8.9/0.9846=9.0 kN
平杆N6=9.6 conβ+9.0 conα=5.14kN
平杆的验算：
ƒ=0.205kN/mm2 A=489mm2
按钢结构的轴心受拉构件强度计算公式 δ=N/A≤ƒ
δ=5.14/489=0.0≤ƒ 满足要求
扣件抗滑设计值为8.5kN。单只扣件满足要求
立杆的稳定计算
附加分项系数γ’m=1.56070.932=1.455
杆件的计算长度系数μ=1.7 L0=μh=3.89 λ=L0/i=245.9
查表得： 压杆稳定系数φ=0.121
N/φA≤ƒC/0.9γ’m=0.1565kN/mm2
δ=9.6/0.121*489=0.162 不满足要求
按大样图增加两根水平系杆。
东西立面处下部抗剪验算
剪力V=28.9kN=17.8kN
τ=V/A≤ƒv =115N/mm2(按48钢管抗剪设计)
A≥ V/ƒv=155mm2 一只钢管满足要求。即每支挑架下从墙内伸出一支48钢管，挑架按1.5m一组设计，东西墙面上部水平杆件由预留孔插入墙内锚固。北立面按大样图设置。
2.南立面四层以上挑脚步手架
a）恒荷载标准值Gk
立杆横距为1000时
gk1=0.1089 gk2=0.3484 gk3=0.0768 h=35m
(按2层装修荷载计算满足1层结构施工要求)
Gk=h(gk1 +gk3)+2lagk2=7.5kN
立杆横距为600时
gk1=0.1058 gk2=0.3484 gk3=0.0768 h=35m
(按2层装修荷载计算满足1层结构施工要求)
Gk=h(gk1 +gk3)+2lagk2=7.4kN
b)施工荷载标准值Qk
取qk=1.2 Qk=n1laqk=21.51.2=3.6kN
c)脚手架风荷载的标准值Wk
设密目安全网的挡风系数φ=0 .8（安全网产品说明）
脚手架风荷载体形系数μs=1.3φ=1.04(按背靠建筑物为敞开计)
查表得：风压高度变化系数μz=1.72 (距地25m)
基本风压ω0=0.35kN/m
Wk=laφωk ωk= 0.7μsμzω0
Wk=1.50.80.71.041.720.35=0.53kN/m
按组合风荷载，材料强度附加分项系数γ’m=1.5607
立杆的计算长度系数μ=1.50（两步三跨布置连墙杆）
所以λ=μh/i=170.9 查表：轴心受压杆的稳定系数φ=0 .243
按 N/φA+Mw/W≤fc/0.9γ’m=0.146kN/mm2
其中N=1.2(Gk+Qk)=13.2 kN
Mw=0.12qwkh2=0.120.531.82=0.206 kNm
σ=13.3 kN/0 .243*489+206 kNmm/5000=0.153 kN/mm2 不满足要求
上部采用钢丝绳卸荷处理，按理论计算需卸荷0.85kN
在九层设置钢丝绳，钢丝绳水平布置同挑脚手架相对应。
钢管截面的内力值（h=19m）：
N=1.2(Gk+Qk)=16.2 kN
考虑荷载不均匀系数k=1.5
所以N =24.3kN 绳的拉力：
P1=25.1 kN P2=25.8 kN
水平杆件的压力T=6.3+8.68=15kN
钢丝绳破断拉力换算系数α对于619的钢丝绳为0.85
取钢丝绳使用的安全系数K=8
按Px≤αPg/K 有Pg≥K P2/α=242.8kN
选用215.5或21.5 满足要求 25
每米长度内钢丝绳断头数不大于钢丝总数的3%
在脚手架上采用六只扣件抗滑处理
2、挑钢桁架的计算
2.1桁架所承受的荷载和杆件的内力
三角桁架
700 1000 600 600

400 900 1000 1000 200

型钢挑脚手架大样 1

集中荷载设计值:T1=2(1.2Gk+1.4Qk)=27.8kN
支座反力Ha=80 kN Hb=80 kN Vb=111.2 kN
杆件内力：(按结点和截面法计算)
N1（压）=102.5kN N2（压）=72.9kN N3（压）=62.3kN
N4（压）=38.9kN N5（拉）=10.6kN N6（压）=33.8kN
N7（拉）=47.1kN N8（压）=47.2kN N9（拉）=48.6kN
N10（拉）=48.6kN N11（拉）=56.9 kN
2.2槽钢［18a截面复核
抗拉、抗压、抗弯强度设计值 ƒ=215N/mm2
抗剪 ƒv=125N/mm2 端部承压 ƒce=320N/mm2
截面面积 A=2570mm2 截面抵抗Wχ= 141000 mm3
截面惯性矩Iχ=1.27107 mm4 回转半径iχ=70.4mm
抗拉强度的计算：
按σ=N/An≤ƒ An=A-692.4=1878mm2(两只21mm锚孔)
σ=Ha/An=800001878=42. 6N/mm2 满足要求
拉弯强度：
按N/An+Mχ/γχWnχ+My/γyWny≤ƒ γχ=γy=1
Mχ=T1ab/L=27800.20.7/0.9=4324444Nmm
σ=56900/2570+4324444/141000=52.81N/mm2 满足要求
挠度：
ωmax=Fb√(a2+2ab)3/3 /9EIL
E=206kN/mm2 L=900mm a=700mm b=200mm F=27.8kN
ωmax=0.1mm＜L/400=2.25mm 满足要求
锚栓的计算：
220mm螺纹钢筋四截面受剪 受剪截面A=1256mm2
τ=Ha/A=800001256=63.7N/mm2

200
20
16Mn钢的抗剪强度设计值ƒv=175N/mm2
满足要求

2.3 压杆的计算
压杆计算长度为L=1.2m
压杆的 N1=102.5kN
压杆的 iχ=0.32h=25.6mm
iy=0.20b=20mm
强度及稳定验算：N/φA≤ƒ
λ=L/i=1200/20=60 查表：φ=0.807 (b类)
A=2637.5mm2=1275mm2
σ=102500/0.807*1275=99.62N/mm2 满足要求

2.4 压杆的计算
压杆计算长度为L=1.6m
压杆的 N=33.8kN
压杆的 iχ=0.30h=15mm
iy=0.215b=21.5mm
强度及稳定验算：N/φA≤ƒ
λ=L/i=1600/15=106.7 查表：φ=0.513(b类)
A=2480.3mm2=960.6mm2
σ=33800/0.513*960.6=68.6N/mm2 满足要求

2.5 压杆的计算
压杆计算长度为L=2.4m
压杆的 N=47.2kN
压杆的 iχ=0.30h=15mm
iy=0.215b=21.5mm
强度及稳定验算：N/φA≤ƒ
λ=L/i=2400/15=160 查表：φ=0.276(b类)
A=2480.3mm2=960.6mm2
σ=47200/0.276*960.6=178N/mm2 满足要求
角钢中用钢板连接，其间距不大于800
2.6连接板及焊缝的计算
连接板一律采用8mm厚钢板，角焊连接。
焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度设计值ƒwf=160N/mm2
取焊缝高度h=12mm 焊缝厚度δ=8mm 焊缝计算长度L为：
压杆
L=N1/0.7δƒwf=102500/0.7*8*160=114.4mm
所有杆件与连接板采用三面围焊，且每边的焊缝长度不小于80mm。角钢边与连接板边的夹角不小于300

三角桁架
1200 1000

400 800 1400 200

型钢挑脚手架大样2

集中荷载设计值:T1=2(1.2Gk+1.4Qk)=27.8kN
N3=58.3kN N3=53.9kN N8=36.4 kN
2.7杆验算
拉弯强度：
按N/An+Mχ/γχWnχ+My/γyWny≤ƒ γχ=γy=1
a=1000 b=400 L=1400
Mχ=T1ab/L=278004001000/1400=7942857.14Nmm
σ=36400/2570+7942857.14/141000=70.5N/mm2 满足要求
挠度：
ωmax=Fb√(a2+2ab)3/3 /9EIL
E=206kN/mm2 Iχ=1.27107 mm4 F=27.8kN
ωmax=0.47mm＜L/400=3.5mm 满足要求
三角桁架

400 700 1000 200

型钢挑脚手架大样3

集中荷载设计值:T1=3(1.2Gk+1.4Qk)=41.7kN
N1=72.1kN N2=51.1kN
2.8压杆的计算
压杆计算长度为L=1.5m
压杆的 N=72.1kN
压杆的 iχ=0.30h=15mm
iy=0.215b=21.5mm
强度及稳定验算：N/φA≤ƒ
λ=L/i=1500/15=100 查表：φ=0.555(b类)
A=2480.3mm2=960.6mm2
σ=72100/0.555*960.6=135.24N/mm2 满足要求

2.9槽钢横梁的计算：
单梁：
F F F F=13.2kN

4800

抗拉、抗压、抗弯强度设计值 ƒ=205N/mm2
截面面积 A=2570mm2 截面抵抗Wχ= 141000 mm3
截面惯性矩Iχ=1.27107 mm4 回转半径iχ=70.4mm
Mmax=13200(150+1650)=23760000Nmm
按M/γχWnχ≤ƒ
σ=23760000/141000=168.5 N/mm2 满足要求

挑梁：
F=13.2kN

1100

Mmax=FL=132001100=14520000Nmm
按M/γχWnχ≤ƒ
σ=14520000/141000=103N/mm2 满足要求

挑梁整体稳定：
h=180mm b=68mm t=10.5mm L1=1100mm(4800mm)
ƒy =215N/mm2
φb=570bt/L1h 235/ƒy =5706810.5/1100*180 235/215=2.247
φb＞0.6 查表得 φ’b=0.93
按 M/φ’b Wnχ≤ƒ
σ=14520000/0.93*141000=110.8N/mm2 满足要求
单梁整体稳定：
φb=570 bt/L1h 235/ƒy =5706810.5/4800*180 235/215=0.515
按M/φb Wnχ≤ƒ
σ=23760000/0.515*141000=327.2 N/mm2 不满足要求
在中间位置设横向支撑 其间距在2m 以内。
经验算满足要求
2.10其他立面脚手架
四层以上北立面和东西局部直接搭在三层屋面上，上部采用与南立面相同构造的钢丝绳卸荷处理。在二层楼面上设置顶撑。
2.11三角架和横梁用材统计：
∠505角钢： 846m (3.19t)
∠80505角钢：430m (2.15t)
[18槽钢： 600m (13.8t)
连接板：
一号三角架 30（2002002 + 2502002 + 2001502 + 150100 + 2002001/2 + 180100 + 200300）
二号三角架 12（2002002 + 2001502 + 200100+250200 + 200300 + 180100 + 2002001/2）
二号三角架 22（150100 + 2002002 + 200250 +2002001/2 + 150250 + 200300 + 180100）
三角形连接板： 150只（100100）

注：连接板与角钢的连接长度每边不小于80mm。加工时要求现场放样下料。

五、脚手架杆件实际布置数据：

排距
(M)
步距
(M)
柱距
(M)
内柱与墙距离(M)
连墙件间距(M)
H
V
1.0
1.８
1.5
0.4/0.7
４.５
３.６
立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧紧固螺栓的拧紧力不小于以下值：

其与杆件有足够的摩擦力（约2942～4903N）。
当结构作业时小横杆不大于750mm布置。
连墙杆水平方向按三跨设置，垂直方向按二步设置，且连墙点向上的自由高度不大于4M。
在每段设置布置在两跨间与地面夹角为450的剪刀撑。
在操作层上满铺木脚手板，外侧设置1.1M高和0.65M高两根护身拦杆。下部设置200mm高挡脚板。
六、对材料的要求
1. 钢管:
内外表面锈蚀的深度之和不大于0.5mm；且表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯。立柱钢管的弯曲3-4m长时，不大于12mm，4-6.5mm时，不大于20mm；各种杆件在其端部1.5m长度内弯曲偏差不大于5mm；钢管端面切斜的偏差需在1.7mm范围之内；钢管表面需刷防锈漆防锈。
2. 扣件：
铸铁不得有裂纹，气孔；不宜有疏松、砂眼或其他影响使用性能的铸造缺陷；并应将外观质量的粘砂、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清理干净。
扣件与钢管的结合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。
扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙就小于1mm；扣件表面应进行防锈处理。
扣件螺栓不得滑丝。
3. 木脚手板：
宽应不小于是200mm，厚度宜大于50mm，不得有开裂和腐朽。
七、技术要求
1. 三角架的加工必须符合钢结构施工规范要求，槽钢横梁在转角处和交接处必须连成整体，且在槽钢上设置固定的立杆套脚。横梁与三角架之间用三角连接钢板焊牢。在两品三角架之间下部设钢管剪刀撑。
本脚手架不供卸载之用，如有要求需专门设计。本工程以考虑在6-8和23-25等相应位置设卸料平台。
2. 上部利用钢丝绳卸载时，绳必须与脚手架有效拉接，不得有脱现象。在拉接处要求并一支钢管，扣六只扣件做防滑移处理。
3. 在脚手架立杆底端之上100-300处一律遍设纵向和横向扫地杆，并与立杆连接牢靠。
4. 作业层距地≥2.5m时，在其外侧边缘必须设置不小于1.1m的拦杆和挡脚板。在4米以上时，脚手架外侧面，采用安全网封闭。
5. 在悬挑脚手架下设置挑出宽度为6mr的安全平网。
6. 脚手架大横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相近立杆的距离不大于立杆纵距的三分之一；同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/250，且不大于50mm；同一立管的两端高低差不大于20mm；同一步上同一跨内的两根大横杆的高差不大于10mm。
7. 立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300，且不大于50mm，相邻立杆的接头位置应相互错开布置在不同的步距内，与相近大横杆的距离不宜大于步距的三分之一，且立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧。同步立杆上两个相连对接扣件的高差不大于500mm。
8. 剪刀撑斜杆除两端外，中间不得少于两只扣件与脚手架连接。
9. 用力矩扳手检查扣件螺栓扭力矩（10%），其力矩为40-65Nm。
10. 木脚手板外伸长度，对接时a为100-150mm，搭接时a大于100mm。如下图所示：

a a a a

八、脚手架拆除
1、本工程脚手架的拆除顺序： 脚手架拦杆 脚手板 剪刀撑 斜撑 小横杆 大横杆 立杆
2、在拆除脚手架之前，应先清理脚手架上的物件和围护结构。
3、脚手架拆除时，按一步一清的原则依次进行，严禁上下同时进行拆除作业。
4、拆立杆时，应先抱住，然后卸开最后两个扣；拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先卸中间扣，然后托住中间再解端头扣。
5、连墙点应随拆除进度逐层拆除，拆抛撑时应设置临时支撑后，方可进行。
6、作业时，应统一指挥，上下相应，动作协调。在解与另一人有关的结点时，应行通知对方，以防坠落。
九、安全措施
1. 在搭设外脚手架之前，必须按照技术部门的要求进行交底，使每个作业人员熟悉架子搭设的要求。
2. 没有经过专业培训的人员不得从事架子作业，架子工必须持证上岗。在拆除脚手架过程中不得临时换人，否则必须做好安全交底。
3. 有高血压和心脏病者，或服用有头晕反映药物的人员严禁上岗。
4. 作业时必须戴好安全帽，并系好帽带，扎裹脚，穿软底鞋；高处作业必须系好安全带，安全带应挂于高处。
5. 作业人员严禁穿硬底高跟鞋上岗。严禁洒后上班操作。
6. 脚手架材料必须堆放在有平稳支承的地方，搭设时，料具的传递必须可靠有效，不得随意抛撑。
7. 风雨等恶劣天气，尽量避开脚手架搭设作业。
8. 做好文明施工工作，脚手架搭设紧然有序，材料使用条理分明，现场清洁整齐。
9. 架子拆除时应划分作业区，周围设围拦或竖警戒标志，地面设的专人指挥，非作业人员不得入内。

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