栋楼外架施工方案成.doc

一、 工程简介：
　　本工程位于南阳市卧龙路172号。为乐牛乳业玫瑰园5#楼，设有一层地下车库，人防地下室（车库）结构型式为框剪结构。
二、型式选择及搭设规定：
根据本工程建筑外型特点及我公司数年以来的施工习惯，现有资源状况等因素综合考虑，同时结合建设单位规定采用悬挑外脚手架。本工程外脚手架搭设要在第四层楼面开始悬挑搭起，本工程外脚手架采用双排扣件钢管搭设。搭设必须满足以下规定：
1、有足够的刚度和稳定性，保证施工过程中在各种施工操作荷载作用下不产生失稳、变形、倾斜、摇摆、或者扭曲现象。
2、有足够的宽度、高度和长度，以满足操作工艺和堆放材料、设备的需要。
3、外形整齐美观，横平竖直，图形一致，明亮洁净，满足文明施工规定。
三、材料的选用：
1、竖杆：φ48＊3.5mm钢管。
2、大、小横杆：φ48＊3.5mm钢管。
3、脚手板：毛竹排。
4、连接件：直角扣件，旋转扣件，对接扣件。
5、围护网：绿色密目阻燃塑料网（国家标准合格产品）。
6、卸荷装置：6＊19－φ15.5冷拔低碳钢丝绳，M20花蓝螺栓，U型扣。
7、踢脚板：18厚夹板（高度为200mm，黄黑油漆斜分格）
四、搭设方法：
本工程外脚手架搭设计划在第四层面上断开,采用悬吊I14型工字钢方法向上搭设。
1、一般操作方法：
外脚手架是沿建筑物周边连续封闭搭设的，立杆间距为1500mm（此间距应根据建筑物边线长度规定进行调整应保持1200～1500mm，具体布置详见施工平面布置），步高为1800mm，平宽度800mm，内立杆离结构外边线300mm，小横杆约@1500mm，上铺竹排作为走道板。走道板随施工面转换而安拆。
悬挑外脚手架底座做法：
本工程外脚手架底座采用I14型工字钢伸出脚手架立柱长100mm，伸入结构部份的钢管采用预埋16，在第四层楼面砼浇筑之前须预埋完毕。底座搭设时先用钢筋卡与工字钢卡牢后，再对外立柱的安装（具体安装方法详见大样）。

搭设方法：
首步脚手架设立一道大小横杆以保持脚手架底部的整体性，底部的立柱应间隔交叉用不同长度的钢管，将相邻立柱的对接接头位于不同高度上，使立柱受荷的薄弱截面错开。
脚手架搭设时先立立柱，且先立内立柱，后立外侧立柱，立立柱时要加斜撑临时固定。架设脚手架时，切勿单独一人操作，要防止脚手架倒塌伤人。立柱立好后，即架设大、小横杆，当第一步的大、小横杆架设完毕后，即在其上铺设脚手板，做好固定件，以方便架设第二步脚手架，同时，在立柱外侧的规定位置及时设剪力撑，约7米一道，以防止脚手架纵向倾倒。剪力撑的设立应与脚手架的向上架设同步进行。
立杆，水平杆接头应用对接扣件，不宜采用旋转扣件，大小横杆与立柱连接应采用直角扣件，剪力撑与立柱及大横杆的连接应采用旋转扣件，所有扣件的紧固都应符合规定。
在搭设脚手架时，每完毕一步都要及时校正立柱的垂直度和大小横杆的标高和水平度，使脚手架的步距，横距，纵距上下始终保持一致。
脚手架的搭设进度一般应高出施工面二步，至少不小于1.2米使在操作面的施工人员有可靠的安全围护，又保证脚手架在搭设中的稳定。假如因此影响垂直运送设备向操作面运送物料时，一般可允许在高出操作面的脚手架上留1－2个缺口，使物料能吊运入内，但开的缺口不宜过大。
如由于流水施工或其它因素，使脚手架不能四周同时向上搭设，而要保持一定差距时，一般不希望有过大的差距，以控制在4米内为宜，并应在高低脚手架连接处，断口的端头部位采用临时安全加固和封闭措施。
脚手架搭设完后，要及时用密眼塑料安全网围护，以保证施工作业人员的安全。
2、节点部位的解决：
(1)与建筑物结构的连接：
为了防止脚手架在外力的作用下摇罢、扭曲、变形脚手架应设立与建筑结构物的连结装置，一般按下述的方法解决：
①连接杆的间距，水平方向每3～4.5米设一点（按隔2条立杆），垂直方向每楼层设一点(即二步三跨设立)，上下层应错开按梅花状设立。
②连接杆应既能承受向外的拉力，又能承受向内的压力（即脚手架与建筑物结构刚性连接），一般可用φ48＊3.5mm钢管(也可用25～28钢筋)，长度在300mm左右，一端用直角扣件与脚手架内侧立杆扣紧，另一端亦用直角扣件与预埋在结构上的φ48钢管（钢筋）扣牢。
③连接点应尽也许设在脚手架的立杆与大小横杆交接处附近如在规定位置设立连接点有困难时，应在邻近节点处补足，且应从标准层第六层开始逐层布设。
(2)开口处的构造解决：
脚手架原则上不允许开口，假如因出入或材料搬运需要必须断开时，则必须有可靠的措施。一般应在断开处的两侧采用双立柱，并增长脚手架与建筑物结构的连接，在断口端部设立剪力撑，并做好端头的封闭工作。
(3)卸荷装置：
外脚手架需设立有效的卸荷装置，以逐段地将架体荷载传到建筑物结构上去。一般情况可采用6＊19－φ15.5冷拔低碳钢丝绳加M20花蓝螺栓悬吊。在第4层开始设立悬吊，每3层设立一排卸荷点，12层断开重新搭设底座悬挑。吊环（16钢筋）按建筑物四周水平@3000间距设一点（间距按钢管立柱位置为主），具体安装方法详见图。
(4)工作上人梯：
一般用钢管搭设在脚手架的外侧，与脚手架连成一个整体。登高设施的数量，每栋工程一般不少于1处，应做成倾角不大于60度和宽度不少于0.7米的带有扶手的上人爬梯。
（6）卸料平台的搭设
卸料平台可以总承重1.0T(一般按砌筑脚手架施工荷载3kn/㎡计算,即2×4×3=24kn)，便于起重机尽快地将施工材料转运到使用地点。卸料平台应自成受力系统,严禁与脚手架连接,防止给脚手架增长不利荷载,影响脚手架的稳定和平台的安全使用.卸料平台应便于操作,脚手板铺平绑牢,周边设立防护栏及挡脚板。
(1)钢管受力简图见下图所示:

查三等跨连梁计算表得,跨中最大位于AB跨，AB跨跨中最大弯矩为:
Mmax=０.08x1230.2x12+0.175x1937.0x12=437.4N.m,
则δ=Mmax/Wx=437.4/5.08=86.1N/mm2<f=205N/mm2;满足规定。
支座最大弯距为：Mmax＝0.1x1230.2x12+0.15x1937x12=413.6N/m,
则δ=Mmax/Wx=413.6/5.08=81.4N/mm2<f=205N/mm2;满足规定。
(2)计算次梁(钢管)挠度：
V=0.677x1230.2x109/(100x2.06x105x1.22x105)+1.146x1937x109/(100x2.06x105x1.22x105)=0.331+0.89=1.221mm;
V/l=1.22/1000=1/819<[1/v]=1/250，满足规定。
(3)次梁支座反力计算:查三等跨连梁计算表得次梁得支座反力为:
RA=RD=0.4x1230x1+0.35x1937=1170.0N
RB=RC=1.1x1230x1+1.156x1937=3592.2N
6.2　主梁（１０号槽钢）计算：
１０号槽钢的特性系数：
Ix=１９８x104mm4,Wx=39.7cm2,
E=2.06x105,f=215N/mm2,[1/v]=1/400
（１） 钢管传递给主梁的荷载,由次梁支座反力知：
P=RB=RC=3592.2N,

10号槽钢自重为10KG/m,则槽钢所受均布荷载为：
q=1.2x10x9.8=120N/m;
10号槽钢受力简图如下图所示:
计算单个集中力作用下内力,其受力简图如下图所示:

MA=3592.2x0.5x1.52/22=1010.3N.m;
MB=3592.2x0.52x1.5/22=336.7N.m;
MC=2X3592.2x0.52x1.52/23=505.1N.m;
MD=0.1xMB/0.6=-56.1N.m;
（2） 查两端固定单跨梁结构计算表,及运用二、（2）计算数据得：
M跨中=MC+MD+pl/8+ql2/24=505.1-56.1+3592.2x22/8+120x22/24
=2265.1N.m,
则δ=M跨中/Wx=2265.1/39.7=57.1N/mm2<f=215N/mm2;满足规定。
M支座=MA+MB+pl/22+ql2/24=1010.3+336.7+3592x1x1/4+120x22/12
=2285.1N.m,
则δ=M支座/Wx=1597.5/39.7=40.1N/mm2<f=215N/mm2;满足规定。
（3） 主梁挠度计算：
v=Pl3/192EI+4Pa2b2/3EI(3a+b)=3592x2x109/(192x2.06x105x198x104)+4x3592x0.52x1.52x109/(3x2.06x105x198x104x3)+120x16x109/(384x2.06x105x198x104)=0.092+2.21+0.013=2.32mm;
v/l=2.32/2023=1/862<[1/v]=1/400,满足规定。
（4） 主梁端部焊缝验算，受力和焊缝形式见下图：
Aw=0.7x0.8x8+4x11.12-3.4x10=14.56cm2;
Ww=0.7x0.8x82/6+(4x11.123-3.44x103)/(6x11.12)=36.86cm3;
V=3P/2+ql/2=3592x3/2+120x2/2=5508N
M=2285N.m
δ=M/Ww=2285/36.86=62.0N/mm2;
τ=V/Aw=5508/1456=2.65N/mm2;
则[（δ/βf）2+τ2]1/2=[（62.0/1.22）2+2.652]1/2
=50.9N/mm2<fwf=160N/mm2;
6.3　　I16梁验算：
I!^型钢的特性系数：
Ix=1130x104mm4,Wx=141cm2,自重200.9N/m;
E=2.06x105,f=215N/mm2,[1/v]=1/400
（1） I16型钢受10槽钢传来得荷载为：
P=3x3592/2+2x120/2=5508N;
I16型钢受均布荷载：
q=(38+31.4x0.25x9.8+200.9)x1.2+0.25x2023=879.0N/m;则I16受力简图如下图所示：

(2)、计算单个集中力作用下内力,其受力简图如下图所示:

MA=5508x1x22/32=2448.5N.m;
MB=5508x12x2/32=1223.5N.m;
MC=2X5508x12x22/33=1631.8N.m;
MD=0.14xMc/1.14=0.14x1631.8/1.14=200.4N.m;
（3）、两个集中力和均布荷载作用下，查两端固定单跨梁结构计算表,及运用6.3（2）计算数据得：
M跨中=MC+MD+ql2/24=1631.8+200.4+879.0x32/24=2161.8N.m,
则δ=M跨中/Wx=2161.8/141=15.3N/mm2<f=215N/mm2;满足规定。
M支座=MA+MB+ql2/12=2448.5+1223.5+879.0x32/12=4331.3N.m,
则δ=M支座/Wx=4331.3/141=30.7N/mm2<f=215N/mm2;满足规定。
(4)、主梁挠度计算：
v=ql4/384EI+4Pa2b2/3EI(3a+b)=879x34x109/(384x2.06x105x1130x104)+4x5508x22x12x109/(3x2.06x105x1130x104x7)
=0.079+1.81=1.9mm;
v/l=1.9/3000=1/1579<[1/v]=1/400,满足规定。
（5）、I16端部焊缝验算，受力和焊缝形式见下图：
Aw=0.7x0.8x14x2=15.68cm2;
Ww=0.7x0.8x142x2/6=36.58cm3;
V=2P/2+ql/2=5508x2/2+879.0x3/2=6826.5N
M=4331.3N.m
δ=M/Ww=4331.3/36.58=118.4N/mm2;
τ=V/Aw=6826.5/1568=4.35N/mm2;
则[（δ/βf）2+τ2]1/2=[（118.4/1.22）2+4.352]1/2
=97.1N/mm2<fwf=160N/mm2; 满足规定。
6.4　　上拉I16验算：
（1）荷载计算，I16传来的荷载：6826.5N;
钢管传来的荷载：0.4x123.2x1+0.35x1937=1170.0N;
折算为均布荷载为：q1=(1170x3+6826.5x2)/2=8581.5N/m;
其受力简图如下图所示：
弯曲强度验算：
M=22x(2-2/3.4)2x8581.5/8+241.1x3.42/8=8878.8N/m
δ=M/Ww=8878.8/141=63.0N/mm2;满足规定。
6.5　钢丝绳验算：
a) 钢丝绳所受拉力：
sinа=3.3/(3.32+3.42)1/2=0.696；
T=ql/2 sinа=[8581.5x2.0/(2-2/3.4)+241.1x3.4]/(2x0.696)
=17973.8N；
b) 验算钢丝绳的安全系数K;
K=F/T=187x103/17973.8=10.4>[K]=10;满足规定。

构造见下图：

五、拆除工艺：
1、拆脚手架：应设立警戒区，并有专人负责警戒。
2、拆除脚手架前，将脚手架上的留存材料、杂物等清除干净。
3、做好上述准备工作并确认建筑施工再也不需要脚手架时就可进行下一步脚手架的拆除。拆除时应由上往下，水平方向一步拆完再拆下一步。在拆除脚手架时，应先清除脚手板上的垃圾杂物，清除时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由塔吊或人货梯向下运送，能用扫帚集中的要集中装入容器运下，无法清扫的可从脚手架内侧向下倾倒，此时要对墙面及门窗加以保护，防止沾污和损坏墙的饰面和门窗。
4、随着脚手架的向下拆除对墙面装饰及窗要及时做好清洁和保护工作，对脚手架的连接处饰面修补足应同步进行，并经检查认定合格后方可继续拆除。
5、从脚手架拆下的钢管、扣件及其他材料应及时吊落地面，防止超载，严禁从高处向下抛掷。
6、脚手架的拆除原则为后搭先拆，先搭后拆，一般情况下拆除顺序如下：
7、安全网→脚手架→剪刀撑→小横杆→大横杆→立柱。
8、拆除脚手架应自上而下一步一清进行，不可两步以上同时拆除。分段拆除时，高差应大于两步。如大于两步时，开口应进行加固解决。脚手架与建筑物结构的连接应与脚手架同步进行拆除，不可在脚手架拆除前先进行拆除。剪刀撑的拆除，应先拆除中间扣件，再拆两端扣件，由中间人员往下递送。
9、拆下的脚手架钢管、扣件及其他材料运到地面后，应及时清理，将合格的需要整修的加以区分，按规格堆放，并及时进行保养维修，送仓保管以备此后使用。
10、每日拆除脚手架告一段落时，都要对尚未拆除的脚手架的安全状况进行检查，确认一切均安全后方可离岗。

六、质量、安全保证措施
⑴脚手架搭设和拆除时，必须严格按有关操作规程和施工规范进行施工,保证安全。
⑵脚手架搭设必须由专业工种负责搭设，严禁非本工种人员私自搭设与拆除。
⑶脚手架搭设时,必须戴好安全帽，工具袋,悬空危险作业必须配带安全带。
⑷每层脚手架搭设时必须严格控制好每立柱钢管的垂直度,搭设完毕后必须经公司有关部门检查验收合格后方可使用。
⑸脚手架搭设采用的连结,加固构件在安装好后要检查是否连接到位,其中吊环,钢丝绳,横竖杆的连接点位置是否对的,牢固,螺栓及吊绳的螺丝接口是否拧紧,避雷连接是否有效,如发现有质量问题应及时解决。
⑹脚手架搭设完毕后须定期进行检查,清理杂物并做好记录,发现有松落等现象应及时进行修理,做好防火工作。
⑺脚手架搭设操作时,严禁穿拖鞋、赤脚、或穿硬底鞋上栅架操作,严禁酒后作业。
⑻脚手架搭设操作时，当天的搭设必须当天完毕严禁留有手尾。上班操作时必须检查前期工作是否完毕好后才干正常进行操作。
⑼搭设应从下往上进行,严禁超前操作,操作时严禁上下同时进行。
⑽钢管横、纵、立柱搭设时应采用麻绳进行牵拉做临时定位，防止用手扶定位,操作时手动脱落。
⑾脚手架拆除时所用连接件钢管等材料严禁向地下抛落。应集中吊运下地面,同时下面楼层严禁其它工种工人进入此范围内。
⑿拆脚手架前要检查桥域口是否有杂物电线,水管等临时设施,必须先清除干净后才拆除。
七、设计验算：
(一)结构造型及搭设
本工程外脚手架是参照有关高层建筑施工用扣件式钢管脚手架的规定搭设的，具体见下表：
项次
项　　　目
规定搭设方法（或尺寸寸）
实际搭设方法（或尺寸）
备注
1
一次允许搭设高度
50m
30m
用钢丝绳分段卸荷
2
施工荷载
结构2.65KN／m2
3KN／m2

3
立柱纵距
高度为30m以内时1.8m
1.5m

4
立柱横距
1.0m
0.8m

5
操作步数
结构两步
结构两步

6
步高
1.8m
1.9m

7
剪力撑
每9m一道横杆夹角450或600
每7m设一道与横杆夹角450

8
连接杆间距
垂直方向两步水平方向三跨
垂直方向3.2m，水平方向3~3.5

9
栏杆
离操作面1米一道
离操作面0.9米一道

10
立杆垂直偏差
无规定
1／1000

(二)结构验算：
1、荷载收集：
a、架体自重：0.149KN／m2[按《钢管扣件脚手架应用搭设规程》查表取值]
b、脚手板自重：0.11KN/ m2
c、安全网自重：0.02KN／m2
d、风荷载：按规定忽略不计。
e、施工荷载：3KN／m2
2、架体验算：
由于实际搭设的架体、构造尺寸均小于有关施工规定，同时考虑到实际分段搭设高度远小于允许的高度。结合历年来的成功施工经验，可知架体、结构在自重及施工荷载作用下是安全的。
3、卸荷装置验算：
（1）钢丝绳强度验算：
以悬吊外片脚手架的钢丝绳受力最大，每条钢丝绳分担的竖向力为：
(按4层计算,总高度为3.0m×4层=12.0m)
架体自重：0.149×3×12/2＝2.68KN
脚手板重量：0.11×0.8×3×12／1.9／2＝0.83KN
安全网重量：0.02×3×12＝0.72KN（外立柱）
施工荷载：3×0.8×3×2/2＝4.8KN（按2层计算）

总重量：N总＝1.2×（2.68+0.83+0.72+4.8）＋1.4×4.8＝17.56KN
钢丝绳的受力简图如下：
由力多边形法则可求：
N外＝N总／tga
=17.56÷（3÷3.16）=18.50KN
N内＝N总／tgb
=17.56÷（3÷3.007）=17.60 KN
查结构设计手册得每条Φ15.5(6＊19－1550)冷拔低碳钢丝绳的极限承载力N＝138.5KN，取安全系数K＝6，换算系数a=0.82则每条钢丝绳的允许承受荷载为　
[N]＝N／K＝138.5×0.82÷6＝18.93KN＞N外(内)　（安全）
（2）吊环强度验算：
吊环在外力的作用下的拉力为：
Ó＝N合／A＝17.56×103／3.14×102＝55.92 Mpa ＜[f]=210Mpa