广西皇家广场塔楼外挑架搭设方案.doc

百色田东皇家广场塔楼外架搭设方案

1、工程与外架搭设概况
百色田东皇家广场地下一层，地上三十一层，其中裙楼3层，高度为16.3m，四层以上为塔楼。此工程为高层建筑，全高99.2m。施工中的安全防范工作尤为重要,特别是外架防护更要特别重视，根据本工程特点，外架搭设采用五次分段悬挑，第一次在七层、第二～四次自塔楼的十三层起至建筑物顶，每六层为一段（其中一次七层为一段），采用I16工字钢悬挑和钢丝绳斜拉形式。本方案适用于塔楼施工中外脚手架的搭设。
2、方案选择
2.1 构架的形式和尺寸
根据百色田东皇家广场主体结构的特点及安全文明施工要求，决定从六层起至建筑物顶，沿建筑物四周搭设单立杆双排悬挑式扣件钢管脚手架，用16#工字钢悬挑于七层、十三层、十九层、二十五层楼面上，且在悬挑工字钢的上一层框架梁部位设Ø12.5@1500钢丝绳斜拉索吊，架体搭设的最高悬挑高度为18m。
此外架采用外径Ø48，壁厚为3.5mm的三号钢管，步距为1800mm，立杆纵距为1500mm，立杆横距为900mm， 内立杆距离结构面300mm。
2.2 构架的设置措施
2.2.1所有钢管连接采用符合GB978-67规定的铸钢扣件，扣件符合GB700-879中3号钢要求，外架外侧满设密目式安全网，每隔两层设置鱼网式水平安全网，作业层满铺钢跳板，踢脚板高度不小于180mm。
2.2.2为确保外架整体稳定性和抵抗侧力作用的要求，设置连墙件、剪刀撑及相应的拉结杆件：连墙杆每层搭设，即竖向间距按每两步，横向间距为4.5m，在三十一层以上可根据结构的实际情况进行适当调整，但覆盖面积不宜超过27m2，采用刚性连接，即：在楼层结构框架梁中预埋φ48钢管，作拉接点与脚手架相连，连接件与墙面垂直，要求水平最大间距为3跨，垂直最大间距为楼层层高。
2.2.3纵向支撑剪刀撑在脚手架外侧，沿高度由下而上连续设置，在转角处两边开始连续设置，剪刀撑宽度宜为3-5个立杆纵距，斜杆与地面夹角宜在45°～60°范围内，纵向支撑应用旋转扣件把立杆和横向水平杆（小横杆）扣牢，纵向支撑钢管接长采用搭接，搭接长度不小于1000mm，并用三支旋转扣件扣牢，其设置与脚手架同步；为安全起见，每隔20m设置横向支撑（横斜杆）以提高脚手架的横向刚度，为便于施工，操作层的横向支撑可临时拆除与挪位，待施工转入另一操作层时再恢复原位。
2.2.4因高层脚手架承受风荷载较大，脚手架的平面外刚度对保证其可靠受力相当重要，故自第十八层楼面开始，每一悬挑段第9步上加设连续的水平斜撑，以增加架体整体刚度（见附图）。
2.2.5外架内设单跑马道，用短钢管搭设梯步，上铺木板钉防滑木条，两侧设1.2m高扶手，以供施工人员上、下。由于施工电梯比现场施工楼层要低2～3层，故马道仅在电梯无法到达的三层中搭设。斜道两侧、端部必须设置纵向支撑（剪刀撑），同时还应按照规范要求设置连墙杆；在脚手板下的横向水平杆下，设置之字形横向支撑。在斜道两侧设置两道护栏，上栏杆顶为1.2m，底部设置不小于180mm的挡脚板。
2.2.6脚手架需要设置避雷措施，由于此部分脚手架为悬挑脚手架，故采用与主体结构中避雷引下的钢筋焊接的方法进行防雷接地，在脚手架四周用钢筋将架体钢管与柱中避雷引下的钢筋焊接。
2.3 脚手架工字钢固定的要求
在七层、十三层、十九层、二十五层楼板内预埋两排φ20钢筋，尽量埋在梁里，间距为1500mm（位置同工字钢）,用于固定悬挑16#工字钢。当埋设在板中时，相应位置的楼板应增加12@150双层钢筋加固网片，面积大小为3m×3m。斜拉钢丝绳固定在框架梁内，间距为1500mm。用钢丝绳斜拉外挑脚手架，每个外立杆都进行斜拉。具体见附图
3、脚手架的质量检查验收标准
3.1 架子分段搭设完毕，在投入使用前，应逐层、逐段，由主管工长、架子班长和专职安全员一起组织验收。验收时，必须有主管审批架子施工方案一级的技术和安全部门参加，并填写验收单。
3.2 构架搭设应符合前述的规定和设计要求，由于结构的特殊性而
影响个别部位的尺寸变化应在规范允许的调整范围之内。
3.3 节点应连接可靠，其中扣件的拧紧程度控制在扭力矩达到40-60N·m。
3.4 立杆垂直度应≤1/300，且应同时控制其最大垂直偏差值不大于
75mm。纵向水平杆的水平偏差应≤1/250，且全架长的水平偏差值不
大于50mm。
3.5 作业层架体须超过施工操作层1.8m高。
3.6 作业层铺板、安全防护措施应符合规范的要求。
3.7 扣件的外边缘到杆端距离不小于100mm。
3.8 相邻两立杆的接头应相互错开，高度差应＞900mm,并不应在两大横杆之间。
3.9 脚手板铺设严禁留探头长度＞150mm探头板，钢脚手板必须与架体捆绑牢固。
3.10 本外脚手架全长和全高应连续设置剪刀撑。
3.11 大横杆采用对接扣件连接，斜杆的接长采用搭接，搭接长度不
小于1000mm，并用三只旋转扣件扣牢。
3.12 斜道脚手板必须设防滑条，防滑条间距不大于400mm。
3.13 脚手架每隔二层须设一道水平安全网，外侧全封闭设一道密目式安全网。
3.14 外架每六步设置封闭层，用模板进行封闭。
3.15 外架角部须设防雷接地装置。
4、脚手架的使用、维护与管理
4.1 外架搭设完毕经验收投入使用后任何人不得擅自拆改架体，如
个别杆件确因影响使用须改动，须经工长和安全部门同意，并有相应
措施后才能改拆架体。
4.2 未使用完的脚手架钢管和构件、零件应及时回收,分类整理，分
类存放，堆放地点要场地平坦，排水良好，下设支垫。
4.3 弯曲的钢管要调直，损坏的构件要修复，损坏的扣件、零件要
更换。
4.4 搬运长钢管时，应采取措施防止弯曲。
4.5 脚手架使用的扣件等小配件要及时收回存放。
4.6 所有在外架上的电气焊作业，必须下设接火盆，并到安全部门办理动火证。
4.7 在大风和大雨环境下，外架上一律不允许有人作业，大风和大雨过后或停置未使用时间超过半个月，应对外架进行全面检查。
4.8 未尽事宜参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）规范执行。

5、悬挑脚手架（按悬挑架最大高度18m）的设计计算
架体验算
一、脚手架参数
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3.5
脚手架搭设高度H(m)
18
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
243
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.15
内立杆离建筑物距离a(m)
0.2
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
脚手板铺设方式
1步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
1步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.12
横向斜撑布置方式
6跨1设
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
广西百色市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.25
风荷载体型系数μs
1.13
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.25，1.03
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.35，0.29
计算简图：

立面图

侧面图
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数n
3
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
121900
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5080

纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.038+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.038+0.35×1.5/(3+1))+1.4×3×1.5/(3+1)=1.78kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.038+0.35×1.5/(3+1))+3×1.5/(3+1)=1.29kN/m
计算简图如下：

1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[1.78×0.82/8，1.78×0.152/2]=0.14kN·m
σ=Mmax/W=0.14×106/5080=28.01N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI)，q'a14/(8EI)]=max[5×1.29×8004/(384×206000×121900)，1.29×1504/(8×206000×121900)]=0.275mm
νmax＝0.275mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.33mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.78×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=1kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.29×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.73kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1kN
q=1.2×0.038=0.046kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.73kN
q'=0.038kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：

弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.57×106/5080=112.94N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：

变形图(mm)
νmax＝2.649mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=3.46kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
扣件抗滑承载力验算：
横向水平杆：Rmax=1kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆：Rmax=3.46kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
18
脚手架钢管类型
Ф48×3.5
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.12
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆：NG1k=(gk+(lb+a1)×n/2×0.038/h)×H=(0.12+(0.8+0.15)×3/2×0.038/1.8)×18=2.71kN
单内立杆：NG1k=2.71kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(18/1.8+1)×1.5×(0.8+0.15)×0.35×1/1/2=2.74kN
单内立杆：NG2k1=2.74kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(18/1.8+1)×1.5×0.17×1/1=2.8kN
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×18=0.27kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.74+2.8+0.27=5.82kN
单内立杆：NG2k=NG2k1=2.74kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(0.8+0.15)×(1×3)/2=2.14kN
内立杆：NQ1k=2.14kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力：
单外立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.71+5.82)+ 0.9×1.4×2.14=12.92kN
单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.71+2.74)+ 0.9×1.4×2.14=9.23kN
七、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
18
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5080
立杆截面回转半径i(mm)
15.8
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
489
连墙件布置方式
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.8=170.89≤210
轴心受压构件的稳定系数计算：
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.12m
长细比λ=l0/i=3.12×103/15.8=197.37
查《规范》表A得，φ=0.186
满足要求！
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.71+5.82)+1.4×2.14=13.22kN
σ=N/(φA)=13222.89/(0.186×489)=145.38N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.71+5.82)+0.9×1.4×2.14=12.92kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.29×1.5×1.82/10=0.18kN·m
σ=N/(φA)+ Mw/W=12923.64/(0.186×489)+177803.62/5080=177.09N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
3
连墙件计算长度l0(mm)
600
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
15.8
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.35×2×1.8×2×1.5=5.35kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.97，查《规范》表A.0.6得，φ=0.9
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.35+3)×103/(0.9×489)=18.91N/mm2≤0.85 ×[f]=0.85 ×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=5.35+3=8.35kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求！

悬挑梁验算
一、基本参数
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1500
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
压环钢筋
压环钢筋直径d(mm)
20
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1150
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
100
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1500
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)
支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)
是否参与计算
1
上拉
1050
3000
1050
否

作用点号
各排立杆传至梁上荷载F(kN)
各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
1
13.22
300
1500
2
13.22
1100
1500
附图如下：

平面图

立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m
第1排：F1=F1/nz=13.22/1=13.22kN
第2排：F2=F2/nz=13.22/1=13.22kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=18.71×106/141000=132.72N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=26.73×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=31.59N/mm2
τmax=31.59N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=7.6mm≤[ν]=2×lx/250=2×1150/250=9.2mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-12.29kN,R2=39.39kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=18.71×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=126.4N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 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)得，φb=2.8
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.97。
σ = Mmax/(φbWx)=18.71×106/(0.97×141×103)=136.92N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
五、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
压环钢筋
压环钢筋直径d(mm)
20
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1500
梁/楼板混凝土强度等级
C30

压环钢筋1

压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力：N/2 =6.14kN
压环钢筋验算：
σ=N/(4A)=N/πd2=12.29×103/(3.14×202)=9.78N/mm2≤0.85×[f]=0.85×50=42.5N/mm2
注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求！

20