外墙钢管式脚手架方案.doc

南昌保利国际高尔夫花园B01/B02地块工程
一、工程概况
南昌保利国际高尔夫花园B01B02地块3＃～6＃楼工程位于庐山南大道1999号铭雅欧洲城内，由4栋小高层塔楼组成，总建筑面积约24616.10m2。设联体地下室一层（有人防及非人防部分）其人防部分分为2个防护单元，第一单元1920㎡、第二单元1923㎡。地下室非人防部分及6＃楼另行施工队施工（建筑面积为7115.32㎡）。
本工程3#4#楼为16层、5#楼为14层框剪结构的建筑物，建筑总面积每个单体分别为5228㎡及5677㎡。各单体设有一个楼梯，二个电梯。地下室层平时为车库，战时为人防地下室，人防地下室底板面标高为-5.45m，顶板为-2.05m，建筑面积3843㎡。
南昌保利国际高尔夫花园由南昌铭雅欧洲城实业有限公司开发建设的大型小区小高层住宅建筑。工程位于南昌铭雅欧州城内，由广州富利建筑安装工程有限公司南昌分公司承建，由江西恒实建设监理咨询有限公司监理。
本B01B02地块3#4#5#楼工程两幢总建筑面积约15836 m2，±0.000设计标高相当于绝对标高25.1m。本工程原地面标高约22.00米，拟建两栋建筑均为高档住宅楼，采用预应力混凝土管桩独立承台基础，承台埋深-5.75m，设一层地下室，共18层，层高为2.9m，共54.05m, 结构形式为框支剪力墙。抗震烈度六度。
根据工程实际情况，本工程采用扣件式钢管脚手架。甲方要求在二楼面开始悬挑脚手架，以便于施工现场的合理布置。
二、 材料要求
钢管：质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。其外径不小于48mm，壁厚不小于3.5mm。有严重弯曲、锈蚀、压扁、裂缝或打孔的钢管严禁使用。
扣件：采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定。扣件要有出厂合格证，有脆裂、变形、滑丝的扣件严禁使用。
钢管、扣件表面作防锈处理，旧钢管必须先进行除锈，扣件螺栓、旋转处涂刷机油，保证扣件的活动部分能灵活转动。必要时需检验合格方可使用。
三、脚手架工程
（一） 施工准备
搭设脚手架前，应做好以下准备：
1、单位工程项目工程师应按施工方案中有关脚手架的要求，逐级向架子工和有关人员进行技术交底。
2、按构配件质量验收标准及验收方法，对钢管、扣件、钢笆片、脚手板、安全网等进行检查验收，不合格的构配件不得使用，经检查合格的构配件应按品种、规格分类堆放整齐、平稳，且堆放场地不得有积水。
3、在搭设部位将上部建筑物外围阳台、凸台等外挑构件位置实地放出位置大样，以便外脚手架以此为依据进行排放、搭设。
（二） 外脚手架的总体方案：
1、 外脚手架的总体搭设方案：

二、外脚手架搭设方法
外脚手架搭设高度将达到100米，脚手架全部采用φ48钢管搭设，架体搭设最大高度不超过15米在结构层上进行卸负荷一次。外侧悬挂绿色密目安全网。每层搭设2个上料平台，布置在东侧为宜。
①、架构尺寸设计
立杆纵距0.9米，工作层间距1.8米。横杆间距0.9米，内排立杆距墙0.2米。
②、连墙点的设置
采用“软拉硬撑”方式：每二层预埋φ16钢筋与结构连接，作为拉结排架的安全作用。
③、整体性拉杆件的设置
沿脚手架两端和转角处起设置剪刀撑。每7~9根立杆设一道，且每片架子不少于三道，剪刀撑沿架高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，每隔10~15m高加设一组剪刀撑，剪刀撑的斜杆与水平面的交角必须控制在45~60度之间，剪刀撑的斜杆两端作旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧处，在其蹭应增加2~4个扣结点。在脚手架立杆底端之上100~300mm处一律遍设纵向扫地杆，并与立杆连接牢固。

本工程的一期工程共计8栋，各栋脚手架的搭设均按照各楼的具体情况进行搭设。各楼层层高详见上表。
根据工程实际情况和现场施工需要考虑按如下搭设方案：各栋在非标准层采用落地式钢管脚手架，施工至标准层后采用悬挑式钢管脚手架。根据层高的不同，拟分段悬挑的层次如下：
1、5、6栋从一层开始使用落地式脚手架，施工至6层楼面（施工至转换层后，部分脚手架站立到转换层楼面）后采用悬挑式钢管脚手架，钢管脚手架每8层重新悬挑一次，直至施工完毕。
2、7、8栋从一层开始使用落地式脚手架，转换层施工后改用悬挑式脚手架。脚手架每8层悬挑一次，直至施工完毕。
3、9、10栋从一层开始使用落地式脚手架，转换层施工后改用悬挑式脚手架。脚手架每5层悬挑一次，直至施工完毕。
4、11、12栋从一层开始使用落地式脚手架，转换层施工后改用悬挑式脚手架。脚手架每8层悬挑一次，直至施工完毕。
为保证悬挑架体的安全可靠，考虑在每段悬挑架体的中部增加一道钢丝绳悬拉体系，从而达到卸荷的作用，以减少工字钢上荷载的直接作用。其
2、搭设顺序：
沿大横杆方向通长铺设4000×250×50mm脚手板——摆放纵横向扫地杆——逐根树立立杆，随即与扫地杆扣紧——装扫地小横杆并与立杆或扫地杆扣紧——安第一步大横杆（与各立杆扣紧）——安第一步小横杆——第二步大横杆——加设临时斜支撑（上端与第二步大横杆扣紧，在装设两道连墙杆后可拆除）——第三、四步大横杆和小横杆——设置连墙杆连接主杆——加设剪刀撑——铺钢笆——铺挡脚板——张密目安全网。
3、脚手架的几何尺寸及构造要求
立杆：脚手架立杆纵距1.5m，横距为1.0m，里排立杆离墙壁不超过30cm，相邻立杆接头错开，采用对接扣件连接。相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离大于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。开始搭设立杆时，应根据实际情况确定是否设置抛撑。
大横杆：步距为1.8m，架子外侧两步之间搭设不低于1.2m防护栏杆，钢管接头错开，用对接扣件连接，大横杆与立杆用十字扣件连接。
小横杆：间距1.5m，每一主点处设置一根横向水平杆，两头搁于大横杆下，伸出立杆外至少100mm，小横杆与大横杆、立杆用十字扣件连接。
钢笆：架体上满铺钢笆，钢笆外形尺寸为1000×500mm，Φ6@50，钢笆点焊必须牢靠，外涂防锈油漆。钢笆应铺满、铺设平稳，用扎丝与钢管扣牢。沿每步架设封闭挡脚板，高180mm，可用钢笆片或旧夹板做挡脚板绑于架体上，当使用旧夹板做挡脚板时，用红白油漆做好分色处理。
连墙件：为保证脚手架整体稳定性，防止内倾外倒，按两步三跨设置刚性连墙件。上一层的拉锚与下一层的应错开设置（菱形布置），连墙件应靠近节点，并从底第一步大横杆处开始设置。连墙杆宜靠近主节点设置，距主节点不应大于300mm。连墙件连接方式：有框架柱处，与框架柱连接；楼面处，连墙杆用短钢管一端打眼与楼面预埋钢筋ф25连接；剪力墙处，剪力墙上预埋100*100的铁板与附墙杆焊接形成刚性连接。
剪刀撑：在脚手架的长度和高度方向，在外侧立面由底至顶连续设置剪刀撑，剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不大于150mm，剪刀撑斜杆的接头可以采用对接扣件连接或采用搭接。当采用搭接时，搭接长度不小于1m，并应等距离设置三个旋转扣件固定。边扣件距离端部不小于100mm。每道剪刀撑宽度不应小于4跨（6m），斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间。剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。
安全防护：架体与主体结构的间距超过300mm时，每层须满铺钢笆，防止物体坠落，铺设时不得有超过50mm的间隙，同时严禁留有探头长度大于150mm的探头板。
脚手架始终高于施工作业层1.8m，中间加一道防护栏杆（1.2m高），施工作业层为两道防护栏杆，栏杆应设置在外排立杆的里侧。每步脚手架在外侧立杆内侧放200mm高的挡脚板。脚手架外侧安全网应满挂，用铁丝绑扎牢固，四周应交圈。
所有进入现场的通道上方均必须用钢管搭设防护棚，顶面必须满铺脚手板或木板，满张安全网。沿脚手架外侧设避雷接地，间距为50m，接地电阻不大于10Ω。
4、悬挑外架施工
4.1 材料选用：-10钢板、I12.6工字钢、φ20吊环、φ20螺杆、φ19.5钢丝绳、φ48×3.5钢管及直角、旋转、对接扣件。
4.2 制作方法：工字钢下料长度：普通型1.6m，转角型2.3m。将工字钢与200×300×10mm钢板套割满焊，并在钢板上割两个φ22椭圆孔，椭圆孔一个横向一个竖向，以便于定位时调节。在工字钢上口100mm及1100mm处各焊接100mm长φ25钢筋，以防立杆滑移。
4.3 搭设工艺：预排悬挑水平杆位置——梁或墙内预埋螺栓孔——螺栓固定水平工字钢——工字钢上布置立杆——设置立杆扫地杆——搭设大横杆——搭设小横杆——搭设外侧纵向拉杆——铺设填心横杆——铺钢笆、挡脚板——挂密目式安全网——设连墙件——设剪刀撑——反拉钢丝绳——与下一层原有脚手架脱开。
4.4 构造要求：与落地式双排脚手架相同。
4.5 悬挑装置设计
4.5.1 设计说明：本设计参考了《钢结构设计手册》、《建筑施工脚手架使用手册》、《高层建筑施工手册》等相关资料。有关取值：立杆跨距1.5m，排距1.0m，步距1.8m，内立杆离墙间距0.5m（建筑物每层周边挑板边），脚手架高度25.9m，施工荷载按上下三层同时作业取2KN/m2×3。
4.5.2 受力计算：
4.5.2.1 构件自重荷载：
内、外立杆 25.9×38.4×2＝1989 N
大横杆 1.5×2×15×38.4＝1728 N
小横杆 1.5×15×38.4＝864 N
填心钢管 2×1.5×15×38.4＝1728 N
钢笆片 1.5/0.5×15×22＝990 N
密目式安全网 1.5×25.9×5＝195 N
脚手架内挡防护板 0.4×1000×0.5×1.5×4＝1200 N
挡脚钢筋笆 17×15＝255 N
剪刀撑 1.5/cos45×2×25.9/9×38.4＝398 N
栏杆 1.5×15×38.4＝864 N
扣件 13.5×(5＋0.5)×15＋18.5×25.9/3.5×2＝1388 N
连墙件 38.4×0.5×25.9＝498 N
4.5.2.2 恒载：恒载是指脚手架的结构自重，它包括组成脚手结构的主要构件，包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、支撑杆件及扣件自重。
A、内立杆恒载：内立杆＋一半大横杆＋一半小横杆＋一半扣件
＋连墙件的自重
标准值：G’内＝1/2×1989＋1/2×1728＋1/2×864＋1/2×1388＋498＝3482.5 N
设计值：G内＝1.2×G’内＝4179 N
B、外立杆恒载：外立杆＋一半大横杆＋一半小横杆＋一半扣件
＋剪刀撑的自重
标准值：G’外＝1/2×1989＋1/2×1728＋1/2×864＋1/2×1388＋398＝3382.5 N
设计值：G外＝1.2×G’外＝4059 N
4.5.2.3 可变荷载：包括脚手架的附件、施工荷载及风荷载。
A、施工荷载（按上下三步同时作用的装修荷载取值）：

q施外＝2000×1.5×3×0.5×1－2000×1.5×3×0.5×0.25
＝3375 N
q施内＝2000×1.5×3×0.5×1/2×1.5＝10125 N
复核：q施外＋ q施外＝10125＋3375
＝13500N
＝2000×1.5×3×1.5
＝13500N 验算正确。
B、风荷载：考虑到风荷载为水平荷载，主要由水平连墙件承担，故不作计算。
C、立杆竖向可变荷载：
a、内立杆竖向可变荷载：一半填心钢管自重＋一半钢筋网片自重
＋脚手内挡板防护自重＋q施内
标准值：Q’内＝1/2×1728＋1/2×990＋1200＋10125＝12684 N
设计值：Q内＝1.4×Q’内＝17757.6 N
b、外立杆竖向可变荷载：一半填心钢管自重＋一半钢筋网片自重
＋密目式安全网自重+挡脚钢管自重
＋栏杆自重＋q施外
标准值：Q’外＝1/2×1728＋1/2×990＋195＋255＋864＋3375＝6048 N
设计值：Q外＝1.4×Q’外＝8467.2 N
4.5.2.4 普通型杆件内力计算：
A、内力简图：

B、内力分析：

FAC与横梁AB的夹角随楼层高度H 的变化而变化，本计算反拉吊环高度Hmax＝4.2m，Hmin＝2.6m。
a、当Hmax＝4.2m时，α＝arctg（4.2/1.5）＝70.3°
ΣMB＝0 FAC＝(P外×1.5＋P内×0.5)/(1.5×sinα)
P外＝G外＋Q外＝4059＋8467.2＝12526.2≈12.5 KN
P内＝G内＋Q内＝4179＋17757.6＝21936.6≈21.9 KN
FAC＝21.03 KN
ΣF水＝0 FB水＝FAC×cos70.3°＝7.09 KN
ΣF竖＝0 FB竖＝P外＋P内－FAC×sinα°＝14.6 KN
b、当Hmin＝2.6m时，α＝arctg（2.6/1.5）＝60°
ΣMB＝0 FAC＝(P外×1.5＋P内×0.5)/(1.5×sinα)
＝22.86 KN
ΣF水＝0 FB水＝FAC×cosα＝22.86×cos60°＝11.43KN
ΣF竖＝0 FB竖＝P外＋P内－FAC×sinα＝14.6 KN
因系统在今后的使用过程中，楼层高度变化不一，所以选内力最大的进行计算，即FAC＝22.86 KN，FB水＝11.43 KN，FB竖＝14.6 KN。
4.5.2.5 普通型杆件构件验算：
A、钢梁AB的验算：

钢梁为一压弯构件，钢梁自重忽略不计
Mmax＝P内×1×0.5/1.5＝7.3 KN·m。
N＝FB水＝11.43 KN V ＝FB竖＝14.6 KN
拟选I12.6 Wx＝77.4cm3 Ix＝77.4cm4 S＝44.4cm3
tw＝5mm An＝18.10cm2
a、正截面强度验算：
N/An＋M/（γxWx）
＝11.43×103/（18.10×102）＋7.6×106/（1.05×77.4×103）
＝99.8N/mm2
＜f＝215N/mm2
b、整体稳定验算：
弯距作用平面内N/（ψxA）＋βmxMlx/［γxWlx（1－0.8N/NEX）］≤f
因为Ix＝77.4cm4 ix＝（Ix/A）1/2＝5.19cm E＝2.06×105
长细比λx＝lox/ ix＝130/5.19＝25 查表得ψx＝0.953
NEX＝π2EA/λx2＝5882000 N＝5882 KN
βmx＝1－0.2×N/NEX＝1
所以 N/（ψxA）＋βmxMlx/［γxWlx（1－0.8N/NEX）］
＝101 N/mm2≤f＝215N/mm2 安全。
弯距作用平面外（对Y-Y轴）
Ix＝46.9cm4 iy＝（Iy/A）1/2＝1.61cm
长细比λy＝loy/ iy＝130/1.61＝80.7 查表得ψy＝0.683
ψb＝1.07－λy2/44000×fy/235
＝1.07－80.72/44000×235/235
＝0.92
等效弯距系数βtx＝1.0
N/（ψyA）＋βtxMx/ψbWlx
＝11.43×103/（0.638×1810）＋1.0×7.6×106/（0.92×77.4×103）＝116.6 N/mm2≤f＝215N/mm2 安全。
c、局部稳定验算：
腹板 σmax＝N/A＋M/W
＝11.43×103/1810＋7.5×106/77.4×103
＝103.2 N/mm2
σmax＝N/A－M/W
＝90.6 N/mm2
σ0＝（σmax－σmin）/σmax＝1.86＞1.6 σ0＜2
h0/tw＝（126－2×8.4）/5
＝21.84
＜（48×1.87＋0.5×25－26.2）×（235/235）1/2
＝74.14
翼缘 b/t＝（37/8.4）1/2＝4.4＜15×（235/fy）1/2＝15
安全。
B、吊索AC验算：
a、因选用钢丝绳的安全系数为6
选用钢丝绳6×φ19≥15.5 破断拉力Nmax＝152 KN
K＝152/25.2＝6.03＞6
b、花篮螺母的选用：
选用钢丝绳d＝22 抗拉力Nmax＝4.09 t≈40.9 KN
K＝40.9/25.2＝1.62
符合要求。
3.5.2.6 普通型杆件节点验算：
A、吊索连墙件验算
α＝ 70.3°时FAC＝21.03 KN，则FC竖＝τc＝FAC sinα＝19.8 KN
FC水＝N c＝FAC cosα＝7.09 KN
α＝ 60°时FAC＝22.86 KN，则FC竖＝τc＝FACsinα＝19.8 KN
FC水＝N c＝FACcosα＝11.43 KN
取两者中数值较大的计算τc＝19.8 KN N c＝11.43 KN
焊缝验算：取吊环φ＝16mm，焊缝高度he＝8mm，lw＝5cm
σf＝NC/(0.7he∑lw)
＝11.43×103/［0.7×8×4×(5－1) ×10］
＝12.75 N/mm2＜1.22×160＝195 N/mm2
τf＝τc/(0.7he∑lw)
＝19.8×103/［0.7×8×4×(5－1) ×10］
＝22.1 N/mm2＜160 N/mm2
［(σf/βf)2＋τf2］1/2＝24.45 N/mm2 ＜160 N/mm2 安全。
验算吊环：φ＝20mm，A＝314mm2
σ＝N拉/(2A)＝22.86×103/(2×314)
＝36.4 N/mm2＜［f］＝215 N/mm2
选φ16，τ＝22860/314＝72.8 N/mm2＜125 N/mm2
安全。
连墙螺栓验算：取螺栓直径φ＝20mm，A＝314mm2
σ＝Nc/A＝11.43×103/314＝36.4 N/mm2
τ＝τC/A＝19.8×103/314＝63.06 N/mm2
主应力校核σxd4＝(σ2＋3τ2)1/2＝115.13 N/mm2
＜［f］＝215 N/mm2 安全。
B、连墙件的验算：
焊缝验算：取he＝5mm满焊，则∑lw＝394mm
σf＝NC/(0.7he∑lw)
＝11.43×103/(0.7×5×394)
＝8.29 N/mm2＜1.22×160＝195 N/mm2
τf＝FB竖/(0.7he∑lw)
＝14.6×103/(0.7×5×394)
＝10.585 N/mm2＜160 N/mm2
［(σf/βf)2＋τf2］1/2＝12.58 N/mm2 ＜160 N/mm2 安全。
螺栓验算：选φ＝20mm，A＝314mm2
τ＝FB竖/(2A)＝14.6×103/(2×314)
＝23.24 N/mm2＜［f］＝125 N/mm2
安全。
4.5.2.7 转角型杆件内力计算
A、内力简图：

B、内力分析：

FAC与横梁AB的夹角α随楼层高度H的变化而变化，本计算反拉吊环高度Hmax＝4.2m，Hmin＝2.6m。
当Hmax＝4.2m时，α＝arctg (4.2/2.15) ＝62.9°
∑MB＝0 FAC＝P外×2.15/(2.15×sinα)
P外＝G外＋Q外≈12.5 KN
FAC＝14.04 KN
∑F水＝0 FB水＝FAC×cos62.9°＝6.4 KN
当Hmin＝2.6m时，α＝arctg (2.6/2.15) ＝50.41°
∑MB＝0 FAC×2.15×sinα－P外×2.15＝0
FAC＝16.22 KN
∑F水＝0 FB水－FAC×cosα＝0
FB水＝FAC×cosα＝16.22×cos50.41°＝10.34 KN
因系统在今后的使用过程中，楼层高度变化不一，所以选用内力最大的进行计算，即FAC＝16.22 KN，FB水＝10.34 KN。
根据上述内力分析，转角型杆件所有内力均小于普通型杆件，所以转角型杆件无须验算。
5、交底与验收
脚手架搭设前，施工负责人必须组织作业人员进行技术交底。搭设后组织有关人员按照施工方案要求进行，分部分段检查并书面验收，确认符合要求方可投入使用。
6、脚手架拆除
6.1 拆除前必须完成以下准备工作：
A、全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。
B、应对脚手架上遗留的各种材料及杂物进行全面清除。
C、应清除地面障碍物。
D、拆除时应进行安全技术交底。
6.2 拆除应符合下列要求：
A、严格遵守拆除顺序，由上而下，后搭者先拆，先搭者后拆，
一般是先拆栏杆、钢笆、剪刀撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等，严禁上下同时作业。
B、统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时应先告知对方，以防坠落。
C、所有连墙件应随脚手架逐层拆除，不允许将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架，分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。
D、当脚手架拆至下部最后一根钢管高度时（6m），应根据情况先在适当位置搭设临时抛撑加固，后拆连墙件。
E、当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应根据情况设置连墙件和横向支撑加固。
F、材料工具要用滑轮和绳索运送，不得乱扔。
6.3 卸料应符合以下要求：
A、各构件必须及时分段集中运至地面，严禁抛扔。
B、运至地面的构配件应及时检查整修与保养，按品种、规格随码堆放，置于干燥通风处，防止锈蚀。
四、质量要求
4.1 立杆的垂直距离允许偏差架高40m以下不大于±75mm。
4.2 大横杆同一排水平偏差不大于该脚手架的总长度的1/300，且不大于5cm，且各接头中心距立杆的距离应小于1/3跨度。
4.3 底座沉降小于10mm，纵距偏差±50mm，横距偏差±20mm，步距偏差±20mm。
五、安全技术措施及注意事项
5.1 脚手架搭设人员必须是经过考核的专业架子工，并持证上岗。
5.2 脚手架操作人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋等。
5.3 脚手架的构配件必须合格。
5.4脚手架搭设应分阶段进行检查，发现问题及时纠正。
5.5 操作层上的荷载不得超载，不得将模板支架、缆风绳、泵送砼及砂浆的输送管等固定在脚手架上，严禁任意悬挂起重设备，不得在脚手架上附装机械设备拉缆风绳等。在悬挑脚手架上不准存放大量材料，施工人员作业时，尽量分散脚手架荷载。
5.6 六级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业，雨、雾后操作应有防滑措施。
5.7 在脚手架使用期间，严禁任意拆除下列杆件：
A、主节点处纵横向水平杆，纵横扫地杆；
B、连墙杆；
C、支撑；
D、栏杆。
5.8 临近道路搭设的脚手架外侧应有防护措施以防坠物伤人。
5.9 在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防护措施和专人看守。
5.10 应根据实际情况设置脚手架的接地及避雷装置。
5.11 拆除时，地面应设围栏警戒标志，并派专人看守，严禁一切非操作人员入内。
6、上下通行通道的设置
随着脚手架的升高，同步搭设斜道作为上人通道，斜道宽度为1m，坡度1:3，斜道为之字形，拐弯处设置1.2m宽的休息平台，斜道两侧，端部及平台外围设置两道护栏及高度为200mm高的挡脚板，斜道满铺1000×500的钢笆，并用扎丝将钢笆与钢管扣牢。
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