崇明新城规划展示馆脚手架施工方案.doc

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1编制依据
1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001，2002年版）
1.2《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
1.3《建筑施工手册》（缩印本第4版，2003.9）
1.4《简明施工计算手册》（1999.7）
1.5《实用建筑施工安全手册》（1999.7）

2工程概况
本工程为上海市崇明规划展示馆，位于崇明县新城中央核心区，西至老效河、东至江帆路、北至翠竹路、南至崇明大道，与在建工程证照服务中心相临；建筑面积12304平方米，主楼楼高4层，建筑总高度23.9米。
脚手架工程概况：
因幕墙施工需要现由上海崇明建设（集团）有限公司为上海迪蒙幕墙公司在施工过程中提供满樘脚手架。搭设部位如下：
（1）顶部23.8米处装饰钢板部位需搭设高度为10米左右，从三层面开始延圆弧一周向上搭设至屋顶留工作面。
（2）南立面2至7轴处玻璃幕墙、石材幕墙及铝板吊顶处，搭设高度为10米。
（3）E-F,F-E,C-D,D-C轴处需搭设脚手架，搭设高度为底层至屋顶并留一定的工作面。
上述部位详见附图。
3施工部署
3.1安全防护领导小组
安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件，是达到“杜绝死亡、重伤及消防、机械事故，年轻伤频率控制在5‰以内”安全生产目标的必然保障，也是保证我项目部安全文明工地的根本要求。为此项目经理部成立安全防护领导小组，其机构组成、人员编制及责任分工如下：
组长
　（项目经理）
负责协调工作
副组长
　（现场经理）
现场施工总指挥
　（技术负责人）
技术指导
　（安全组长）
现场安全总指挥
组员

3.2设计总体思路
因本工程满樘脚手架搭设高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
4构造要求及技术措施
4．1支架的构造要求：
a.高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆，本工程采用单立杆；
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；
c.当荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
4．2立杆步距的设计：
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；
b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m，本工程取1.5m。
4．3整体性构造层的设计：
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强，本工程采取与外围脚手架连成整体的思路。
b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；
d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。
4．4剪刀撑的设计：
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；
b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。
4．5顶部支撑点的设计：
a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；
b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。
4．6支撑架搭设的要求：
a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
5劳动力、材料及机具配备
5.1劳动力配备（见下表）
工种
人数
任务
架子工
40~50
负责架子搭设及拆除
测量放线工
2
负责脚手架垂直度控制
5.2材料配备（见下表）
名称
单位
数量
规格
普通钢管
T

Φ48×3.2㎜
脚手板
M3

厚5㎝，宽20~30㎝
直角扣件

旋转扣件

对接扣件

镀锌钢丝
KG

直径1.2㎜
钢丝绳

6×19、Φ15.5；6×19Φ20.0
卡具

GD21、GD22
花篮螺栓

M22
碗扣式钢管

Φ48×3.5㎜每隔0.6M设一套碗扣接头

5.3机具配备（见下表）
名称
单位
数量
备注
架子扳手
把
60
搭设和拆除架子用
力矩扳手
把
3
检查架子扣件拧紧力度是否达到要求
倒链葫芦
个
2
调整架子水平弯曲度
6.质量保证
6.1构配件允许偏差（见下图）
序号
项目
允许偏差△（㎜）
示意图
检查工具
1
普通钢管尺寸
外径Φ48壁厚3.5
-0.5
-0.5

游标卡尺
2
钢管两端面切斜偏差
1.70

塞尺、拐角尺
3
钢管外表面锈蚀深度
≦0.50

游标卡尺
4
钢管弯曲：各种杆件钢管的端部弯曲≦1.5m
≦5

钢板尺
立杆钢管弯曲3m≦L≦ 4m ；4m≦L≦6.5 m
≦12
≦20

水平杆、斜杆的钢管弯曲≦6.5m
≦30
6.2脚手架搭设的允许偏差和检验方法（见下图）
项次
项目
技术要求
允许偏差
△（㎜）
示意图
检查方法与工具
1
地基基础
表面
坚实平整

观察
排水
不积水
垫板
不晃动
底座
不滑动
不沉降
-10
2

最后验收垂直度20~80M

±100

用经纬仪或吊线和卷尺
搭设中检查偏差的高度（M）
H=2；H=10
H=20；H=30
H=40；H=48；

±7；±20
±40；±60；
±80；±96

3
间距
步距

±20
±50
±20

钢板尺
纵距
横距
4
纵向水平杆高差
一根杆的两端

±20

水平仪或水平尺
同跨内两根纵向水平杆的高差
±10

5
双排脚手架横向水平杆外伸长度
外伸500㎜
-50

钢板尺
6
扣件安装
主节点处各扣件中心点相互距离
a≦150㎜

钢板尺
同步立杆上两个相隔对节扣件的高差
a≧500㎜

钢卷尺

立杆上的对接扣件至主节点的距离
a≦h/3
纵向水平杆上的对接扣件至主节点的距离
a≦la/3

钢卷尺
扣件螺栓拧紧扭力矩
40~65N/m

扭力扳手
7
剪刀撑斜杆与地面的倾角
45°~60°

角尺
8
脚手板外伸长度
对接
a=130~150㎜;L≦300㎜

卷尺
搭接
a≧100㎜;L≧200㎜

6.3扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准（见下表）

项次
检查项目
安装扣件
数量（个）
抽检
数量（个）
允许的不合格
数量
1
连接立杆与纵（横）向水平杆或剪刀撑的扣件；
接长立杆、纵向水平杆或剪刀撑的扣件
5000～10000
50
5
2
连接横向水平杆与纵向水平杆的扣件
非主节点
5000～10000
50
10
7质量保证注意事项
7.1脚手架必须经过安全员验收合格后方可使用，作业人员必须认真戴好安全帽、系好安全带。
7.2操作架子上严禁集中堆放不必要的施工材料或重大荷载。
7.4在架子的使用过程中，要做好日常的维护、保养工作，派专门人员定期检查钢管、扣件、脚手板及安全网的使用情况，遇有问题及时解决。
8安全施工措施
8.1材质及其使用的安全技术措施
8.2扣件的紧固程度宜在40~50N/M，并不大于65N/M，对接扣件的抗拉承载力为3KN。扣件上的螺栓保持适当的拧紧程度，对接扣件安装时其开口应向内，以防进雨，直角扣件安装时开口不得向下，以保证安全。
8.3各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100㎜。
8.4钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用，禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。
8.5严禁将外径48㎜与51㎜的钢管混合使用。
9文明施工要求
根据脚手架施工的特殊性，结合公司职业健康安全管理手册、程序文件，要求施工时做到：
9.1进入施工现场的人员必须戴好安全帽，高空作业系好安全带，穿好防滑鞋等。
9.2进入施工现场的人员要爱护场内的各种绿化设施和标识牌，不得践踏草坪、损坏花草树木、随意拆除和移动标识牌。
9.3严禁酗酒人员上架作业，施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹。
9.4脚手架搭设人员必须是经考试合格的专业架子工，上岗人员定期体检，体检合格者方可发上岗证。凡有高血压、贫血病的、心脏病及其他不适宜高空作业者，一律不得上脚手架。
9.5上架子作业人员上下均应走人行梯道，不准攀登架子。
9.6脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改，如需要作局部拆改时，须经过技术部门同意后由架子工操作。
9.7拆除架子而使用电焊气割时，派专职人员做好防火工作，配备料斗，防止火星和切割溅落。
9.8脚手板使用时间较长，因此在使用过程中需要进行检查，发现地基下沉、杆件变形严重、防护不全、拉结松动等问题要及时解决。
9.9使用的工具要放在工具袋内，防止掉落伤人，登高要穿防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。

10安全计算
一、参数信息:
1.基本参数
立柱横向间距或排距la(m):1.50，脚手架步距h(m)：1.50；
立杆纵向间距lb(m):1.50，脚手架搭设高度H(m)：20.00；
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10，平台底钢管间距离(mm)：300.00；
钢管类型(mm):Φ48×3.5，扣件连接方式：双扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；
2.荷载参数
材料堆放最大荷载(kN/m2):1.000；
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；

二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为
截面抵抗矩 W = 5.08 cm3；
截面惯性矩 I = 12.19cm4；

纵向钢管计算简图
1.荷载的计算：
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：
q11 = 0.010 + 0.100×0.300 = 0.040 kN/m；
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 1.000×0.300 = 0.300 kN/m；
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：
p1 = 1.000×0.300 = 0.300 kN/m
2.强度验算:
依照《规范》5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；
最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

均布恒载：q1 = 1.2 × q11+ 1.2 × q12 = 1.2×0.040+ 1.2×0.300 = 0.408 kN/m；
均布活载：q2 = 1.4×0.300 = 0.420 kN/m；
最大弯距 Mmax = 0.1×0.408×1.5002 + 0.117 ×0.420×1.5002 = 0.202 kN.m ；
最大支座力 N = 1.1×0.408×1.500 + 1.2×0.420×1.500 = 1.429 kN；
最大应力 σ = Mmax / W = 0.202×106 / (5080.0) = 39.836 N/mm2；
纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2；
纵向钢管的计算应力 39.836 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205.000 N/mm2，满足要求！
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；
计算公式如下:

均布恒载:
q = q11 + q12 = 0.340 kN/m；
均布活载：
p = 0.300 kN/m；
V = (0.677 ×0.340+0.990×0.300)×1500.04/(100×2.060×105×121900.0)=1.063 mm；
纵向钢管的最大挠度为 1.063 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 1500.000/150与10 mm，满足要求！
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P =1.429 kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(kN.m)

支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 1.029 kN.m ；
最大变形 Vmax = 6.437 mm ；
最大支座力 Qmax = 7.832 kN ；
最大应力 σ= 202.581 N/mm2 ；

横向钢管的计算应力 202.581 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2，满足要求！
支撑钢管的最大挠度为 6.437 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 1500.000/150与10 mm，满足要求！
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
R ≤Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN；
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 7.832 kN；
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.139×20.000 = 2.788 kN；
(2)脚手板自重(kN)：
NG3 = 0.100×1.500×1.500 = 0.225 kN；
(3)堆放荷载(kN)：
NG4 = 1.000×1.500×1.500 = 2.250 kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.278 kN；
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1.000×1.500×1.500 = 2.250 kN；
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×5.278+ 1.4×2.250 = 9.484 kN；
六、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 9.484 kN；
φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；
σ ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；
[f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.00 N/mm2；
L0 ---- 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1μh (1)
l0 = h+2a (2)
k1---- 计算长度附加系数，取值为1.167；
μ ---- 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；μ= 1.790；
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.300 m；
公式(1)的计算结果：
立杆计算长度 L0 = k1μh = 1.167×1.790×1.500 = 3.133 m；
L0/i = 3133.395 / 15.800 = 198.000 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.184 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =9483.600 /( 0.184×489.000 )= 105.401 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 105.401 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2，满足要求！
公式(2)的计算结果：
L0/i = 2100.000 / 15.800 = 133.000 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.381 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =9483.600 /( 0.381×489.000 )= 50.903 N/mm2；

钢管立杆稳定性验算 σ = 50.903 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 -- 计算长度附加系数，按照表2取值1.043 ；
公式(3)的计算结果：
L0/i = 2556.080 / 15.800 = 162.000 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.268 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =9483.600 /( 0.268×489.000 )= 72.365 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 72.365 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2，满足要求！
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则容易存在安全隐患。

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