工程外脚手架方案.doc

专 项 施 工 方 案
外
脚
手
架
施
工

施工单位：建筑工程公司
编 制：
审 核：
审 定：
日 期：

外脚手架方案
XX.XX工程位于。
本工程由成都XX投资发展有限公司开发，安全及文明施工由成都市安监站监督。
本工程属商住楼，框架—剪力墙结构，总建筑面积为59901.54m2。地下室二层，单层建筑面积5720.1m2，地上二十六层，底层建筑面积2810.26 m2。基础形式为筏板基础，基底标高为－10.40m。主楼由正负零起由伸缩缝分隔成A、B、C三段，建筑平面成“U”字型。其中A段建筑总高79.80m，标准层层高2.850m；裙房二层，层高分别为5.100m和4.800m，顶标高为11.400m；局部18层，顶标高为56.000m；局部20层，顶标高为61.200m。其中B、C段除底层架空层4.200m外，其余为标准层，层高均为2.850m，建筑总高54.150m。
第一节、编制依据
1、JGJ130—2001、J84—2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（以下简称规范）。
2、XX.XX商住楼工程施工图。
3、本工程施工组织设计方案和建筑物结构特点对防护方案的要求。
第二节、脚手架方案
一、材料要求：
1、钢管：选用外径φ48mm壁厚3.5ｍｍ的钢管，钢管及扣件的材质应符合规范要求；用于立杆、大横杆和斜杆的钢管长度以4～6.5m为好，用于小横杆的钢管长度以2.1～2.3m为宜，以便适应脚手架的宽度变化。
2、扣件用材
扣件不应有裂纹、气孔；也不应有疏松、砂眼或其影响使用性能的铸造缺陷。扣件与钢管的贴合面要接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离要不小于5mm扣件的活动部位应使用其转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要不小于1mm。
３、脚手板选用木脚手板，厚度不小于５０ｍｍ，宽度不小于200mm。
４、安全网：选用不小于2000目/100mm2的密目安全网，其它技术参数应符合质量要求。
二、搭设方案：
本工程地下室及A段裙搂，B、C段底楼采用单立杆双排扣件式钢管脚手架作为防护和装饰施工操作脚手架。A段主楼局部采用从屋面搭设单立杆双排扣件式钢管脚手架，作为结构施工的防护和装饰施工的操作脚手架，其余部位均采用工字钢悬挑外架，其挑出部位分别从第三层、第九层、第十五层、第二十一层共挑出四次，每次悬挑六层外架。B、C段从第二层、第八层、第十四层共挑出三次，每次悬挑六层外架。悬挑脚手架采用14号工字钢，在楼板上设锚环，出挑工字钢上搭设双排扣件式钢管脚手架。
（一）架子基础
回填土应分层夯实，分层厚度不大于250mm，回填所用土料应符合设计要求。搭架前，在搭架范围内铺设200mm厚连砂面并夯实，然后按架子立杆间距铺放通长木架板。
外架座落在地下室顶板及屋面上的，应按架子立杆间距铺放通长木架板。
（二）架子构造
该工程双排外架按如下构造搭设：
1、架子立杆纵向间距1.5m，内、外立杆横向距离1.05m，内立杆距外墙面距离150mm。
2、步高：均按1.8m步高搭设。
3、小横杆：设在大横杆上，在立杆间增加一横向水平杆，横向水平杆间距为la/2=0.9m。
4、连墙杆：按二步三跨设置，与建筑物主体结构连接。
5、扫地杆：距地面（200～300mm）处连续设置。
6、剪刀撑；剪刀撑应随外架的搭设而同时搭设，剪刀撑与地面的夹角一般为45°～60°，剪刀撑竖向应连续设置不得中断,外架高度小于24m的脚手架，其水平方向间距≤15m，高度超过24m的脚手架，其剪刀撑必须满设。
7、脚手板：脚手板采用50mm厚木架板，脚手板在架上应满铺，且应与小横杆固定。
8、安全网：为便于安全防护，在二层楼面处设水平安全网，网内口边离墙不得大于15cm。网与网之间搭接牢固。转角必须搭牢、绑紧。在建筑物四周外架外侧用密目尼龙安全网封闭。
9、安全通道：在工地大门口、楼梯口搭设安全通道，通道架上面满铺竹架板、竹胶板（见下图）。
10、在每次悬挑架的底部都进行水平硬防护，且遮盖严密；在外挑架内水平安全网隔层设置。
11、脚手架外侧每步设护身栏杆，在出挑底部的外侧挂200mm宽竹胶巴，外刷黄黑相间的油漆。

第三节、悬挑脚手架可靠性计算
双排外落地架为常规搭设，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）的规定，不需进行计算，下面主要进行悬挑脚手架的可靠性计算。
本工程悬挑双排脚手架，工字钢承受每段脚手架高度为18m的荷载，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米， 施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设2层。悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度1.00米，工字钢总长采用3米。
一、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m
活荷载标准值 Q=2.000×1.500/3=1.000kN/m
荷载的计算值 q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.000=1.656kN/m

小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:

M=1.656×1.0502/8=0.228kN.m
=0.228×106/5080.0=44.927N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.175+1.000=1.213kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×1.213×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=0.765mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!
二、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.038×1.050=0.040kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN
活荷载标准值 Q=2.000×1.050×1.500/3=1.050kN
荷载的计算值 P=(1.2×0.040+1.2×0.184+1.4×1.050)/2=0.869kN

大横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=0.08×(1.2×0.038)×1.5002+0.267×0.869×1.500=0.357kN.m
=0.357×106/5080.0=70.178N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

12
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横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN
活荷载标准值 Q=2.000×1.050×1.500/2=1.575kN
荷载的计算值 R=1.2×0.058+1.2×0.276+1.4×1.575=2.605kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65Nm时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
四、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248
NG1 = 0.125×18.000=2.246kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35
NG2 = 0.350×2×1.500×(1.050+0.150)/2=0.630kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准值为0.14
NG3 = 0.140×1.500×2/2=0.210kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×18.000=0.135kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.221kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 2.000×2×1.500×1.050/2=3.150kN
风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.300
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 1.670
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.560
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.300×1.670×1.560 = 0.547kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载基本风压标准值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
h —— 立杆的步距 (m)。
五、立杆的稳定性计算:
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=8.28kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；
A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 91.10
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=7.61kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50
A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；
MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.316kN.m；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 146.10
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
六、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.547kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000
经计算得到 Nlw = 12.408kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 17.408kN
连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=15.00/158的结果查表得到=0.98；
A = 4.89cm2；[f] = 205.00N/mm2。
经过计算得到 Nf = 97.839kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 17.408kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!

连墙件扣件连接示意图
七、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。
本工程算例中，m = 1300mm，l = 1000mm，ml = 150mm，m2 = 1200mm；
水平支撑梁的截面惯性矩I = 712.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 102.00cm3。
受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2×3.22+1.4×3.15=8.28kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×21.50×0.0001×7.85×10=0.20kN/m
k=1.30/1.00=1.30
kl=0.15/100=0.15
k2=1.20/1.00=1.20
代入公式，经过计算得到
支座反力 RA=28.259kN
支座反力 RB=-11.242kN
最大弯矩 MA=11.343kN.m
抗弯计算强度 f=11.343×106/(1.05×102000.0)=105.913N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=3.22+3.15=6.37kN
水平钢梁自重计算荷载 q=21.50×0.0001×7.85×10=0.17kN/m
最大挠度 Vmax=4.702mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2600.0mm
水平支撑梁的最大挠度小于2600.0/400,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

其中 b —— 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)附录B得到：
b =1.72
由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.892
经过计算得到强度 =11.34×106/(0.892×102000.00)=124.68N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
九、锚固段与楼板连接的计算:
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.242kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f] = 50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[11242×4/(3.1416×50×2)]1/2=12mm
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。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：
锚固深度计算公式

其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 11.24kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；
h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于11242.04/(3.1416×20×1.5)=119.3mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 11.24kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；
fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；
经过计算得到公式右边等于131.6kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
第四节、防护脚手架搭设要求
1、防护架搭设平面布置方案
1.1、防护脚手架高从二层结构平面或七层结构平面起开始搭设，工字钢间距为1500mm。
1.2、在靠近高压电杆处的防护架应从二层起至顶层在密目网内侧满挂竹胶板进行防护。
1.3、双排防护架横向立杆间距1.05m、纵向立杆纵距1.5m、内立杆与墙面距离为0.15 m、大横杆步高1.80m，外架满设剪刀撑。
1.4、防护平面钢管作业层上满铺竹架板，用不小于18号铅丝双股并联4点绑扎，不得破损、不得留有空隙、不得有探头板。
1.5、防护架立面外侧用密目式安全网封闭，并用不小于18号铅丝绑扎牢固、严密。
1.6、应按《规范》8.1.1～8.1.5条的规定对钢管、扣件、脚手板等构配件进行检查验收，不合格产品不得使用。
2、防护脚手架搭设要求：
2.1、脚手架搭设前作好安全和技术交底。
2.2、架子搭设基本要求：按照1.2条确定尺寸做到横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固受荷安全、有安全的操作空间，不变形、不摇晃。
2.3、防护架必须配合主体施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙杆件以上二步。如高出连墙杆二步时，应采取临时稳定措施，直到上一层连墙杆搭设完后方可根据情况拆除。
2.4、搭设顺序：固定悬挑工字钢→竖立杆→大横杆→小横杆→斜支撑→剪刀撑→连墙杆→脚手板→栏杆→挡脚板→安全网。
根据搭设方案中挑出层砼已浇注完成且砼强度已达设计值70%以上时、利用预埋件、固定悬挑工字钢、挑出结构边沿长度为1.3米，竖外侧立杆及外侧二步大横杆，用小横杆与主体结构连接固定后，再竖内侧立杆及内侧二步大横杆，随后用小横杆将内外两排架子连为整体，并用连墙杆与主体结构连接，当第两步大横杆、小横杆架设完毕后，即在其上铺设、固定脚手板、再操作第三步脚手架、同时按4.1.2条设置剪刀撑（工字钢与楼层结构固定及脚手架与工字钢的固定，见A、B节点，A、 B节点大样见上图）。
2.5、立柱接杆、扶手接长采用对接扣件、大小横杆连接或与立柱连接、立柱与扶手连接采用直角扣件、剪刀撑的纵向接长采用2道旋转扣件，2道扣件间距不小于0.4m。
2.6、连墙杆的设置：
2.6.1、连墙杆必须采用刚性连墙杆与建筑物可靠连接。
2.6.2、连墙杆与每层剪力墙拉结牢固，连墙杆应既能受拉，又能受压（节点设置见右图C节点）。
2.6.3、连墙杆不能随意拆除，要作好安全技术交底，严禁私拆。
2.7、每完成一步都要及时校正立柱的垂直度和大、小横杆的标高，水平度，使横距、纵距、步距上下始终保持一致。最后搭设竹笆子及安全网。
2.8、防护架搭设好以后、应进行检查验收，合格后方能投入使用。
2.9、相邻立杆的接头不得在同一高度，且错开距离应大于1个步距，接头中心距节点距离不大于步距的1/3，相邻大横杆（即纵杆）接头位置亦应错开一个纵距。
2.10、脚手架、踢脚板都必须固定可靠、出入口、开口处应予以加固、扣件紧固、扭力矩应在40～50N.m之间。
2.11、防护脚手架搭设好后，应定期检查维护，如扣件连接、连墙杆、支撑体系等是否完好是否符合规范要求，并要及时清理脚手架上杂物，清理脚手板上、安全网内建筑垃圾。
3、防护架的拆除：
3.1、拆除脚手架前的准备工作应符合下列规定：
3.1.1、应全面检查脚手架的扣件连接、连墙杆、支撑体系等是否符合构造要求。
3.1.2、应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施，经主管部门批准后方可实施。
3.1.3、拆除前应进行技术、安全交底。
3.1.4、应清除脚手架上杂物及地面障碍物。
3.2、拆除顺序：脚手架拆除顺序与搭设时顺序相反：安全网→挡脚板→栏杆→脚手板→剪刀撑→连墙杆→小横杆→大横杆→斜杆→立柱→悬挑工字钢。
3.3、拆除作业必须由上而下逐层进行严禁上下同时作业。
3.4、连墙杆必须逐层拆除，严禁先将连墙杆整层或全部拆除后再拆防护架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙杆加固。
3.5、当防护架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5m）时，应当在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙杆。
3.6、卸料时的各构配件严禁抛掷至地面。
3.7、运至地面的构配件应按《规范》第8.1.2～8.1.5条的规定及时检查、整修与保养，应按品种、规格随时码堆存放。
4、脚手架的安全管理
1．脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工，上岗人员应定期体检，合格者方持证上岗。
2．搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
3．脚手架的构配件质量与搭设质量，应接规范规定进行检查验收，合格后方准使用。
4．作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载，不得将模板支架、缆风绳等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备。
5.当有六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作山。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。
6．脚手架的安全检查与维护，应接规范规定进行，安全网应接有关规定搭设或拆除。
7．在脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件:
①主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆;
②连墙件。
8．不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业，否则应采取安全措施，并报主管部门批准。
9.临街搭设脚手架时，外侧应有防止坠物伤人的防护措施。
10．在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。
11．工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等，应接现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JBJ46)的有关规定执行。
12．搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
5、验收与使用
架子搭设和组装完毕，在投入使用前，应逐层、逐流水段，由主管工长、加子班组长和专职技安人员一起组织验收。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。
验收时，要检查架子所使用的各种材料、配件、工具是否符合现行国家和部颁标准、各有关规范的规定，以及是否符合施工方案的要求。验收的具体内容为：
1、架子的布置；立杆、大、小横杆间距。
2、架子的搭设和组装，包括工具架起重点的选择。
3、连墙点或与结构固定部分是否安全可靠；剪刀撑、斜撑是否符合要求。
4、架子的安全防护；安全保险装置必须有效；扣件和绑扎拧紧程度应符合规定。
5、脚手架的起重机具、钢丝绳、吊杆的安装等，必须安全可靠，脚手板的铺设应符合规定。
6、脚手架基础处理、作法、埋深必须正确和安全可靠。