工字钢悬挑脚手架施工方案.docx

目 录

一、工程概况： 2
二、编制依据 2
三、施工准备： 2
四、施工部署： 2
（一）、截面特征 2
（二）、搭设方法以及注意事项 3
五、钢管外挑脚手架计算 4
六、结论和重点注意事项 6
七、脚手架技术和安全要求 7
八、脚手架拆除 7
九、南立面悬挑脚手架计算附件 8
十、西立面悬挑脚手架计算附件 19
十一、脚手架搭设立面附图 30

嘉定南门周家宅C地1～8#楼
悬挑式钢管外脚手架搭设方案

一、工程概况：
本工程位于叶城路以南，沪宜公路以东，由3幢十八层高层及5幢十一层小高层和一个地下车库组成，总建筑面积639451M2。建筑总为32.80～52.80米，层高均2.80M。结构形式为剪力墙结构。十八层高层一至七外墙脚手架主要采用落地式钢管脚手架，七层以上均采用悬挑式钢管脚手架，八层及十四层各挑一道。其中4#、5#房从二层开始采用悬挑式钢管脚手架。十一层小高层一至十一层全部采用落地式钢管脚手架，其中1#房北侧七层采用悬挑式钢管脚手架。

二、编制依据
1、 嘉定南门周家宅C地块1～8#楼工程施工图纸。
2、 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）。
3、 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—99）。
4、 本工程《施工组织设计》。

三、施工准备：
1．材料准备：12#槽钢、18#工字钢、Ф48×3.5钢管、50×5扁铁、Ф18圆钢等。
2.材质控制：
（1）顶撑钢管，必须达到外径48mm，壁厚3.5mm,扣件、螺栓、螺丝，金属配制必须符合国标。进料时必须做好验收和试验，并必须有资保单和合格证。
（2）不得采用严重锈蚀、薄壁，严重弯曲的杆件及严重锈蚀、变形、裂缝的螺栓螺纹已损坏的扣件；不得使用霉变起壳、断裂的木板和模板等配件及材料。

四、施工部署：
（一）、截面特征
18#工字钢悬挑式钢管外脚手架由于工字钢横梁的截面抗弯模量较小，并且取材方便和搭设简单，故目前在高层建筑中采用得比较普遍，但由于斜撑杆为细长受压构件，长细比大，其刚度和稳定性相对较小，所以在各#房南、北立面除阳台处、东西立面转角处需要各设置一道槽钢作为斜撑三角形外挑支架。三角形外挑支承架的水平横梁拉弯构杆可采用[18#工字钢，横向长3.9～4.8m，用Ф18圆钢与楼板连结，上部架体材料仍统一采用Ф48钢管，壁厚为3.5mm，其截面特征如下：
a）、脚手钢管截面特性：
截面积A=4.89cm2，回转半径i=1.58cm，惯性矩I=12.19cm4
截面抗弯模量w=5.08cm3 自重q0=3.84Kgf/m，
钢材的强度设计值f=205N/mm2 。
b)、[18#槽钢截面特性：具体详见大横杆的计算
（二）、搭设方法以及注意事项：

1、搭设方法具体参照附图搭设，以确保外脚手架的安全使用。
2、外脚手架的步架宽度为1米，其内立杆离外墙的距离一般控制在0.3m左右，因本工程外墙凸窗台需要，内立杆离外墙的距离控制在0.25-0.3m，当遇到空调板及凸窗台挑板时，可放宽到离外墙面0.90m。外立杆应在0.60m及1.2m处各设一道栏杆，并用0.18m高的踏脚板和密目安全网进行全封闭围护。
3、外脚手架必须每隔一根立杆与楼层结构牢固地进行刚性拉结（通过在楼层内预埋钢板、钢管或钢筋等，用短钢管与外架连接）。刚性拉结宜采用梅花形交叉布置，并在外脚手架拆除前，未经现场安全技术负责人同意，不得擅自拆除，以确保整个外脚手架的稳定性，保障外脚手架安全使用。
4、工字钢三角形支架的水平抗拉弯构件必须在楼板内预埋Ф18U型环或Ф18螺栓及-10×75×75角钢可靠紧固，以确保牢固和稳定。南北立面凸窗台山墙转角处用12#槽钢斜撑，确保三角形支架的受力稳定。
5、工字钢悬挑外脚手架搭设前，现场施工管理人员必须按本方案的原则，详细对操作班组全体人员作好全面的技术、质量、安全交底和履行签字手续，方能进行施工，外脚手搭设完毕后，必须由专职安全员会同质安科和现场技术负责人共同验收合格，才能挂牌投入使用，以确保工字钢悬挑脚手架的安全。
五、钢管外挑脚手架计算
1、本工程标准层层高2.8m，在七层四周立面局部各设置一道工字钢外挑脚手的外挑三角架搭设形式。
2、外脚手架内、外立杆受力计算（一般考虑以立杆搭设的纵距1.8m宽度作为一个计算单元，因本工程各#房南、北立面除阳台处、东西立面转角处外挑间距较大，但为考虑到安全，立杆纵距为1.8m宽度范围内考虑，计算数值详见后面附件）。
3、（本工程悬挑脚手架在结构阶段主要起围挡安全作用，不得堆放钢筋、模板等大宗材料，所以可不按3KN/m2的结构脚手架施工荷载考虑，装饰阶段限制二个步架进行上下作业，所以按2KN/m2考虑）
3.1)根据 JGJ130-2001 规范5.3.2条公式及其条文说明，内、外立杆受到轴力可按一纵距（跨）内施工荷载总和的1/2取值。
3.2)内、外脚手架受到的轴力N=1/2×(1.2×491.308kgf+1.4×720kgf)=981.71kgf ，上部架件部分因符合JGJ130-2001规范中表6.1.1-1 的常用敞开式双排脚手架尺寸，所以仅需验算底层立杆及连墙杆。
3.3)工字钢悬挑钢管三角架内力计算，三角架槽钢拉弯构件杆和斜撑压杆的稳定性验算，具体详见后面计算附件。
由于本工程高层的总高度在52.8m左右，所以悬挑式脚手架在30m以上高度搭设时的平均风压高度变化系数可按40m进行考虑，此时在城区中风压高度变化系数μz=1.24，在郊区时µz=1.56。
由于本工程周围无建筑，所以取μz=1.56考虑
水平风荷载值如下：
ωk0.7μzμsωº=0.7×1.56×1.3×0.6533×0.55=0.510(KN/㎡)
当连墙杆采用每个楼层间隔一根立杆(即二个纵距)进行布置时，
NLω=1.4ωk AW=1.4×0.510×3×3=6.426(KN)
每根连墙杆的轴向设计值
NL=NLW+N0=6.426+5=11.426(KN)
本工程悬挑式外脚手架在30以上高度搭设时，由于风压高度变化系数增大，使连墙杆的轴向力设计值小于标准扣件的极限承载力12KN，所以在采取下列增大风荷载挡风面积的特殊措施情况下，可允许采取单扣件进行二跨一楼层的连墙拉结形式。
★减少密目式安全网挡风面积的特殊技术措施
①、据有关专业资料的分析和介绍，密目式安全网的系绳强度并非越大越好，因为过高强度的系绳将使超越设计能力后的巨大风荷载（其原因有密目安全网易积灰污染，造成挡风面积增大；或遇到强风暴等多种情况）仍能通过系绳传递给脚手架的连墙杆，从而给脚手架留下了安全隐患。相反，将密目安全网的一部分系绳强度有目的地进行降低后，就可以在出现强风、突发性阵风或暴风时使安全网的系绳受力增大而被拉断，从而与脚手架杆件脱离后形成局部敞开式开口，使密目安全网的挡风面积骤为减小，消除了与脚手架的安全隐患，所以安装密目网时，下口和东侧二个边的每个环扣应按《密目式安全网》（GB16909-1997）的规定穿入符合规定的纤维绳，上口和西侧二个边的每个环扣应穿入抗拉能力≤0.1KN的单独系线，以保证在遇到设计所能抵抗的强大风荷载之前能及时断裂形成局部敞开式通道。
注：密目网的环扣间距分@250及@300两种规格，现计算时取较不利的@250密扣型，每张密目网为1.8m×6m，共设62个环扣，设计风荷载ωK=0.4KN/㎡，（详见前面计算），所以每个环扣的平均风荷载为
1.4×0.510KN/㎡×1.8m×6m÷62孔=0.124KN/孔
∴取每个环扣的单独系线抗拉能力≤0.124KN，同时宜＞0.08KN，以确保有一定的受拉强度。
②、当收到≥8级以上台风警报时，上口和西侧的环扣系线应间隔提前拆除，并严禁在台风期间上外脚手架施工待台风过后再补上单独的系绳，以确保安全。
2）底排立杆稳定性验算
MW=0.85×1.4×0.510×1.8×1.82/10=0.354（KN.M）
N=[1.2×1124.98+0.85×1.4×2×200×1.8]/2=1103.388 Kgf
套用二步二跨连墙杆布置，Uz=1.5
L0=KUh=1.155×1.5×1.8=3.12m
λ=L0/i=3.12m/1.58cm=197.5
Φ=0.185
底排脚手架实际受到应力：
=N/ΦA+M/W=121.36+55.31=176.67Mpa＜205Mpa
所以架体底排立杆稳定、安全，并有（205-176.67）/205=13.8%的材料储备能力富裕量。

六、结论和重点注意事项
从上面的多种计算可以看出外挑的槽钢三角形外挑脚手架是安全可靠的，可以投入使用，同时从计算后得出的斜撑压杆在各种情况下的受力数值可以得出如下的结论和重点注意事项。
1、当上部架体遇到外凸超过1.05m以上长度的外挑楼梯间或外墙转角处时，必须按要求增设转角加强支架和工字钢横梁，将工字钢支架的受力范围严格控制在1.5-1.8m以内，并使每根外架立杆均受力于工字钢横梁上，以确保外架的安全使用。
2、当上部架体遇到人货梯料台及连墙杆等情况而需要断开，形成开口时，必须严格按JGJ130-2001的要求增设横向斜撑进行刚性加固，并在开口端设置连墙杆，以确保外架整体稳定。
3、本脚手按二层装修施工荷载进行设计，在实际施工中当装修材料和施工人员的总荷重不超过4KN/㎡的情况下允许三个步架同时施工，但需要明确地加以交底、告示和通知。所以使用中必须挂设限载牌，明确标志施工总荷载合计不得超过4KN/㎡。
4、根据JGJ130-2001的规定，连墙杆与架体节点之间的距离适宜≤300mm，由于实际施工中往往利用楼层面进行拉结，而楼层高度又往往与1.8m步架高度不相协调，所以当连墙杆的拉结位置处于立杆中部1/2左右高度时（即离开上、下节点的距离大于0.45m以上时）必须按附图所示进行加强，以确保架体稳定。
七、脚手架技术和安全要求

1、必须对搭设后的脚手架进行全面验收，确保符合设计要求，并确认脚手架组装牢固，具有刚度和稳定性。
2、防护栏杆用脚手笆封闭，并在外围用安全网将脚手架全封闭并检查安全网是否系牢；
3、 脚手笆必须用铁丝与钢管扎牢，每块脚手笆不得少于四个绑扎点；
4、施工荷载不得超过2KN/m2，严禁超载，架上严禁堆放或搬运材料物品，杂物要及时清理；
5、风力六级以上或有雷电、大雪时，不得上架操作，雪霜后要全面清扫，检查后方可清理；
6、脚手架四周应有接地保护及避雷装置；
7、脚手架搭设、提升、下降与拆除必须有专业人员承担，并由专人指挥，凡不适宜高空作业者，不得上脚手架操作，操作者必须戴好安全帽、 系好安全带；
8、搭设与拆除脚手架时应召集有关人员，对工程进行全面检查与交底，并设置警戒区，严禁高空抛掷。

八、脚手架拆除
1、拆除脚手架前，应将脚手架上的留存材料、杂物清除干净；
2、脚手架的拆除顺序一般为竹片笆→栏杆→剪刀撑→牵杆→横杆→立杆，按自上而下先装者后拆，逐步拆除，一步一清，不得采用踏步式拆法，不准上下同时作业，剪刀撑应先拆中间扣，再拆两扣，由中间操作人员向下递补杆子；
3、拆下的杆件与零配件运到地面时，应及时按品种、规格放整齐，妥善保管，发现损坏及时维修；
4、拆下的杆件和零配件应按类分堆，用吊车吊下，严禁高空抛掷。

九、外墙及阳台悬挑脚手架计算附件
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
一、大横杆的计算:

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

大横杆的最大挠度小于1800.0/150与10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:

R ≤ Rc 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
四、脚手架荷载标准值:

五、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 六、连墙件的计算:
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

七、悬挑梁的受力计算:

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
九、支杆的受力计算:

十、支杆的强度计算:

受压斜杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
十一、锚固段与楼板连接的计算:

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[6565×4/(3.1416×50×2)]1/2=10mm

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

十、空调窗台处悬挑脚手架计算附件
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
一、大横杆的计算:

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

大横杆的最大挠度小于1800.0/150与10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:

R ≤ Rc 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
四、脚手架荷载标准值:

五、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 六、连墙件的计算:
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

七、悬挑梁的受力计算:

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
九、支杆的受力计算:

十、支杆的强度计算:

受压斜杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
十一、锚固段与楼板连接的计算:

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[16113×4/(3.1416×50×2)]1/2=15mm

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

十一、脚手架搭设立面附图