外墙脚手架施工方案版.doc

里仁花园三期一标段工程
外墙脚手架施工方案
一、工程概况
本工程为里仁花园三期一标段工程，由三幢26层加阁楼的高层住宅
（46~48#），以及总体地下室组成，总计建筑面积为95139m2。本工程结构类型为框架剪力墙结构，结构层高3.05m，单层建筑面积为809m2，结构总长为50.34m，宽为19.14m，总建筑高度为89.65m，外架搭设高度自-1.75m起（地下室汽车库顶板面标高）。

二、外架选型
1、从-1.75m至八层楼面（+21.35m）准备搭设落地式双排脚手架，步距h=1.8m，纵距la=1.6m，横距lb=1.2m，连墙件为二步三跨用直角扣件及短钢管与墙体拉结，外侧用密目式安全网全封闭，工作面用脚手片满铺。
2、从标高+21.35楼面开始每隔七层即+21.35m、+42.7m、+64.05m 用型钢悬挑一次，每挑共21.35m，步距h=1.8m，纵距la=1.5m，横距分别为lb=0.85m，共13排。

三、外架施工规定
1、材料规定
1.1钢管为Ø48×3.5，表面锈蚀限度不应大于0.5mm，钢管弯曲限度不大于3mm/M，若超过规定，不得使用。
1.2扣件应用锻铸铁制成，不得有裂缝，出现滑丝等缺陷。
1.3脚手板采用竹笆脚手板，主筋不得缺少或断裂。
1.4建筑用密目式安全网应符合有关规定，并有许可证及合格证方可使用。
2、构造规定
2.1水平杆
2.1.1纵向水平杆宜设立在立杆内侧，长度不宜小于3跨。
2.1.2水平杆应采用对接，对接接头应交错布置，即相邻两根接头不宜设立在同步同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平位置错开不小于500mm；若搭接，则搭接长度不小于1M，且用三个扣件固定，端部离扣件100mm。
2.1.3横水平杆离墙端挑出200mm，外端伸出100mm。
2.1.4脚手板按其主筋垂直于纵向水平杆方向铺设，四角用铁丝固定于纵向水平杆上。
2.2、立杆
2.2.1脚手架必须设立扫地杆，其中纵向扫地杆采用直角扣件固定于距底座200mm处的立杆上，横向杆同样固定于紧靠纵向杆的立杆上。
2.2.2立杆接长除顶层顶步外，一律采用对接，对接错开规定同纵向杆。
2.2.3立杆顶端需高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。
2.3、连墙件
2.3.1本外架拉接均为二步三跨设立。
2.3.2连墙件从底层第一步纵向杆开始设立。
2.3.3连墙件用钢管和扣件配合应用。
2.4、剪力撑
2.4.1每道剪力撑宽度应不小于4跨且不小于6m，斜杆与水平角为450~600。
2.4.2剪力撑应由底至顶连续设立。
2.4.3剪力撑接长采用搭接，规定同2.1.2条。

3、外架施工
3.1、基座解决
3.1.1本工程除东南侧地下室基坑外，脚手架可直接搭设在地下车库顶板上，基座不作解决。东南侧外架，先搭设在基坑外侧地基上，并进行夯实，待基坑回填完毕后，对回填部分进行夯实，并浇筑15cmC15砼，且在外架的外侧做好排水沟及排水井。
3.1.2悬挑式脚手架在搭设前，检查悬挑型钢及支撑的焊接质量及悬挑的水平情况，经查符合规定后方可进行外架搭设。
3.2、搭设
3.2.1脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件的二步。
3.2.3开始搭设立杆时，应每隔6米设立一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可拆除。
3.2.4当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处立杆、纵横水平杆后，方可拆除。
3.2.5剪刀撑应随立杆、水平杆同步搭设。
3.2.6扶手离架面1.2米，下道踢脚距架面180mm。
3.2.7脚手板应满铺，铺稳，离墙120~150mm，四角用铁丝绑于纵向杆上。
3.2.8搭设完一皮排后，即在外围用密目式安全网进行全封闭。
3.3、拆除
3.3.1拆架前先进行脚手架的全面检查，连墙件，支撑体系是否符合规定。
3.3.2拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业，拆几层先解几层安全网。
3.3.3连墙件必须随脚手架拆除而逐层拆除，分段拆除高差不应大于2步。
3.3.4各配件严禁从上往下抛置，必须由上而下传递下来。
4、安全管理规定
4.1外架操作人员必须具有特种作业上岗证，且须持证上岗。
4.2工人每次操作前，必须对其进行技术、安全交底。
4.3操作人员必须戴好安全帽，系好安全带，穿防滑鞋。
4.4作业层施工荷载应符合设计规定，不得超载。
4.5在脚手架使用期间不得拆除扫地杆、连墙件及主节点杆件等。
4.6外架拆除时，地面应设立围栏和警戒标志，并派人专人看守，非操作人员严禁入内。

四、外架验算
㈠、落地式脚手架
因本工程脚手架搭设符合建筑施工《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2023）5.1.5条规定，可不进行计算。

㈡、悬挑式扣件钢管脚手架计算

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2023）。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为21.35米，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0.85米，立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为 Ø48×3.5，
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3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设7层。

悬挑水平钢梁采用I10号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.25米，建筑
物内锚固段长度0.25米
悬挑水平钢梁采用Ø15（6×37）钢丝绳与建筑物拉结，最外面钢丝绳距离建筑物
0.95m。

⑴、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，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1. 均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×0.85/3=0.043kN/m
活荷载标准值 Q=3.000×0.85/3=0.850kN/m
静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.043=0.097kN/m
活荷载的计算值 q2=1.4×0.850=1.190kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

2. 抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下：
M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.097+0.10×1.190)×1.5002=0.285kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
M2max= - 0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.097+0.117×1.190)×1.5002=-0.335kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=0.335×106/5080.0=65.967N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足规定!
3. 挠度计算
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：
q1l4 q2l4
Vmax =0.667 + 0.990
100EL 100EL
静荷载标准值 q1=0.038+0.043=0.081kN/m
活荷载标准值 q2=0.850kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.081+0.990×0.850)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.807mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足规定!

⑵、小横杆的计算：
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和
形。
1. 荷载值计算

大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×0.85×1.500/3=0.064kN
活荷载标准值 Q=3.000×0.85×1.500/3=1.275kN
荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.064+1.4×1.275=1.931kN

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分派的弯矩和均布荷
载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=ql2 /8
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=pl/3
M=(1.2×0.038)×0.8502/8+1.931×0.850/3=0.551kN.m
σ=0.551×106/5080.0=108.498N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足规定!

3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分派的挠度和均布荷
载最大挠度计算公式如下:
5ql4
Vpmax =
384EL

集中荷载最大挠度计算公式如下:
Pl (3l2 –4l2 /9)
Vpmax =
72EL
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×850.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.01mm
集中荷载标准值P=0.058+0.064+1.275=1.396kN
集中荷载标准值最不利分派引起的最大挠度
V2=1396.350×850.0×(3×850.02 - 4×850.02/9) / (72×2.06×105×121900.0=1.212mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.222mm
小横杆的最大挠度小于850.0/150与10mm,满足规定!

⑶、扣件抗滑力的计算：
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
1. 荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038×0.850=0.033kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×0.850×1.500/2=0.096kN
活荷载标准值 Q=3.000×0.850×1.500/2=1.913kN
荷载的计算值 R=1.2×0.033+1.2×0.096+1.4×1.913=2831kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足规定!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,实验表白:单扣件在12kN的荷载下会滑动,
其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

⑷、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值涉及以下内容：
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248
NG1 = 0.125×21.350=2.665kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15
NG2 = 0.150×7×1.500×(0.850+0.300)/2=0.906kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为
0.14
NG3 = 0.140×1.500×7/2=0.735kN
(4)吊挂的安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×21.350=0.160kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.465kN。

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 = 3.000×2×1.500×0.850/2=3.825kN

风荷载标准值应按照以下公式计算
Wk=0.7UXUSWO

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2023)的
规定采用：W0 = 0.500
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2023)的规定
采用：Uz = 0.840
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.000
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.500×0.840×1.000 = 0.294kN/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)。

⑸、立杆的稳定性计算:

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
N
σ = ≤［ f ］
∮A

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=10.73kN；
∮ —— 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 拟定，l0=3.12m； 　　
k —— 计算长度附加系数，取1.155； 　　
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度拟定，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； 　　
σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 σ= 117.93 　　
[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 σ< [f],满足规定!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
N MW
σ = + ≤［ f ］
∮A W

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=9.91kN； 　　
∮ —— 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 拟定，l0=3.12m； 　　
k —— 计算长度附加系数，取1.155； 　　
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度拟定；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 = 0.170kN.m； 　　
σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 σ= 142.56 　　
[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 σ< [f],满足规定!
⑹、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 = 0.294kN/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 = 6.668kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 11.668kN
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=30.00/1.58的结果查表得到
=0.95；
A = 4.89cm2；[f] = 205.00N/mm2。
通过计算得到 Nf = 95.411kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足规定!
连墙件采用扣件与墙体连接。
通过计算得到 Nl = 11.668kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足规定!
采用双扣件连接（详见图示），双扣件抗滑力12.0KN＞11.668KN，满足规定！

连墙件扣件连接示意图

⑺、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
本工程中，脚手架排距为850mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支
点距离墙体 = 950mm，
水平支撑梁的截面惯性矩I = 245cm4，截面抵抗矩W = 49cm3，截面积A =
14.30cm2。
受脚手架集中荷载 P=1.2×4.74+1.4×3.83=10.71kN
水平钢梁自重荷载 q=1.2×11.211×10=0.14kN/m

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

通过连续梁的计算得到

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=15.802kN,R2=8.321kN,R3= -2.494kN
最大弯矩 Mmax=2.149kN.m
抗弯计算强度
f=M/1.05W+N/A=2.149×106/(1.05×49000.0)+4.922×1000/1430.0=45.205N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足规定!
⑻、拉杆的受力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
n
RAH = ∑ RuI cosθi
i=1

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=16.551kN

⑼、拉杆的强度计算:
拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=16.551kN
拉绳的强度计算：
假如上面采用钢丝绳，钢丝绳的允许拉力按照下式计算：
aFg
[Fg] =
K
其中[Fg] —— 钢丝绳的允许拉力(kN)；
aFg —— 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；
a—— 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取
0.85、0.82和0.8；
K —— 钢丝绳使用安全系数，取8.0。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×16.551/0.820=161.469kN。
选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径17.5mm。
钢丝拉绳的吊环强度计算：
钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为
N=RU=16.551kN
钢丝拉绳的吊环强度计算公式为
N
σ = ≤［ f ］
A
其中 [f] 为吊环抗拉强度，取[f] = 50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；
所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=[16551×4/(3.1416×50×2)]1/2=15mm
选用Ø18（A3）钢制作吊环