北京某辦公樓腳手架施工方案懸挑式腳手架

***工程外腳手架設計方案編制：審核：批準：北京安德固腳手架工程有限公司2007年11月***工程外腳手架設計方案編制：審核：批準：北京安德固腳手架工程有限公司2007年11月目錄TOC\o"1-2"\h\zHYPERLINK\l"_Toc183573051"1、編制依據(jù)1HYPERLINK\l"_Toc183573052"1.1施工圖：1HYPERLINK\l"_Toc183573053"1.2施工規(guī)范、規(guī)程1HYPERLINK\l"_Toc183573054"1.3參考圖書1HYPERLINK\l"_Toc183573055"1.4文件規(guī)定1HYPERLINK\l"_Toc183573056"2、工程概況2HYPERLINK\l"_Toc183573057"3腳手架設計2HYPERLINK\l"_Toc183573058"3.1腳手架總體設計2HYPERLINK\l"_Toc183573059"3.2安德固模塊腳手架構造設計2HYPERLINK\l"_Toc183573060"架子高度及立桿設計：2HYPERLINK\l"_Toc183573061"架子橫桿及斜拉桿設計：2HYPERLINK\l"_Toc183573062"架子與結構拉接設計：3HYPERLINK\l"_Toc183573063"懸挑鋼梁3HYPERLINK\l"_Toc183573064"架子卸荷設計：6HYPERLINK\l"_Toc183573065"架子馬道設計：6HYPERLINK\l"_Toc183573066"室外電梯處設計：6HYPERLINK\l"_Toc183573067"卸料平臺處設計：7HYPERLINK\l"_Toc183573068"架子防護設計：7HYPERLINK\l"_Toc183573069"4、腳手架主要受力桿件結構穩(wěn)定承載設計計算和驗算7HYPERLINK\l"_Toc183573070"4.1架體設計荷載計算8HYPERLINK\l"_Toc183573071"4.2風荷載標準值8HYPERLINK\l"_Toc183573072"4.3立桿計算9HYPERLINK\l"_Toc183573073"4.4橫桿計算10HYPERLINK\l"_Toc183573074"4.5連墻件計算11HYPERLINK\l"_Toc183573075"4.6懸挑工字鋼力學驗算12HYPERLINK\l"_Toc183573076"4.7鋼絲繩強度驗算：14HYPERLINK\l"_Toc183573077"5.附圖151、編制依據(jù)1.1施工圖：序號圖紙名稱圖紙編號出圖日期1結構施工圖結施2007.2建筑施工圖建施2007.1.2施工規(guī)范、規(guī)程序號編制依據(jù)依據(jù)內(nèi)容1規(guī)范規(guī)程《混凝土結構工程程施工質(zhì)量驗驗收規(guī)范》GB50204--2002《建筑施工高處作作業(yè)安全技術術規(guī)范》JGJ80-911《建筑施工安全檢檢查標準》JGJ59-9992地方標準《建筑工程施工現(xiàn)現(xiàn)場安全防護護場容衛(wèi)生、環(huán)環(huán)境保護及保保衛(wèi)消防標準準》DBJ01-833-200333企業(yè)標準《模塊式腳手架》Q/SYADGG001-22005《ADG腳手架安裝裝檢查驗收和和安全使用規(guī)規(guī)定》ADG-002--20061.3參考圖書

序號圖書名稱出版日期1建筑施工手冊（第第四版）2003.92簡明施工計算手冊冊1999.73實用建筑施工安全全手冊1999.74建筑施工腳手架實實用手冊1994.51.4文件規(guī)定

序號文件名名稱1北京市建委頒頒發(fā)《北京市市建設工程施施工現(xiàn)場安全全防護標準》京京建施[20033]1號2北京市建委頒發(fā)《重重大危險性施施工方案管理理規(guī)定》京建建213號文2、工程概況***工程位于北京市***街，建設單位***建設管理有限責任公司，設計單位為***研究院有限公司，施工總承包單位為中國***。本工程為框架結構，地下3層，地上11層，建筑總高54.800m，首層層高6.0m，2至10層層高4.5m，11層層高5.0m,屋面層層高3.3m。3腳手架設計3.1腳手架總體設計本工程腳手架均考慮結構和裝修施工,腳手架距離結構邊距離400mm左右。搭設范圍結構及中庭外圍，本工程腳手架自3層開始搭設，至11層。本工程腳手架使用功能為：結構施工防護腳手架和裝修施工操作腳手架，荷載按300kg/㎡，不得集中堆載。3.2安德固模塊腳手架構造設計架子高度及立桿設計：結合本工程結構形式、實際施工特點，對結構、裝修施工操作及防護所需的外腳手架的搭設位置和高度選定如下：根據(jù)工程需要，該工程腳手架自3層懸挑工字鋼梁，架體在工字鋼上升根開始搭設。本工程外架子的架體最大搭設高度為38米。立桿間距如下：立桿縱距2.5m，架體距結構外輪廓400mm，內(nèi)外排排架軸距1.0m，腳手架的布局以2.5m縱距為主，考慮到各轉(zhuǎn)角段施工的腳手架銜接，在結合處調(diào)整縱距為不等長，在部分分段處采用鋼管扣件進行連接，避免單片獨立架體出現(xiàn)。為滿足結構4.5米的層高要求，在樓層部分立桿采用2米16扣件立桿，其余均采用2米8扣件立桿，腳手架立桿下部為倒置的可調(diào)托座，可調(diào)絲杠外露長度不宜超過200mm。具體詳見腳手架平面布置圖ADG-HNDS-1。架子橫桿及斜拉桿設計：大橫桿步距2.0米，立桿和大橫桿相交處全部設置小橫桿連接。雙排腳手架僅在外排立桿設置斜拉桿，每個4步設置，設置成“八”形連續(xù)直線或折線。橫桿及斜拉桿詳見腳手架立面圖ADG-HNDS-2。架子與結構拉接設計：架子與結構拉接的連墻桿按兩步兩跨布設，水平間距不超過6m，垂直間距不超過4m，采用采用普通鋼管，連接桿與腳手架、建筑物的連接采用扣件連接。所有結構框架柱處均設雙桿箍柱式拉桿將外架子與框架柱拉結，每隔一跨在樓板邊梁上埋設鋼筋，通過連接管件與腳手架進行可靠拉結。連接件橫豎向順序排列、均勻布置，呈梅花狀，與架體和結構立面垂直，并盡量靠近主節(jié)點。連墻件從開始搭設時就進行布置，靠近框架柱的小橫桿可加長設置直接作連墻桿用。連墻節(jié)點做法見附圖ADG-HNDS-JD-4。懸挑鋼梁懸挑的工字鋼梁從3層樓板懸挑架體不落地，架子立桿直接落在工字鋼梁上，架子立桿根部底托必須與工字鋼梁點焊固定牢固。工字鋼梁根椐立桿間距布設，間距2.5m。工字鋼梁為6.0m，懸挑工字鋼與預埋在結構梁板內(nèi)的錨環(huán)固定，埋錨環(huán)為φ20的圓鋼，預埋錨環(huán)每排共三道，端部一道，后部兩道，懸挑梁平面布置見架子平面布置圖。每根外懸挑鋼梁采用Φ16.5的鋼絲繩斜拉方式進行拉接。工字鋼梁穿過預埋環(huán)頂部及側邊采方木塞緊，同時采用φ20的鋼筋將工梁與錨環(huán)焊接成一體。為保證懸挑工字梁不對挑板造成破壞，在第二道錨環(huán)和最后一道錨環(huán)前方墊50mm×300×500mm（厚×寬×長）木板，工字鋼就位后采用楔形木塊與錨環(huán)固定。工字鋼下部處理及固定示意圖工字鋼懸挑示意圖懸挑工字鋼箍環(huán)大樣為了改變懸挑工字鋼的受力狀態(tài)，在外挑工字鋼的端部采用16.5mm鋼絲繩與上一層樓板大梁進行拉接。大梁上需預留φ48塑料管，拉接時鋼絲繩可直接從預留孔中穿過，并采用U型卡扣固定，每端的U型卡扣數(shù)量不應少于三個，且在鋼絲繩與混凝土量的接觸面墊好木方，避免對混凝土梁造成破壞和對鋼絲繩造成磨損。由于結構外型為異型結構，存在3處銳角轉(zhuǎn)角和3處鈍角轉(zhuǎn)角，所以在該處采用了鋪設雙層工字鋼和部分懸挑架形式。雙層形式下層為22a#工字鋼，上層為16#或14#工字鋼，工字鋼軸心距結構面400mm，且與結構外輪廓面平行，相交處焊接固定。懸挑架處采用并排雙工字鋼形式，以滿足承載力的要求。轉(zhuǎn)角處懸挑工字鋼較多，所以會導致交叉不能擺開的情況，所以需要在該部分工字鋼擺放是分上下層放置，形成空間結構。具體做法見腳手架懸挑工字鋼角部處理示意圖ADG-HNDS-XT-1。結構凹形處采用直接放置工字鋼形式，形成橋型結構，立桿頂托直接放于工字鋼梁之上，工字鋼梁兩端各采用一至兩個錨環(huán)于混凝土板進行固定。3.2.5架子卸荷設計：根據(jù)架子重量計算，本工程外架子設一道卸荷，卸荷設在地上7層，卸荷采用鋼絲繩卸荷，鋼絲繩采用Φ12.5直徑的鋼絲繩，鋼絲繩上口穿過8層樓板周邊結構梁內(nèi)預留孔，下部兜住架子內(nèi)外排立桿橫桿，卸荷鋼絲繩水平間距為每隔10米設置一道，卸荷鋼絲繩采用花蘭螺栓緊固，盡量保證每根鋼絲繩受力均勻一致。卸載點做法示意圖架子馬道設計：根據(jù)工程需要，在腳手架的外側設置上人步梯，由于步梯自重較大，且上下班時人流量很大，所以我公司建議步梯直接落地，不宜懸挑。步梯長度3.5米，寬度2米。步梯搭設位置根據(jù)施工方要求確定。建議施工中必須始終保持一個樓梯間通暢，兩個樓梯間不能同時拆模，若拆模必須進行攔截封閉并保證另一個樓梯間的暢通。3.2.7室外電梯處設計：本工程室外電梯設置在樓南北兩側的11-12軸部位，和東側G軸位置。室外電梯安裝后，外架子根據(jù)室外電梯的出入口位置進行調(diào)整，其出入口鋪設腳手板并裝設安全護欄。具體做法當施工電梯距結構面距離大于1.6米，架體對施工電梯安裝影響不大，可正常安裝；當施工電梯距結構面距離在1.1米至1.6米之間時，可將該部分架體寬度由1.0米變?yōu)?.5米，且懸挑工字鋼向結構內(nèi)移0.5米；當施工電梯與結構面距離在0-1.1米之間時，可將該部分腳手架拆除，取消該部分的懸挑工字鋼，并將兩側架體與結構拉接加固即可。3.2.8卸料平臺處設計：本工程4層以上樓層卸料平臺采用鋼質(zhì)大卸料平臺，由于卸料平臺內(nèi)沿距結構1.5米，所以與架體基本不會產(chǎn)生干涉，但需拆除該部分架體外密目網(wǎng)，并對該部位架子進行改造搭設行走通道和周邊防護，架子改造加固驗收合格后，方可使用。卸料平臺移走后對架子進行恢復。3.2.9架子防護設計：施工作業(yè)期間，共需4層腳手板，兩層作業(yè)層滿鋪腳手板，中部滿鋪腳手板一層，并在最下層鋪設腳手板作為硬防護，硬防護下部掛一道水平安全網(wǎng)。工作荷載不超過3kN/m2。腳手架外側滿布密目網(wǎng)，密目網(wǎng)采用2.0m×6.0m的規(guī)格，作業(yè)層網(wǎng)應高于平臺1.2m，并在作業(yè)層下步架處設一道水平兜網(wǎng)。在架內(nèi)高度4.0m處設首層平網(wǎng)，往上每隔10米設隔層平網(wǎng)，施工層應設隨層網(wǎng)。作業(yè)層腳手架立桿于0.5m及1.0m處設有兩道防護欄桿，底部外側設18cm高的擋腳板。4、腳手架主要受力桿件結構穩(wěn)定承載設計計算和驗算在計算構件的強度、穩(wěn)定性與連接強度時，參考現(xiàn)行國家標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》采用荷載效應基本組合的設計值，永久荷載分項系數(shù)取1.2，可變荷載分項系數(shù)取1.4。幾何特征外徑厚度截面積iIW重量E單位mmmmmm2cmcm4cm3daN/mldaN/mm2立桿CRAB2548.32.73871.61510.0894.1783.032橫桿48.32.73871.61510.0894.1783.032斜桿382.72991.2524.6892.4682.3532鋼管截面參數(shù)計算公式：截面積A=；慣性矩I=；慣性半徑i=/4；抗彎截面模量W=2I/d根據(jù)以上方案，對立桿、橫桿、施工荷載、作業(yè)活荷載、風荷載等復合作用下取最大值做以下強度安全計算。4.1架體設計荷載計算架體自重荷載Nz：由方案可知，每列架最大支承的立面寬2.5m高38.0m。該部分腳手架荷載統(tǒng)計：內(nèi)排立桿自重：1個底座（頂托）+18根2m立桿+19根2.5m橫桿+19/2根1m橫桿+2層腳手板1×3.58㎏+18×8.2㎏+19×7.7㎏+19/2×5.0㎏+4×35㎏/㎡×0.5m×2.5m=504.15㎏=5.04kN外排立桿自重：1個底座（頂托）+18根2m立桿+19根2.5m橫桿+19/2根1m橫桿+2.5m檔腳板1×3.58㎏+18×8.2㎏+19×7.7㎏+19/2×5.0㎏+35㎏/m/4×2.5m=530.4㎏=5.30kN施工平均荷載NQk結構施工時工作面長2.5m，寬1.0m，作業(yè)面2層，均布荷載qk=3.0kN/㎡，NQk=3kN/㎡×2.5m×1.0m×2層=15.0kN；故分配在每個立桿上的NQk1=NQk/2=15.0kN/2=7.5kN4.2風荷載標準值參考現(xiàn)行國家標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》，作用于腳手架上的水平風荷載標準值應按下式計算：ωk=0.7μz·μs·ωo()式中ωk——風荷載標準值(kN/m2)；μz——風壓高度變化系數(shù)，按D類50m查現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》表7-2-1得μz=0.84；Us——風荷載體型系數(shù)：Us=1.3×1.2An/Aw=1.3×1.2×0.5=0.78ωo——基本風壓(kN/m2)，按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》附表D.4的規(guī)定取n=10得ωo=0.30kN/㎡。計算：ωk=0.7μz·μs·ωo=0.7×0.84×0.78×0.30=0.138kN/㎡由風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩可按下式計算：Mw=0.85·1.4·Mwk=0.119·ωk·la·h2()式中l(wèi)a——立桿縱距，取2.5m；h——立桿步距，取2.0m；代入計算：Mw=0.119·ωk·la·h2=0.119×0.138kN/m×2.5m×(2.0m)2=0.164kN·m4.3立桿計算立桿穩(wěn)定計算：不組合風荷載時N/φA≤f(-1)組合風荷載時N/φA+Mw/W≤f(-2)式中：N——計算立桿段的軸向力設計值，不組合風載荷時N=1.2×ΣNGk+1.4ΣNQk(-1)=1.2×5.3kN+1.4×7.5kN=16.86kN組合風載荷時N=1.2×ΣNGk+0.85×1.4ΣNQk(-2)=1.2×5.30kN+1.19×7.5kN=15.29kNφ——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)，應按λ查《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄C表Cλ——長細比，λ=lo/i；ADG腳手架為內(nèi)插管，內(nèi)插長度180mm，所以立桿計算長度lo=2.0m。μ——考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單立桿計算長度系數(shù)，按表立桿橫距無1.0m檔，按1.05m檔取1.50應屬偏大；i——截面回轉(zhuǎn)半徑，根據(jù)本鋼管參數(shù)i=1.615cm代入計算：λ=lo/i=2.0/1.615×100=123.839λ’=λ×=123.839×1.212=150.093查附錄C-1表得φ=0.339A——立桿的截面面積，本鋼管取A=387mm2f——鋼材的抗壓強度設計值，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》Q235鋼取205N/mm2；按GB50017-2003《鋼結構設計規(guī)范》Q345鋼取320N/mm2；W——截面模量，本鋼管取W=4.178cm3代入計算：不組合風荷載時N/φA=16.86kN/0.339/387mm2=128.5N/mm2＜f=320N/mm2【安全】計算得組合風荷載時N/φA+Mw/W=15.29kN/0.339/387mm2+0.164kN·m/4.178cm3=155.8N/mm2＜f=320N/mm2【安全】立桿最大位移根據(jù)胡克定律立桿的縱向變形：y=Nl/EA式中N——軸力；l——桿件原長；E——材料彈性模量；A——桿件截面積；y=(1.2N自重+1.4N活載)l/EA=(1.2×5.30kN+1.4×7.5kN)×38.0m/2.06×105/387mm2=27.6mm立桿荷載核定按crab25立桿200C類查表ELU=2803daN，ELS=1869daN總載荷在最大極限狀態(tài)下的總載荷:Nsd=4/3Gmax+Gmin+3/2Q最大極限狀態(tài)下的總載荷:Nsd=4/3Gmax+Gmin+3/2Q=4/3×5.30kN+3/2×7.5kN=18.30kN=1830daN＜ELU=2803daN【安全】工作極限的總載荷:Nsd=G+Q=5.30kN++7.5kNN=12.8kN==12.8daaN＜ELS==1869ddaN【安安全】4.4橫桿計算根據(jù)踏板鋪設沿縱縱距方向鋪設設，需要驗算算縱向水平桿桿抗彎強度。縱向水平桿、橫向向水平桿的抗抗彎強度應按按下式計算：：σ=M/W≤f()W、f同前M——彎矩設計值，M==1.2Mggk+1.44∑Mqk()Mgk——腳手板板自重標準值值產(chǎn)生的彎矩矩；Mqk——施工荷荷載標準值產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩；；本方案橫向水平桿桿結構施工時時承受荷載，其Mgk最大荷載值為腳手板質(zhì)量均布在1.0m橫桿上，由均布荷載最大彎矩方程Mmax=ql2/8得：Mgk=0.30kN/㎡×1.0m×1.0m×1.0m/8=0.038kNm其Mqk最大荷載值值為施工荷載載均布在1..0m橫桿上上：Mqk=3kN//m2×2.5m/22×1.0mm×1.0m/88=0.9338kNmM=1.2Mgkk+1.4∑Mqk=1.2×0.0038kNNm+11.4×0..469kNNm=00.702kNmσ=M/W=00.702kkNm//4.1788cm3=1688.02N//mm2≤f=3220N/mmm2【安全】4.5連墻件計算算連墻件的軸向力設設計值應按Nl=Nllw+No())式中Nl——連墻件軸向力設計計值（kN）；Nlw——風荷載載產(chǎn)生的連墻墻件軸向力設設計值，Nlw=1.4··ωk·AwAw——每個連墻件的覆蓋蓋面積內(nèi)腳手手架外側面的的迎風面積。Aw=5m×4..5mm=22.5㎡，前前面計算得ωk=0.1388kN/㎡。Nlw=1.4··ωk·Aw=1.4××0.1388×22.5==4.3kNNo——連墻件約束腳手架架平面外變形形所產(chǎn)生的軸軸向力（kN），雙排架架取5kN。Nl=（Nllw+NNo）=（5kN+4.3kN）=9.3kNN連墻件軸向力設計計值Nf=A[ff]其中——軸心受受壓桿的穩(wěn)定定系數(shù),由長細比ll/i=1550/1.558的結果查查表得到=0.626；A=4.899cm2；[f]==205..00N/mmm2。Nf=0.6626×4..89cm22×205.000N/mmm2=62.775kNNf>Nl，連墻墻件的設計計計算滿足要求求。連墻件采用扣件與與預埋鋼管連連接,或采用抱柱形形式。經(jīng)過計算得到NNl〉8kN，不滿足足扣件的抗滑滑力要求，所所以在采取單單桿拉接時，應應采用雙扣件件加固。4.6懸挑工字鋼鋼力學驗算本工程中采用222a號工字鋼鋼，腳手架排排距為10000mm，內(nèi)側腳腳手架距離墻墻體400mm，工字鋼鋼梁單根長度度為60000mm。水平支撐梁的截面面慣性矩I=23770cm4，截面抵抗抗矩W=237cmm3，截面積A=35.55cm2。彈性模量E=2.11×104KN/ccm3受腳手架集中荷載載F1=1.22×ΣNGk+11.4ΣNQk==1.2×55.04kNN+1.44×7.5kNN=16..55kN受腳手架集中荷載載F2=1..2×ΣNGk+11.4ΣNQk==1.2×55.3kN+1.4××7.5kNN=16..86kN水平鋼梁自重荷載載q=00.279kN//m；6.0m長工字鋼鋼梁受力計算算1）集中力：F1（內(nèi)立桿荷載）==16.55KNF2（外立桿荷載）==16.86KN彎矩圖Mmax=10.008KN.mm2）截面應力σ=MM/1.055W=144.47×1106/(11.05××2370000)=58.15NN/mm2<210N/mmm2；滿足要求！3）剪應力計算：剪力圖τmax=2