脚手架工程(悬挑斜拉式)

外墙脚手架施工方案范例三(悬挑斜拉式)1工程概况1.1工程设计概况某住宅工程，建筑面积17200m2，地下1层，地上26层，建筑物长74m，宽14.5m,标准层高2.65m,总高度68.9m。外装饰为ZL保温砂浆粉刷+外墙涂料。本工程外脚手架用于结构施工时的外防护和外装饰施工时的操作脚手。1.2外脚手架搭设方案的选定由于本工程总高度较高，为了在地下室基坑回填完成之前连续进行上部结构的施工，为节约成本，本工程外墙脚手架选用悬挑梁加斜拉筋的方式搭设不落地脚手架，即：在地下室顶板施工完成以后，从地下室基坑底先搭设落地脚手架，满足一层框架结构的施工，从二层楼面开始采用［14槽钢(或I12.6工字钢)加Φ16斜拉钢筋（或6×19Φ17-1400钢丝绳）作悬挑支架，在悬挑支架上搭设脚手架。悬挑支架体系行成后，即可拆除二层楼面以下的落地脚手架，进行基坑回填施工。每14步高（25m左右）设一悬挑斜拉层。两个悬挑斜拉层之间相互脱离，在满足施工要求以后可以单独将某一悬挑斜拉层提前拆除。1.3依据标准：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），《钢结构设计规范》（GB50017-2003），《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。图（1）：脚手架平面布置图竹笆立管拦杆连墙杆小横杆大横杆托管扫地杆[14(或I12.6)悬挑梁安全网隔离板(网)隔离板(网)连墙杆图（2）：脚手架剖面图2悬挑斜拉支架钢管扣件脚手架的搭设方法2.1悬挑斜拉支架的搭设方式：在浇注悬挑支架和斜拉锚固点所在层的结构梁板时，按脚手架立管的分布位置埋设悬挑槽钢的固定锚栓和斜拉锚固吊环，其构造形式如图(3)、(4)所示；在悬挑层砼强度小于C20时,安装悬挑槽钢时应将悬挑端支撑在底层的落地式脚手架上或另加临时斜撑（拉杆），然后在悬挑槽钢上搭设钢管脚手架。按照设计计算，当悬挑层砼强度大于C20以后,可拆除槽钢悬挑端部的下支撑件，在斜拉体系没有形成之前，悬挑架上搭设的高度不超过3步高，可以满足架体的整体稳定安全要求。在斜拉体系形成之后，并在斜拉锚固层的混凝土强度大于C20以后，整个悬挑层的脚手架可以满足架体的整体稳定安全要求。[14(或I12.6)悬挑梁6×19Φ17-1400钢丝绳Φ16预埋吊环钢丝绳夹a[14(或I12.6)悬挑梁Φ16吊筋Φ16螺栓M16螺母-6*50*50垫片-6*50*200吊耳板花篮螺丝Φ16螺栓M16螺母-6*50*200连接耳板b图(3)[16悬挑梁阳台斜拉钢丝绳Φ16预埋吊环图(4)2.2脚手架架体搭设要求：采用Φ48×3.5脚手钢管搭设双排脚手架，脚手架宽1000mm，立管间距1500mm，内排立管距建筑物外表面300mm，步高1800mm，每一悬挑层在高度方向共14步,总高25.2m。脚手架与建筑物之间每层每4500mm设一个拉结点（小于二步三跨），上下层错开，呈梅花形布置，外侧在每步的300mm和1000mm高度处各设一道拦杆。内侧立管与建筑物之间的空隙隔步设置250宽的密眼安全网。外立面每6根立管（5跨）之间设一道十字剪刀撑（注：规范6.6.2条）。外侧张挂立式密眼安全网。2.3搭设步骤：预埋锚定件→安装悬挑槽钢→立杆→底步小横杆→底步大横杆→铺竹笆→栏杆→第2~4步小横杆→第2~4步大横杆→铺竹笆→栏杆→安装拉结点→剪刀撑→安全网→隔板（网）→安装斜拉体系→上部各步小横杆→上部各步大横杆→栏杆→铺竹笆→安装拉结点→剪刀撑→安全网→隔板（网）3脚手架的强度及稳定性验算考虑每一悬挑斜拉层脚手架高度为14步,计25.2m。3.1荷载计算:1）均布施工荷载QK结构用脚手架两步同时使用，QK=1.50×1×3×2=9KN2）恒载：（1）脚手架竹笆自重GK1GK1=1.50×1×0.05×14=1.05KN（2）托管、大小横管、扣件自重GK2GK2=（1.50×4+1.5）×0.0384×14+0.0132×6×14=5.14KN（3）脚手架立杆自重GK3GK3=25.2×0.0384+4×0.0184=1.04KN（4）栏杆、踢脚管、扣件：GK4=(1.50×0.0384×2+0.0132×2)×14=1.98KN（5）外侧满挂密目安全网，自重0.003KN/m2GK5=0.003×1.5×25.2=0.113KN（6）剪刀撑重：KNGK595.03/148.15.1620146.03/1420132.03/148.15.10384.0222263）风荷载：WK=0.7μZμSW0W0基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001查得：南通地区基本风压W0=0.45KN/m2B类地面粗糙度28m高度μZ=1.39，（第二悬挑层的高度）μS=1.3ψ=1.3（ψ网+ψ框）根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001得ψ框=0.089，密目安全网挡风系数ψ网=1.2×0.5=0.6μS=1.3×（0.6+0.089）=0.896故风荷载标准值：WK=0.7μZμSW0=0.7×1.39×0.896×0.45=0.392KN/m23.2立管内力计算:1）立杆轴向力计算不组合风荷载时(外侧立管内力):N=1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK3+GK4+GK5+GK6]=1.4×9/2+1.2[(1.05+5.14)/2+1.04+1.98+0.113+0.595]=14.49KN组合风荷载时(外侧立管内力):N=0.85×1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK3+GK4+GK5]=0.85×1.4×9/2+1.2[(1.05+5.14)/2+1.04+1.98+0.113+0.595]=13.54KN2）由风荷载产生的立杆段弯矩设计值:MW=0.85×1.4MWK=0.85×1.4WKLah2/10=0.85×1.4×0.392×1.5×1.82/10=0.227KN-m3.3立杆稳定性验算计算细长比K取1.155,计算长度系数μ=1.5(连墙件二步三跨)计算细长比:λ=kμh/i=1.155×1.5×1.8/0.0158=197.4(规范5.3.3式)则稳定系数φ=0.186不组合风荷载时：N/φA=14.49×103/(0.186×489)=159.3N/mm2＜[f]=205N/mm2可以满足要求。组合风荷载时：单立管：N/φA+M/W=13.54×103/(0.186×489)+0.227×106/(5.08×103)=193.5N/mm2＜[f]=205N/mm2可以满足要求。3.4连墙杆验算风压高度变化系数68m处μZ=1.842WK=0.7μZμSW0=0.7×1.842×0.888×0.45=0.515KN/m2风荷载产生的连墙杆轴力设计值:N1W=1.4WKAW=1.4×0.515×1.8×2×1.5×2=7.79KN架体平面外产生的轴向力N0=5KN,所以连墙杆轴向力设计值:N1=N1W+N0=7.79+5=12.79KN连墙杆采用双扣件钢管钢性连接N1=12.79KN＜2RC=16KN连墙杆应根据楼层高度按不大于二步二跨的间距梅花型布置可以满足要求,风压高度变化系数55m处μZ=1.72WK=0.7μZμSW0=0.7×1.72×0.888×0.45=0.481KN/m2风荷载产生的连墙杆轴力设计值:N1W=1.4WKAW=1.4×0.481×1.8×2×1.5×3=10.91KN架体平面外产生的轴向力N0=5KN,所以连墙杆轴向力设计值:N1=N1W+N0=10.91+5=15.91KN连墙杆采用双扣件钢管钢性连接N1=15.91KN＜2RC=16KN标高55m以下的连墙杆应根据楼层高度按不大于二步三跨的间距梅花型布置可以满足要求,连墙杆构造如图(5)所示。预埋件双转扣件直角扣件及短管图(5)。3.5悬挑支架载力计算3.5.1搭设3步高，斜拉杆未安装时1）均布施工荷载QK结构用脚手架两步同时使用，QK=1.50×1×3×2=9KN2）恒载：（1）脚手架竹笆自重GK1GK1=1.50×1×0.05×3=0.23KN（2）托管、大小横管、扣件自重GK2GK2=（1.50×4+1.5）×0.0384×3+0.0132×6×3=1.10KN（3）脚手架立杆自重GK3GK3=6×0.0384=0.23KN（4）栏杆、踢脚管、扣件：GK4=(1.50×0.0384×2+0.0132×2)×3=0.43KN（5）外侧满挂密目安全网，自重0.003KN/m2GK5=0.003×1.5×5.4=0.024KN（6）剪刀撑重：KNGK13.03/38.15.1620146.03/320132.03/38.15.10384.0222263）风荷载：WK=0.7μZμSW0W0基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001查得：南通地区基本风压W0=0.45KN/m2B类地面粗糙度28m高度μZ=1.39，（第二悬挑层的高度）μS=1.3ψ=1.3（ψ网+ψ框）根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001得ψ框=0.089，密目安全网挡风系数ψ网=1.2×0.5=0.6μS=1.3×（0.6+0.089）=0.896故风荷载标准值：WK=0.7μZμSW0=0.7×1.39×0.896×0.45=0.392KN/m24)立管轴力计算:不组合风荷载时:外侧立管内力：N1=1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK3+GK4+GK5+GK6]=1.4×9/2+1.2[(0.23+1.10)/2+0.23+0.43+0.024+0.13]=8.07KN内侧立管内力：N2=1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK3]=1.4×9/2+1.2[(0.23+1.10)/2+0.23]=7.37KN组合风荷载时(外侧立管内力):外侧立管内力：N1=0.85×1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK3+GK4+GK5+GK6]=0.85×1.4×9/2+1.2[(0.23+1.10)/2+0.23+0.43+0.024+0.13]=7.13KN内侧立管内力：N2=0.85×1.4(QK/2)+1.2[(GK1+GK2)/2+GK35]=0.85×1.4×9/2+1.2[(0.23+1.10)/2+0.23]=6.43KN5)挑梁计算:取N1=8.07KN，N2=7.37KN计算挑架内力计算简图如图（6）所示。斜拉杆未装之时F=0图（6）R2=[N1×（0.3+1.0）+N2×0.3]/0.5=[8.07×（0.3+1.0）+7.37×0.3]/0.5=25.40KNR1=R2+N1+N2=25.40+8.07+7.37=40.84KN挑梁最大弯矩Mmax=N1×（0.3+1.0）+N2×0.3=8.07×（0.3+1.00）+7.37×0.3=12.7KN-m挑梁最大剪力Qmax=25.40KN挑梁最大正应力（I12.6工字钢梁）:σmax=Mmax/γW=12.7×106/(1.05×77.5×103)=156.07N/mm2＜215N/mm2[挑梁最大正应力（[12.6槽钢梁）:σmax=Mmax/γW=12.7×106/(1.05×62.1×103)=194.8N/mm2＜215N/mm2]满足要求。挑梁最大剪切应力（当选用I12.6工字钢梁作为挑梁时）:τmax=QmaxS/ItW=25.4×103×45.2×103/(488×104×5)=47.05N/mm2＜125N/mm2[挑梁最大剪切应力（当选用[12.6槽钢梁作为挑梁时）:τmax=QmaxS/ItW=25.4×103×36.4×103/(391×104×5.5)=43N/mm2＜125N/mm2]满足要求。挑梁的整体稳定验算:σmax=Mmax/φbW≤f'b稳定性系数确定1（当选用I12.6工字钢梁作为挑梁