悬挑式外墙脚手架施工方案 (1)概要

14.4.1悬挑式外墙脚手架施工方案一、工程概况简介本工程结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构，±0.00以下施工周期较长，不能及时回填土，而主体结构工程又必须立即进行，否则将影响工期。根据其工程特点，将采用悬挑式外墙脚手架（每层悬挑高度不超过20米）。二、材料要求1．脚手架全部采用ф48～51钢管，壁厚3～3.5㎜，无严重绣蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管。用于立杆、大横杆和斜杆的钢管长度以4—6.5m为宜。一般重量在25㎏以内，适合人工操作。用于小横杆钢管长度以1.5—2.3m为宜，以适应脚手架的宽度要求。作为脚手架使用的杆件钢管必须进行防锈处理.即对购进的钢管先行除锈,然后涂防锈漆一道和面漆二道。2．钢管连接用的扣件必须是合格的玛钢扣件，应有出厂合格证明，符合建设部《钢管脚手架扣件标准》GB15831-2006的要求，发现有脆裂、变形，滑丝的禁止使用。扣件及其附件（T型螺栓、螺母、垫圈）的技术要求如下：1）铸铁不得有裂纹、气孔；不宜有疏松、砂眼或其他影响使用性能的铸造缺陷；并应将影响外观质量的粘砂、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。2）扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。3）扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。4）当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应小于5mm。5）扣件表面应进行防锈处理。3、所用挑杆为16#工字钢，长度4.5m、3.5m、3m三种，卸荷使用ф14（6*37）b钢丝绳。4、脚手板扣件式脚手架的作业层面可根据所用脚手板的支撑要求设置横向平杆，本工程使用竹笆作为脚手板。对脚手板的技术要求为：1）脚手板的厚度为50mm，宽度为250~300mm，重量不大于30kg。2）确保材质符合规定。3）不得有超过允许的变形和缺陷。三外脚手架搭设方法1．外墙脚手架搭设方法立杆纵观距1.5m，立杆排距0.8m，小横杆间距0.9m，大横杆步距0.9m，大横杆内侧步距1.8m，小横杆间距0.9m，内排立杆距墙0.4m，小横杆里端距墙0.3m。（详见图Ⅰ）立杆与主体拉接，按2步3跨设置，拉接点均设置在框架柱或剪立墙予留洞上，用钢管与内外立杆采用架扣连接。挑杆从2层向外挑，挑杆间距1.5m，首先在结构板梁上予埋挑环，纵向间距1.5m，横向间距≤1.5m，然后在环里套入挑杆，外挑1.3m，（有阳台处阳台不作为支座）靠内挑环外侧加ф18钢筋销锚牢固。（见图Ⅱ）在挑杆的前端100处内排距立管的下端焊接ф（二级钢）22钢筋，长150mm，作立杆的固定件，拉设通线固定挑杆，保证挑杆挑出长度一致，然后固定立杆。第一排大横杆距离支点为200mm，为了保证架子的安全及稳定，设斜拉钢丝绳卸荷装置，钢丝绳上端固定在结构的墙或梁上的固定预埋件。四、悬挑层段布置第一段4～9层、第二段10～15层、第三段16～21层、第四段22～28层，共分四段2搭设。五、脚手架构造1、立杆纵距La=1.5m，横距Lb为0.9m。脚手架的搭设高度为24m，相邻立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，与相近大横杆的距离不宜大于步距的三分之一。立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧（大横杆对立杆起约束作用，对确保立杆承载能力的关系很大），不得隔步设置或遗漏。立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300，并同时控制其绝对偏差值不大于40mm。2、大横杆步距为1.8m。上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度1/250，且不大于50mm。相邻步架的大横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆偏心受载情况。3、小横杆贴近立杆布置，搭于大横杆之上并用直角扣紧。在相邻立杆之间根据需要加设1根或2根。在任何情况下，均不得拆除作为基本框架结构杆件的小横杆。4、剪刀撑剪刀撑联结3根立杆，斜杆与地面夹角为45º-60º；沿脚手架转角处布设，南北两面架子每隔5-7米设一道，剪刀撑应沿架高连续布置。剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外。在其中应增加2-4个扣结点。5、连墙拉杆按二步二跨设置，其间距应不超过3.6m（纵横），且连墙拉杆一般应设置在暗柱靠近连梁具有较高水平力作用的结构部位。连墙构造（简称“连墙体”）对外脚手架的安全至关重要。由于连墙拉杆设置数量不足、构造不符合要求以及被任意拆掉等所造成事故屡有发生，必须引起高度重视并确保其设置符合要求。本工程连墙拉杆的垂直间距和水平间距均不得大于5m。6、水平斜拉杆设置在有连墙体的步架平面内，以加强脚手架的横向刚度。六、设计计算计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。计算的脚手架为悬挑式脚手架，搭设高度为65.7米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.5米，立杆的横距0.8米，立杆的步距1.8米。采用的钢管类型为φ48×3.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.6米，水平间距3.0米。施工均布荷载为3kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设8层。钢材的强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=2.06X105N/mm2惯性矩I=12.19X104mm悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.3米，建筑物内锚固段长度1.6米。悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳、下面采用拉杆与建筑物拉结。最外面支点距离建筑物m，支杆采用钢管mm拉杆。风压按《建筑结构荷载规范（GB50009-2012）》。一）、大横杆的计算:3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=0.30×0.8/3＝0.080kN/m活荷载标准值Q=3×0.8/3＝0.800kN/m静荷载的计算值q1=1.2×（0.038＋0.080）＝0.142kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.800＝1.120kN/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、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:跨中最大弯矩为：M1=(0.08×0.142+0.1×1.120)×1.5×1.5＝0.278kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.1×0.142+0.117×1.120)×1.5×1.5＝-0.327kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：(M1与M2的绝对值对比，以大的为强度验收)4=0.327×1000000/5080＝64.370N/mm2大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三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:静荷载标准值q1=p1+p2=0.038＋0.080＝0.118kN/m活荷载标准值q2=0.800kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.118+0.990×0.800)×1500.0×1500.0×1500.0×1500.0/(100×206000×121900.0)＝1.758mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150和10mm,满足要求。二）、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变形。1、荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038×1.5＝0.057kN脚手板的荷载标准值P2=0.30×0.8×1.5/3＝0.120kN活荷载标准值Q=3×0.8×1.5/3＝1.200kN荷载的计算值P=1.2×0.057＋1.2×0.120＋1.40×1.200＝1.892kN小横杆计算简图2、强度计算5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=1.2×0.038×0.8×0.8/8＋1.892×0.8/3＝0.508kN.m=0.508×1000000/5080＝100.000N/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小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5×0.038×800.0×800.0×800.0×800.0/(384×206000×121900)＝0.008mm集中荷载标准值P=0.057＋0.120＋1.200＝1.377kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1377.00×800.0×(3×800.0×800.0－4×800.0×800.0/9)/(72×206000×121900)＝0.997mm最大挠度和V=V1+V2=1.005mm小横杆的最大挠度小于800.0/150和10mm,满足要求。三）、扣件抗滑力的计算:6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,单扣件取8.0kN，双单扣件取12.0kN；R──纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；荷载值计算：横杆的自重标准值P1=0.038×0.8＝0.030kN脚手板的荷载标准值P2=0.30×1.5×0.8/2＝0.180kN活荷载标准值Q=3×1.5×0.8/2＝1.800kN荷载的计算值R=1.2×0.030+1.2×0.180+1.4×1.800＝2.772＜RC＝8.0kN单扣件抗滑承载力的设计满足要求。当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m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；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。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)：查《施工手册》P194页，标准值取；NG1=0.1069×65.7＝7.023kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用，标准值为0.30NG2=0.30×8×(1.5＋0.45)/2＝2.250kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用脚手板挡板，标准值为0.11NG3=0.11×1.5×8/2＝0.660kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；标准值为：NG4=0.005×1.5×65.7＝0.493kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.023＋2.250＋0.660＋0.493＝10.426kN。7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:活荷载标准值NQ=3×2×1.5×0.8/2＝3.600kN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=0.5Uz──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=1.11Us──风荷载体型系数：Us=1.200经计算得：风荷载标准值Wk=0.7×0.5×1.11×1.200＝0.466kN/m2。（注意：若不能同时满足三个条件：1、基本风压不大于0.35KN/m2，2、仅有栏杆和挡脚板，3、不是敞开式脚手架，则不用计算“立杆的轴向压力设计值”）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=1.2×10.426＋0.85×1.4×3.600＝16.795KN其中NG1——脚手架结构自重标准值产生的轴向力；NG2——构配件自重标准值产生的轴向力;NQ——施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距（跨）内施工荷载总和的1/2取值。不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算