搜索
脚手架设计讲座一、编制步骤脚手架工程施工的主要步骤如下：主要及相关人员商讨方案---确定方案---编制方案---报公司技术、安全部门审批方案---审批合格后由架子工长组织实施---各方验收合格---投入使用。脚手架工程在施工前，技术负责人应召集技术、安全、生产等相关人员对本工程的脚手架搭设情况进行研讨，确定脚手架应搭设的步距、纵距、横距、总高度、范围等各项参数内容，然后由技术负责人或技术员编制，编制完毕的方案经技术负责人审核后报公司技术安全部门会审，并由公司总工程师审批后执行。方案审批返回项目部，由项目部架子工长组织工人进行搭设，经公司技术、安全及项目部技术、安全部门负责人验收合格，方可使用。1―外立杆；2―内立杆；3―横向水平杆；4―纵向水平杆；5―栏杆；6―挡脚板；7―直角扣件；8―旋转扣件；9―连墙件；10―横向斜撑；11―主立杆；12―副立杆；13―抛撑；14―剪刀撑；15―垫板；16―纵向扫地杆；17―横向扫地杆二、工程概况序项目内容1功能住宅楼、商业用房2建筑规模建筑总面积（m2）25905.82m2建筑层数地上15层，局部16层地下2层建筑层高人防层地下一层1层2~15层16层3.2m3.0m3.5m2.8m3.1m3建筑高度±0.0相当于绝对标高42.30m基底标高-6.220m室内外高差0.75m建筑总高55.8m场地相当于绝对标高41.3m檐口高度46.8m4地质资料地基承载力180N/MM2结构类型剪力墙结构5工程所在地北京东三环南路施工阶段主体结构施工三、方案搭设参数的确定1、根据工程概况确定脚手架的类型：初步依据“主体结构施工”和“檐口高度”选择双排扣件式脚手架2、脚手架搭设的高度确定：1）“檐口标高”-“基底标高”+“安全高度”；2）“檐口标高”-“平整后场地标高”+“安全高度”；3）考虑加快施工速度脚手架下部做临时脚手架，方便回填土工序，地上一层以上采用悬挑脚手架，那么悬挑脚手架的搭设高度：“檐口标高”-“一层顶板标高”+“安全高度”。“安全高度”：当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女儿墙1米；为檐口时，要超过檐口高度1.5米。依据：《规范》6．3．6立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。本方案采取第二种搭设方式：46.8+（42.3-41.3）+1=48.8米，没有超过《规范》规定的落地式脚手架最大搭设高度50米，因此方案采用落地式双排脚手架，取整数49米。因此在确定脚手架的搭设高度时要注意上述问题。3、立杆纵距确定：脚手架用于结构施工阶段，施工的作业层施工荷载3kN/m2，依据：《规范》表6.1.1-1和《规范》7.3.12中第4条规定（4自顶层作业层的脚手板下计，宜每隔12m满铺一层脚手板。）的要求选取3+Int(49÷12+1)×0.35=3+5×0.35（kN/m2）荷载所对应的纵距1.2~1.5米，本例取1.2米；4、立杆横距确定：根据工程情况在满足施工的条件下不能超过《规范》表6.1.1-1规定；依照此表可以取1.05~1.55之间的数值，本例取1.05米5、靠墙一端外伸长度确定：依据：《规范》6．2．2条主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度a（图5.2.4）不应大于0.4l，且不应大于500mm；由0.4×1.05=0.42确定本工程选用a=0.3米。6、步距的确定：一般在确定脚手架的步距时要考虑两个步骤，第一要满足层高与施工要求，层高是是步距的整数倍，本例的层高标准层是2.8米，因此第一步确定步距为1.4米，第二步要符合《规范》表6.1.1-1的要求，步距不能超出表6.1.1-1的范围，最后确定步距为1.4米；表6.1.1－1常用敞开式双排脚手架的设计尺寸（m）注：1．表中所示2+2+4×0.35（kN/m2），包括下列荷载：2+2（kN/m2）是二层装修作业层施工荷载；4×0.35（kN/m2）包括二层作业层脚手板，另两层脚手板是根据本规范第7.3.12条的规定确定；2．作业层横向水平杆间距，应按不大于la/2设置。四、脚手架荷载：1、荷载分类1）作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。2）永久荷载（恒荷载）可分为：（1）脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；（2）构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。3）可变荷载（活荷载）可分为：（1）施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；（2）风荷载。2、荷载效应组合：按《规范》表4.3.1如下表4.3.1荷载效应组合五、材料要求及说明：1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3号)钢，其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》(GB700-89)中Q235A钢的规定。每批钢材进场时，应有材质检验合格证。3号钢的屈服强度240N/mm2为强度的标准值，引用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定，乘以分项系数1/1.165，这样钢材的设计值f=240/1.165=205N/mm2，这也说明了规范采用的设计方法在实质上是属于半概率半经验进行的。1、钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6m，，小横杆两端超出大横杆的长度必须大于等于100mm，1050+300+100=1450mm，取小横杆长度1.5m。2、根据《可铸铁分类及技术条件》(GB978-67)的规定，扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净。3、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，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。4、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。5、扣件表面刷防锈漆进行防锈处理。6、脚手板应采用厚度不小于50mm，宽度大于等于200mm，长度为4--6m，其材质应符合国家现行标准《木结构设计规定》(GBJ5—88)中对II级木材的规定，不得有开裂、腐朽。脚手板的两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各设两道箍。7、钢管及扣件报废标准：钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。8、外架钢管采用统一颜色，栏杆采用红白相间色。六、规范要求设计计算书应该包括的内容1、脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计。进行下列设计计算：（1）纵向和横向水平杆(大小横杆)等受弯构件的强度计算；（2）扣件的抗滑承载力计算；（3）立杆的稳定性计算；（4）连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；（5）立杆地基承载力计算。2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。3、架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。七、落地式扣件钢管脚手架计算书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》（JGJ130-2001）。设计脚手架为双排脚的架，搭设高度为49米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.2米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.4米。主节点间搭设两个小横杆，地基承载力为：180N/MM2,基本风压值取北京地区的基本风压：0.45Kpa，主体结构为剪力墙结构设计时选取封闭墙所对应的1.0Φ挡风系数，施工所处地区为三环附近选择“有密集建筑群且房屋较高的城市市区”。脚手板采用木脚手板。采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距2.8米，水平间距3.6米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层，脚手板共铺设5层。c.双排脚手架连墙件布置（立面图）连墙件风荷载计算单元面积a.双排脚手架连墙件布置（平面图）b.双排脚手架连墙件布置（剖面图）安全网挡脚板附柱杆柱子（一）、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面计算简图如下所示：lb1.2P+1.4Q按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.200/3=0.140kN/m表4.2.1－1脚手板自重标准值活荷载标准值Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m表4.2.2施工均布活荷载标准值荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.200=1.894kN/m小横杆计算简图脚手架荷载为什么不计算悬臂端说明：从弯矩公式可以直接得出不带悬挑的情况弯矩大，采用这种模型脚手架偏于安全，挠度直接从公式看不出结论，但代入规范要求最大里排大横杆距墙的悬挑计算长度0.3米，及排距取1.55米时，挠度的计算结果还是第一个大，因此规范取了第一种情况进行计算安全。2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:M=1.894×1.0502/8=0.261kN.m=0.261×106/5080.0=51.383N/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简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:荷载标准值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.0×1.378×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=0.869mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!为什么不计算钢管的抗剪承载力说明：没有抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控制作用。如φ48×3.5的Q235－A级钢管，其抗剪承载力为：上式中K1为截面形状系数。一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣件传递，一只扣件的抗滑承载力设计值只有8.0kN，远小于[V]，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件抗剪力也肯定满足。另外在设计时，要注意规范规定作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距1/2；（二）、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，小横杆在大横杆的上面。说明：按《规范》表6.1.1-1的要求，脚手架的纵距最大的值为2米，一根脚手管的长度为6米，和规范要求的一致宜按三跨连续梁进行计算。用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。lalbP=(1.2P+1.4Q)/2+小横杆的自重/21.荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.200/3=0.147kN活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.200/3=1.260kN荷载的计算值P=(1.2×0.040+1.2×0.147+1.4×1.260)/2=0.994kN大横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为大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=0.08×(1.2×0.038)×1.2002+0.267×0.994×1.200=0.324kN.m=0.324×106/5080.0=63.762N/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大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:大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=0.677×0.038×1200.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.040+0.147+1.260=1.447kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V1=1.883×1447.320×1200.003/(100×2.060×