斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例

×××××工程（仅供参考）中国建筑八局二公司CHINASTATECONSTRUCTIONENGRGCORP.施工组织设计（施工方案）报审卡送审报告×××公司：济南××大厦工程施工组织设计编毕报上，请审查批示。施工单位：中建八局二公司2001年10月24日审批结论（）批字第号年月日召开了该工程施工设计审批会议，会议参加审批会议人员签字单位职务职称签名抄报：组织审批单位：（盖章）抄送：斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第3页工程技术文件会签表业主名称×××公司工程名称济南××大厦文件名称脚手架施工组织设计编制人杨一伟项目技术负责人×××工程项目负责人×××总工审核×××编制单位中国建筑第八工程局第二建筑公司编制日期二×××年××月××日斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第4页公司会签审批表施工管理同意签字：×××日期：×××安监同意签字：×××日期：×××质监同意签字：×××日期：×××技术同意签字：×××日期：×××材料同意签字：×××日期：×××经营同意签字：×××日期：×××动力同意签字：×××日期：×××培训同意签字：×××日期：×××试验同意签字：×××日期：×××计量同意签字：×××日期：×××文件同意签字：×××日期：×××总工审批（审批意见）签字：×××日期：×××斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第5页前言当工程具备以下要素之一时,常采用悬挑式双排脚手架施工：1、基础验收手续迟迟未办理完毕，工程基坑回填时间很长，在工程必须搭设脚手架时，基坑不能回填完毕；2、主体结构周围有裙房；3、建筑物高度较高，采用落地式脚手架费用很高；斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第6页目录一、编制依据二、工程概况三、基本设计方案四、计算书五、绘制施工图六、构件、材料计划及要求七、施工准备八、构造要求九、脚手架的搭设十、脚手架的拆除十一、脚手架的检查和验收十二、脚手架搭设的安全管理斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第7页一、编制依据1、本施工组织设计严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001、J84--2001）编制，本工程扣件式钢管脚手架的设计与施工除符合以上规范外，还符合国家现行有关强制性标准的规定。2、高层建筑施工分段搭设的脚手架，根据JGJ59—99“建筑施工安全检查标准”，应满足以下的要求：①斜撑立杆底部固定必须牢固；②斜撑立杆除必须满足间距要求外，中间还应设置大横杆，增加斜撑立杆的刚度；③外挑杆件与建筑结构连接必须牢固；④悬挑梁或悬挑架应为型钢或定型桁架，外端须有可调式钢丝绳斜拉连接；⑤高层建筑施工分段搭设的悬挑脚手架必须有设计计算书，并经上级审批；⑥悬挑脚手架必须按现行国家的搭设和验收标准进行搭设卸拆。二、工程概况×××工程位于×××市大城市市区，是一栋××楼。该楼建筑面斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第8页积17000平方米，共11层，层高3.6米，建筑总高度39.6m，该工程结构类型为框剪结构。其挡风面积与迎风面积比值：An/Aw=0.6679；施工地区基本风压为0.35KN/m2。三、基本设计方案1、斜拉式悬挑脚手架：由于该工程高度较高，故采用斜拉式悬挑脚手架。从第二层开始设悬挑梁，悬挑梁采用16号工字钢，长度为4m，间距1.5m左右(视每个面的长度而有所变化，详见图纸),在楼面层预埋两道Φ18吊环，工字钢外端用钢丝绳斜拉，斜拉用的钢丝绳采用6×19，直径为15.5毫米。五层为一挑排架，即为10步架，高度为18米。脚手架上操作层为三步架，非操作层为七步架。2、脚手架搭设尺寸为：立杆横距Lb=1.05m，立杆步距h=1.8m，脚手架内立杆距外墙表面0.3m。立杆纵距应以La=1.5m为基本值，结合本立杆所在平面的纵向尺寸，进行调整确定。3、连墙件与建筑物的连接采用双扣件刚性连接，连墙件采用二步三跨，菱形布置。连墙件的连墙杆同脚手架；连墙杆与脚手架的连接、连墙杆与建筑物的连接(各连接点采用双扣件连接)采用双扣件连接，4、脚手架采用Φ４８×３.５钢管搭设，铺三层，冲压钢脚手板。斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第9页5、为将脚手架偏心荷载转为轴心荷载，相邻步架的大横杆交替设在立杆的内外侧，不要设在同一侧。每步架的护身为l根，中距900mm。6、与楼层连接采用钢管硬连接，间距6m。每层设置并与外侧大横杆连接，所有连墙件都采用双扣件连接。拉结到柱子上，无法与柱子拉结的部位，由于本挑架的计算单元高度（不是实际高度）小于24米，故也可采用柔性连接与顶撑结合的方式，在外伸楼板上预埋2Φ6拉筋，间距3m。四、计算书脚手架的承载能力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计算：1、设计校核内容：由于该脚手架高度小于50米，构造尺寸符合《规范》第6.1.1条规定的构造尺寸,且扣件、底座的承载力设计值符合规范要求，故只进行以下计算：㈠连墙件计算。㈡悬挑工字钢梁系统的计算。2、施工荷载传递路线当使用冲压钢脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第10页角扣件固定在纵向水平杆上；纵向水平杆用直角扣件固定在立杆上。因此施工荷载传递路线是：脚手板→横向水平杆→横向水平杆与纵向水平杆连接的扣件→纵向水平杆→立杆→悬挑工字钢和钢丝绳→建筑物。3、设计校核㈠、连墙杆的验算（1）扣件连接抗滑承载力验算根据《规范》第4.2.3条的规定：ωk=0.7μz×μs×ωo式中ωk---------风荷载标准值（KN/m2）μz---------风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ9）国标规定采用；μs---------脚手架风荷载体型系数，按《规范》第4.2.4的规定采用；ωo---------基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ9）国标规定采用；连墙件均匀布置，受风荷最大的连墙件应在脚手架的最高部位，计算按离地面高度39.6米计算，地面粗糙度类别为C类（大城市市区），查《风压高度变化系数μz表》得该脚手架的最高部位的风压高度变化斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第11页系数为μz=1.24μs=1.3×φ=1.3×（1.2An/Aw）=1.3×（1.2×An/Aw）=1.3×0.8036=1.045（An/Aw为脚手架的挡风面积与迎风面积之比。对于密目式安全网脚手架来讲，经过复杂的计算，φ=0.8036，可直接采用该值。而对于敞开式脚手架，则要查《规范》附录A-3）ωo=0.35（KN/m2）故ωk=0.7μz×μs×ωo=0.7×1.24×1.045×0.35=0.317连墙件的轴向力设计值：《规范》第4.3.1条规定：连墙件承载力的荷载效应组合时，对于双排架No=5KN，所以连墙件的轴向力设计值计算如下：Nl=Nlw+No=1.4×ωk×Aw+5=1.4×0.317×[2（两步）×1.80（步距）×3（三跨）×1.5（纵距）]+5=12.189kN2（双扣件）×RC（单扣件抗滑力为8KN）=2×8=16Kn（采用双扣件：即连墙杆采用直角扣件与脚手架的内、外排立杆连接、连墙件与建筑物连接时在建筑物的内、外墙面各加两只直角扣件扣牢。）故当采用双扣件时，扣件连接抗滑承载力满足要求。（2）连墙杆稳定承载力验算斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第12页连墙杆采用Φ４８×３.５钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加的短钢管上，因此，连墙杆的计算长度可取脚手架距墙距离，即lo距=0.30m；钢管的回转半径i=1.58cm（详见《规范》附录B长系比λ=lo/i=0.30m/1.58cm=30/1.58=18.99[λ]=250，查《规范》附录C稳定系数φ表得：当λ=18.99时φ=0.941查《规范》附录B得钢管截面积为A=4.89cm2Nl/φA=Nl/φA=12.189kN/(0.941×4.89cm2)=26.489N/mm2f=205N/mm2验算说明，连墙件采用Φ４８×３.５钢管时，其稳定承载力足够。㈡、悬挑工字钢梁及钢丝绳的计算。A、立杆段的轴向力设计值N1的计算（1）组合风荷载时,立杆段的轴向力设计值N脚手架结构自重标准值产生的轴向力:结构自重gk查《规范》附录A得gk=0.1248[H]为脚手架搭设高度限值，见《规范》第5.3.7条NG1K=Hsgk=18×0.1248=2.25KN构配件(脚手板、栏杆、挡脚板、安全网)自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5（lb＋0.3）la∑QP1＋QP2la＋QP3la[H]=0.5（1.05+0.3）×1.538×3×0.3＋0.11×2×1.5＋0.005×1.5×18=1.38KN斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第13页∑QP1为三层冲压钢脚手板自重标准值，∑QP1=3×0.3KN/m2QP2栏杆、冲压钢脚手板挡板自重标准值，3个施工作业层取QP2=0.11×3KN/mQP3密目式按全立网自重标准值QP3=0.005KN/m2（按实计算）施工荷载标准值产生的轴向力总和∑NQK=0.5（lb＋0.3）laQk=0.5（1.05+0.3）×1.5×3×3=9.11KNQk施工均布活荷载标准值，3个施工作业层Qk=3×3KN/m2N=1.2（NG1K＋NG2K）＋0.85×1.4∑NQK=1.2（2.25＋1.38）＋0.85×1.4×9.11=15.2KN:（2）不组合风荷载时，立杆段的轴向力设计值N1：N1=1.2（NG1K＋NG2K）＋1.4∑NQK=1.2（2.25＋1.38）＋1.4×9.11=17.11KN经比较，取较大值：故上部结构传至工字钢挑梁顶面的内、外立杆轴向力设计值均为Nl=17.11KN悬挑结构受力图详见附图。B、钢丝绳设计计算每根工字钢I16挑梁端部采用6×19、直径为15.5毫米的钢丝绳斜拉；上端通过花篮螺栓与预埋在楼面的吊环连接。配套线夹每端3只，斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第14页间距150mm，紧固牢靠，钢丝绳自由端长度不得小于200mm。预埋吊环选用Φ18加工，埋入深度不小于300毫米，并应与结构主筋焊接。钢丝绳上的拉力F计算：由∑Mc＝0得：F×1.35×Cos220＝Nl×(1.05十0.3)十Nl×0.3，得：钢丝绳上的拉力F＝23KNΦ15.5mm钢丝绳容许应力验算：采用6×19、直径为15.5毫米的钢丝绳，钢丝绳破断拉力总和为125KN。根据钢丝绳的计算规则：做吊挂用的钢丝绳由于受力复杂，磨损严重，安全系数应取K＝6以上。但对于该设计方案，建筑物楼层边缘有连系梁，该梁可以承受工字钢传递来的荷载，16号工字钢长度为4米，2.5米的长度在建筑物上处于锚固状态，其抵抗弯矩的作用也很大,故可做进一步的保险，安全系数取K＝4.5(若建筑物楼层边缘无连系梁，则安全系数应取K＝6以上)换算系数a＝0.85钢丝绳的容许拉力S=a×PG／K＝0.85×125／4.5＝23.61KN＞F＝斜拉式悬挑脚手架施工组织设计实例中建八局二公司日期:2002.5.1第15页23KN选用6×19、直径为15.5毫米的钢丝绳Φ15.5单根已能满足安全要求。C、工字钢I16强度验算悬挑梁工字钢I16(自重不计)按照较为保守的简支梁计算:内力杆处弯矩最大,计算如下:动力系数K取1.5MX=1.5×23KN×1.05m×Cos220-1.5×17.11KN×1.05m=6.639KN.m16号工字钢的净截面抵抗矩WX＝141cm3工字钢截面塑性发展系数γX＝1.053号钢fy＝235N／mm2工字钢抗弯强度设计值f=MX/(γX×W