外脚手架施工方案(落地部分)

一、编制依据《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社；《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社；另外参照本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。二、工程概况汇杰新城工程位于位于南京市迈皋桥创业园。公寓区为6幢25F和33F的高层住宅、01#一层地下车库及部分1~2F的商业用房,住宅楼为一层地下室。总建筑面积14.56万m2，其中住宅总计1584户，面积14.3万平方，车库地下室1.3万m2，商铺2412m2。属于框剪结构；1#、5#、2#西半部为地上25层，其余为33层；地下1层；建筑高度：25层77.4m，33层99.8m；标准层层高：2.8m；总建筑面积：14.56万平方米。本工程由南京汇杰发展有限公司投资开发新建，长江都市设计研究院有限公司设计，江苏宏嘉工程咨询公司监理，中建八局第三建设有限公司组织施工。本工程开工时间为2010年6月5日，计划竣工时间为2012年1月31日。三、本工程中外脚手架总体方案的选定：结合本工程结构形式和实际施工特点，本工程中的外脚手架拟用落地式结合悬挑双排钢管全封闭式搭设。具体如下：1、本工程-1～2层和屋面构架采用落地式脚手架(高度分别为9.9米和7.5米)，3层以上采用16号热轧普通型工字作挑梁进行挑脚手架搭设，每6～7层一挑(高度16.8～19.6米)。2、所有外脚手架的构造尺寸均为1.5*0.9*1.8米，骨架部分均采用Φ48㎜、壁厚t=3.0㎜、Q235A级钢钢管。脚手架内立杆距悬挑阳台板边为300㎜。脚手架立杆纵向间距为1500㎜，每步外立杆内侧设护身栏杆和踢脚杆各一道，并着油漆标识，外挂绿色密目式安全网围护。每步三根大横杆，满铺竹笆片做为脚手板，且四角用16#铁丝四角绑扎。3、连墙件按二步三跨梅花布设、设置刚性连墙杆若干个，确保每根连墙杆的覆盖面不大于27㎡。4、在3层以下主体结构施工结束后，将落地外架拆除，以便地下室防水工程施工，所拆卸的材料供上面使用。以下重点介绍-1～2层和屋面双排钢管全封闭式落地搭设要求，后期外墙装饰时再搭设。四、计算书1、参数信息（1）脚手架参数双排脚手架搭设高度为9.9m，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的横距为0.9m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；内排架距离墙长度为0.30m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为1根；采用的钢管类型为Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.6m，水平间距4.5m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；（2）活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.000kN/m2；脚手架用途:装饰脚手架；同时施工层数:2层；（3）风荷载参数本工程地处江苏南京市，基本风压0.4kN/m2；风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为1.13；脚手架计算中考虑风荷载作用；（4）静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；脚手板铺设总层数:5；（5）地基参数地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:0.4。2、大横杆的计算按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，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。将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.033kN/m；脚手板的自重标准值:P2=0.3×0.9/(2+1)=0.09kN/m；活荷载标准值:Q=2×0.9/(2+1)=0.6kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.033+1.2×0.09=0.148kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×0.6=0.84kN/m；图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)（2）强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.08×0.148×1.52+0.10×0.84×1.52=0.216kN.m；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为M2max=-0.10×0.148×1.52-0.117×0.84×1.52=-0.254kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.216×106,0.254×106)/4490=56.57N/mm2≤[f]=205N/mm2，满足要求！（3）挠度验算: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：其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.12=0.153kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.2kN/m；最大挠度计算值为：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.09=0.123kN/m；活荷载标准值:q2=Q=0.6kN/m；最大挠度计算值为：V=0.677×0.123×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.6×15004/(100×2.06×105×107800)=1.544mm；大横杆的最大挠度1.544mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！3、小横杆的计算根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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=0.033×1.5=0.05kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×0.9×1.5/(2+1)=0.135kN；活荷载标准值：Q=2×0.9×1.5/(2+1)=0.900kN；集中荷载的设计值:P=1.2×(0.05+0.135)+1.4×0.9=1.482kN；小横杆计算简图（2）强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=1.2×0.033×0.92/8=0.004kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=1.482×0.9/3=0.445kN.m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.449kN.m；最大应力计算值σ=M/W=0.449×106/4490=99.917N/mm2≤[f]=205N/mm2，满足要求！（3）挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:Vqmax=5×0.033×9004/(384×2.06×105×107800)=0.013mm；大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.135+0.9=1.085kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:Vpmax=1084.95×900×(3×9002-4×9002/9)/(72×2.06×105×107800)=1.264mm；最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.013+1.264=1.277mm；小横杆的最大挠度为1.277mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm,满足要求！4、扣件抗滑力的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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,取8.00kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN；小横杆的自重标准值:P2=0.033×0.9/2=0.015kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×0.9×1.5/2=0.202kN；活荷载标准值:Q=2×0.9×1.5/2=1.35kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.05+0.015+0.202)+1.4×1.35=2.211kN；R8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!5、脚手架立杆荷载计算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)，为0.1248NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×9.90=1.510；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3NG2=0.3×5×1.5×(0.9+0.3)/2=1.35kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15NG3=0.15×5×1.5/2=0.562kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.5×9.9=0.074kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.497kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=2×0.9×1.5×2/2=2.7kN；风荷载标准值按照以下公式计算其中Wo--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Wo=0.4kN/m2；Uz--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；Us--风荷载体型系数：取值为1.128；经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.4×1×1.128=0.316kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.497+1.4×2.7=7.976kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.497+0.85×1.4×2.7=7.409kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.316×1.5×1.82/10=0.183kN.m；6、立杆的稳定性计算考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式立杆的轴心压力设计值：N=7.409kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=196；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.188立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；σ=7409.394/(0.188×424)+182662.906/4490=133.634N/mm2；立杆稳定性计算σ=133.634N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！7、最大搭设高度的计算按《规范》5.3.6条考虑风