高层外脚手架设计计算及施工方案

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一、        工程概况
本工程总建筑面积20520m2，为地下一层、地上十八层的框剪结构。本工程首层4.5m，标准层高为3.6m，建筑总高度72.9m。
高层为框剪结构，多层为框架结构，高层抗震等级为二级，多层抗震等级为三级，抗震设防烈度为7度。
基础：高层为人工挖孔灌注桩基础，多层为独立柱基。
桩基砼强度等级：灌注桩为C30，灌注桩护壁为C30；
基础砼强度等级：垫层C15，地下室为C40、S8，柱基为C25；
上部结构砼强度等级：
多层：  基础顶面至屋面梁、板、柱均为C30，构造柱、过梁为C20;
高层：27.30m以下剪力墙、柱为C40，梁板为C35；27.30m~48.90m剪力墙、柱、梁板为C35，48.90m以上剪力墙、柱梁板为C30。
砖砌体：外墙及楼梯间、电梯间、设备用房等采用240mm（180mm）厚非承重粘土空心砖，±0.00以下用M5水泥砂浆 ，其余为M5混合砂浆砌筑，办公室及走道隔墙为GRC轻质隔墙。
楼地面：办公室为地砖地面，门厅为花岗岩地面。
墙  面：外墙为外墙涂料、玻璃幕墙、花岗岩幕墙、铝板幕墙、内墙卫生间为瓷砖饰面，门厅、大厅、走道为花岗岩饰面，其余乳白色内墙涂料。
屋  面：为SBS防水卷材保温隔热上人屋面。
顶  棚：轻钢龙骨板吊顶、内墙乳胶漆。
二、外架计算
外架采用双排扣件式钢管脚手架，根据施工要求搭设高度为75m，外侧立面采用密目式绿色安全网封闭，架体里外立杆间距1.05m,立杆纵距1.2m,横杆步距1.8m，连墙件2步3跨设置，脚手板为竹木脚手板，作业层为一层.
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JG

www.667e.comJ130—2001规定进行计算。
1、荷载计算
①恒载计算
查表知：每米立杆承受的结构自重标准值为0.1248kN/m
脚手板自重标准值为0.35kN/m2
栏杆、木脚手板挡板为0.14kN/m
    则  NK=Nδ1k + Nδ2K
          =75×（0.1248 + 0.14/2）+ 1.2×0.35×1.05/2
          =14.85KN
②        活载计算
施工均布活荷载标准值为3KN/M2
施工活载：则QK=1.2×1.05×3=3.78KN
风载:WK=0.7μZ  μs Wo　
其中：μZ=0.8    μs=1.0ψ
Wo=0.35KN/m2
Ψ=1.2AN/Aw=1.2×1.5×1.8/1.5×1.8=1.2
则 ：WK=0.7×0.8×0.96×0.35
        =0.188KN/m2　
2、立杆计算
立杆的稳定性按组合风荷载验算
N/ψA   +   M/W  ≤f　
    其中   N=1.2(Nδ1k+Nδ2k)+0.85×1.4NQ
    

www.667e.com;                    =1.2×14.85 + 0.85×1.4×3.78/2
　　　　　　=20.07KN
lo=kμh=1.155×1.2×1.8=2.49
长细比λ=lo/2=2.49/0.0158=158
查表得φ= 0.281其中A立杆截面面积为4.89cm2
W截面模量为5.08cm3
MW =0.85×1.4MWK
=0.85×1.4WKloh2/10
=0.85×1.4×0.188×1.2×1.82/10
=0.09kNm
则：N/A+MW/W=20.07×103/0.281×489+0.09×103/5.08
=164N/mm2
<f=205N/mm2  所以满足要求
搭设高度HS计算
HS=ψAf-{1.2Nσ2K+0.85×1.4(∑NQK+MWKψA/W)}/1.2gk
=0.281×489×0.205-{1.2×0.22+2.25+0.09×1.186×489/5.08}/1.2×0.1248
  =25.51/1.2×0.1288=170 m
则脚手架搭设高度限值[H]=HS/(1+0.001HS)=170/(1=0.001×170) =145m
所以脚手架满足稳定性要求
3、纵向水平杆，横向水平杆计算
①        强度验算
M纵=1.2MσK+1.4∑MQK
=1.2×0.08×0.35×1.05÷2×1.2

www.667e.com2+1.4×3×1.05÷2×1.22×0.08=0.422KN/m
M横=ql2/8=(0.35×1.2×1.2+3×1.2×1.4)1.052/8=0.764Knm
MMAX/W=0.764×103/5.08=150N/mm2<f=205N/mm2满足抗弯强度要求
②        挠度验算：
V纵=0.677ql4/100EI
=0.677(1.2×0.35×1.05÷2+1.4×3×1.05/2)×1.24×103/100×2.06×105　×12.19=1.3mm
V横=qal3(-1+4a2/l2+3a3/l3)24EI
=6.93×0.03×1.053　×(-1+4×0.32÷1.052+3×0.33÷1.053)/24×2.06×105×12.19=2mm
则Vmax=2mm<[V]=10mm 满足挠度要求
a).纵、横向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力验算
R横=ql(1+a/l)2/2
=(1.2×0.35×1.2+1.4×3×1.2)×1.05×(1+0.3/1.05)2/2
=3.4KN
R纵=0.6ql
=0.6(1.2×0.35×1.05/2+1.4×3×1.05/2)×1.2
=1.8KN
R=3.4KN<8.00KN
满足扣件抗滑承载力要求
故可按设计要求搭设外架。
三、外架搭设方案
中级人民法院审判大楼工程，框剪结构十九层，主楼长为40m,宽为18m,高度为73m，采用落地式钢管脚手架,
（一）搭设方案:
1、        严格遵守《建筑施工扣件式

www.667e.com钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001规定及有关要求。
2、        立杆必须垫木板，考虑里排立杆着力在边坡上，故按立杆纵距架设斜撑，搭接部位在一步架外排立杆接点上。且扫地杆相互拉通。
3、        立杆纵向间距1.2m，横向间距为1.2m里杆距墙0.3m搭设时拉线对齐。
4、        大横杆间距（步高）一般为1.8m，第一步架高不得大于 2.0m，且大横杆垂直偏差不得大于 5cm。
5、        小横杆里端离墙面距离不大于10cm,外端伸出大横杆外长度大于25cm,且间距0.75m,外端对齐。
6、        剪刀撑必须沿脚手架纵向两端和转角处起。每道剪刀撑最鑫跨越7根立柱，每隔6m左右设一组剪刀撑，并沿全高度布置，每片架子不少于三道，斜撑搭设长度不小于0.4m且不少两只扣件紧固。
7、        立杆按搭设高度计算，垂直度偏差不得大于3cm，小横杆须贴近立杆布置。
8、        剪刀撑搭设时，须将一根扣在小横杆伸出部分。斜杆两端扣件与立杆节点距离不得大于15cm,最下面的斜杆与立杆连接点离地面不宜大于50cm。
9、       

www.667e.com; 脚手架各杆件相交出的端头均应大于10cm，以防杆件滑落。
10、        由于搭设高度较大，每五层在四周梁上每隔3m预埋直径为25的圆钢，用于穿直径为16的钢丝绳拉接外架，对外架进行卸载，以保证外架的使用的安全。每三层外架与外边柱用钢管进行拉接，以保证外架的稳定性。
11、        操作层上必须满铺、铺稳脚手板，离开墙面120-150mm，用铁丝固定，并必须设置挡脚板。并在外侧设防护栏杆（上栏杆）1200mm高。以保证安全。
12、        相邻两根立杆的接长接头上下错开50cm以上，并要新接长接头不在同一步距内。同一步的里外两根大横杆其接长接头的位置应互相错开，不应在同一跨内，同一跨内的上下两根大横杆的接长接头应错开50cm。
13、        做好外架排水措施，即外架四周砌一条排水沟，把积水、雨水及时排走。
（二）安全措施：
1、        遵守国家有关脚手架施工的若干规定和现行规范要求；
2、        搭设材料选用必须符合技术规范的要求，严禁使用有裂缝、不合格钢管和扣件搭投。
3、        立杆接杆，扶手接长应用对接扣件，不宜采用旋转扣件，剪刀撑的纵向接长应用旋转扣件，不宜采用对接扣件。
4、

www.667e.com        安装扣件时，所有扣件开口必须向外，这样可以防止闭口缝的螺栓钩挂操作者的衣裤，影响操作和造成伤亡事故。
5、        立杆须垫木板，不得在起伏不平和软硬不一的地面上搭设脚手架，避免架子整体或局部沉降。
6、        严格按照规定的规定尺寸进行搭设，控制好立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差，并确保接点连接达到要求（绑好、拧紧或插挂好）。
7、        脚手板必须满铺，铺平和铺稳，不得有探头板。
8、        搭设过程中要及时设置斜撑杆，剪刀撑，避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾倒。
9、        作业层的外侧应设挡板、竹笆围栅或密目安全网，每隔3层设置水平兜网。
10、        向空作业人员系好安全带、戴好安全帽、穿软底鞋，工具及中零件放在工具袋内。
11、        架子的搭设，应按建筑物施工进度进行搭设，不宜一次搭设过高。一般搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。每搭完一步脚手架后，应按要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
12、        设置供人员

www.667e.com上下使用（包括携带工具和少量材料）的安全扶梯，爬梯或斜道。梯道上应有可靠的防潮措施。
13、        严格避免以下违章作业：
1）        用脚手架吊运重物。
2）        作业人员攀登架子上下。
3）        起吊构件和材料时碰撞或扯动脚手架。
4）        任意拆除脚手架部件。
5）        在脚手架上拉结装缆绳。
14、  施工操作人员必须持有操作上岗证，方可进行施工操作，严禁在架上嬉笑打闹。所搭架子必须经质安部门检验，合格后方可使用。

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