1、图书馆脚手架施工方案脚手架施工方案工程名称：东北电力大学图书馆建设单位：东北电力大学监理单位：吉林建铭监理公司施工单位：吉林吉化华强建设有限责任公司第五分公司编制：王哲 审核： 审定：编制日期：2013年5月28日一工程概况（1）工程名称：东北电力大学图书馆工程（2）工程地点：吉林市船营区长春路169号（3）工程概况：东北电力大学图书馆工程建筑面积41478.5平方米；结构类型，框架结构；层数，5层，建筑高度21.9米；抗震设防烈度7度；填充墙外墙采用200mm厚的实心陶粒混凝土砌块，内墙采用100mm、200mm厚的陶粒混凝土砌块。二编制依据建筑结构荷载规范GB50009-2001建筑施工脚
2、手架实用手册建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011混凝土结构设计规范GB50010-2002建筑地基基础设计规范GB50007-2002建筑施工安全检查标准JGJ59-99三施工部署3.1安全防护领导小组安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件，是达到无伤亡事故的必然保障，也是我项目部创建“文明现场”、“样板工地”的根本要求。成立以项目经理为组长的安全防护领导小组，其机构组成、人员及责任分工如下：组 长：高泽春副组长：郭立军、赵军智组员：姚艳林、刘鹏云、吕友明 汤长东、张福涛、张书铭3.2设计总体思路结合本工程结构形式、实际施工特点，外脚手架采用双排单立杆脚手架，内脚手
3、架采用扣件式满堂红脚手架。此架为一架两用，既用于结构施工同时兼作安全防护。外脚手架搭设尺寸：立杆距结构外沿0.3m，排距（横距）为1m，柱距为1.2m，纵向水平杆步距为1.5m。满堂红脚手架的搭设尺寸：立杆横纵间距1m1m；步距1.5m，扫地杆距底不应大于250mm，以固定整个垂直支撑的整体刚度。四构造要求及技术措施4.1外脚手架及扣件式钢管脚手架的构造要求及技术措施4.1.1地基处理：外脚手架搭设前，基体表面采用铺碎石进行硬化，厚度为100mm，底座下设置5cm厚木脚手板。70%首层地面垫层（C20砼）已完成可以直接搭设满堂红脚手架；未完成地面垫层区域基土分层夯实，应垫以不小于2020cm的
4、木板，底座应放置在木板上,遇松土时应垫以厚5cm的通长木板，垫板必须铺放平稳，不得悬空，铺设后放线定位。4.1.2立杆立杆接头均采用对接扣件连接，顶层可采用搭接接头。立杆与纵向水平杆采用直角扣件连接。立杆上的对拉扣件要交错布置，两个相邻立柱接头不得搭设在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不小于500mm；各接头中心距主节点的距离不大于600mm。立杆的搭接长度不小于1m，不少于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100mm。立杆顶端应高出女儿墙高度为1.5m。4.1.3纵向水平杆纵向水平杆设在横向水平杆之下，在立柱的内侧，并采用直角扣件与立杆扣紧；纵向水平杆采用对接扣
5、件连接。局部可采用搭接，对接、搭接应符合以下要求：A、对接接头应交错布置，不应设在同步。同跨内，相邻接头水平、距离不应小于500mm，各接头距立柱的距离不大于500mm。B、搭接接头长度不应小1m，并应等距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不小于100mm。纵向水平杆的长度大于3跨，并不小于6m。同一步纵向水平杆四周要交圈。4.1.4横向水平杆每一主节点处必须设置一根横向水平杆，并采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150mm。操作层上非主节点处的横向水平杆根据支承脚手板的需要等间距设置，间距不大于750mm。横向水平杆伸出外排纵向水平杆边缘不小于1
6、00mm，伸出里排纵向水平杆距结构外边缘100mm，长度为200mm。上下层横向水平杆应在立杆处错开布置，同层的相临横向水平杆在立柱处相向布置，见附图4.1.5纵横向扫地杆纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮250mm处的立杆上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。靠边坡的立柱轴线到边坡的距离不应小于500mm。并对此立杆采取双向斜拉加固措施。4.1.6剪刀撑剪刀撑每6步5跨设置一道，斜杆与地面的夹角55。斜杆相交点处于同一条直线上，并沿架高连续布置。剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上，另一根斜杆扣在
7、小横杆伸出的端头上，两端分别用旋转扣件固定，在其中间增加24个扣结点。剪刀撑的设置应符合下列要求：A、每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在4560之间。剪刀撑跨越立杆的最多根数剪刀撑斜杆与地面的倾角455060剪刀撑跨越立杆的最多根数n765B、必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置：中间每道剪刀撑的净距不应大于15m。C、剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定与之相交的横向水平杆的伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点距离不大于150mm。最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在300mm内。D、剪刀撑斜杆的接头顶层可以采用搭接外，其余各接头均必须采用对接
8、扣件连接。采用搭接接头长度1000mm，并用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端的距离100mm。剪刀撑搭设如下图：4.1.7脚手板：脚手板采用松木，厚5cm、宽2030cm、长度不少于3.5m的硬木板。在作业层下部架设一道水平兜网，随作业层上升，同时作业一层。首层满铺一层脚手板，以上每隔六层也要满铺一层脚手板，并设置安全网及防护栏杆。脚手板设置在3根横向水平杆上，并在两端8cm处用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕23圈固定。当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆，并将板两端用3.2mm的镀锌钢丝与其可靠固定不少于两道箍，以防倾翻。脚手板应平铺、满铺、铺稳，接缝中设两根小横杆，各杆距
9、接缝的距离130mm150mm。靠墙一侧的脚手板离墙的距离不应大于150mm。拐角处两个方向的脚手板应重叠放置，避免出现探头及空挡现象。脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆件上。4.1.8防护设施脚手架要满挂全封闭式的密目安全网。密目网采用1.86.0m的规格，用网绳绑扎在大横杆外立杆里侧。作业层网应高于平台1.2m，并在作业层下步架处设一道水平兜网。在架内高度3.6m处首层平网，往上每隔5步距设隔层平网，施工层应设随层网。作业层脚手架立杆于0.6m及1.2m处设有两道
10、防护栏杆，底部侧面设18cm高的挡脚板。栏杆及挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。（一）、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 24.0 米，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.00米，立杆的横距为1.00米，大小横杆的步距为1.50 米；内排架距离墙长度为0.30米；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.80；连墙件采用两步两跨，竖向间距 3.00 米，水平间距2.00 米，采用扣件连接；连墙件连接方式为单扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数
11、本工程地处吉林市，基本风压为0.45 kN/m2；风荷载高度变化系数z为0.84，风荷载体型系数s为0.65；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/m2):0.1291；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、冲压钢脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.038；5.地基参数地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kN/m2):500.00；立杆基础底面面积(m2):0.09；地面广截
12、力调整系数:0.40。 （二）、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=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.3501.000/(2+1)=0.117 kN/m ；活荷载标准值: Q=3.0001.000/(2+1)=1.000 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.117=0.186 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.
13、41.000=1.400 kN/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=0.080.1861.0002+0.101.4001.0002 =0.155 kN.m；支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1861.0002-0.1171.4001.0002 =-0.182 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.155106,0.182106)/5080.0=35.
14、827 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 35.827 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 N/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=0.038+0.117=0.155 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.000 kN/m；最大挠度计算值为：V= 0.6770.1551000.04/(1002.06105121900.0)+0.9901.0001000.04/(1002.06105121900.0) = 0.436 mm；大横杆的最大挠度 0.436 mm
15、小于 大横杆的最大容许挠度 1000.0/150 mm与10 mm，满足要求！（三）、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= 0.0381.000 = 0.038 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3501.0001.000/(2+1)=0.117 kN；活荷载标准值：Q=3.0001.0001.000/(2+1) =1.000 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.038+0
16、.117)+1.4 1.000 = 1.586 kN； 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 = 1.20.0381.0002/8 = 0.006 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 1.5861.000/3 = 0.529 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.534 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.534106/5080.000=105.207 N/mm2 ；小横杆的最大应力计算值 =105.207 N/mm2 小于
17、小横杆的抗压强度设计值 205.000 N/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=50.0381000.04/(3842.060105121900.000) = 0.020 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.038+0.117+1.000 = 1.155 kN；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 = 1155.0671000.0(31000.02-41000.02/9 ) /(722.060105 121900
18、.0) = 1.633 mm；最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.020+1.633 = 1.653 mm；小横杆的最大挠度和 1.653 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1000.000/150=6.667与10 mm,满足要求！(四）、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0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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6.40 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆
19、的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.0002/2=0.038 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.000=0.038 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.3501.0001.000/2=0.175 kN；活荷载标准值: Q = 3.0001.0001.000 /2 = 1.500 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.038+0.175)+1.41.500=2.356 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (五)、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
20、米立杆承受的结构自重标准值(kN)，为0.1291 NG1 = 0.1291+(1.002/2+1.002)0.038/1.5024.00 = 4.942；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.35041.000(1.000+0.3)/2 = 0.910 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11 NG3 = 0.11041.000/2 = 0.220 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.00024.000 = 0.120 kN；经
21、计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.192 kN；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。经计算得到，活荷载标准值 NQ= 3.0001.0001.0002/2 = 3.000 kN；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 = 0.450 kN/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= 0.840 ； Us - 风荷载体型系数：取值为0.649；经计算
22、得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.4500.8400.649 = 0.172 kN/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= 1.26.192+ 1.43.000= 11.630 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.26.192+ 0.851.43.000= 11.000 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.1721.000 1.5002/10 = 0.046 kN.m；(六)、立杆的稳定性计算: 不组合风
23、荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N =11.630 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 2.599 m；长细比 Lo/i = 164.000 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.262 ；立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205
24、.000 N/mm2； = 11630.000/(0.262489.000)=90.775 N/mm2；立杆稳定性计算 = 90.775 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！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 =11.000 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.599 m；长细比: L0/i = 164.0
25、00 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.262立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 10999.920/(0.262489.000)+45979.476/5080.000 = 94.909 N/mm2；立杆稳定性计算 = 94.909 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！(七)、最大搭设高度的计算: 按规范5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设
26、高度按照下式计算： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.250 kN；活荷载标准值 ：NQ = 3.000 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.129 kN/m；Hs =0.2624.89010-4205.000103-(1.21.250+1.43.000)/(1.20.129)=132.741 m；按规范5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： H = 132.741 /(1+0.001132.741)=117.185 m；H= 117.185 和 50 比较取较小值。得
27、到，脚手架搭设高度限值 H =50.000 m，满足要求！按规范5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.250 kN；活荷载标准值 ：NQ = 3.000 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.129 kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.046 /(1.4 0.85) = 0.039 kN.m；Hs =( 0.2624.89010-4205.00010-3-(1.21
28、.250+0.851.4(3.000+0.2624.8900.039/5.080)/(1.20.129)=129.322 m；按规范5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： H = 129.322 /(1+0.001129.322)=114.513 m；H= 114.513 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =50.000 m，满足要求！(八)、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.172 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 6.0
29、00 m2；按规范5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 1.442 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.442 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l0/i = 300.000/15.800的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.89010-420
30、5.000103 = 95.133 kN；Nl = 6.442 Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl =6.442小于单扣件的抗滑力 8.0 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图（九）、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 200.000 kN/m2； 其中，地基承载力标准值：fgk= 500.000 kN/m2 ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.400 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =122.221 kN/m2 ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 11.000 kN；基础底面面积 ：A = 0.090 m2 。p=122.221 fg=200.000 kN/m2 。地基承载力满足要求！4.2满
