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1、第九章 腳手架施工方案 本章闡述外腳手架的搭設和拆除、首層防護棚以及樓層外挑防護棚的搭設。9.1 腳手架的搭設方法表9.11 腳手架搭設及計算表序號欄目內容1概況地下室施工A區南面、北面主體外墻與支護導墻之間沒有空隙，直接利用滿堂腳手架進行施工；A區北面在2534軸4000范圍為逆作法施工，在中心島主體施工時采用落地式雙排腳手架；B區的南面226軸范圍、北面+1500224軸范圍、西面軸范圍均有放坡的反壓土方，在地下中心島主體施工時，搭設雙排落地式腳手架，搭設高度25m。搭設方法同主體外腳手架搭設的方法：雙排落地式腳手架。地上主體施工地上主體施工階段，南面主體邊線與地下室邊線的距離為162002、，東面辦公樓1的東面角部距離地下室邊線為16200，裙樓至地下室邊線的最少距離為32400，西面主體邊線與地下室邊線的距離為16200，北面除1018軸圓弧范圍與地下室邊線重疊外，其它軸線范圍主體邊線與地下室邊線距離為810016200。考慮以上尺寸，在主體裙樓和塔樓首層至四層東面、西面、南面及北面大部分軸線范圍采用落地式腳手架，北面在文化中心26軸范圍，裙樓主體外邊線為弧線型，主體邊線與基坑邊線距離小，考慮基坑邊與圍墻之間的距離小，場地狹窄，此范圍在二層采用懸挑外腳手架，與裙樓及塔樓的落地式外腳手架連成整體。此腳手架搭設至裙樓的七層，高度范圍在（22.85m-51.2m），北面局部搭設高度最3、高為58.7m，搭設形式詳見9.1-4示意圖。三棟塔樓從五層開始搭設懸挑腳手架（五層以下均采用落地式腳手架，并與裙樓的落地式腳手架連成整體），以每五層為一個單元進行搭設，搭設材料安排十層的材料量，用于外腳手架的搭設的材料周轉。已經拆除外挑架的樓層采用雙層鋼管進行臨邊防護，防護鋼管與預埋于樓層里的短鋼管和25短鋼筋頭固定，并用密目安全網進行全圍蔽，搭設形狀詳見圖9.1-1、9.1-2。每隔四層搭設外挑斜坡防護棚，防護棚長度1800，斜角30，保證陰影垂直距離大于1500，防護棚上鋪一層0.8的鍍鋅金屬板，具體詳見圖9.1-3。圖9.1-1 主樓外挑架和圍護示意圖金屬板圖9.1-3 主樓外挑斜坡防4、護棚示意圖 圖9.1-2 主樓外挑架整體示意圖2搭設方法主體落地式腳手架雙排落地式腳手架立桿縱距1500，橫距1050，腳手架里立桿離墻面25cm，按照二步三跨小橫桿與預埋于樓層砼里的短鋼管進行剛性連接；因為裙樓外腳手架的搭設高度最高為58.7m,在五層樓板中按1.5m間距預埋20鋼筋環箍，用10.5鋼絲繩進行斜拉于預埋在五層樓面中的鋼筋環進行卸荷。搭設過程中，應注意搭設腳手架的填擋，扶手，并鋪好竹笆，外架搭設形狀見圖9.1-4。在首層裙樓四周搭設架設寬度達3600mm 的安全防護棚，高度4200，在東面和南面的門口以及行車的路線范圍處搭設高度為5600，滿足車輛行車要求。防護棚為兩層，兩層間5、距200，防護棚采用竹笆滿鋪，上面一層的上面鋪一層0.8mm鍍鋅金屬板。雙層防護棚搭設示意圖見圖9.1-5。圖9.1-4 裙樓落地式腳手架構造示意圖 圖9.1-5 建筑四周雙層防護棚構造示意圖地上主體施工外挑架施工時，按1.5m間距埋20鋼筋環箍。根據施工需要，腳手架里立桿離墻面25cm，因此18b槽鋼需挑出1.45m，槽鋼總長3.15m。在懸挑槽鋼的端頭下部焊接20短鋼筋，斜拉索繞過短鋼筋預埋吊環用鋼絲繩固定。在18b槽鋼上，按懸挑架立桿1.05m位置，將兩根300mm長短立桿焊接在槽鋼上表面，作為雙排挑腳手架的立桿定位桿，然后按要求搭設縱向和橫向的大小橫桿。大橫桿豎向間距1.80m，小橫桿6、縱向間距1.50m。腳手架內立桿距外墻面250mm，搭設過程中，應注意搭設腳手架的填擋，扶手，并鋪好竹笆。幕墻采用吊籃方法施工。腳手架內立桿與外墻之間，每層均架設一道隔離層。腳手架按樓層高度，水平方向1.5m，設一道與柱、梁拉結鋼管。腳手架搭設交圈進行，同時要滿掛、滿鋪竹笆后用密目式綠笆安全網圍護。腳手架上的荷載不得大于3KN/m2。剪刀撐在腳手架平面內全面布置，剪刀撐的角度為4560，并分層附墻拉結。圖9.1-6 垂直立面懸挑腳手架構造示意圖3外挑架計算外挑架介紹辦公樓1、2的標準層層高為4200，五層總高為21m，酒店標準層層高3300，五層總高為15.6m；在此按25m進行計算，立桿采用7、單立管。搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。采用的鋼管類型為483.5，連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距3.00米。施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設4層。懸挑水平鋼梁采用18b號槽鋼U口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.45米，建筑物內錨固段長度1.70米。懸挑水平鋼梁采用拉桿與建筑物拉結，最外面支點距離建筑物1.30m。大橫桿計算均布荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.038kN/m腳手板的荷載標準值 P2=0.1501.050/3=0.052kN/m活荷載標準值 Q=3.0001.050/3=1.050k8、N/m靜荷載的計算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kN/m活荷載的計算值 q2=1.41.050=1.470kN/m圖9.1-7大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)圖9.1-8大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)抗彎強度驗算最大彎矩考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計算公式如下:跨中最大彎矩為M1=(0.080.109+0.101.470)1.5002=0.351 kN.m支座最大彎矩計算公式如下:支座最大彎矩為M2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.374 kN.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強9、度驗算：=0.374106/5080.0=78.04N/mm2大橫桿的計算強度小于205N/mm2,滿足要求!撓度計算最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下:靜荷載標準值q1=0.038+0.052=0.091kN/m活荷載標準值q2=1.050kN/m三跨連續梁均布荷載作用下的最大撓度V=(0.6770.091+0.9901.050)15004/(1002.061050121900.0)=2.22mm大橫桿的最大撓度小于1500/150與10mm,滿足要求!小橫桿計算荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.0381.500=0.057kN腳手板的荷載標準值 P2=0.15010、1.0501.500/3=0.079kN活荷載標準值 Q=3.0001.0501.500/3=1.575kN荷載的計算值 P=1.20.057+1.20.079+1.41.575=2.368kN圖9.1-9 小橫桿計算簡圖抗彎強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下:集中荷載最大彎矩計算公式如下:M=(1.20.038)1.052/8+2.842=1.001106/5080.0=197.081N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!撓度計算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最11、大撓度計算公式如下:集中荷載最大撓度計算公式如下:小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=5.00.03810504/(3842.060105121900.000)=0.02mm集中荷載標準值P=0.0579+0.079+1.575=2.233kN集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度V2=22331050(310502-410502/9)/(722.06105121900.0)=3.653mm最大撓度和:V=V1+V2=2.253mm小橫桿的最大撓度小于1050/1500與10mm,滿足要求!扣件抗滑力的計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規范):R Rc其中 Rc12、 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kN；R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；荷載值計算：橫桿的自重標準值 P1=0.0381.050=0.040kN腳手板的荷載標準值 P2=0.1501.0501.500/2=0.118kN活荷載標準值 Q=3.0001.0501.500/2=2.363kN荷載的計算值 R=1.20.040+1.20.118+1.42.363=3.50kN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN；腳手13、架荷載標準值靜荷載1） 每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1495NG1 = 0.15025.000=3.75kN2） 腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標準值為0.15NG2 = 0.15041.500(1.050+0.400)/2=0.693kN3） 欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15NG3 = 0.1501.5004/2=0.450kN4） 吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005NG4 = 0.0051.50025.000=0.186kN經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG114、+NG2+NG3+NG4 = 5.079kN。活荷載活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.00021.5001.050/2=4.725kN風荷載風荷載標準值應按照以下公式計算其中W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：W0 = 0.500Uz 風荷載高度變化系數，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：Uz = 1.800Us 風荷載體型系數：Us = 1.200經計算得到，風荷載標準值Wk = 0.70.5001.8001.200 = 15、0.756kN/m2。考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N = 1.2NG + 0.851.4NQ風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW計算公式MW = 0.851.4Wklah2/10其中 Wk 風荷載基本風壓標準值(kN/m2)；la 立桿的縱距 (m)；h 立桿的步距 (m)。立桿的穩定性驗算不考慮風荷載時的計算其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=11.72kN； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.26；i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定， l0=2.60m；k 計算長度附加系數，取1.1516、5；u 計算長度系數，由腳手架的高度確定，u=1.50；A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 92.16f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 f,滿足要求!考慮風荷載時的計算其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=11.72kN； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.26；i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.60m；k 計算長度附加系17、數，取1.155；u 計算長度系數，由腳手架的高度確定；u = 1.50A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，MW = 0.437kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 178.18 N/mm2；f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 Nl，連墻件的設計計算滿足要求!懸挑梁的計算懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。本工程中，腳手架排距為1050mm，內側腳手架距離墻體400mm，支拉斜桿的18、支點距離墻體 = 1450mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 1369.90cm4，截面抵抗矩W = 152.20cm3，截面積A = 29.29cm2。腳手架集中荷載 P=11.72kN水平鋼梁自重荷載 q=1.229.290.00017.8510=0.28kN/m圖9.1-10 懸挑腳手架示意圖圖9.1-11懸挑腳手架計算簡圖經過連續梁的計算得到圖9.1-12 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN)圖9.1-13 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)圖9.1-14懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=14.172kN,R2=10.64kN,R3=-0.646kN；19、最大彎矩 Mmax=2.415kN.m抗彎計算強度 f=M/1.05W+N/A=2.415106/(1.05152200.0)+4.2841000/2929.0=16.574N/mm2水平支撐梁的抗彎計算強度小于215.0N/mm2,滿足要求!懸挑梁的整體穩定性計算水平鋼梁采用18b號槽鋼U口水平,計算公式如下其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數，按照下式計算：經過計算得到 b=57010.570.0235/(1450.0180.0235.0)=1.61由于b大于0.6，按照鋼結構設計規范(GB50017-2003)附錄B其值用b查表得到其值為0.894；經過計算得到強度 =3.0210620、/(0.894152200.00)=22.19N/mm2；水平鋼梁的穩定性計算 f,滿足要求!拉桿的受力計算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力為RU1=18.237kN。錨固段與樓板連接的計算1） 水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環，拉環強度計算如下：水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力R=13.313kN水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計算公式為其中f為拉環鋼筋抗拉強度，每個拉環按照兩個截面計算，按照混凝土結構設計規范f = 50N/mm2；所需要的水平鋼梁與21、樓板壓點的拉環最小直徑 D=133134/(3.1416502)1/2=14mm；水平鋼梁與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度。2） 水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，螺栓粘結力錨固強度計算如下：錨固深度計算公式其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 13.31kN；d 樓板螺栓的直徑，d = 20mm；fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5N/mm2；h 樓板螺栓在混凝土樓板內的錨固深度，經過計算得到 h 要大于13312.95/(3.1416201.5)=141.3mm。3） 水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計22、算如下：混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 13.31kN；d 樓板螺栓的直徑，d = 20mm；b 樓板內的螺栓錨板邊長，b=5d=100mm；fcc 混凝土的局部擠壓強度設計值，計算中取0.95fc=13.59N/mm2；經過計算得到公式右邊等于131.6kN樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!9.2 腳手架的拆除方法1 自上而下進行，不能上下同時作業，連墻拉結點必須與腳手架同步拆除，不允許分段、分立面拆除。結合本工程的實際進度情況，將來可能要采取分段、分立面進行拆除，需在拆除的兩端進行連墻拉結及加設橫向水平桿，以增強其穩定性。2 拆除下來的扣件應及時運至周轉搭設的樓面或地面，嚴禁高空拋擲。3 松開扣件的平桿件應隨時撤下，不得松掛在架上。4 拆除長桿件時應兩人協作同時作業，以避免單人作業時的閃失事故。5 外架拆除時，塔吊隨時配合吊運鋼管，其余材料需用井架或人貨電梯運送。6 分段拆除時，分段拆除高度不應大于2步，如高度大于2步應增設連墻件加固。7 當腳手架拆至下部最后一根長立桿的高度（約6米）時，應先在適當位置搭設臨時拋撐加固后，在拆除連墻件。第九章 腳手架施工方案2289.1 腳手架的搭設方法2289.2 腳手架的拆除方法235