外脚手架工程专项施工方案(带图)

外脚手架专项工程施工方案

（一）工程概况

1、建设地点：晋江市档案馆新馆位于晋江市行政中心区，北临十四号路，西临罗裳山，东临人保财险用地。

2、主要建设内容及规模：晋江市档案馆新馆项目总用地面积7402.7m2，总建筑面积178.58m2,其中地上建筑面积15960.98m2，地下建筑面积13.60m2。上部结构类型为现浇框架剪力墙结构。建筑总高度为41.7米。 （二）架子工程施工方案的选择

本工程为框架剪力墙结构，立面较为单一，变化不大，根据这些特点，以安全、可靠、适用的原则，选用两种形式搭设外脚手架，之中一至五层采用扣件式双排落地钢管脚手架搭设高度为24米，六至九层采用悬挑式脚手架搭设高度为17.7米，沿外墙全高搭设，并以脚手架搭设最高处为主要设计对象。 （三）使用材料要求：

1、钢管：

（1） 脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》或《低压流体输送用焊

接钢管》中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》中Q235A级钢的规定。 （2） 钢管上严禁打孔。

2、扣件：扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》的规定。 3、脚手板

（1） 每块质量不宜大于30kg。

（2） 竹脚手板宜采用由毛竹制作的竹芭板。 （3） 竹脚手板必须是穿钉牢固的，无残缺竹片的。

4、连墙件：连墙件的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》中Q235A级钢的规定。

（四）扣件式钢管脚手架施工方法

1、钢管外架计划在底层开始搭设，架宽1.05m，步高1.8m。

脚手架搭设示意图

3、扣件式钢管脚手架搭设及构造措施： （1） 立杆：

a、横向间距为1.05m，纵向间距为1.5m内立杆距外框架梁边0.2m，步高1.8m，立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧。

b、立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻的立杆接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3，搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。 （2） 纵向水平杆：

a、纵向水平杆宜设置在立杆内侧。其长度不宜小于3跨，纵向水平杆的对接扣件应交错布置。

b、两根相邻大横杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点

的距离不宜大于纵距的1/3。 （3） 横向水平杆：

a、主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。 b、主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。 c、横向水平杆靠墙一端应离开墙面20cm左右。 （4） 剪刀撑：

a、剪刀撑全部满剪，剪刀撑应联系3-4根立杆。

b、纵向剪刀撑必须连续设置，斜杆与地面倾角宜在45。-60。之间，斜杆接头宜采用搭接，搭接要求同立杆。

c、剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。

d、为增强脚手架横向平面的刚度，可在脚手架拐角处及中间沿纵向每隔六跨，在横向平面内加设斜杆成“之”字型。遇操作层时可临时拆除，转入其它层时应及时补设。

≤15m剪刀撑布置图(一）剪刀撑布置图(二） （5） 扫地杆： a、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。

b、纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。 （6） 连墙件：

a、本工程柱距各不相同，且柱距较大，连墙件采用钢管与楼板、柱等建筑结构部位预留钢筋连接。

b、连墙件钢管应是水平布置，当不能水平布置时，与脚手架连接的一端应下

斜连接。

c、连墙件从底层第一步大横杆处开始设置，并采用菱形布置方式。 d、在设置一排连墙件前，应每隔6跨设一道排撑。以确保架子稳定。 e、严禁在脚手架使用期间拆除连墙件。 f、连墙件应与其他杆件同步搭设。 g、连墙件详图如下：

（7） 脚手板：

a、作业层脚手板应满铺，铺稳，板与板之间靠紧，离开墙面≥200mm。 a、竹脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

b、作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠固定。 （8） 门洞：

a、本工程脚手架门洞采用上升斜杆结构型式B型（参《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ1300.2001.P29）。

b、门洞桁架下的两侧立杆应为杆，副立杆高度应高于门洞口1-2步，门洞桁架中伸出上下弦杆的杆件端头，均应增设一个防滑扣件，该扣件宜紧靠主节点处的扣件。 （9） 安全网挂设：

a、架子外侧满布密目式安全网围护。

b、安全网设置在外排立杆的里面，密目网必须用合乎要求的系绳将网周边每

隔45cm（每个环扣间隔）系牢在脚手管上。

（10）其它：

操作层上设防护栏高1m，踏步栏杆距脚手板180mm。

（11）搭设注意事项：

a、应对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收，不合格产品不得使用，经检验

合格的构配件应按品种、规格分类堆放整齐、平稳，堆放场地不得积水。 b、每搭完一步脚手架后，应按规定较正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。 c、严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用。

d、当搭至有连墙 杆的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向

水平杆后，应立即设置连墙件。

e、扣件规格必须与钢管外径相同，拧紧扭力距不应小于40N.m，且不应大于

65N.m，对接扣件开口应朝上或朝内。 f、栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。 g、脚手板应铺满、铺稳，离开墙向120-150mm

（五）脚手架质量检验标准及验收

① 钢管立杆纵距偏差为±50mm。

② 钢管立杆垂直度偏差不大于1/100H，且不大于10cm（H为总高度）。 ③ 扣件紧固力矩为：40-50N.m，不大于65 N.m。

④ 对脚手架检查验收应按规范规定进行，凡不符合规定的应立即进行整改，直至符合规范规定。

（六）脚手架的拆除：

①应全面检查脚手架的扣件连接，连墙件、支撑体系等是否符合构造要求，应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施。经主管部门批准后方可实施，应由单位工程负责人进行拆除安全技术交底，清除脚手架上杂物及地面障碍物。

②拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。

③连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架，分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。 ④当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固，再拆除连墙件，以确保脚手架拆除过程中的稳定性。

⑤各构配件严禁抛至地面。 （七）安全措施：

①脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准GB5036考核合格的专业架子工，上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。 ②搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

③作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。本脚手架规定荷载2KN/m2，严禁悬挂起重设备。

④当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时，应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架应有防滑措施。

⑤在脚手架使用期间，严禁拆除主节点处的纵横向水平杆，纵、横向扫地杆、连墙件等杆件。

⑥在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。

⑦搭拆脚手架时，地面应设围杆和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

⑧架子施工高度段内应上中下满铺三步竹芭板、铺设要紧密，四角绑扎牢固。 ⑨架子竹榀及安全网系安全保护措施，任何人不得随意拆除。 （八）高空防坠落措施

高处作业防护应严格按照JGJ80-91《建筑施工高处作业安全技术规范》的要求进行防护。

⑴进入施工现场每个人都必须戴好安全帽，严禁穿“三鞋”（拖鞋、硬底鞋、高跟鞋）高处作业人员必须按规定带好安全带。

⑵工程主体结构施工中，首层设一道安全平网，平网上再覆盖一层密目网以防高处杂物下落。

⑶主体结构楼层临边可以砌砖的，砌砖1.2m高做为防护；不能砌砖的，临边采取设钢管临时护栏，高度为1.2m，且用密目式安全网全封闭的方法。

⑷遇有六级以上强风、浓雾等恶劣气候，不得进行露天攀登与悬空高处作业。台风暴雨后，应对高处作业安全设施逐一加以检查，发现松动、变形、损坏或脱落等现象，应立即修理完善。

⑸搭设临边防护栏杆时，防护栏杆应由上、下两道横杆及栏杆柱组成，上杆离地高度1.0～1.2m，下杆离地高度为0.5～0.6m，横杆长度大于2m时，必须加设栏杆柱。防护栏杆必须自上而下用安全立网封闭，卸料平台两侧的栏杆也必须自上而下满挂安

全立网或满扎竹笆。 （九）落地式扣件钢管脚手架计算

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.5米。

施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。 一、大横杆的计算:

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。 按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m 活荷载标准值 Q=2.000×1.050/3=0.700kN/m

静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×0.700=0.980kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为

M1=(0.08×0.109+0.10×0.980)×1.5002=0.240kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为

M2=-(0.10×0.109+0.117×0.980)×1.5002=-0.283kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.283×106/5080.0=55.616N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算

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:

q1l4 q2l4 VMAX=0.677 +0.990 100EI 100EI 静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m 活荷载标准值q2=0.700kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×0.091+0.990×0.700)×1500.04/(100×2.06×105× 121900.0)=1.521mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求! 二、小横杆的计算:

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，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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN 活荷载标准值 Q=2.000×1.050×1.500/3=1.050kN

荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.050=1.634kN

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=(1.2×0.038)×1.0502/8+1.634×1.050/3=0.578kN.m =0.578×106/5080.0=113.803N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.050=1.186kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1186.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105× 121900.0)=1.941mm 最大挠度和 V=V1+V2=1.965mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求! 三、扣件抗滑力的计算:

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8.0kN；

R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 1.荷载值计算

横杆的自重标准值 P1=0.038×1.050=0.040kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN 活荷载标准值 Q=2.000×1.050×1.500/2=1.575kN

荷载的计算值 R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×1.575=2.395kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,

其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 四、脚手架荷载标准值:

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/m)；本例为0.1248 NG1 = 0.125×38=4.75kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.150×4×1.500×(1.050+0.300)/2=0.608kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3 = 0.150×1.500×4/2=0.450kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.500×32.400=0.243kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.344kN。

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 = 2.000×2×1.500×1.050/2=3.150kN 风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规

定采用：W0 = 0.450

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 = 1.250 Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200

经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.450×1.250×1.200 = 0.472kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ 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 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk —— 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la —— 立杆的纵距 (m)； h —— 立杆的步距 (m)。 五、立杆的稳定性计算:

卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=10.82kN；

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50； A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2； W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；

—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 119.14 [f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=10.16kN；

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50 A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2； W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；

MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.273kN.m； —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 165.65 [f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 六、最大搭设高度的计算:

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高度按照

下式计算：

其中 NG2K —— 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K = 1.301kN； NQ —— 活荷载标准值，NQ = 3.150kN；

gk —— 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.125kN/m； 经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 84.486米。

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：

经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 [H] = 50.000米。 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：

其中 NG2K —— 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K = 1.301kN； NQ —— 活荷载标准值，NQ = 3.150kN；

gk —— 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.125kN/m； Mwk —— 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk = 0.230kN.m； 经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 56.273米。 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：

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 [H] = 50.000米。 七、连墙件的计算:

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No

其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw = 1.4 × wk × Aw

wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.472kN/m2；

Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×

4.50 = 16.200m2；

No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000 经计算得到 Nlw = 10.716kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 15.716kN 连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]

其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.58的结果查

表得到=0.95；

A = 4.cm2；[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf = 95.411kN Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求! 八、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

其中 p —— 立杆基础底面的平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 43.29 N —— 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 10.82 A —— 基础底面面积 (m2)；A = 0.25

fg —— 地基承载力设计值 (N/mm2)；fg = .00 地基承载力设计值应按下式计算 fg = kc × fgk

其中 kc —— 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.40 fgk —— 地基承载力标准值；fgk = 135.00 地基承载力的计算满足要求! （十）悬挑式扣件钢管脚手架计算

2.1.1 计算基数：

计算高度 H=17.7m 步 距 h=1.8m 立杆纵距 la=1.5m 立杆横距 lb=1.05m

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）： 钢管自重 G1=0.0384 KN/m 挡脚板自重 G2=0.0132 KN/m 安全网自重 G3=0.01 KN/m 外立杆至墙距 ld =1.40m 施工活荷载 qk= 2 KN/m2 内立杆至墙距 lc =0.35m

2.1.2 脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）；查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表 A-1 得：

架体每米高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1248KN/m NG1K = H×gk1 = 38×0.1248 = 4.7424KN

2.1.3 构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等） ⑴外立杆

①竹笆板，按 2 步设一层计，共 4 层，单位荷重按 0.14kN/m2（按实） 计：NG2K-1 =（4×la×lb×0.103）/2×103 = (4×1.05×1.5×0.14)/2×103 = 71.75N

②栏杆、挡脚板（按 4 层计，栏杆每步架 1 根） NG2K-2 =（2×4×la×G1+4×G2）×103 =（2×4×1.5×0.0384+4×0.0132）×103 =412.4N ③安全网

NG2K-3 =H×la×G3×103 = 38×1.5×0.01×103=587N

④合计

NG2K= 771.75+1412.4+587 = 2771.15 N ⑵内立杆 ①竹笆板

NG2K-1 =（11×la×lb×0.14）/2×103+（11×la×lc×0.14）/2×103 = （11×1.05×1.5×0.14+11×0.35×1.5×0.14）/2×103 = 1617 N

②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用） NG2K-2 = 11×la×G1 = 11×1.5×0.0384×103= 633.6 N ③合计

NG2K = 1617+633.6 = 2250.6 N 2.1.4 施工均布活荷载

按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时 3层作业层施工：

外立杆 NQK 外 =3×la×lb×qk/2 = 3×1.5×1.05×2/2=4.725kN 内立杆 NQK 内 =3×la×lb×qk/2 + 3×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN 2.1.5 垂直荷载组合 水平悬挑梁计算 ⑴外立杆

N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK 外 =1.2×(4.4117+2.7142)+1.4×4.725=15.166 kN ⑵内立杆

N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK 内 =1.2×(4.4117+2.2506)+1.4×7.425=18.390 kN 2.2 水平悬挑梁设计

本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用[18槽钢，长 2.9m（局部 4.4m），在六层楼面上预埋 2ф16 的圆钢对槽钢进行背焊固定，距外墙边

1.3m。

根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算：

计算模型：计算时不考虑槽钢末端斜拉钢丝绳的作用，钢丝绳的承载力作为安全储备。

⑴[18 槽钢截面特性：

Wx=152.2×103mm3,I=1369.9×104mm4,自重 q=0.2299 kN/m，弹性模量 E=206×103N/mm2，翼缘宽度 b=70mm，翼缘平均厚度δ=10.5mm，高度 h=180mm。

⑵最大弯矩

Mmax =N1×1.4+ N2×0.35+ q×1.52/2

=15.166×1.4+18.390×0.35+0.2299×1.52/2 =27.928kNm ⑶强度验算

σ= Mmax /（γx×Wx）

γx----截面发展系数，对[ 形截面，查表得：γx = 1.05； Wx ----对 x 轴的净截面抵抗矩，查表得：Wx=152.2×103mm3。 f ----型钢的抗弯强度设计值，Q235 钢，取 f=215N/mm2。 σ=27.928×106/（1.05×152.2×103）=174.75N/mm2＜f=215N/mm2 ∴安全。 ⑷整体稳定验算

根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。按附录一之（二），本悬臂梁跨长 1.4 米折算成简支梁，其跨度为 2×1.4=2.8 米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：

ψ=（570bδ/l1h）235/σs

= [570×70×10.5/（2800×180）] ×235/215 = 0.9086 则悬挑梁弯曲应力为： σ= Mmax /（Ψ×Wx）

=27.928×106/（0.9086×116.8×103）=210.88N/mm2＜f=215N/mm2 ∴安全。 ⑸刚度验算

ω = N1l3/3EI+ N2a2(3l-a)/6EI

N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）； E----弹性模量，E=206×103N/mm2。

I----钢材的抗弯强度设计值，Q235 钢，取 f = 215N/mm2。 ω =(15.166×103×14003)/(3×2.06×105×1369.9×104)

+[18.390×103×3502×(3×1400-350)]/(6×2.06×105×1369.9×104) =5.428mm＜L/250=1400/250=5.6mm，满足要求。 ⑹ [18 号槽钢后部锚固钢筋设计 ①锚固钢筋的承载力验算

锚固选用 2ф16 圆钢预埋在二层平板上，吊环承受的拉力为： N3 = Mmax /1.3 = 27.928 /1.3 = 21.48 KN 吊环承受的拉应力为：

σ= N/A =21.48×103/（2×0.785×162）= 53.45 N/mm2＜[σ]=215 N/mm2 ∴满足要求。

②锚固钢筋的焊缝验算 σ = F/（lWδ）

F----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F=F3=17297N； lW----焊缝的计算长度，取 lW=160-10=150mm。 δ----焊缝的计算厚度，取 16mm。

σ = 21.48×103/（150×16）=8.95 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2 ∴满足要求。

⑺由计算结果可知，当挑梁采用[18 号槽钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求，为安全计本工程另设置钢丝绳拉索，作为安全储备。

1立杆稳定性计算

3.1 无风荷载时，立杆稳定性计算： N/（∮A）≤f

N ——计算立杆最大垂直力设计值，取 N=N2=18.390 kN；

∮——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ查（JGJ130—2001）附录 C 表 C 取值；

根据第 5.3.3 条规定：

立杆计算长度 l0 =kμh=1.155×1.5×180=312cm

长细比 ： λ= l0/i（钢管回转半径）= 312/1.58=197.5， 查附录 C，∮=0.185

A ——立杆的截面面积，查本规范附录 B 表 B 采用：A=4mm2 立杆稳定性计算：

N/（∮A）=18390/（0.185×4）=203.28N/mm2MW——由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算； W ——钢管立杆的截面模量，查附录 B 表 B：W=5.08cm3； ⑴由风荷载产生的弯矩计算 ①水平风荷载标准值 ωk=0.7μzμsω0

μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）： B 类地区，脚手架高 38m，查表得：μz=1.495；

μs——脚手架风荷载体型系数，按本规范 4.2.4 规定采用： 查表得：敞开式脚手架的挡风面积为 1.8×1.5×0.0=0.2403m2 密目网的挡风系数取 0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后， 脚手架综合挡风面积为：

（1.8×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2 其综合挡风系数为∮=1.47015/（1.8×1.5）=0.55

查规范表 4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为 1.3∮， 即：μs =1.3×0.55=0.7092；

ω0——基本风压。根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定：ω0=0.45。

ωk=0.7×0.45×1.495×0.7092=0.334 KN/m ②由风荷载产生的弯矩计算

MW = 0.85×1.4×ωk la h2/10 = 0.85×1.4×0.334×1.5×1.82/10 = 0.1932 KN.m ⑵立杆稳定性计算

N/（∮A）+MW/W =18390/（0.185×4）+0.1932×106/(5.08×103) = 241.31kN/mm2＞f=215 kN/mm2,不满足要求。

结论：经计算，架体稳定性不能满足要求，不能直接将脚手架搭设到顶，应采取卸荷措施。本工程拟在 9 层平面设置钢丝绳斜拉并钢管斜撑卸荷结构，卸荷高度：4×3.0＋1.35＋1.0=14.35m。因此，架体稳定性计算时最大垂直力设计值取：N=15.023KN(9 层以下荷载)。

N/（∮A）+MW/W =15023/（0.185×4）+0.1932×106/(5.08×103) = 204.09kN/mm2连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。连墙拉筋用Ф6.5 钢筋拉到剪力墙上,顶撑用Ф48×3.5 钢管，水平距离4.5m，竖向距离为 3.6 米，具体布置详后附图 3。

4.1 作用于脚手架上的水平风荷载标准值： ωk=0.334 KN（同脚手架稳定计算数值）

由风荷载产生的连墙件轴向力设计值： N1w=1.4ωk Aw=1.4×0.334×3.6×4.5=7.575 KN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 N0，对双排脚手架取 5.0KN 连墙件轴向力设计值 Nl= N1w+N0=7.575+5=12.575KN 2Ф6 拉筋的承载力：

N=2[fy]s=2×210×3.14×3.252=13.93KN＞ N1w=12.575KN 所以连墙件拉筋用 2Ф6 筋满足要求。 4.2 连墙设置的注意事项：

①确保杆件的连接可靠，扣件必须拧紧，垫木必须夹持稳固，避免脱出。 ②装设连杆时应保持立杆的垂直度要求，避免拉杆时产生变形。

③连墙构造中的连墙杆或拉筋应垂直于墙面设置，并呈水平位置或稍可向脚手架一端倾斜，但不允许向上翘起。

3、斜拉钢丝绳并钢管斜撑卸荷计算 5.1 构造设计及措施

⑴钢丝绳吊点水平间距以 2 个立杆纵距为准，即 1.5×2=3.0m。

⑵为减少斜拉引起的水平力，避免立杆与小横杆连接扣件发生滑移，而引起立杆向内侧弯曲变形，应使斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角α尽量大，一般 tanα≥2.5-4.5 为宜。本工程钢丝绳张拉高度 3.6m，吊点距墙面 1.4m，tanα=3.6/1.4=2.571。

⑶斜拉钢丝绳用手动葫辘拉紧后再固定，做到所有钢丝绳拉紧程度基本相同，避免钢丝绳受力不均匀。

⑷吊点必须在立杆与大横杆、小横杆的交点处，钢丝绳必须由大横杆底部兜紧。 ⑸在吊点下方及内立杆与小横杆节点下附加斜撑杆，与钢丝绳共同受力。 ⑹每个斜拉点设水平杆支撑在建筑物水平梁上，抵消斜拉钢丝绳水平方向拉力，防止脚手架水平方向变形。

5.2 荷载的取值与组合 5.2.1 计算基数：

计算高度 H=14.35m 步 距 h=1.8m

立杆纵距 la=1.5m 立杆横距 lb=1.05m

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）： 钢管自重 G1=0.0384 KN/m 挡脚板自重 G2=0.0132 KN/m 安全网自重 G3=0.01 KN/m 外立杆至墙距 lc =1.40m 施工荷载 qk= 3 KN/m2 内立杆至墙距 lc =0.35m

5.2.2 脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）； 查查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表 A-1 得： 架体每米高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1284KN/m NG1K = H×gk1 = 14.35×0.1284 = 1.843KN

5.2.3 构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等） ⑴外立杆

①竹笆板，按 2 步设一层计，共四层，单位荷重按 0.14kN/m2计； NG2K-1 =（4×la×lb×0.14）/2×103 =(4×1.05×1.5×0.14)/2×103 = 441N

②栏杆、挡脚板（按 4 层计）查表 4.2.1-2 NG2K-2 =（2×4×la×G1+4×G2）×103 =（2×4×1.5×0.0384+4×0.0132）×103 =513.6N ③安全网

NG2K-3 =H×la×G3×103 = 14.35×1.5×0.01×103=215.25N ④合计

NG2K= 441+513.6+215.25 = 1169.85 N ⑵内立杆 ①竹笆板

NG2K-1 =（4×la×lb×0.14）/2×103+（4×la×lc×0.14）/2×103 = （4×1.05×1.5×0.14+4×0.35×1.5×0.14）/2×103 = 588 N

②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用） NG2K-2 = 4×la×G1 = 4×1.5×0.0384×103= 230.4 N

③合计

NG2K = 588+230.4 = 818.4 N 5.2.4 施工荷载

外立杆 NQK 外 =2×la×lb×qk/2 = 2×1.5×1.05×3/2=4.725kN 内立杆 NQK 内 =2×la×lb×qk/2 + 2×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN 5.2.5 垂直荷载组合 ⑴外立杆

N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK 外 =1.2×(1.843+1.1699)+1.4×4.725=10.230kN ⑵内立杆

N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK 内 =1.2×(1.843+0.8184)+1.4×7.425=13.5kN 5.3 卸荷结构计算 5.3.1 计算模型

计算时按脚手架外立杆卸荷点以上的荷载由钢丝绳承担，内立杆卸荷点以上的荷载由内斜撑钢管承担，不考虑外斜撑钢管的作用（作为安全储备）。小横杆支承于砼墙柱上及加上连墙件的拉结，脚手架基本无侧向位移，小横杆支座可按可动铰支座考虑。如下图所示：

5.3.2 钢丝绳的承载力验算 ⑴钢丝绳的计算拉力

tanα=3.6/1.4=2.571 α=68.746° sinα=0.932 ∑MC = 0 PXsinα1.05-N11.05 = 0 PX =10.230×1.05/(1.05×0.932) = 10.976 KN

⑵钢丝绳自身的极限承载力

采用ф16（6×19）的钢丝绳，按下式求出其理论承载力： P理 =α·Pg/K

α----考虑钢丝绳受力不均匀的钢丝破断拉力换算系数，查表 4-4-13得：α=0.85； K---- 钢丝绳使用安全系数，查表 4-4-24 得：K=8； Pg----钢丝绳破断拉力总和，查表 4-4-14 得：Pg=125.0KN。 P理 =0.85×125.0/8 = 13.281 KN＞PX =10.976 KN 满足要求。

5.3.3 内斜撑钢管的承载力计算 ⑴斜撑钢管的计算拉力 ∑Y = 0 Pnsinα2 - N2 = 0

Pn =13.5/sin75.965° = 14.007 KN ⑵斜撑钢管的承载力验算 ф48×3.5 的钢管截面参数：

截面积 A=4mm2；回转半径 i=15.8mm；自重 38.4N/m ①强度验算：

σ = Pn/A =14.007×103/4=28.6 N/mm2＜f=215 N/mm2 ∴满足要求。

②刚度验算：

λ=l0/i=(2500/sin75.965°)/15.8=163.1＜[λ]=200(一般支撑) ∴满足要求。 5.4 结论

∵ 钢丝绳、斜撑钢管的强度、刚度均满足规范规定要求。 ∴ 卸荷结构满足要求，脚手架安全。