外腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算及施工方案
一、        工程概況
本工程總建筑面積20520m2,為地下一層、地上十八層的框剪結(jié)構(gòu)。本工程首層4.5m,標(biāo)準(zhǔn)層高為3.6m,建筑總高度72.9m。
高層為框剪結(jié)構(gòu),多層為框架結(jié)構(gòu),高層抗震等級為二級,多層抗震等級為三級,抗震設(shè)防烈度為7度。
基礎(chǔ):高層為人工挖孔灌注樁基礎(chǔ),多層為獨(dú)立柱基。
樁基砼強(qiáng)度等級:灌注樁為C30,灌注樁護(hù)壁為C30;
基礎(chǔ)砼強(qiáng)度等級:墊層C15,地下室為C40、S8,柱基為C25;
上部結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度等級:
多層:  基礎(chǔ)頂面至屋面梁、板、柱均為C30,構(gòu)造柱、過梁為C20;
高層:27.30m以下剪力墻、柱為C40,梁板為C35;27.30m~48.90m剪力墻、柱、梁板為C35,48.90m以上剪力墻、柱梁板為C30。
磚砌體:外墻及樓梯間、電梯間、設(shè)備用房等采用240mm180mm)厚非承重粘土空心磚,±0.00以下用M5水泥砂漿 ,其余為M5混合砂漿砌筑,辦公室及走道隔墻為GRC輕質(zhì)隔墻。
樓地面:辦公室為地磚地面,門廳為花崗巖地面。
  面:外墻為外墻涂料、玻璃幕墻、花崗巖幕墻、鋁板幕墻、內(nèi)墻衛(wèi)生間為瓷磚飾面,門廳、大廳、走道為花崗巖飾面,其余乳白色內(nèi)墻涂料。
  面:為SBS防水卷材保溫隔熱上人屋面。
  棚:輕鋼龍骨板吊頂、內(nèi)墻乳膠漆。
二、外架計(jì)算
外架采用雙排扣件式鋼管腳手架,根據(jù)施工要求搭設(shè)高度為75m,外側(cè)立面采用密目式綠色安全網(wǎng)封閉,架體里外立桿間距1.05m,立桿縱距1.2m,橫桿步距1.8m,連墻件23跨設(shè)置,腳手板為竹木腳手板,作業(yè)層為一層.
根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130—2001規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
1
、荷載計(jì)算
恒載計(jì)算
查表知:每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.1248kN/m
腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2
欄桿、木腳手板擋板為0.14kN/m
   
  NK=Nδ1k + Nδ2K
          =75×
0.1248 + 0.14/2+ 1.2×0.35×1.05/2
          =14.85KN
        活載計(jì)算
施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3KN/M2
施工活載:則QK=1.2×1.05×3=3.78KN
風(fēng)載: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
 WK=0.7×0.8×0.96×0.35
        =0.188KN/m2
 
2
、立桿計(jì)算
立桿的穩(wěn)定性按組合風(fēng)荷載驗(yàn)算
N/ψA   +   M/W  ≤f
 
   
其中   N=1.2(Nδ1k+Nδ2k)+0.85×1.4NQ
                        =1.2×14.85 + 0.85×1.4×3.78/2
      =20.07KN
lo=kμh=1.155×1.2×1.8=2.49
長細(xì)比λ=lo/2=2.49/0.0158=158
查表得φ= 0.281其中A立桿截面面積為4.89cm2
W
截面模量為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
則:N/A+MW/W=20.07×103/0.281×489+0.09×103/5.08
=164N/mm2
<f=205N/mm2  
所以滿足要求
搭設(shè)高度HS計(jì)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
則腳手架搭設(shè)高度限值[H]=HS/(1+0.001HS)=170/(1=0.001×170) =145m
所以腳手架滿足穩(wěn)定性要求
3
、縱向水平桿,橫向水平桿計(jì)算
        強(qiáng)度驗(yàn)算
M
=1.2MσK+1.4∑MQK
=1.2×0.08×0.35×1.05÷2×1.22+1.4×3×1.05÷2×1.22×0.08=0.422KN/m
M
=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
滿足抗彎強(qiáng)度要求
        撓度驗(yàn)算:
V
=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
=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
Vmax=2mm<[V]=10mm 滿足撓度要求
a).
縱、橫向水平桿與立桿連接時(shí),其扣件的抗滑承載力驗(yàn)算
R
=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
=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
滿足扣件抗滑承載力要求
故可按設(shè)計(jì)要求搭設(shè)外架。
三、外架搭設(shè)方案
中級人民法院審判大樓工程,框剪結(jié)構(gòu)十九層,主樓長為40m,寬為18m,高度為73m,采用落地式鋼管腳手架,
(一)搭設(shè)方案:
1
、        嚴(yán)格遵守《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130—2001規(guī)定及有關(guān)要求。
2
、        立桿必須墊木板,考慮里排立桿著力在邊坡上,故按立桿縱距架設(shè)斜撐,搭接部位在一步架外排立桿接點(diǎn)上。且掃地桿相互拉通。
3
、        立桿縱向間距1.2m,橫向間距為1.2m里桿距墻0.3m搭設(shè)時(shí)拉線對齊。
4
、        大橫桿間距(步高)一般為1.8m,第一步架高不得大于 2.0m,且大橫桿垂直偏差不得大于 5cm
5
、        小橫桿里端離墻面距離不大于10cm,外端伸出大橫桿外長度大于25cm,且間距0.75m,外端對齊。
6
        剪刀撐必須沿腳手架縱向兩端和轉(zhuǎn)角處起。每道剪刀撐最鑫跨越7根立柱,每隔6m左右設(shè)一組剪刀撐,并沿全高度布置,每片架子不少于三道,斜撐搭設(shè)長度不小于0.4m且不少兩只扣件緊固。
7
、        立桿按搭設(shè)高度計(jì)算,垂直度偏差不得大于3cm,小橫桿須貼近立桿布置。
8
、        剪刀撐搭設(shè)時(shí),須將一根扣在小橫桿伸出部分。斜桿兩端扣件與立桿節(jié)點(diǎn)距離不得大于15cm,最下面的斜桿與立桿連接點(diǎn)離地面不宜大于50cm。
9
        腳手架各桿件相交出的端頭均應(yīng)大于10cm,以防桿件滑落。
10
、        由于搭設(shè)高度較大,每五層在四周梁上每隔3m預(yù)埋直徑為25的圓鋼,用于穿直徑為16的鋼絲繩拉接外架,對外架進(jìn)行卸載,以保證外架的使用的安全。每三層外架與外邊柱用鋼管進(jìn)行拉接,以保證外架的穩(wěn)定性。
11
、        操作層上必須滿鋪、鋪穩(wěn)腳手板,離開墻面120-150mm,用鐵絲固定,并必須設(shè)置擋腳板。并在外側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿(上欄桿)1200mm高。以保證安全。
12
、        相鄰兩根立桿的接長接頭上下錯(cuò)開50cm以上,并要新接長接頭不在同一步距內(nèi)。同一步的里外兩根大橫桿其接長接頭的位置應(yīng)互相錯(cuò)開,不應(yīng)在同一跨內(nèi),同一跨內(nèi)的上下兩根大橫桿的接長接頭應(yīng)錯(cuò)開50cm。
13
、        做好外架排水措施,即外架四周砌一條排水溝,把積水、雨水及時(shí)排走。
(二)安全措施:
1
、        遵守國家有關(guān)腳手架施工的若干規(guī)定和現(xiàn)行規(guī)范要求;
2
        搭設(shè)材料選用必須符合技術(shù)規(guī)范的要求,嚴(yán)禁使用有裂縫、不合格鋼管和扣件搭投。
3
、        立桿接桿,扶手接長應(yīng)用對接扣件,不宜采用旋轉(zhuǎn)扣件,剪刀撐的縱向接長應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件,不宜采用對接扣件。
4
        安裝扣件時(shí),所有扣件開口必須向外,這樣可以防止閉口縫的螺栓鉤掛操作者的衣褲,影響操作和造成傷亡事故。
5
、        立桿須墊木板,不得在起伏不平和軟硬不一的地面上搭設(shè)腳手架,避免架子整體或局部沉降。
6
、        嚴(yán)格按照規(guī)定的規(guī)定尺寸進(jìn)行搭設(shè),控制好立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差,并確保接點(diǎn)連接達(dá)到要求(綁好、擰緊或插掛好)。
7
        腳手板必須滿鋪,鋪平和鋪穩(wěn),不得有探頭板。
8
        搭設(shè)過程中要及時(shí)設(shè)置斜撐桿,剪刀撐,避免腳手架在搭設(shè)過程中發(fā)生偏斜和傾倒。
9
        作業(yè)層的外側(cè)應(yīng)設(shè)擋板、竹笆圍柵或密目安全網(wǎng),每隔3層設(shè)置水平兜網(wǎng)。
10
、        向空作業(yè)人員系好安全帶、戴好安全帽、穿軟底鞋,工具及中零件放在工具袋內(nèi)。
11
、        架子的搭設(shè),應(yīng)按建筑物施工進(jìn)度進(jìn)行搭設(shè),不宜一次搭設(shè)過高。一般搭設(shè)高度不應(yīng)超過相鄰連墻件以上兩步。每搭完一步腳手架后,應(yīng)按要求校正步距、縱距、橫距及立桿的垂直度。
12
、        設(shè)置供人員上下使用(包括攜帶工具和少量材料)的安全扶梯,爬梯或斜道。梯道上應(yīng)有可靠的防潮措施。
13
、        嚴(yán)格避免以下違章作業(yè):
1
        用腳手架吊運(yùn)重物。
2
        作業(yè)人員攀登架子上下。
3
        起吊構(gòu)件和材料時(shí)碰撞或扯動(dòng)腳手架。
4
        任意拆除腳手架部件。
5
        在腳手架上拉結(jié)裝纜繩。
14
、  施工操作人員必須持有操作上崗證,方可進(jìn)行施工操作,嚴(yán)禁在架上嬉笑打鬧。所搭架子必須經(jīng)質(zhì)安部門檢驗(yàn),合格后方可使用。