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悬挑式脚手架专项施工方案

一、工程概况 (1)

二、脚手架设计计算 (1)

1.计算参数 (1)

2.大横杆计算 (3)

3. 小横杆计算 (4)

4. 扣件抗滑力计算 (6)

5. 脚手架立杆荷载计算 (7)

6. 立杆稳定性计算 (8)

7. 连墙件计算 (10)

8. 悬挑梁受力计算 (11)

9. 悬挑梁整体稳定性计算 (13)

10. 拉绳受力计算 (14)

11. 拉绳强度计算 (14)

三、悬挑架构造要求 (17)

四、悬挑架防护措施 (17)

五、悬挑架安全技术措施 (19)

六、悬挑架拆除安全技术措施 (20)

悬挑式型钢脚手架专项施工方案

一、工程概况

紫阳县道教文化养生谷一期安置房位于紫阳县城关镇太平村紫

阳沟，地下 1 层，地上 6 层，总建筑面积4753 .06m2，框架结构，建

筑总高度 23.9m。

悬挑脚手架允许搭设高度为20m，实际 3层一挑，总高度 8.7m<20m，在允许范围之内。

二、脚手架设计计算

1.计算参数

（1）脚手架参数

双排脚手架搭设高度为 8.7 米，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50 米，立杆的横距为 1.00 米，立杆

的步距为 1.80 米；

内排架距离墙长度为 0.20 米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2根；

脚手架沿墙纵向长度为 50米；采用的钢管类型为

Φ48×3.5 ；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80 ；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.60 米，水平间距4.0 米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件连接；

（2）活荷载参数

施工均布荷载 (kN/m2):2.700 ；

脚手架用途 : 结构脚手架；

同时施工层数 :2 层；

（3）风荷载参数

本工程地处江西省赣州市，查荷载规范基本风压为0.350 ，风荷载高度变化系数μz为1.000，风荷载体型系数μs为0.645；

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荷载标准值 (kN/m2):0.1248 ；脚

手板自重标准值 (kN/m2):0.300 ；

栏杆挡脚板自重标准值 (kN/m2):0.150 ；

安全设施与安全网自重标准值 (kN/m2):0.005 ；

脚手板铺设层数 :6 层；

脚手板类别 : 竹笆片脚手板；

栏杆挡板类别 : 栏杆、竹笆片脚手板挡板；

（5）水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用 16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度 1.50 米，建筑物内锚固段长度 2.30 米。

与楼板连接的螺栓直径 (mm):20.00 ；

楼板混凝土标号 :C35；

（6）拉绳与支杆参数

支撑数量为 :1 ；

钢丝绳安全系数为 :6.000 ；

钢丝绳与墙距离为 (m):3.000 ；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.20 m 。

2.大横杆计算

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 :P 1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值 :P 2=0.300 ×1.000/(2+1)=0.100kN/m ；

活荷载标准值 : Q=2.700 ×1.000/(2+1)=0.900kN/m ；

静荷载的设计值 : q 1=1.2 ×0.038+1.2 ×0.100=0.166kN/m ；

活荷载的设计值 : q 2=1.4 ×0.900=1.260kN/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=0.08 ×0.166 ×1.500 2+0.10 ×1.260

× 1.500 2=0.313kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为 M2max=-0.10 ×0.166 ×1.500 2-0.117 ×1.260 × 1.500 2=-0.369kN.m ；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=Max(0.313×6,0.369 ×106)/5080.0=72.638N/mm 2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=72.638N/mm小于大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0N/mm 2，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：

其中：

静荷载标准值 : q 1=P1+P2 =0.038+0.100=0.138kN/m ；

活荷载标准值 : q 2=Q=0.900kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.138 ×1500.0 4/(100 ×2.06 ×105×121900.0)+0.990×0.900 ×1500.0 4/(100 ×2.06 ×105×121900.0)=1.985mm；

大横杆的最大挠度 1.985mm小于大横杆的最大容许挠度

1500.0/150 mm与10mm，满足要求。

3.小横杆计算

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=0.038 ×1.500=0.058kN ；

脚手板的自重标准值： P2=0.300×1.000×1.500/(2+1)=0.150kN；

活荷载标准值： Q=2.700×1.000 ×1.500/(2+1)=1.350kN ；

集中荷载的设计值 :P=1.2×(0.058+0.150)+1.4×1.350=2.139kN

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 :

M qmax=1.2 ×0.038 ×1.000 2/8=0.006kN.m ；

集中荷载最大弯矩计算公式:

M pmax=2.139 ×1.000/3=0.713kN.m ；

最大弯矩 M=M qmax+M pmax=0.719kN.m；

最大应力计算值σ=M/W= 0.719×106/5080.000=141.496N/mm2

小横杆的最大弯曲应力σ=141.496N/mm小于小横杆的抗压强度

设计值 205.000N/mm，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 :

V qmax=5×0.038 ×1000.0 4/(384 ×2.060 ×105×121900.000) =0.020mm

大横杆传递荷载 P=p1+p2+Q=0.058+0.150+1.350=1.558kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式:

V pmax=1557.600 ×1000.0 ×(3 ×1000.0 2-4 ×1000.0 2/9 )/(72

× 2.060 ×105×121900.0)=2.202mm

最大挠度 V=V qmax+V pmax=0.020+2.202=2.222mm

小横杆的最大挠度为 2.222mm小于小横杆的最大容许挠度1000.000/150=6.667 与10mm,满足要求。

4.扣件抗滑力计算

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≤R c

其中 R c-- 扣件抗滑承载力设计值 , 取6.40kN；

R-- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值 : P 1=0.038 ×1.500 ×2/2=0.058kN ；

小横杆的自重标准值 : P 2=0.038 ×1.000/2=0.019kN ；

脚手板的自重标准值 : P 3=0.300 ×1.000 ×1.500/2=0.225kN ；

活荷载标准值 : Q=2.700 ×1.000 ×1.500/2=2.025kN ；

荷载的设计值 : R=1.2 ×(0.0580.019+0.225)+1.4×

2.025=

3.197kN ；

R=3.197kN

5.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)每米立杆承受的结构自重标准值 (kN) ，为 0.1248 。

N G1=[0.1248+(1.50 ×2/2+1.50 ×2) ×0.038/1.80] ×24.80=5.476

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2) ；采用竹笆片脚手板，标准值为0.30 。

N G2=0.300 ×6×1.500 ×(1.000+0.2)/2=1.620kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值 (kN/m) ；采用栏杆、竹笆片脚手板挡

板，标准值为 0.15 。

N G3=0.150 ×6×1.500/2=0.675kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网 (kN/m2) ：0.005 。

N G4=0.005 ×1.500 ×24.800=0.186kN

经计算得到，静荷载标准值：

N G=N G1+N G2+N G3+N G4=7.957kN

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：

N Q=2.700 ×1.000 ×1.500 ×2/2=4.050kN

风荷载标准值按照以下公式计算：

其中 W o-- 基本风压 (kN/m2) ，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用： W o=0.350kN/m2；

U z-- 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： U z=1.950 ；

U s-- 风荷载体型系数：取值为0.645 ；

经计算得到，风荷载标准值：

W k=0.7 ×1.95 ×0.645 ×0.35=0.308kN/m 2；

不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值计算公式：

N=1.2N G+1.4N Q

=1.2 ×7.957+1.4 ×4.050

=15.218kN

考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值为：

N=1.2N G+0.85 ×1.4N Q

=1.2 ×7.957+0.85 ×1.4 ×4.050

=14.368kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩M W为：

M w=0.85 ×1.4W k L a h2/10

=0.850 ×1.4 ×0.271 ×1.500 ×1.800 2/10

=0.157kN.m

6.立杆稳定性计算

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：N=15.218kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm ；

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：μ=1.500 ；

计算长度 , 由公式 l o=kμh确定： l 0=3.119m；

长细比 L o/i=197.000 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ, 由长细比 l o/i 的计算结果查表得

到：φ=0.186 ；

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量 ( 抵抗矩 ) ：W=5.08cm；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm 2；

σ=15218.000/(0.186 ×489.000)=167.318 N/mm2；

立杆稳定性计算σ=167.318N/mm小于立杆的抗压强度设计值

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=14.368kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm ；

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：μ=1.500 ；

计算长度 , 由公式 l 0=kuh确定： l 0=3.119m；

长细比 : L 0/i=197.000 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比l o/i的结果查表得到：φ=

0.186

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量 ( 抵抗矩 ) ：W=5.08cm；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm 2；

σ=14367.708/( 0.186 ×489.000)+156672.306/5080.000

=188.808N/mm

立杆稳定性计算σ=188.808 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值

[f]=205.000N/mm 2，满足要求。

7.连墙件计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

N l= N lw + N 0

风荷载标准值 W k=0.308kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w=14.4m2；

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), N 0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN) ，按照下式计算：

N lw =1.4 ×W k×A w=6.209kN

连墙件的轴向力设计值N l=N lw+N0=11.209kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

N f=φ·A·[f]

其中φ-- 轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比 l 0/i=200.000/15.800的结果查表得到：

φ=0.966 ，l 为内排架距离墙的长度；

又： A=4.89cm 2；[f]=205.00N/mm 2；

连墙件轴向承载力设计值为 N f=0.966 ×4.890 ×10-4×205.000 ×

103=96.837kN；

N l=9.096

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到 N l=9.096 小于双扣件的抗滑力 12.800kN，满足要求。

连墙件扣件连接示意图

8.悬挑梁受力计算

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载 N的作用，里端 B为与楼板的锚固点， A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为1000mm，内排脚手架距离墙体 200mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=866.20cm 4，截面抵抗矩 W=108.30

cm3，截面积 A=21.95cm2。

受脚手架集中荷载 N=1.2×7.957+1.4 ×4.050=15.218kN ；

水平钢梁自重荷载 q=1.2 ×21.950 ×0.0001 ×78.500=0.207 kN/m；

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

经过连续梁的计算得到：

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁变形图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

R[1]=17.200kN

R[2]=14.175kN

R[3]=-0.153kN

最大弯矩 M max=1.807kN.m

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.807×106/(1.05 ×108300.0)+

0.000×103/2195.0=15.891N/mm2

水平支撑梁的最大应力计算值15.891N/mm小于水平支撑梁的抗

压强度设计值 215.000N/mm, 满足要求。

9.悬挑梁整体稳定性计算

水平钢梁采用 16a号槽钢 , 计算公式如下：

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=570×10.0×63.0×235/(1200.0×160.0×235.0)=1.87

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到φb值为0.919。

经过计算得到最大应力σ= 1.807 ×106 /( 0.919 ×108300.00 )= 18.152 N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=18.152 小于 [f]=215.000N/mm 2, 满足

要求。

10.拉绳受力计算

水平钢梁的轴力 R AH和拉钢绳的轴力 R Ui按照下式计算：

其中 R Ui cosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力 R Ci =RUis inθi。

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

R U1=18.525kN

11.拉绳强度计算

（1）钢丝拉绳 ( 支杆 ) 内力计算：

钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的轴力 R U均取最大值进行计算，为

R U=18.525kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

其中 [F g]-- 钢丝绳的容许拉力 (kN) ；

F g--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN) ，计算中可以近似计

算 F g=0.5d 2，d为钢丝绳直径 (mm)；

α-- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对 6×19、6×37、6

× 61钢丝绳分别取 0.85 、0.82 和0.8 ；

K--钢丝绳使用安全系数。

计算中 [F g] 取18.525kN，α=0.820 ，K=6.000，得到： d=16.47 ㎜经计算，钢丝绳最小直径必须大于17.000mm才能满足要求。（2）钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的拉环强度计算

钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的轴力 R U的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为：

N=R U=18.525kN

钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的拉环的强度计算公式为：

其中 [f] 为拉环受力的单肢抗剪强度，取 [f]=125N/mm 2；所需

要的钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的拉环最小直径 D=(1852.543×

4/3.142 ×125.000) 1/2 =14.000mm；

12.锚固段与楼板连接的计算

（1）水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=0.153kN；

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 :

其中 [f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》

10.9.8 条[f]=50N/mm 2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[152.719 ×

4/(3.142 ×50×2)]1/2=1.394mm ；

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧 30cm以上搭接长度。

（2）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计

算如下：

锚固深度计算公式 :

其中 N-- 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=0.153kN； d-- 楼板螺栓的直径， d=20.000mm；

[f b]--楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取

1.570N/mm；

[f]--钢材强度设计值,取215N/mm；

h-- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于 152.719/(3.142 ×20.000 ×1.570)=1.548mm。

螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4×3.14 ×20.000 2×215×

10-3 =67.51kN

螺栓的轴向拉力 N=0.153kN小于螺栓所能承受的最大拉力

F=67.510kN，满足要求。

（3）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 :

16/22

其中 N-- 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N=14.175kN；

d--楼板螺栓的直径，d=20.000mm；

b--楼板内的螺栓锚板边长，b=5×d=100.000mm；

f cc --混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取

0.950f c=16.700N/mm；

经过计算得到公式右边等于161.75kN，大于锚固力 N=14.17kN，楼板混凝土局部承压计算满足要求。

三、悬挑架构造要求

1. 采用 [12cm型槽钢，自重为 120N/m，搭设高度 H=24.8m,立杆横距

b( 架宽 ) ＝1.0m, 立杆纵距 L=1.5m,大横杆步距 1.8m, 铺竹脚手板 2层，

同时施工 2层，施工荷载 QK=2.7kN/m，连墙杆布置为两步三跨。密目网全封闭。

2.脚手架每一纵距一步内只有一根小横杆，在立杆与大横杆的交点处，

小横杆伸出外排杆 100mm,伸出 150mm,里排立杆距墙 200mm。

3.由于满铺脚手板，所以应在原有两根小横杆中间再加一根，同

时还要增加 2个扣件。

4.按照规定，作业层外排架临时防护为两道防护栏杆，原有一道大

横杆，需再增加一道大横杆及一个扣件。

5.剪刀撑按水平 4 跨垂直 4 步一组设置，两杆交叉与地面成 450角。

6.悬挑架结构应满布剪刀撑。

7.连墙件采用主体预埋钢管，用槽钢将脚手架与主体连接，预埋槽

钢以高出砼面 20cm为宜。

四、悬挑架防护措施

1.脚手架每高 4m，水平每隔 6m同建筑物牢固地拉结，并加设顶撑使

之同时承受拉力和压力，保证架体与建筑物之间连接牢固，不摇晃、不倒塌。拉接点禁止设在工程围护结构上，拉接杆要设在靠近节点位

置20cm 范围以内，并且与大横杆扣紧。在立柱或梁上预埋Ф10钢筋，拉筋采用Ф6钢筋。双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。每道剪刀撑

跨越立杆的根数为 4根。每道剪刀撑宽度不应小于 4跨，且不应小于

6m，斜杆与地面的倾角为 45°--60°。剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不得小于 50cm，要用三只扣件，两头要大于 10cm，剪刀撑最下部距地面 10cm。剪刀撑沿脚手架连续设置，其间距不大于 20cm。

2.竹笆脚手板应按其主竹筋垂直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。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地固定。

3.密目网必须使用获得省安监总站准用证的产品，要从脚手架底部开始全部用密目式安全网全封闭，密目网要设在外排立杆的里侧，密目网的绑扎要用尼龙绳每孔一扎。

4.安全网的设置：从脚手架底部开始全部用密目式安全网全封闭，密目网要设在外排立杆的里侧。密目网的绑扎要用尼龙绳环形绑扎或用短绳每孔一绑。施工层要设随层网，设 18cm 高的连续挡脚板，挡脚板要用铁丝绑在立杆上。设0.6m和1.2m高防护栏杆两道，防护栏杆要刷红白相间的境界色。

5.人行斜道的设计 : 人行斜道的宽度为 1.2m，坡度为 1：3（高：长）。斜道拐弯平台面积为 9m2, 宽度为 1.5m。斜道两侧及拐弯平台外围设置