落地式钢管脚手架

一、编制依据

1.施工蓝图、施工组织设计、建筑施工手册等。

2.扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。

二、工程概况

三、脚手架构配件的质量标准

1.钢管宜采用外径48mm，壁厚3.5mm焊接钢管，宜采用力学性能适中的Q235A（3＃）钢，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构负钢》GBT700中Q235A钢的规定，扣件应符合GB15831－1995《钢管脚手架扣件》的规定。

2.密目网的质量：要求产品“四证”齐全，其续燃，阻燃时间均不得大于4秒，并符合GB16909的规定。

3.材料部门定货采购的钢管、扣件等零配件，要求规格统一，材质优良，并有厂家备案证书及产品出厂合格证。

四、脚手架的搭设方法

本工程脚手架分为外脚手架和内脚手架。外脚手架采用落地式钢管脚手架，内脚手架包括结构施工采用满堂红扣件式脚手支撑和装修用脚手架。

1.搭设顺序

放置纵向扫地杆，自角部起依次向两边竖立底杆，底端与纵向扫地杆扣接固定后、装设横向扫地杆并与立杆固定（固定立杆底端前，应吊线确保立杆垂直），每边竖起3－4根立杆后,随即装设第一步纵向水平杆（与立杆扣接固定）和横向水平杆（小横杆，靠近立杆并与纵向水平杆扣接固定）、校正立杆垂直和水平使其符合要求，按40－60N m力拧紧扣件螺栓，形成脚手架的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。交圈后，再全面检查一遍脚手架质量和地基情况，严格确保设计要求和脚手架质量，设置连杆墙件（或加抛撑），按第一步程序和要求搭设第二步、第三步．．．．．．，随搭设进程及时装设连墙件和剪刀撑，装设作业层间横杆（在脚手架横向杆之间架设的、用于缩小铺板支撑跨度的横杆）、铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板及密目网全封闭。

2.基础做法

首先进行搭设场地的平整、夯实工作，从建筑物主体向外围3－5‰找坡。回填土夯实后，上面铺设厚5cm、20cm以上宽木脚手板沿建筑物周围通长装置，之后在木脚手板上放置钢底座，钢底座上放置立杆，之后按设计的立杆间距进行放线定位，铺设木脚手板要平稳，不得悬空。

3.排水措施

在距脚手架外排立杆外0.5米处，设置一排水沟，在最低点，设置积水坑，水流入坑内，用潜水泵将水排出，排水沟坡度为3－5‰。

4.构造要求

4.1立杆的间距、垂直度

排距：0.8 m； 纵距：1.3m； 步距：1.8m；内立杆距墙300mm。

立杆间距允许搭设偏差±5cm,立杆垂直度允许搭设偏差±10 cm。

4.2 扫地杆设置

从垫板往上20 cm处，设置扫地杆，扫地杆采用对接接长。扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10 cm。

4.3 横杆间距、平整度

横杆步距采用1.8米，用对接方法接长，一根横杆两端的高差，不能超过2 cm，纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。

4.4 立杆、横杆接头的详细做法

立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱的接头不应设在同步跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1／3。

纵向水平杆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500cm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。

4.5 架体与建筑结构拉接要求

4.5.1 构造形式

采用刚性连接方式，连墙件的连墙杆穿墙并用两根短管用直角扣件与内外与墙体卡牢。

4.5.2 布置要求

连墙杆在垂直间距不应大于5.4米，水平间距不大于3.9米的位置上设置，设置时尽量靠近主节点，偏离主节点的距离不应大于30cm。必须从底部第一根纵向水平杆处开始设置，布设形式可以采用花排，也可以采用并排，宜优先用花排。门窗洞口采用短向拉接，钢管长度过门窗洞口边缘250mm以上。

5．剪刀撑的搭设方法

在建筑物四周转交处，必须要设置剪刀撑，每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5－7根之间，每道剪刀撑的宽度不应小于4跨，且不小于6米。斜杆与地面的倾角宜在45度－60度之间，由底至顶连续设置，中间每道剪刀撑的净距不应大于15米。

剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆伸出端，或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。剪刀撑接长采用搭接接长，搭接长度不小于50cm，用3个扣件等距离布置，扣件在钢管端头处不小于10cm处。剪刀撑下端一定要落地。

6．小横杆的设置

每一主节点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部，端头处伸出长度不小于10cm。该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150cm，在双排架中，靠墙一侧的外伸长度不应大于50cm。

7．脚手板的防护栏杆

脚手板一般设置在3根小横杆上，要铺满、铺严密，操作层上部护身栏杆1.2米高。

8．密目网垂直封闭

8.1 密目网的质量要求

密目网要四证齐全，要有阴燃性能，其续燃、阴燃时间均不得大于4秒。要符合GB16909的规定。

8.2 密目，多贯穿试验

做耐贯穿试验时，将网与地面在30度夹角拉平，在其中心上方3米处，用5kg重的钢管（管径48mm－51mm）垂直自由落下，不穿透即为合格产品。

8.3密目网的绑扎方法

用系绳将密目网绑扎至立杆或大横杆上，使网与架体牢固的连接在一起。系绳的材质应符合GB16909的规定。

9. 兜网封闭

用大眼安全网（平网）将脚手架与建筑物之间封闭起来，每隔10米封闭一道。

10．脚手架的上下通道

脚手架体要设置安全马道：1.马道宽度不小于1米，坡度以1：3（高：长）为宜。2.马道的立杆、横杆间距应与脚手架相适应，基础按脚手架要求处理，立面设剪刀撑。3.人行斜道小横杆间距不超过1.5米。4.马道上满铺脚手板，板上钉防滑条。5.设置护身栏杆，上部护身栏米1.2，下部护身栏距脚手板0.6米，同时设180mm宽挡脚板。

11．脚手架的卸料平台

在卸料平台上要挂牌标明控制荷载；要有荷载计算书；要有专门搭设方案；要严格按照搭设方案施工。（详卸料平台施工方案）

12．脚手架交底与验收

脚手架必须严格按照施工方案搭设，要有严格的技术交底，要有节点构造详图，操作人员必须严格执行，所有偏差数值必须控制在允许范围内。 要由专门人员对已搭设好的脚手架按照搭设方案进行验收，验收时要有量化内容；如：横、立杆之间距数值，立杆的垂直度，横杆的平整度等都应详细记载在验收记录当中。

13．脚手架的拆除方法

制定拆除方案，方案包括拆架的步骤和方法、安全措施等。拆除顺序应遵守由上到下，先搭后拆、后搭先拆的原则。即先拆栏杆、脚手架、剪刀撑、斜撑、而后小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清原则依次进行，要严禁上下同时进行拆除工作。拆架子的高空作业人员应戴安全帽，系安全带，穿软义鞋上架作业，同时，周围没围栏或竖立警戒标志并有专人指挥，以免发生伤亡事故。

14．脚手架搭设时注意事项

14.1 外径48mm与51mm的钢管严禁混合使用。

14.2主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）、剪刀撑、横向支近等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。

14.3 各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

14.4 对接扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝上，直角扣件的开口不得朝下，以确保安全。

14.5当脚手架外侧遇有低压电线时，而且外侧边缘距外电架空线路负荷侧边缘的安全距离小于规范定时，应做专门外防护方案，并严格执行。

14.6上架作业人员必须持证上岗，戴安全帽，系安全带。

14.7严格按搭设方案施工；连墙件和剪刀撑应及时设置，不得滞后超过两步；

14.8在搭设过程中，应注意调整脚手架的垂直度，最大允许偏差100mm。

五、计算书

1.参数信息:

1.1脚手架参数

双排脚手架搭设高度为15#楼地上三层，高度14.5m；17#楼 25.6m，立杆采用单立杆，本计算书按17#楼参数计算；

搭设尺寸为：横距Lb为 0.8m，纵距La为1.3m，大小横杆的步距为1.8 m；

内排架距离墙长度为0.30m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；

采用的钢管类型为 Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为 1.00；

连墙件采用三步三跨，竖向间距 5.4 m，水平间距3.9 m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

1.2活荷载参数

施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；

同时施工层数:2 层；

1.3风荷载参数

本工程地处浙江杭州市，基本风压0.4 kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；

1.4静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1190；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150； 安全设施与安全网(kN/m2):0.005；

脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；

脚手板铺设总层数:13；

1.5地基参数

地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；

立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。

2.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。

2.1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=0.3×0.8/(2+1)=0.08 kN/m ；

活荷载标准值: Q=2×0.8/(2+1)=0.533 kN/m；

静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.08=0.142 kN/m；

活荷载的设计值: q2=1.4×0.533=0.747 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)

2.2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:

M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2

跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.142×1.32+0.10×0.747×1.32 =0.145 kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2

支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.142×1.32-0.117×0.747×1.32 =-0.172 kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ =Max(0.145×106,0.172×106)/5080=33.858 N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为 σ = 33.858 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2，满足要求！

2.3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：

νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.08=0.118 kN/m；

活荷载标准值: q2= Q =0.533 kN/m；

最大挠度计算值为：ν = 0.677×0.118×13004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.533×13004/(100×2.06×105×121900) = 0.692 mm；

大横杆的最大挠度 0.692 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1300/150 mm与10 mm，满足要求！

3.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。

3.1荷载值计算

大横杆的自重标准值：p1= 0.038×1.3 = 0.05 kN；

脚手板的自重标准值：P2=0.3×0.8×1.3/(2+1)=0.104 kN；

活荷载标准值：Q=2×0.8×1.3/(2+1) =0.693 kN；

集中荷载的设计值: P=1.2×(0.05+0.104)+1.4 ×0.693 = 1.155 kN；

小横杆计算简图

3.2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 = ql2/8

Mqmax = 1.2×0.038×0.82/8 = 0.004 kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax = Pl/3

Mpmax = 1.155×0.8/3 = 0.308 kN·m ；

最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.312 kN·m；

最大应力计算值 σ = M / W = 0.312×106/5080=61.375 N/mm2 ；

小横杆的最大弯曲应力 σ =61.375 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！

3.3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:

νqmax = 5ql4/384EI

νqmax=5×0.038×8004/(384×2.06×105×121900) = 0.008 mm ；

大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.104+0.693 = 0.847 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:

νpmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI

νpmax = 847.253×800×(3×8002-4×8002/9 ) /(72×2.06×105×121900) = 0.613 mm；

最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.008+0.613 = 0.621 mm；

小横杆的最大挠度为 0.621 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800/150=5.333与10 mm,满足要求！

4.扣件抗滑力的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。

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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

R ≤ Rc

其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取16.00 kN；

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: P1 = 0.038×1.3×2/2=0.05 kN；

小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.8/2=0.015 kN；

脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.8×1.3/2=0.156 kN；

活荷载标准值: Q = 2×0.8×1.3 /2 = 1.04 kN；

荷载的设计值: R=1.2×(0.05+0.015+0.156)+1.4×1.04=1.722 kN；

R

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，为0.119kN/m

NG1 = [0.1190+(1.30×2/2)×0.038/1.80]×36.50 = 5.356kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2= 0.3×13×1.3×(0.8+0.3)/2 = 2.788 kN；

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

NG3 = 0.15×13×1.3/2 = 1.268 kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2

NG4 = 0.005×1.3×36.5 = 0.237 kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 9.649 kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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 = 2×0.8×1.3×2/2 = 2.08 kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×9.649+ 0.85×1.4×2.08= 14.054 kN； 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.649+1.4×2.08=14.491kN；

6.立杆的稳定性计算:

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0 = 0.4 kN/m2；

μz -- 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：μz= 0.74；

μs -- 风荷载体型系数：取值为0.214；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk = 0.7 ×0.4×0.74×0.214 = 0.044 kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:

Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.044×1.3×1.82/10 = 0.022 kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N = 14.054 kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA)≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 14.491kN；

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《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ：μ = 1.7 ；

计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.534 m；

长细比: L0/i = 224 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.145 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 N/mm2；

考虑风荷载时

σ = 14054.02/(0.145×489)+22224.851/5080 = 202.584 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 202.584 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ = 14490.82/(0.145×489)=204.37 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 204.37 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

7.最大搭设高度的计算:

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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：

Hs = [φAf - (1.2NG2k + 0.85×1.4(ΣNQk + MwkφA/W))]/1.2Gk

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 = 4.293 kN；

活荷载标准值 ：NQ = 2.08 kN；

每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.119 kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.022 /(1.4 × 0.85) = 0.019 kN·m；

Hs =( 0.145×4.89×10-4×205×103-(1.2×4.293+0.85×1.4×(2.08+0.145×4.89×100×0.019/5.08)))/(1.2×0.119)=46.206 m；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6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] = Hs /(1+0.001Hs)

[H] = 46.206 /(1+0.001×46.206)=44.165 m；

[H]= 44.165 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 [H] =44.165 m。

脚手架单立杆搭设高度为36.5m，小于[H]，满足要求！

8.连墙件的稳定性计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl = Nlw + N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.4，

Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.4 = 0.055 kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 21.06 m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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 = 1.4×Wk×Aw = 1.625 kN；

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.625 kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf = φ·A·[f]

其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

A = 4.89 cm2；[f]=205 N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.89×10-4×205×103 = 95.133 kN；

Nl = 6.625

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到 Nl = 6.625小于双扣件的抗滑力 16 kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

9.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 = fgk×kc = 120 kPa；

其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ；

脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ；

立杆基础底面的平均压力：p = N/A =70.27 kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 14.054 kN； 基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。

p=70.27kPa ≤ fg=120 kPa 。地基承载力满足要求！