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新宁县人民医院住院大楼

湖南华恒建筑工程有限公司新宁县

人民医院住院大楼项目经理部

该工程位于新宁县人民医院内，全楼建筑面积17472m2，高49.7m，建筑层数为13层DB44／ 2208-2019标准下载，地下一层，上部结构体系为框架剪力墙结构。地下室至七层采用落地式外脚手架，第八层开始采用型钢悬挑加斜拉钢丝绳分段卸荷至主体结构上。二、脚手架的用材和规格

1、选用φ48×3.5的钢管及其配套的扣件。

3、轧头等钢管扣件和质量应符合建设部《钢管脚手架扣件标准》要求，并且扣件与钢管贴面接触良好。扣件抗滑系数以扣件进场后实际测试结果为准。

4、悬挑支承梁采用20#槽钢，斜拉钢丝绳选用6×19绳芯1的φ17钢丝绳。所用材料均有出厂证明和合格证。

三、外脚手架方案的确定

(一)、落地式钢管脚手架搭设施工工艺

落地式脚手架搭设的工艺流程为：场地平整、夯实→材料配备→定位设置底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆→剪刀撑→连墙杆→挡脚手板→扎防护栏杆→扎安全网

定距定位：根据构造要求在建筑物四周用尺量出由外立杆离墙的距离，并做好标记。垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺设平稳，不得悬空。

（1）、地基处理：搭设场地必须平整。因地下室工程防水的需要，在脚手架开始搭设的时候，地下室回填土未回填，即脚手架基础直接落到地下室底板地基上。因此，先在脚手架外围开挖一道排水沟,排除雨水,再对基础素土夯实,浇灌80厚C20砼垫层.在基础上设置垫板，其厚度不小于50mm，布设必须平稳，不得悬空。

（2）、立杆:全楼脚手架采用双排单立杆，立杆顶端高出结构檐口上皮1.5m。立杆接头采用对接扣件连接，立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头交错布置，两个相邻立柱接头避免出现在同步同跨内，并在高度方向错开的距离不小于50cm。

（3）、大横杆：大横杆至于小横杆之下，在立柱的内侧，用直角扣件与立柱扣紧，其长度大于3跨，不小于6m，同一步大横杆四周要交圈。大横杆采用对接扣件连接，其接头交错布置，不在同步，同跨内。相邻接头水平距离不小于50cm，各接头距立柱的距离不大于50cm。

（4）、小横杆:每一立杆与横杆相交处，都必须设置一根小横杆，并采用直角扣件扣紧，在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不大于15cm。小横杆间距应与立杆柱间距相同，且根据作业层脚手板搭设的需要，可在两立柱之间等间距增设小横杆。小横杆伸出外排大横杆边缘距离不小于10cm，伸出里排大横杆在立柱处相向布置。

（5）、纵横向扫地杆：纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮20cm处的立柱上，横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。

（7）、脚手板：脚手板采用竹架板，厚5cm，宽30cm，长度不小于3m。在作业层下部架设一道水平兜网，随作业层上升，同时作业不超过两层。首层满铺一层脚手板，以上每隔六层也要满铺一层脚手板，并设置安全网及防护栏杆。脚手板设置在3根横向水平杆上，并在两端用铁丝固定。脚手板应平铺、满铺、铺稳，接缝中设两根小横杆，各杆距接缝的距离均不打鱼15cm。靠墙一侧的脚手板离墙的距离不应大于15cm。拐角处两个方向的脚手板应重叠放置，避免出现探头和空挡现象。在搭设首层脚手架的过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角处双向增设，待该部位脚手架与主体结构的连墙杆可靠连接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完毕后方可拆除。

双排架宜先立里排立杆，后立外排立杆。每排立杆宜先立两头的，再立中间的一根，互相看齐后，立中间部分各立杆。双排架内外排两立杆的连线要与墙面

脚手架搭设采用双排单立杆。立杆离结构外沿0.2m，横距为1.2m，纵距为1.5m，大横杆布局为1.8m.

（8）、连墙件：连墙件采用刚性连接，垂直间距为3.6,水平间距为4.5m，连墙杆用ф48×3.5的钢管，它与脚手架和建筑物的连接采用直角扣件。连墙件横竖向顺序排列，均匀布置，与架体和结构立面垂直，并尽量靠近主节点（距主节点的距离不大于30cm）。连墙杆伸出扣件的距离应大于10cm。底部第一根大横杆就开始布置连墙杆，靠近框架柱的小横杆可直接作连墙杆用。

（9）、防护设施：脚手架要满挂全封闭式的密目安全网采用1.8×6.0米的规格，用网绳绑扎在大横杆外立杆里侧。作业层网应高于平台1.2m，并在作业层下部架处设一道水平兜网。在架内高度3.6m处设首层平网，往上每隔5步距设隔层平网，施工层应设随层网。作业层脚手架立杆于0.6m及1.2m处设有两道防护栏杆，底部侧面设18cm高的挡脚板。相隔0.8m,两侧用脚手板绑扎，并用安全网封闭维护。

（二）、悬挑式钢管脚手架的搭设施工工艺

（1）型钢悬挑梁的预埋在建筑物楼层正对脚手架立杆处设置两道预埋，一道设置在离外墙面0.1m处，另一道设置在离外墙面1.9m处。预埋材料采用直径为16mm的圆钢环。悬挑梁因其需承受脚手架荷载，在脚手架施工过程中是不得拆除的，如遇剪力墙与砖墙时，为留置悬挑梁，需在剪力墙或砖墙处预留出悬挑梁的位置，可采用预留木盒或包裹杂物的方法，如采用包裹杂物宜采用袋状物，包裹强度以悬挑梁能取出为标准。（2）立杆与型钢的连接立杆与型钢的连接采用如下做法：在型钢上立杆固定的相应位置预先焊接短水管或短Ф25钢筋（宜到现场拉通线焊接）。2.脚手架的卸荷（1）悬挑脚手架的卸荷悬挑脚手架一次搭设七倍楼层高度，即21.3米；其上的脚手架必须重新设置悬挑梁，并重新进行搭设。（2）建筑物转角的悬挑转角预留需预留悬挑梁，但由于转角的特殊性（有结构柱），无法预留悬挑型钢梁，故需在转角处采用钢管支撑代替悬挑型钢梁。做法是先在适当的位置预埋一根短钢管，钢管必须插入梁底，埋深不小于25cm，露头15～20cm（连墙件设置预埋方法可按此法），以预埋钢管为基础，挑出一道钢管作为挑架作业的起步平台与桁架的横向水平管，在横向水平管上的立杆两端，设置两道钢管斜撑，钢管斜撑一端与水平管扣接，另一端作用在下一层的楼板上，所有的钢管支撑的根部必须用钢管将其连接起来并至少连接两道，以保证刚度、强度不低于悬挑型钢梁的强度。3.脚手架杆件搭设构造要求（1）脚手架技术参数脚手架宽1200mm，内立柱离建筑物距离200mm，步距1800mm（首步1500mm）。（2）搭设顺序搭设支撑梁、搭设纵向水平管、搭设横向水平管、搭设抛撑、搭设立柱搭设第二步纵向水平杆、搭设第二步横向水平管……脚手架排底的时候，首先必须在转角、门窗和开口处设置立杆并依次向其它位置展开。（3）立杆的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱节点不应设置在同步同跨内，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。（4）脚手架支撑的设置A 脚手架应设置剪刀撑与横向支撑。B 脚手架应按规范规定设置连续剪刀撑，每道剪刀撑跨越立柱的根数为4～6根之间。每道剪刀撑宽度不应小于两个。（5）铺设脚手板A 脚手架外侧设置挡脚笆，挡脚笆设置在脚手架钢管内侧，安全网外侧，竹榀与钢管必须用16#铁丝捆扎。B 脚手板采用钢笆铺设，钢笆与钢管必须用16#铁丝捆扎，不得有探头板出现。（6）卸料平台的搭设A 卸料平台的布置卸料平台应均匀布置，每一个卸料平台的辐射面积为200m2。每一个面上卸料平台的个数不得超过两个。B 卸料平台的卸荷卸料平台卸荷结构必须设置在建筑物上，不得作用于外架上。C 卸料平台的结构卸料平台的宽度为1.8m，长度为2.0m，并悬挑1m作为防坠物屏蔽。D 卸料平台的防护卸料平台应设置两道扶手，高度分别为1.2m和0.6m，外侧用密目安全网屏蔽，兜底采用双层安全网（一道平网、一道密网）。卸料平台的搭设见卸料平台的搭设图。（8）连墙件的设置A 连墙件设置全部采用钢管拉结。B 连墙件均匀布置，每个拉结间距不得超过两步两跨且每个拉结屏蔽的脚手架投影面积不得大于27m2；在规定距离如不存在预埋钢管，则采用钢管夹持墙体作为拉结固定点的办法，使钢管拉结的控制范围在规范规定的范围内。C 连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直，连墙杆与架体连接可稍下斜，绝对不允许上翘。4.脚手架验收（1） 脚手架每搭设至10m高度进行过程验收。（2） 过程验收包含钢管、扣件的检查，脚手架搭设是否符合规范，安全设施承挂情况。（3） 脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。5.脚手架的荷载控制（1）结构施工用时脚手架的荷载控制结构施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过二层，每层作业荷载不得大于3KN/m2。（2）装饰施工用时脚手架的荷载控制装饰施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过三层，每层作业荷载不得大于2KN/m2。（3）卸料平台的荷载控制卸料平台的施工荷载必须严格控制，每个卸料平台的施工荷载不得超过8KN/m2，堆放高度不得超过1.2m。

五、外脚手架的设计与计算：

地下室至七层采用双排落地式外脚手架，立杆横距B=1.2m，纵距l=1.5m，步距h=1.8m，小横杆挑出b=0.2m，连墙杆纵向间距l0=3.6m（2步架），水平间距3.6m，考虑脚手片四层，作业层二层，脚手架按16步、28.40m(外架实际高)计。

1)、立杆承载力的验算：

由于内立杆所承担的荷载较外立杆大(多一个小横杆的挑出部分)，所以验算底层内立杆的受压承载力。

P1=(B/2+b)×l×q1×n1

=(1.2/2+0.2)×1.5×3.0×2=7.20kN

式中q1——施工荷载，q1=3.0kN/m2；

n1——同时作业层数，n1=2.0。

P2=(B/2+b)×l×q2×n2

=(1.2/2+0.2)×1.5×0.35×4=1.680kN

式中q2——脚手板荷载，q2=0.35kN/m2；

n2——脚手板铺设层数，n2=4.0。

P3=n3[q3(h+l+B/2+b)+Q]

=16×[0.033(1.8+1.5+1.2/2+0.2)+0.020]=2.485kN

式中q3——钢管自重，q3=0.033kN/m(φ48×3.5)；

Q——扣件重，按二个直角扣件计算，Q=0.020kN；

n3——立杆步数；n3=16

底层每根立杆所承担的轴心压力N

N=[γG(P2+P3)+γQP1]

=[1.2×(1.680+2.485)+1.4×7.20]=15.078kN

立杆的计算长度为连墙杆的间距l0=kμh

l0=1.155×1.5×1.8=3.119

I=3.14×(4.84－4.14)/64=12.18cm4

A=3.14×(4.82－4.12)/4=4.89cm2

i=(I/A)1/2=1.578cm

长细比λ=l0/I=3119/12.18=256

N/φA=15078/（0.168×489）

=183N/mm2

2)、考虑风荷载作用时脚手架的结构计算

N=1.2(P2+P3)+0.85×1.4P1

=1.2(1.68+2.485)+0.85×1.4×7.2=13.556

Wk=βzμsμzW0

式中Wk——风荷载标准值（KN/m2）；

βz——Z高度处的风振系数，取βz=1.0；

μs——风荷载体型系数，取μs=0.35；

μz——风压高度变化系数；

W0——基本风压（KN/m2）取W0=0.4KN/m2。

因底层立杆所受轴压力最大，所以对此杆件进行验算。

选用离地面5m处的风压值，μz=0.54

Wk=βzμsμzW0=0.35×0.54×0.4=0.0756KN/m2

立杆的纵距l=1.5m，故作用在每根立杆上的风荷载值

q=l×Wk=1.5×0.0756=0.1134KN/m

Mw=0.078ql02=0.078×0.1134×3.1192=0.086KN·m

立杆的截面面积A=489mm2

截面抵抗矩W=4492mm2

长细比λ=l0/i=256

Ne=π2EA/λ2=π2×2.0×105×489/2562=14.71KN

立杆的稳定系数φ=0.188

N/φA+Mw/W=15078/(0.188×489)+86000/4492=

201.14N/mm2

本工程主楼上部采用悬挑脚手架，采用20#槽钢加钢丝绳(6×19绳芯1)斜拉,在8层~屋面机房(24.500~49.700)，搭设高度25.2m，横距1.2m，纵距1.5m，南北两面离墙距离为0.20m，有关参数及计算书如下：

（1）φ48，厚3.5mm钢管

截面面积A=4.89×102mm2

回转半径：i=1.578cm

抗拉、抗压和抗弯的容许应力f=205N/mm2

扣件抗滑移承载力Nvc=6KN/只

施工荷载Qk=3KN/m2，风荷载ω0=0.4KN/m2

立杆纵距：l=1.5m，横距b=1.2m，步距1.8m

步数n=14步，H0=1.8×14=25.2m

铺脚手片层数n1=4层

钢管自重=33.3N/m，扣件自重=15.5N/个

脚手片自重=300N/m2，挡脚板=36N/m

护栏=37.6KN/m，安全网=40N/m

截面面积：A=28.8×102mm2

截面抵抗矩：W=178×103mm3

每米自重：q=0.26KN/m

（3）钢丝绳6×19绳芯1

钢丝绳极限强度为1400Mpa

（1）、立杆承载力的验算：

由于内立杆所承担的荷载较外立杆大(多一个小横杆的挑出部分)，所以验算底层内立杆的受压承载力。

P1=(B/2+b)×l×q1×n1

=(1.2/2+0.2)×1.5×3.0×2=7.2kN

式中q1——施工荷载，q1=3.0kN/m2；

n1——同时作业层数，n1=2.0。

P2=(B/2+b)×l×q2×n2

=(1.2/2+0.2)×1.5×0.35×4=1.68kN

式中q2——脚手板荷载，q2=0.35kN/m2；

n2——脚手板铺设层数，n2=4.0。

P3=n3[q3(h+l+B/2+b)+Q]

=14×[0.033(1.8+1.5+1.2/2+0.2)+0.020]=1.80kN

式中q3——钢管自重，q3=0.033kN/m(φ48×3.0)；

Q——扣件重，按二个直角扣件计算，Q=0.020kN；

n3——立杆步数；n3=10

底层每根立杆所承担的轴心压力N

N=[γG(P2+P3)+γQP1]

=[1.2×(1.68+1.80)+1.4×7.2]=14.26kN

立杆的计算长度为连墙杆的间距l0=kμh

l0=1.155×1.5×1.8=3.120

I=3.14×(4.84－4.14)/64=12.18cm4

A=3.14×(4.82－4.12)/4=4.89cm2

i=(I/A)1/2=1.578cm

长细比λ=l0/I=3120/12.18=256

N/φA=14260/（0.188×489）

=173.6N/mm2

b、考虑风荷载作用时脚手架的结构计算

N=1.2(P2+P3)+0.85×1.4P1

=1.2(1.68+1.80)+0.85×1.4×7.2=12.74KN

Wk=βzμsμzW0

式中Wk——风荷载标准值（KN/m2）；

βz——Z高度处的风振系数，取βz=1.0；

μs——风荷载体型系数，取μs=0.35；

μz——风压高度变化系数；

W0——基本风压（KN/m2）取W0=0.4KN/m2。

因底层立杆所受轴压力最大，所以对此杆件进行验算。

选用离地面5m处的风压值，μz=0.54

Wk=βzμsμzW0=0.35×0.54×0.4=0.0756KN/m2

立杆的纵距l=1.5m，故作用在每根立杆上的风荷载值

q=l×Wk=1.5×0.0756=0.1134KN/m

Mw=0.078ql02=0.078×0.1134×3.122=0.086KN·m

立杆的截面面积A=489mm2

截面抵抗矩W=4492mm2

长细比λ=l0/i=256

Ne=π2EA/λ2=π2×2.0×105×489/2562=14.71KN

立杆的稳定系数φ=0.188

N/φA+Mw/W=14710/0.188×489+86000/4492

=179N/mm2

（2）、槽钢承载力的验算：

槽钢外挑1.5m，立杆离墙0.2m，为安全起见，计算槽钢承载力时不考虑钢丝绳的拉力，同样计算钢丝绳承载力时不考虑槽钢的抗弯能力。

计算槽钢与楼面接触点的受力，图2：

N2+F1+F2+q×4.0=N1

F1×1.4+F2×0.2－q×4.0×0.10=N2×2.40

槽钢最大受力点为与楼面接触点

M=F1×1.4+F2×0.2+q×1.6×0.8=23.78KN·m

б=M/W=23780/178=134N/mm2

20#槽钢可满足抗弯要求。

剪力F=N1=20.31KN

τ=F/A=20310/2880=7.05N/mm2

预埋环采用二根圆钢φ16钢筋，fy=210N/mm2，

2πr2×fy=64.6KN>N2=9.70KN

满足要求，但要保证预埋环有足够的锚固长度。锚固筋可按下图施工，如板内无上皮筋处应加设附加钢筋，防止板面裂缝。

钢丝绳与槽钢的夹角α=59.20

城际铁路隧道施工方案F1×4.4+F2×3.4+q×4.52/2=F3×sinα×4.5

钢丝绳抗拉强度设计值fy=1000N/mm2，

则17mm2的钢丝绳抗拉能力：

πr2fy=π×8.52×1000=226.9KN>F3=23.74KN

能够满足要求，槽钢布署详见下图。

1、基土处理：钢管立杆直接立在硬化地坪上，不再设垫木或砼预制块。

2、立杆：立杆接头采用对接，相连两立杆的接头错开并布置在不同的步距内，应与地面垂直，垂直度偏差≤1/200，且不大于100mm。

3、小横杆：间距裙房1.8m，主楼1.5m，与墙面应垂直输水洞施工方案，水平偏差不大于10mm。