安全防护棚及防护栏杆搭设方案
一、工程概况
本工程为本工程为中国电信信息园区网管级维护等中心机房工程B-13b地块，位于上海市南汇区杨高路西侧的中国电信信息园区内，分为地下部分和地上部分，建筑面积为14267.3M2，建筑高度为16.55M。
考虑到本工程施工区域狭小，主要材料加工场（如：钢筋、木工、电焊加工场）都设置在施工场地东侧，东侧正中央位置设置了一台塔吊，为确保加工场地施工安全，在加工场地搭设安全防护棚，在基坑四周设置防护栏杆，具体位置详见附图。
本工程的安全防护棚及防护栏杆采用φ48×3.5钢管搭设，安全防护棚搭设高度为4.2m，防护栏杆搭设高度为1.8m。
二、脚手架搭设的技术和要求：
1. 材料要求：
（1） 采用φ48×3.5钢管，其材质符合国家规定的技术条件。
（2） 所用扣件应有出厂合格证，发现有脆裂、变形、滑丝等现象禁止使用。
（3） 购买的钢管、扣件、螺栓等配件，必须规格统一、材质优良均应有出厂证明书，不得购买残、次品。
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2. 搭设：
（1）安全防护棚立杆纵距1.8米，最大横距为8.8米，立杆采用四根钢管组合搭设，为方便人员和车辆进出，防护棚搭设高度为4.7米，水平杆搭设采用桁架，在桁架上搭设两排钢管水平杆，钢管间距0.4米，上铺竹笆，每块竹笆四周用铁丝扎牢，具体详见附图。
（2）基坑四周防护栏杆高1.8米,立杆间距1.8米,外挂安全密目网,具体详见附图
三、安全防护棚的使用与维护：
1. 严禁在防护棚上堆载各类材料，利用其吊物。
2. 经常清理防护棚上垃圾，保持整洁。
3. 经常清理防护棚上垃圾，保持整洁。
4. 不得任意拆除防护棚的支撑构件。
5. 定期对防护棚进行检查，发现问题后即时整改。
6. 在台风季节，要对防护棚的支撑进行加固处理。
7. 配置足够的灭火器材。
四、脚手架的拆除
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1.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；
2.由单位工程负责人进行拆除安全技术交底；
3.清除防护棚上杂物及地面障碍物。
4.运至地面的构配件应及时检查、整修与保养、并按品种、规格随时码堆存放。
五、计算书
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
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18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1.00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2跨，竖向间距3.90米，水平间距3.00米。
用于结构作业时为一层作业，施工均布荷载为3.0kN/m2，用于装修作业时为二层作业，施工均布荷载为2×2.0kN/m2=4 kN/m2，脚手板共铺设4层。
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悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度1.70米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，在第二层有钢丝绳与建筑物拉结。
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=0.350×1.00/3=0.117kN/m
活荷载标准值 查表得qk=1.5 kN/m(用于结构作业时) 和qk=1.0 kN/m(用于装修作业时)
静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.117=0.186kN/m
活荷载的计算值 q2=1.4×1.5=2.1kN/m
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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.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
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M1=(0.08×0.186+0.10×2.1)×1.5002=0.506kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.186+0.117×2.1)×1.5002=-0.595kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
=0.595×106/5080.0=117.126N/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:
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静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.117=0.186kN/m
活荷载的计算值 q2=1.4×1.5=2.1kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.186+0.990×2.1)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=4.445mm
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=0.057kN
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脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.000×1.500/3=0.175kN
活荷载标准值 Q=1.5×1.500/3=0.75kN
荷载的计算值 P=1.2×（0.175+0.057）+1.4×0.75=1.328kN
小横杆计算简图
2.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:
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M=(1.2×0.038)×1.0002/8+1.328×1.000/3=0.448kN.m
=0.448×106/5080.0=88.2614N/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=5.0×0.038×1000.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1328×1000.0×(3×1000.02-4×1000.02/9)/(72×2.06×105×
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121900.0)=1.877mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.897mm
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=0.038×1.000=0.038kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.000×1.500/2=0.263kN
活荷载标准值 Q=1.500×1.500/2=1.13kN
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荷载的计算值 R=1.2×0.038+1.2×0.263+1.4×1.13=1.943kN
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 = 0.1248×18=2.246kN
(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0.35
NG2 = 0.350×4×1.500×（1000+300）/2=1.365kN
(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0.14
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NG3 = 0.140×1.500×4/2=0.42kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m)；0.0768
NG4 = 0.0768×18=1.382kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.413kN。
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
用于结构作业时NQ =1×1.500×1.500/2=1.125kN
用于装修作业时NQ = 2×1.000×1.500/2=1.500kN
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 = 0.350
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
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Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.350×1.250×1.200 = 0.368kN/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
经计算得到， N =8.281 kN
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 —— 风荷载基本风压值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
h —— 立杆的步距 (m)。
经计算得到， MW=0.118 kN.m
五、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
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其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=8.596kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186；
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=3.119m；
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=4.89cm2；
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 = 94.509
[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!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
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其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=8.596kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186；
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=3.119m；
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=4.89cm2；
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 = 0.118kN.m；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 117.737
[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!
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六、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 —— 风荷载基本风压值，wk = 0.368kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.90×3.00 = 11.700m2；
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 = 6.028kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 11.028kN
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=0.949；
A = 4.89cm2；[f] = 205.00N/mm2。
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经过计算得到 Nf = 95.133kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 11.028kN小于扣件的抗滑力12.0kN，满足要求!
0.118
连墙件扣件连接示意图
七、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。
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悬臂单跨梁计算简图
支座反力计算公式
RA=N(2+k+k1)+ql/2(1+k2)
RB=-N(k+k1)+ql/2(1-k2)
支座弯矩计算公式
MA= - N(m + m1)- qm2/2
C点最大挠度计算公式
c= ml/3EI［Nm(1+ k)+ ql2 /8(-1+4k2+3k13)］+ mllN/3EI(1+ kl)
其中 k = m/l,kl = ml/l。
本工程算例中，m =1300mm，l = 1700mm，ml = 300mm；
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141.00cm3。
重量20.5kg/m,截面积26.1cm2
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受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2×5.413+1.4×1.5=8.596kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×0.205=0.246kN/m
k=1.30/1.70=0.765
kl=0.30/1.70=0.176
代入公式，经过计算得到
支座反力 RA=25.612kN
支座反力 RB=-8.002kN
最大弯矩 MA=-13.961kN.m
截面应力=13.961×106/(1.05×141000.0)=94.229N/mm2
水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=5.413+1.5=6.913kN
水平钢梁自重计算荷载 q=0.205kN/m
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最大挠度 Vmax=5.261mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2600.0mm
水平支撑梁的最大挠度小于3100.0/400,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到：
b=3.366
由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.983
经过计算得到强度 =13.961×106/(0.983×141000.00)=100.727N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 > [f]=205,满足要求!
九、锚固段与楼板连接的计算:
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水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=8.002kN
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[f] = 50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[8002×4/(3.1416×50×2)]1/2=16mm
选用Φ16一级钢筋做拉环。
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。
目 录
1、工程概况·· 1
2、脚手架搭设的技术和要求 · 1
21
3、挑脚手架的使用与维护·· 2
4、脚手架的拆除·· 3
5、计算书·· 4
22
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