HR 型可调重型门式脚手架施工方案

一、工程概况：

塘栖大厦位于塘栖古镇，由贝利建设公司承建。大厦裙房四层大厅主梁架设高度8米、截面350×1300(1700)、跨度24米、采用后张法施工。次梁架设高度8.8米、截面250×800、跨度36米。板架设高度9.6米。

二、高支撑模架方案选择

   根据浙江省建设厅文件浙建建【2003】37号文件规定，高度超过8米、跨度超过18米、施工总荷载大于10KN/m2、或集中线荷载大于15KN/ m的承重支撑架，严禁使用扣件式钢管支撑体系。结合本工程特点，拟采用HR型可调重型门架及相关配件。确保模板支架的刚度、强度和稳定性。

三、门架相关构造系数

主梁截面：宽度B（m）0.35  高度D（m） 1.3-1.7

次梁截面：宽度B（m）0.25  高度D (m)   0.8

板：0.10

门架型号：HR100A  规格：1000×1900   24kg/榀  

门架配件： 上下托 5kg/个、 交叉拉杆3kg/个、 调节杆7.3kg/个

四、支架设计

主梁下门架垂直于梁截面，距梁侧150mm布置主梁二榀门架横向距为650，次梁门架平行于梁截面布置，板下门架布置方向与次梁门架平行。其它门架横向间距1米，跨距1米。

    如图：                                       

                  150         梁

                                 木楞

                  10#槽钢   10#槽钢            

                   1000     650    1000                                     

                        主梁图                     次梁图 

 本工程主梁底横向支撑采用木方 : 60×80mm 间距200mm.主梁底纵向支撑采用10号槽钢。次梁纵向支撑可以采用10号槽钢也可以采用并排2根Φ48×3.5㎜钢管。次梁底纵横向支撑均采用木方 : 60×80mm间距300mm（梁侧木楞按经验布置，螺栓建议用M14）。                        

为了增强支架的整体稳定性采用Φ48×3.5㎜钢管，对支架进行适当加固，纵向水平拉杆即Φ48×3.5㎜钢管每榀门架内设置一排，调节杆上面加固一次。横向水平拉杆即Φ48×3.5㎜钢管每榀门架内设置一排，调节杆上面加固一次。（门架底沿纵向设扫地杆）

门架下第一层楼板支撑、第二层、第三层楼板支撑采用Φ48×3.5㎜钢管搭设。纵横间距1米。上下立柱要对齐，支撑牢固顶紧。并按规定设置扫地杆和中间拉杆。在梁侧500mm范围内间距加密一倍搭设。

五、门架设计值计算

HR可调重型门架的稳定承载力设计值：

K0 一榀门架的承载力修正系数，对搭设高度30米以下，K0=0.8

Φ  门架立杆的稳定系数, 按λ=Kh0/I查规范表B.0.6

h0 门架高度

K-脚手架高度调整系数，按规范表5.2.1规定，本工程脚手架高度小于30米时可取1.13，为安全，工程计算时取K＝1.15 

立杆Φ57.2×2.5㎜钢管

A1-门架立杆的毛截面积， 

A1＝π/4×（R2-r2）=π/4×【572-（57.2-2.5×2）2】＝428mm2 

A一榀门架立杆的毛截面积，A＝2A1=856 mm2

f门架钢材的强度设计值，取f=205N/mm2

I0-门架立杆的毛截面惯性矩

I0=π（D4-d4）/=3.14×（574-524）/＝1.59×105mm4 

加强杆Φ26.5×2㎜钢管

毛截面惯性矩I2=π（D4-d4）/=1.1627×104mm4

则I＝I0＋I1=1.706×105 mm4

门架的回转半径i，按计算I=(1.706×105/428)1/2=19.96mm

门架的长细比λ=Kh0/I=1.15×1900/19.96=95.20，查表得：Φ＝0.6248

所以   Nd＝K0ΦAf  =0.8×0.6248×856×205=87.712KN    

  即门架承载力设计值是87.712KN，根据HR100型门架检测报告和厂家提供的资料表明单片门架允许承载力为75KN 。本工程按  Nd =75KN进行验算。    

六、支持体系计算（按主梁最大截面处计算）

荷载取值：梁底模板自重标准值为0.3kN/m2；梁钢筋自重标准值为1.5kN/m3；施工人员及设备荷载标准值为1kN/m2；振捣混凝土时产生的荷载标准值为2kN/m2；新浇混凝土自重标准值：24kN/m3

所处城市为杭州市，基本风压为W0＝0.45kN/m2；风荷载高度变化系数为μz＝0.74，风荷载体型系数为μs＝0.355。

梁底模板强度和刚验算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

本工程中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W =350.00×20.00×20.00/6 =2.33×104mm3；

I =350.00×20.00×20.00×20.00/12 =2.33×105mm4；

模板自重标准值：x1＝0.30×0.35＝0.11kN/m；

新浇混凝土自重标准值：x2＝1.70×24.00×0.35＝14.28kN/m；

梁钢筋自重标准值：x3＝1.70×1.50×0.35＝0.kN/m；

施工人员及设备活荷载标准值：x4＝1.00×0.35＝0.35kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载标准值：x5＝2.00×0.35＝0.70kN/m。

以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.35；4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：

q=1.35×(x1+x2+x3)+1.4×(x4+x5)=1.35×(0.11+14.28+0.)+1.4×(0.35+0.70)=22.09kN/m；

荷载标准值为：

qk =x1+x2+x3+x4+x5=0.11+14.28+0.+0.35+0.70=16.33kN/m；

2、抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

梁底模板承受的最大弯矩计算公式如下:M=－0.1qlc2

Mmax =0.1×22.09×0.20×0.20=0.088kN·m；

最大支座反力R=1.1ql＝4.861 kN；

σ =8.84×104/2.33×104=3.788N/mm2；

面板计算应力 σ =3.79 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 fm =15N/mm2，满足要求！

3、抗剪强度验算

面板承受的剪力为Q=2.651 kN,抗剪强度按照下面的公式计算：

τ =3×2.651×1000/(2×350×20)=0.568N/mm2；

面板受剪应力计算值τ =0.57小于fv=1.40N/mm2，满足要求。

4、挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用荷载标准值，根据JGJ130－2001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此梁底模板的变形计算如下：最大挠度计算公式如下:

其中，l--计算跨度(梁底支撑间距): l =200.00mm；

面板的最大挠度计算值:

ν = 0.677×16.327×200.004/(100×6000.00×2.33×105)=0.126mm；

面板的最大挠度计算值 ν =0.13mm  小于 面板的最大允许挠度值 [v] = min(200.00 / 150,10)mm，满足要求！

主梁底横向支撑小楞的强度和刚度验算

本工程中，支撑小楞采用方木，方木的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩W分别为: 

    W=60.00×80.00×80.00/6 =6.40×104 mm3；

    I=60.00×80.00×80.00×80.00/12 = 2.56×106 mm4；

1、荷载计算

q=4.86/0.35＝13.888kN/m。

梁底横向支撑小楞按照受局部线荷载的简支梁进行计算，该线荷载是梁底面板传递的均布线荷载。

2、强度及刚度验算

最大弯矩考虑为连续梁均布荷载作用下的弯矩，计算简图及内力、变形图如下：

                       弯矩图(kN·m)

                       剪力图(kN)

                       变形图(mm)

梁底横向支撑小楞的边支座力N1=N2=2.43 kN，中间支座的最大支座力N=2.43 kN；

梁底横向支撑小楞的最大弯矩为Mmax=0.577 kN·m，最大剪力为Q=2.430 kN，最大变形为ν =0.791mm。

最大受弯应力  σ = M / W = 5.77×105/6.40×104 = 9.013 N/mm2；

支撑小楞的最大应力计算值 σ = 9.013 N/mm2 小于 支撑小楞的抗弯强度设计值 fm =13.000 N/mm2,满足要求!

支撑小楞的受剪应力值计算：

τ = 3×2.43×103/(2×60.00×80.00) = 0.760 N/mm2；

支撑小楞的抗剪强度设计值 fv = 1.300 N/mm2；

支撑小楞的受剪应力计算值 τ = 0.760 N/mm2 小于 支撑小楞的抗剪强度设计值 fv =1.30 N/mm2,满足要求!

梁底横向支撑小楞的最大挠度：ν =0.791 mm；

支撑小楞的最大挠度计算值 ν = 0.791 mm 小于 支撑小楞的最大允许挠度 [v]=min(650.00/ 150,10) mm，满足要求！

主梁跨度方向托梁的计算

作用于托梁的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。

托梁采用：10号槽钢；

W=39.7×103mm3；

I=198.3×104mm4；

1、梁两侧托梁的强度计算

               托梁计算简图

              托梁计算弯矩图(kN·m)

              托梁计算变形图(mm)

              托梁计算剪力图(kN)

最大弯矩 Mmax = 1.167 kN·m ；

最大变形  νmax = 0.2 mm ；

最大支座力 Rmax = 13.319 kN ；

最大应力 σ = 1.167×106 /(39.7×103 )=29.3 N/mm2；

托梁的抗弯强度设计值 fm =205 N/mm2；

托梁的最大应力计算值 σ = 29.3 N/mm2 小于 托梁的抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度 ν=0.2mm小于最大允许挠度 [v]=min( 1000/150,10) mm,满足要求!

门架立杆稳定性计算

1、静荷载计算

门架静荷载标准值包括以下内容：

（1）HR型门式脚手架自重产生的轴向力Ngk1

门架的每跨内、每步架高内的构配件及其重量分别为： 门架一榀 0.24KN 、可调底座二副 2×0.05=0.10KN、  可调托座二副 2×0.05=0.10KN 、交叉拉杆二副2×0.03=0.06KN、 调节杆二副 2×0.073=0.146KN

经计算得到每米高脚手架自重合计Ngk1=0.6/1.9=0.34KN/m

（2）加固杆产生的轴向力Ngk2

水平杆采用Φ48×3.5㎜钢管，三步三跨布置 理论重量3.763㎏/m

37.63×10-3 ×(3×1000)/3×1.9=0.0198KN/m 

所以每米高门架加固杆产生的轴向力Ngk2=0.0198KN/m

（3）梁钢筋混凝土及梁底、梁侧支持产生的轴向力Ngk3

钢筋混凝土梁自重  按主梁的最大截面0.35m×1.7m计算：

（24.0+1.5）×1.7×0.2=8.67 KN/m

模板的自重线荷载：

0.35×（2×1.7+0.35）×1.0=1.313 KN/m

8.67+1.313=9.983 KN/m

所以Ngk3=9.983×1.35=13.477 KN/m(按照省模板支架新规范5.1.2)=13.477 KN/m

与上面托梁10号槽钢传递下来的最大支座力 Rmax = 13.319 kN接近。（此处可以直接采用托梁槽钢传递下来的最大支座力Rmax )

2、活荷载计算

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土产生的荷载

NQ=（2.0+2.5）×1.0=4.5 KN/m

3、立杆稳定性计算

作用于一榀门架的轴向力（不组合风荷载）

N=1.2×（Ngk1+ Ngk2）×H +Ngk3 + 1.4×NQ

=1.2×（0.34+0.0198）×8+13.477+1.4×4.5

=3.454+13.477+6.3

=23.23 KN

立杆稳定性N=23.23 KN< Nd =75KN   满足要求

因为次梁和板的门架横距和跨距布置与主梁相同，主梁最大截面下门架立杆稳定性满足要求，则次梁和板下的门架立杆也满足要求。

八 、验算下层2层楼板强度是否满足承载力要求

门架下第一层楼板

取楼板的计算单元4×6米

楼板计算跨度范围内设2×7排门架，将荷载转换为计算宽度内的均布荷载。

则第一层支撑楼板所承受荷载为：

q=1.2×（0.35+2×25.5×0.1）+1.2×【（0.34+0.0198）×9.6×2×7/4/6】+1.4×2=11.334KN

单元板所受的均布荷载为11.334KN

板承受最大弯矩按照四边固接双向板计算：

Mmax=0.0756×11.334×42=13.71KN.m

楼板设计强度为C30,完工60天以上，强度可等效C30  混凝土弯曲抗压强度设计值 fcm=14.3N/mm2

§=ξ= As× fy/ ( αl×b × ho × fcm ) = 360×300 / (1×1000×80×14.3 )= 0.094

计算系数为：αs = ξ(1-0.5ξ) = 0.094×(1-0.5×0.094) =0.0；

  楼板所能承受的最大设计弯矩为：

M1=as×a1×h02×b×fcm=0.0×1×1000×802×14.3×10-6 = 8.15 kN.m

结论： 由于∑M= M1=8.15 KN.m <13.71 KN.m

所以第一层楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。第二层楼板的支撑必须保留。

门架下第二层楼板

取楼板的计算单元4×6米 、 Φ48×3.5㎜钢管脚手架 5×5排、层高4米

楼板计算跨度范围内设5×5排Φ48×3.5㎜钢管脚手架，将荷载转换为计算宽度内的均布荷载。

q=1.2×25.5×0.1+1×1.2×（0.158×4×5×5/4/6）=3.84 KN

板承受最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0756×3.84×42=4.KN.m

第二层楼板所能承受的最大设计弯矩同上层楼板，即M2为8.5KN.M，产生附加弯矩同第二层，即MMAX=4..

M2=as×a1×h02×b×fcm=0.0×1×1000×802×14.3×10-6 = 8.15 kN.m

第三层楼板所能承受的最大设计弯矩是M3=8.15 kN.m.产生附加弯矩同上，即MMAX=4..

结论：∑M= M1+ M2+ M3=8.15 kN.m×3=24.45 kN.m>13.71 KN.m +4. KN.m +4.KN.m=18.35KN.m

所以如图：门式脚手架下面第一层、第二层楼板必须用Φ48×3.5㎜钢管脚手架支撑。为确保安全现第三层楼板也必须设置同样的支撑。即从地下室顶板上面就开始设置支撑。

九、施工过程安全管理

1.门式钢管脚手架搭设前，应建立相应组织机构，明确责任人。公司应按本施工专项方案和JGJ128-2000《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》规定要求向搭设和项目部人员做技术和安全作业要求的交底，本工程门式脚手架搭设必须由专业施工队伍负责施工。 

2.架及其配件的规格、材质、性能及质量应符合现行行业标准《门式钢管脚手架》（JGJ76）的规定，并应有出厂合格证明、检验鉴定证书和产品标志，项目部应按规定进行检查、验收，且必须达到规范规定的A类质量要求，严禁使用不合格的门架、配件。不配套的门架与配件不得混合使用于本工程，必须按本工程门式脚手架布置情况由厂家专门生产配置。 

3.门架搭设前必须按门架搭设平面布置图所示位置先弹出门架立杆位置线，垫板、底座安放位置应准确。 

4.本工程门式支撑架顶部均采用可调托座和10#热扎普通钢作跨梁，以保证让立杆直接传递上部荷载。顶部采用调节杆调及托座调整标高,调节杆伸出长度在1.2米以上,要设置两道水平拉结钢管。每搭完第一步架体后，应按下列要求检查并调其水平度与垂直度： 

项  目        允许偏差（mm） 

垂直度        每步架        h/1000 

        脚手架整体        H/600 

水平度        一跨距内水平架两端高差        ±1/600 

        脚手架整体        ±L/600 

注：h-步距；H-支撑架高度；1-跨距；L-支撑架长度 

5.交叉支撑应在每列门架两侧设置，并采用锁与门架立杆锁牢，施工期间不得随意拆除；水平加固杆采用Φ48×3.5钢管，必须在整个支撑架的周边顶层、底层及中间每2层设置，梁下支撑架包括加固支撑梁须采用2Φ48×3.5钢管作加固水平杆，水平加固杆均采用扣件与门架横杆扣牢；整个支撑架必须设置扫地杆。 

6.整个支撑架必须在支撑架的外侧周边和内部按附图所示与支撑架同步设置剪刀撑。 

7.式支撑架的搭设采用逐排和逐层搭设的方法，其交叉支撑、剪刀撑、水平纵横加固杆、抛撑应紧随门架的安装及时设置，做到随搭随设的要求；连接门架与配件锁臂、搭钩必须处于锁住状态。 

8.加固与门架采用扣件连接时应符合下列规定： 

（1）扣件规格应与所连钢管的外径相配； 

（2）扣件螺栓拧紧扭力矩宜为50-60N..m，并不得小于40N..m； 

（3）各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。 

9.门式支撑架施工时同时还应按下列要求做好工作： 

（1）采用泵送混凝土时，应随浇随捣随平整，混凝土不得堆积在泵送管路出口处，应及时摊平；

（2） 原泵送砼施工时应尽能从中间区域向四周展开，大梁砼浇捣应分层分批进行，逐步到位。

（3）应避免装卸物料对模板与支撑架产生偏心，振动和冲击； 

（4）交叉支撑、水平加固杆、剪刀撑不得随意拆卸。 

10.门式支撑架组装完毕后须由公司工程处组织进行下列各项内容的验收检查，办理相关手续和书面检查、验收记录。 

（1）门架设置情况，包括底座,托座,调节杆、连接棒、锁销,链销的设置； 

（2）交叉拉杆、水平加固杆、扫地杆及水平侧向约束构造的配置情况； 

（3）门架横杆荷载状况； 

（4）顶托螺旋杆伸出长度； 

（5）扣件紧固力矩； 

11.搭设、拆除支撑架时，施工操作层应铺设脚手板，工人必须系好安全带。 

12.撑架的拆除必须按本专项施工方案的总体拆除顺序要求确定拆除时间；拆除时应在统一指挥下，按后装先拆、先搭后拆的顺序组织拆除工作。 

13.拆除支撑架前，应清除支撑架上的材料、工具和杂物等，然后先拆除上部的可调托座及调整节（架），同时卸下跨梁、木楞、钢筋等，再拆除梁板底模板，后按顺序要求自上而下逐层拆除整个支撑架。 

14.在拆除过程中，支撑架的自由悬臂高度不得超过两步；连墙杆（侧向约束构造）、通长水平杆和剪刀撑等，必须在支撑架拆卸到相关的门架时方可拆除；拆除工作中，严禁使用榔头等硬物击打、挖，拆下的连接棒应放入袋内，锁臂应先传递至地面并放室内堆存；拆卸连接部件时，应先将锁座上的锁板与卡钩上的锁片旋转至开启位置，然后开始拆除，不得硬拉，严禁敲击。 

15.拆除支撑架时，应设置警戒区和警戒标志，并设专职人员负责警戒。 

16.拆下的门架、钢管与配件，必须单件由人工传递至地面，分类堆放，严禁高空抛掷