外脚手架设计计算及施工方案
一、 工程概况
本工程总建筑面积 20520m2 ，为地下一层、地上十八层的框剪结构。本工程首层 4.5m ，标准层高为 3.6m ，建筑总高度 72.9m 。
高层为框剪结构，多层为框架结构，高层抗震等级为二级，多层抗震等级为三级，抗震设防烈度为 7 度。
基础：高层为人工挖孔灌注桩基础，多层为独立柱基。
桩基砼强度等级：灌注桩为 C30 ，灌注桩护壁为 C30 ；
基础砼强度等级：垫层 C15 ，地下室为 C40 、 S8 ，柱基为 C25 ；
上部结构砼强度等级：
多层： 基础顶面至屋面梁、板、柱均为 C30 ，构造柱、过梁为 C20;
高层： 27.30m 以下剪力墙、柱为 C40 ，梁板为 C35 ； 27.30m~ 48.90m 剪力墙、柱、梁板为 C35 ， 48.90m 以上剪力墙、柱梁板为 C30 。
砖砌体：外墙及楼梯间、电梯间、设备用房等采用 240mm （ 180mm ）厚非承重粘土空心砖， ±0.00 以下用 M5 水泥砂浆 ，其余为 M5 混合砂浆砌筑，办公室及走道隔墙为 GRC 轻质隔墙。
楼地面：办公室为地砖地面，门厅为花岗岩地面。
墙 面：外墙为外墙涂料、玻璃幕墙、花岗岩幕墙、铝板幕墙、内墙卫生间为瓷砖饰面，门厅、大厅、走道为花岗岩饰面，其余乳白色内墙涂料。
屋 面：为 SBS 防水卷材保温隔热上人屋面。
顶 棚：轻钢龙骨板吊顶、内墙乳胶漆。
二、外架计算
外架采用双排扣件式钢管脚手架，根据施工要求搭设高度为 75m ，外侧立面采用密目式绿色安全网封闭，架体里外立杆间距 1.05m , 立杆纵距 1.2m , 横杆步距 1.8m ，连墙件 2 步 3 跨设置，脚手板为竹木脚手板，作业层为一层 .
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130—2001 规定进行计算。
1 、荷载计算
① 恒载计算
查表知：每米立杆承受的结构自重标准值为 0.1248kN/m
脚手板自重标准值为 0.35kN/m2
栏杆、木脚手板挡板为 0.14kN/m
则 NK=Nδ1k + Nδ2K
=75× （ 0.1248 + 0.14/2 ） + 1.2×0.35×1.05/2
=14.85KN
② 活载计算
施工均布活荷载标准值为 3KN/M2
施工活载：则 QK=1.2×1.05×3=3.78KN
风载 :WK=0.7μZ μs Wo 　
其中： μZ=0.8 μs=1.0ψ
Wo=0.35KN/m2
Ψ=1.2AN/Aw=1.2×1.5×1.8/1.5×1.8=1.2
则 ： WK=0.7×0.8×0.96×0.35
=0.188KN/m2 　
2 、立杆计算
立杆的稳定性按组合风荷载验算
N/ψA + M/W ≤f 　
其中 N=1.2(Nδ1k+Nδ2k)+0.85×1.4NQ
=1.2×14.85 + 0.85×1.4×3.78/2
　　　　　　 =20.07KN
lo=kμh=1.155×1.2×1.8=2.49
长细比 λ=lo/2=2.49/0.0158=158
查表得 φ= 0.281 其中 A 立杆截面面积为 4.89cm 2
W 截面模量为 5.08cm 3
MW =0.85×1.4MWK
=0.85×1.4WKloh2/10
=0.85×1.4×0.188×1.2×1.82/10
=0.09kNm
则： N/A+MW/W=20.07×103/0.281×489+0.09×103/5.08
=164N/mm2
所以满足要求
搭设高度 HS 计算
HS=ψAf-{1.2Nσ2K+0.85×1.4(∑NQK+MWKψA/W)}/1.2gk
=0.281×489×0.205-{1.2×0.22+2.25+0.09×1.186×489/5.08}/1.2×0.1248
=25.51/1.2×0.1288= 170 m
则脚手架搭设高度限值 [H]=HS/(1+0.001HS)=170/(1=0.001×170) = 145m
所以脚手架满足稳定性要求
3 、纵向水平杆，横向水平杆计算
① 强度验算
M 纵 = 1.2M σK+1.4∑MQK
=1.2×0.08×0.35×1.05÷2×1.22+1.4×3×1.05÷2×1.22×0.08=0.422KN/m
M 横 =ql2/8=(0.35×1.2×1.2+3×1.2×1.4)1.052/8=0.764Knm
MMAX/W=0.764×103/5.08=150N/mm2 满足抗弯强度要求
② 挠度验算：
V 纵 =0.677ql4/100EI
=0.677(1.2×0.35×1.05÷2+1.4×3×1.05/2)×1.24×103/100×2.06×105 　 ×12.19= 1.3mm
V 横 =qal3(-1+ 4a 2/l2+ 3a 3/l3)24EI
=6.93×0.03×1.053 　 ×(-1+4×0.32÷1.052+3×0.33÷1.053)/24×2.06×105×12.19= 2mm
则 Vmax= 2mm <[V]= 10mm 满足挠度要求
a). 纵、横向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力验算
R 横 =ql(1+a/l)2/2
=(1.2×0.35×1.2+1.4×3×1.2)×1.05×(1+0.3/1.05)2/2
=3.4KN
R 纵 =0.6ql
=0.6(1.2×0.35×1.05/2+1.4×3×1.05/2)×1.2
=1.8KN
R=3.4KN<8.00KN
满足扣件抗滑承载力要求
故可按设计要求搭设外架。
三、外架搭设方案
中级人民法院审判大楼工程，框剪结构十九层，主楼长为 40m , 宽为 18m , 高度为 73m ，采用落地式钢管脚手架 ,
（一）搭设方案 :
1 、 严格遵守《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130—2001 规定及有关要求。
2 、 立杆必须垫木板，考虑里排立杆着力在边坡上，故按立杆纵距架设斜撑，搭接部位在一步架外排立杆接点上。且扫地杆相互拉通。
3 、 立杆纵向间距 1.2m ，横向间距为 1.2m 里杆距墙 0.3m 搭设时拉线对齐。
4 、 大横杆间距（步高）一般为 1.8m ，第一步架高不得大于 2.0m ，且大横杆垂直偏差不得大于 5cm 。
5 、 小横杆里端离墙面距离不大于 10cm , 外端伸出大横杆外长度大于 25cm , 且间距 0.75m , 外端对齐。
6 、 剪刀撑必须沿脚手架纵向两端和转角处起。每道剪刀撑最鑫跨越 7 根立柱，每隔 6m 左右设一组剪刀撑，并沿全高度布置，每片架子不少于三道，斜撑搭设长度不小于 0.4m 且不少两只扣件紧固。
7 、 立杆按搭设高度计算，垂直度偏差不得大于 3cm ，小横杆须贴近立杆布置。
8 、 剪刀撑搭设时，须将一根扣在小横杆伸出部分。斜杆两端扣件与立杆节点距离不得大于 15cm , 最下面的斜杆与立杆连接点离地面不宜大于 50cm 。
9 、 脚手架各杆件相交出的端头均应大于 10cm ，以防杆件滑落。
10 、 由于搭设高度较大，每五层在四周梁上每隔 3m 预埋直径为 25 的圆钢，用于穿直径为 16 的钢丝绳拉接外架，对外架进行卸载，以保证外架的使用的安全。每三层外架与外边柱用钢管进行拉接，以保证外架的稳定性。
11 、 操作层上必须满铺、铺稳脚手板，离开墙面 120 -150mm ，用铁丝固定，并必须设置挡脚板。并在外侧设防护栏杆（上栏杆） 1200mm 高。以保证安全。
12 、 相邻两根立杆的接长接头上下错开 50cm 以上，并要新接长接头不在同一步距内。同一步的里外两根大横杆其接长接头的位置应互相错开，不应在同一跨内，同一跨内的上下两根大横杆的接长接头应错开 50cm 。
13 、 做好外架排水措施，即外架四周砌一条排水沟，把积水、雨水及时排走。
（二）安全措施：
1 、 遵守国家有关脚手架施工的若干规定和现行规范要求；
2 、 搭设材料选用必须符合技术规范的要求，严禁使用有裂缝、不合格钢管和扣件搭投。
3 、 立杆接杆，扶手接长应用对接扣件，不宜采用旋转扣件，剪刀撑的纵向接长应用旋转扣件，不宜采用对接扣件。
4 、 安装扣件时，所有扣件开口必须向外，这样可以防止闭口缝的螺栓钩挂操作者的衣裤，影响操作和造成伤亡事故。
5 、 立杆须垫木板，不得在起伏不平和软硬不一的地面上搭设脚手架，避免架子整体或局部沉降。
6 、 严格按照规定的规定尺寸进行搭设，控制好立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差，并确保接点连接达到要求（绑好、拧紧或插挂好）。
7 、 脚手板必须满铺，铺平和铺稳，不得有探头板。
8 、 搭设过程中要及时设置斜撑杆，剪刀撑，避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾倒。
9 、 作业层的外侧应设挡板、竹笆围栅或密目安全网，每隔 3 层设置水平兜网。
10 、 向空作业人员系好安全带、戴好安全帽、穿软底鞋，工具及中零件放在工具袋内。
11 、 架子的搭设，应按建筑物施工进度进行搭设，不宜一次搭设过高。一般搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。每搭完一步脚手架后，应按要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
12 、 设置供人员上下使用（包括携带工具和少量材料）的安全扶梯，爬梯或斜道。梯道上应有可靠的防潮措施。
13 、 严格避免以下违章作业：
1 ） 用脚手架吊运重物。
2 ） 作业人员攀登架子上下。
3 ） 起吊构件和材料时碰撞或扯动脚手架。
4 ） 任意拆除脚手架部件。
5 ） 在脚手架上拉结装缆绳。
14 、 施工操作人员必须持有操作上岗证，方可进行施工操作，严禁在架上嬉笑打闹。所搭架子必须经质安部门检验，合格后方可使用。