青岛海尔中试楼电梯井钢结构工程
施工脚手架作业平台
专 项 施 工 方 案
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日期：海尔中试楼电梯井钢结构工程
目 录 1．编制依据………………………………………………………………………………………………3 2．工程概况…………………………………………………………………………………………… 3 3．脚手架操作平台设计……………………………………………………………………………… 3 3.1 平台选型及布置……………………………………………………………………………………3 3.2 操作平台设计参数…………………………………………………………………………………3 3.3 参数信息……………………………………………………………………………………………3 3.4 施工脚手架作业平台计算书………………………………………………………………………4 3.4.1 说明………………………………………………………………………………………………4 3.4.2 荷载传递…………………………………………………………………………………………5 3.4.3 承重混凝土板参数………………………………………………………………………………5 3.4.4 小横杆的计算……………………………………………………………………………………6 3.4.5 均布荷载值计算…………………………………………………………………………………6 3.4.6.强度计算…………………………………………………………………………………………7 3.4.7.挠度计算…………………………………………………………………………………………7 3.5 大横杆的计算………………………………………………………………………………………7 3.5.1.荷载值计算………………………………………………………………………………………7 3.5.2.强度验算…………………………………………………………………………………………7 3.5.3.挠度验算…………………………………………………………………………………………8 3.6 扣件抗滑力的计算………………………………………………………………………………8 3.7 脚手架立杆荷载计算…………………………………………………………………………….8 3.8 立杆的稳定性计算……………………………………………………………………………… 9 3.9 最大搭设高度的计算……………………………………………………………………………10 4. 连墙件的稳定性计算………………………………………………………………………………11 5. 混凝土板强度验算…………………………………………………………………………………11 6. 脚手架搭设要求……………………………………………………………………………………13 7．质量保证措施………………………………………………………………………………………14
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海尔中试楼电梯井钢结构工程 施工脚手架作业平台专项施工方案
1．编制依据
1.1青岛海尔中试楼电梯井钢结构工程相关图纸； 1.2 工程所涉及的主要的国家或行业规范、标准：
类别 名 称 建筑结构荷载规范 国标 建筑地基基础设计规范 钢结构设计规范 建筑施工现场安全检查标准 行标 建筑高处作业安全技术规范 施工现场临时用电安全技术规程 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
2．工程概况
青岛海尔中试楼电梯井钢结构工程，本方案针对现场电梯井钢结构安装施工脚手架作业平台设计。 3．脚手架施工作业平台设计 3.1 平台选型及布置
本工程结构施工作业平台脚手架选用Φ48×3.0钢管脚手架，脚手架沿电梯井钢结构四周呈槽型搭设，并在两侧设置便于钢梁吊装的门洞，便于场内运输和安装。脚手架与楼层和网架下弦进行拉结，并设置竖向和水平剪刀撑，使之成为稳固的整体结构体系。 3.2 操作平台设计参数
考虑到工程实际情况，施工荷载考虑多人同时作业。基于以上要求，施工脚手架操作平台平面呈槽形，最大高度为33.9m，平面尺寸为9.2m×9.25m，横向立杆间距为1.05m，纵向立杆间距为1.2m，步距为1.8m；离地200mm以内搭设扫地杆，在立杆底部设置木方垫块，在脚手架架体之间和外围搭设剪刀撑，并搭设水平剪刀撑，间距≤6m，控制整体稳定。走道板采用木条板铺设，在平台上搭设1.2m高防护栏杆，做好挡脚板，高50cm。施工时施工人员将安全带栓于安全绳上。操作平台上悬挂验收合格牌和限载重量牌。 详见附图。 3.3 参数信息： 1).基本参数
双排脚手架搭设高度为 34 m，立杆采用单立杆；
编号或文号 GB50009-2001 GB50007-2002 GB50017-2003 JGJ59-99 JGJ80-91 JGJ46-2005 JGJ130-2001 - 3 -
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搭设尺寸为：横距Lb为 1.05m，纵距La为1.2m，大小横杆的步距为1.8 m； 内排架距离墙长度为0.30m；
小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根； 采用的钢管类型为 Φ48×3.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；
连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3.6 m，采用扣件连接； 连墙件连接方式为双扣件； 2).荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1161；
脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140； 安全设施与安全网(kN/m2):0.005；
脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板； 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033； 脚手板铺设总层数:18；
施工均布活荷载标准值:1.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架； 同时施工层数:2 层； 3).地基参数
地基类型:混凝土楼层
立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00。 4).风荷载参数
本工程地处山东青岛市，基本风压0.57 kN/m；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取1.476，计算立杆稳定性时取1，风荷载体型系数μs 为0.214；
3.4 施工脚手架作业平台计算书 3.4.1 说明：
1).施工脚手架操作平台的计算依照《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)、《建筑施工安全手册》（杜荣军 主编）等编制。
2).支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书编写还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文，同时参照了《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》（J10905-2006）的部分内容。
3). 脚手架多为空间体系，为简化计算，多简化成平面力系。 3.4.2 荷载传递：
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荷载传递路线 3.4.3 承重混凝土板参数
板类型：单向板；
板单元计算跨度度Lo(m)：1.5m；计算跨数：1跨； 板厚度h(mm)：120；混凝土成型龄期TB(天)：28；
混凝土强度等级：[XB=C25]；混凝土强度实测值fck(MPa)：11.9； 钢筋位置 配筋量及等级 每米宽钢筋面积（mm2） 板底正筋 HRB33510@100 ASY=785 板顶负筋 HRB33510@100 ASY'=785
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3.4.4 小横杆的计算
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 3.4.5 均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.033 kN/m ；
脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.2/3=0.14 kN/m ； 活荷载标准值: Q=1×1.2/3=0.4 kN/m；
荷载的计算值: q=1.2×0.033+1.2×0.14+1.4×0.4 = 0.768 kN/m；
小横杆计算简图
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3.4.6.强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩， 计算公式如下: Mqmax = ql2/8
最大弯矩 Mqmax =0.768×1.05/8 = 0.106 kN·m； 最大应力计算值 σ = Mqmax/W =23.571 N/mm；
小横杆的最大弯曲应力 σ =23.571 N/mm 小于 小横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm，满足要求！ 3.4.7.挠度计算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.033+0.14+0.4 = 0.573 kN/m ； νqmax = 5ql4/384EI
最大挠度 ν = 5.0×0.573×1050/(384×2.06×10×107800)=0.409 mm；
小横杆的最大挠度 0.409 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm，满足要求！ 3.5 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，小横杆在大横杆的上面。 3.5.1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.033×1.05=0.035 kN； 脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.05×1.2/3=0.147 kN； 活荷载标准值: Q= 1×1.05×1.2/3=0.42 kN；
荷载的设计值: P=(1.2×0.035+1.2×0.147+1.4×0.42)/2=0.403 kN；
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大横杆计算简图 3.5.2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。 Mmax = 0.08ql
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.033×1.2×1.2=0.004 kN·m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.267Pl
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.403×1.2= 0.129 kN·m； M = M1max + M2max = 0.004+0.129=0.133 kN·m
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最大应力计算值 σ = 0.133×106/4490=29.625 N/mm2；
大横杆的最大应力计算值 σ = 29.625 N/mm 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm，满足要求！ 3.5.3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm；
均布荷载最大挠度计算公式如下: νmax = 0.677ql4/100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：
νmax= 0.677×0.033×1200 /(100×2.06×10×107800) = 0.021 mm； 集中荷载最大挠度计算公式如下: νpmax = 1.883Pl3/100EI
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：
小横杆传递荷载 P=（0.035+0.147+0.42）/2=0.301kN ν= 1.883×0.301×12003/ ( 100 ×2.06×105×107800) = 0.441 mm； 最大挠度和：ν= νmax + νpmax = 0.021+0.441=0.462 mm；
大横杆的最大挠度 0.462 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1200 / 150=8与10 mm，满足要求！ 3.6 扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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8.00 kN； R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 小横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.05×2/2=0.035 kN； 大横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.2=0.04 kN； 脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×1.05×1.2/2=0.22 kN； 活荷载标准值: Q = 1×1.05×1.2 /2 = 0.63 kN；
荷载的设计值: R=1.2×(0.035+0.04+0.22)+1.4×0.63=1.237 kN； R < 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 3.7 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0.1161kN/m
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NG1 = [0.1161+(1.05×2/2)×0.033/1.80]×34.00 = 4.608kN； (2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m NG2= 0.35×18×1.2×(1.05+0.3)/2 = 5.103 kN；
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m NG3 = 0.14×18×1.2/2 = 1.512 kN；
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m NG4 = 0.005×1.2×34 = 0.204 kN； 经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 11.427 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 = 1×1.05×1.2×2/2 = 1.26 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 = 1.2×11.427+ 0.85×1.4×1.26= 15.212 kN； 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×11.427+1.4×1.26=15.476kN； 3.8 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 = 0.57 kN/m；
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= 1； 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 ×0.57×1×0.214 = 0.085 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 ×1.4×0.085×1.2×1.82/10 = 0.04 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 = 15.212 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'= 15.476kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；
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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 = 1.5 ；
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m； 长细比: L0/i = 196 ；
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= 0.188 立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm； 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2； 考虑风荷载时
σ = 15211.62/(0.188×424)+39505.711/4490 = 199.631 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 199.631 N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm，满足要求！ 不考虑风荷载时
σ = 15476.22/(0.188×424)=194.152 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 194.152 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！ 3.9 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 = 6.819 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 1.26 kN；
每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.116 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) = 0.04 /(1.4 × 0.85) = 0.033 kN·m；
Hs =( 0.188×4.24×10-4×205×103-(1.2×6.819+0.85×1.4×(1.26+0.188×4.24×100×0.033/4.49)))/(1.2×0.116)=42.761 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] = 42.761 /(1+0.001×42.761)=41.007 m；
[H]= 41.007 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 [H] =41.007 m。 脚手架单立杆搭设高度为34m，小于[H]，满足要求！
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4. 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＝1.476，μs＝0.214，ω0＝0.57， Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×1.476×0.214×0.57 = 0.126 kN/m；
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 12.96 m；
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 = 2.287 kN；
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.287 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 = 300/15.9的结果查表得到 φ=0.949，l为内排架距离墙的长度； A = 4.24 cm2；[f]=205 N/mm2；
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.24×10×205×10 = 82.487 kN； Nl = 7.287 < Nf = 82.487,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。
由以上计算得到 Nl = 7.287小于双扣件的抗滑力 16 kN，满足要求！
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连墙件扣件连接示意图
5. 混凝土板强度验算:
单根立杆传递荷载代表值(kN)：NL=NG+NQ=11.427+1.26=12.687kN； 混凝土板活荷载设计值(kN/m2)：
QB=1.4×[2×NL/(La×Lb)×(Lb×La)/(0.7×La×Lo)+Qk]=1.4×[2×12.687/(1.2×1.05)×
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(1.05×1.2)/(0.7×1.2×1.5)+2]=30.993kN/m2；
混凝土板恒载设计值：(kN/m)：GB=1.2×h0/1000×25=3.6kN/m；
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因为计算单元取连续板块其中之一，故需计算本层折算荷载组合设计值： Fi=GB+QB=3.6+30.993=34.593kN/m2；按1等跨均布荷载作用：
Mmax+=9.340kN·m，Mmax-=0.000kN·m；
依据《工程结构设计原理》板的正截面极限计算公式为： Mu=α1γsfyAsh0
Mu=α1fcbχ(h0-χ/2)+fy'As'(h0-αs')；
Mu=fyAs(h0-αs')（当χ<2αs'时，采用此公式）； 式中Mu ---板正截面极限承载弯矩；
α1 ---截面最大正应力值与混凝土抗压强度fc的比值，低于C50混凝土α1取1.0； αs' ---纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离默认取20mm； fc ---混凝土抗压强度标准值，参照上述修正系数修改； fy' ---受压区钢筋抗拉强度标准值； As'---受压区钢筋总面积；
χ ---混凝土受压区高度，χ=Asfyh0/(α1fcbh0+fy'As') γs ---截面内力臂系数，γs=1-0.5ξ，ξ=Asfy/(α1bh0) fy ---钢筋抗拉强度标准值； As---受拉钢筋总面积；
h0 ---计算单元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，长跨方向取h-30mm，其中h是板厚； [Mu+]=0.80×Mu+=0.80×1.00×{1-0.5×[785.000×300.00/(1.00×1000×100×11.90)]}×
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300.000×785.00×100/1000000=16.976kN·m；
[Mu]=0.80×Mu=0.80×[1.00×11.900×1000×16.521×(100-16.521/2)+300.000×785.000×(100-20)]/1000000=29.500kN·m；
所以有：[Mmax+]<[Mu+]，[Mmax-]<[Mu-]，此混凝土板是满足承载能力要求。 6. 脚手架搭设要求
1）.脚手架的构造要求：
a.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度； 2）.横杆步距：
a.架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大，采用等步距设置；
b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，本方
案采用固定步距；
c.支撑架步距本方案选用1.8m。
3）.剪刀撑的设计：
a.剪刀撑应连续纵横设置，沿支架四周外立面满足立面满设剪刀撑； b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔4～6m设置。 4）.顶部支撑点的设计：
a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm； b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。 5）.支撑架的连接点设置
a.支撑架的水平杆搭设时必须与钢柱设置拉结点。 b.2步设置水平拉杆与钢柱连接点拉结。 6）.支撑架搭设的要求：
a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置，水平杆的连接采用搭接形式且连接在同一立杆上。
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60N.m，钢管
不能选用已经长期使用发生变形的； d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 e.底部扫地杆必须纵横搭设。 7）.施工使用的要求：
a. 严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，其它
施工等材料不能在支架上方集中堆放；
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b．使用过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。定期检查扣件的松动情况，及时进行补救加固 8）.整体性构造层的设计：
a.单水平加强层可以每4～6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜
杆层数要大于水平框格总数的1/3；
b.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔6m设置，四周和中部每6m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；
c.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。 7．质量保证措施
1）.落地式脚手架操作平台搭设完成后，必须验收合格后方可投入使用，在架体四周拉安全警戒线； 2）.在使用中遵循轻拿轻放原则，避免造成过大的冲击荷载。 7．安全文明施工
1）.高空作业人员必须系安全带，安全带生根处须安全可靠； 2）.在安装工地周围加设保护棚、围栏，设警戒监护和警示牌；
3）.四级以上大风、大雨、大雾等恶劣气候，严禁进行安装、拆除作业； 4）.必须严格按照设计进行装载，严禁超载。
5）.认真做到一步一清，一杆一清。拆除时应按搭设的反程序进行拆除；
6）.所有清理物应安全输送到地面，严禁高处抛掷，所有施工人员应严格按高处作业规定执行和遵守安全纪律、安装工艺要求。
7).顶层顶步立杆搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。 脚手架立杆基础外侧应挖排水沟，以防雨水浸泡地基。
8）.钢管架应设置避雷针，分置于架体四角立杆之上，并联通大横杆，形成避雷网络，并检测接地电阻不大于30Ω。
9).脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内，并做好可靠的安全接地处理。
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海尔中试楼电梯井钢结构工程
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