高层建筑施工中悬挑式脚手架的应用及算例

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摘要：随着我国城镇化建设步伐的不断加快，可利用的土地 资源愈来愈少，一定程度上限制了我国城镇化的推进速度，为有效规避因土地资源不足带来的不利影响，近年来高层、超高层建筑在城市建设中变得越来越多。一览建筑文库，脚手架作为高层建筑施工过程中的一种必备工具，悬挑式脚手架近年来被广泛应用于高层建筑的建造过程中。本文就悬挑式脚手架在高层建筑施工中的应用做了一些探讨，并结合工程实例进行了相关计算分析。 

　　关键词：高层建筑；悬挑式；脚手架；应用  　　  　　引言  　　近年来随着我国建筑业的蓬勃发展，土地资源变得越来越珍稀，直接诱发了高层建筑的大量涌现。施工脚手架工程作为高层建筑施工中的一项重要的分项工程，其在施工中的安全性一直以来都受到广大工程技术人员的关注。  　　新型脚手架是建设部推广的十大施工新技术之一。为了满足高层建筑施工的要求，在实际施工过程中常见的主要有两种脚手架形式，即附着升降式脚手架和悬挑式脚手架。其中附着升降式脚手架主要特点是操作简单、施工安全、机械效率高，缺点是造价高；悬挑式脚手架一般使用普通钢管脚手架的杆配件直接悬挑搭设，一次性投入不大，尤其适用于广大施工企业资金紧张的情形。其特点主要是施工方便、造价低，可周转使用，安装、拆除灵活等，但在脚手架使用前要进行认真、准确的计算。  　　1 计算依据  　　1.1工程施工图纸  　　1.2施工组织设计  　　l.3《建筑施工计算手册》  　　l.4《建筑结构静力计算说明》  　　l.5《建筑施工脚手架工程技术规范》  　　2 施工准备  　　2.1技术交底  　　按照施工规范及施工组织设计中有关脚手架的要求，建设项目的单位工程负责人与脚手架施工作人员进行技术交底。  　　2.2 相关材料的质量验收  　　脚手架工程一般需要用到槽钢、钢丝绳、钢管等多种材料，这些材料使用前必须进行质量检查，保证质量。检查方面主要包括出厂合格证及检测报告、几何尺寸及壁厚等外观检查、钢管和配件的力学性能（承载力和稳定性）等。  　　2.3 构配件的堆放  　　对于检验合格的构配件，要根据规格、品种等方面整齐堆放，保证堆放处不要有积水，以免损坏材料。  　　2.4 场地清理  　　保证场地平整、排水通畅，对脚手架搭设场地内的杂物进行清理。  　　3 悬挑式脚手架的搭设  　　3.1选择合格的工作人员  　　这里的合格人员包括管理人员和直接操作人员（即架子工），这两类人员对悬挑式脚手架的施工质量及安全关系密切，其中管理人员主要是指施工方案的编制及审核人员、质检员、施工工长和安全员。脚手架施工前，管理人员应向工人进行技术交底，保证施工安全和施工的顺利进行。  　　3.2悬挑式脚手架搭设时应遵循的相关要求及注意事项  　　（1）在实际的脚手架搭设过程中，要依据模板的具体施工方法事先确定内立杆与主体的距离；结合主体结构的层高和柱距，选择多个搭设高度和悬挑杆间距，采用合理的施工荷载进行设计验算，最后优化确定出最佳的施工方案。  　　（2）脚手架搭设前须有经审批合格的施工方案，主体结构中的预埋件应按照施工方案及时埋设。  　　（3）操作人员在脚手架施工过程中要统一指挥，必须戴好安全帽、系好安全带，严格按照预定程序进行。  　　（4）脚手架上的施工荷载必须符合设计要求，不得超载或局部受到集中荷载，以免出现意外。  　　（5）剪力墙、斜杆等整体拉接杆件以及连墙杆要随着搭升的架子一起及时设置；剪刀撑呈45°,按每6跨设置，剪刀撑的搭设要采用双扣件，保证扣件间长度要不小于600mm。  　　（6）脚手架在使用中的架面负荷一般不大于2kN/m2，严禁随意拆除连杆墙等安全设施。  　　（7）安装脚手架撑拉杆件时，要注意杆件的松紧程度，避免使杆件过度变形。  　　（8）所用到的钢管应尽量选择顺直并且无锈蚀的材料；为保证结构安全，斜撑和悬挑钢管必须是专用的。  　　（9）如遇超过一月的停工，复工后架体需经过加固后方可使用，拉杆要重新紧固打油处理。  　　4 算例  　　4.1工程简介 一览建筑文库 　　某地一经济适用房，主体工程三、四号楼的结构类型是高层剪力墙结构，地上25层，地下1层，建筑总高度81.8m，总建筑面积约22000m2。　 　　4.2悬挑脚手架的搭设方式  　　Φ48X3.0mm钢管脚手架的纵、横距分别为1.5m和0.85m，步距1.5m，十二步架，高度是18米，二步二跨的连墙件布置。采用16号工字钢的悬挑水平钢梁，悬挑段长度为1.35m，内锚固段长度为1.65m，钢丝绳直径为16mm，圆钢支座卡环直径为16mm。  　　4.3脚手架稳定性计算  　　(1)荷载参数  　　活荷载标准值 NQ =3×(0.85+0.3)×1.5×2/2=5.18kN；  　　静荷载标准值 NG =3.13kN；  　　立杆轴向压力设计值 N=1.2NG + 0.85×1.4 NQ = 9.91kN；  　　风荷载标准值 Wk =0.7×0.45×1.82×0.58=0.33 kN/m2；  　　风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW =0.85×1.4 WkLah2/10 =0.85×1.4×0.33×1.5×1.82/10 =0.19kN•m；  　　(2)立杆稳定性计算  　　立杆的稳定性计算公式（考虑风荷载时）：σ= N/ψ+ MW/W ≤[f]；  　　其中, [f]表示钢管立杆抗压强度设计值，一般取[f]=205.00 N/mm2；  　　计算长度l0 =1.16×1.50×1.8 =3.13m；  　　l0/i=196；  　　查表ψ=0.188；  　　σ=9910.00/(0.188×424.00)+190000.00/4490.00  　　=166.64N/mm2；  　　显然有：σ=166.64N/mm2 ≤[f]=205.00 N/mm2成立，故满足要求。  　　(3)悬挑梁的受力计算  　　水平悬挑水平钢梁的计算按纯悬挑构件考虑，作为起到保护作用的材料，钢丝绳不参与受力计算。  　　受脚手架集中荷载 P=1.2×3.13+1.4×3.83 =11.00kN；  　　① 受力计算  　　Mmax =15.94kN•m；  　　②悬挑梁的强度计算  　　最大应力σ=M/1.05W =15.94×106/(1.05×102×103)  　　=148.83N/mm2  　　小于水平支撑梁的抗压强度设计值205.00N/mm2，满足要求。  　　5 小结  　　高层悬挑式脚手架安全可靠，施工方便，能有效保障高层建筑的工程施工安全，在高层建设施工中应用越来越广泛