悬挑式外脚手架计算及构造要求

悬挑式外脚手架计算及构造要求

作者：***

来源：《中国科技纵横》2013年第15期

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

【摘 要】 近年来在造型新颖、体型复杂的建筑施工中，悬挑式外脚手架应用越来越广泛。悬挑式外脚手架具有降低脚手架费用，和有效缩短工期的优点。结合厦门金绿集团某工程实例，以悬挑式外脚手架为研究对象，进行施工方案选择，对型钢外悬挑脚手架进行系统的设计，以确保其安全性，可为悬挑外脚手架技术在建筑工程中的应用提供经验借鉴。 【关键词】 型钢 悬挑 脚手架 1 引言

近年来在造型新颖、体型复杂的建筑施工中，悬挑式外脚手架应用越来越广泛。与落地式脚手架相比，悬挑式外脚手架具有降低脚手架费用，和有效缩短工期的优点，尤其是在深基坑大开挖的条件下；与附着式整体提升脚手架比较，悬挑式外脚手架悬挑搭设时可直接利用普通钢管脚手架的杆配件，无需大量的一次性投人，能有效地缓解施工单位资金紧张的现状[1]。然而，建筑施工脚手架也是施工场所的重大危险源，其整体或局部失稳易造成脚手架坍塌、倒塌事故，安装、使用及拆卸过程中因操作失误或防护设施不完善易造成的高空坠物（人）伤亡事故，对于在脚手架上的施工人员和脚手架周边的现场施工人员都存在着安全威胁[2]。 目前，悬挑脚手架相关计算理论研究尚不够完善。主要是由于脚手架在工程中属于临设性构架，因而相比永久性结构，目前对悬挑脚手架计算理论研究的重视程度不够；加之，实践中存在着施工技术人员施工操作不确定性、构架布局的复杂性、材料质量差异、荷载变化等因素，导致在实验室中采用的模型与脚手架实际情况存在较大差异。在设计与施工过程中，都可能存在不足，埋下安全隐患。本文结合金绿集团某工程实例，以悬挑式外脚手架为研究对象，对型钢外悬挑脚手架进行系统的施工方案分析与设计，以确保其安全性。 2 悬挑式外脚手架 2.1 工程概况

某工程主体结构形式为混凝土框架结构，建筑面积20112.06m2，地下1层，地上9层，建筑高度为47.4m。抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为七度，框架抗震等级为三级，建筑

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

结构安全等级及耐火等级均为二级。每层层高为5.4，从2层、6层处外悬挑脚手架，如图2所示。因层高较高，故每层及每层的中部均设置连墙点。 2.2 悬挑式外脚手架的选择

悬挑式外脚手架，是利用建筑结构边缘向外伸出的悬挑结构来支撑外脚手架，将脚手架的荷载全部或部分传递给建筑结构。悬挑脚手架的关键是悬挑支撑结构，它必须具备足够的强度、刚度和稳定性，并能将脚手架的荷载传递给建筑结构。

建筑施工中悬挑脚手架一般用于以下四种情况：（1）当主体结构必须立即进行施工，但结构工程±0.000以下不能及时回填土；（2）当高层建筑主体结构四周设计裙房时，脚手架不能直接支撑在地面上；（3）在超高层建筑施工中，当脚手架搭设高度超过规范允许搭设高度；（4）外形奇特的建筑物等。本工程属于第一种情况，选择采用悬挑脚手架。

悬挑脚手架可根据悬挑支撑结构的不同分为支撑杆式悬挑脚手架和挑梁式悬挑脚手架。 支撑杆式悬挑脚手架，俗称钢管悬挑脚手架，其支撑结构可直接用φ48×3.5mm钢管搭设，悬挑脚手架支撑结构由外伸水平钢管与斜撑钢管组成，可再根据脚手架搭设高度、搭设形式、承受荷载大小不同分为支撑杆式双排悬挑脚手架和支撑杆式单排悬挑脚手架。

挑梁式悬挑脚手架，采用固定在结构上的型钢悬挑梁作为支座搭设脚手架，一般搭设双排脚手架，型钢挑梁可选用槽钢、工字钢。根据型钢挑梁长度、脚手架搭设高度不同，可将挑梁式悬挑脚手架分为单挑梁式悬挑脚手架、斜拉挑梁式脚手架和下撑挑梁式悬挑脚手架。 2.3 悬挑式外脚手架的计算

建设部、国家技术监督局及各级建设行政主管部门先后编制并颁布了多项与脚手架有关的技术规范，同时也制定了大量施工设计计算及结构构造要求。如：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）》、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范（JGJ128-2000）》、《钢管脚手架扣件（GB15831-2006）》等。其中住房和城乡建设部《建质〔2009〕87号》文仅对危险性较大的分部分项工程（悬挑架及高支模）须编制专项方案及专家论证审查方面做了规定，目前上海市、江苏省等省份相继出台了悬挑架方面的地方性技术规程、安全规程等，福建省出台了建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定（试行）（闽建科（2004）19号）。

2.3.1 支撑杆式悬挑脚手架

在施工计算中，支撑杆式的计算模型采用“铰接”桁架模型，只考虑平面模型的受荷情况，扣件连接处产生的偏心影响在平面模型中是不考虑的。支撑杆式脚手架在分段搭设施工时，设

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

计计算悬挑脚手架时脚手架搭设高度比实际脚手架的搭设高度增加一个楼层高，同理，荷载计算也应增加相应一个楼层的荷载，这是因为脚手架搭设时多搭设一层施工作业平台。一般采用钢管的抗拉、抗压能力、稳定性作为三角桁架极限承载力验算的衡量标准，采用扣件抗滑移能力指标作为衡量三角桁架极限承载力标准的方法并未明确列入《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ-30-2011）》。

在悬挑脚手架支座上部加设安全保险装置措施，即加设连墙钢丝绳，可有效预防支撑杆式悬挑脚手架因个别支座失效造成脚手架整体坍塌的危险，亦可有效保证悬挑脚手架不会因为发生个别支座失效引起架体向外倾覆。 2.3.2 挑梁式型钢悬挑脚手架

采用型钢作为悬挑脚手架的承载支座，安全性比三角桁架悬挑脚手架支座高，经济性比支撑杆式三角桁架悬挑脚手架支座差，若不考虑设置钢丝绳时，悬挑型钢为纯悬挑梁；本工程采用斜拉挑梁式脚手架，受力明确，效果较好，如图3。考虑设置钢丝绳时，悬挑型钢为悬挑-简支复合梁，计算悬挑脚手架时脚手架搭设高度应比实际脚手架的搭设高度增加一个楼层高，依据脚手架规范的相关要求计算型钢悬挑脚手架的整体稳定性，包括荷载计算、内力分析、截面强度验算、钢丝绳强度验算、钢丝绳悬挂吊环验算等。 2.4 挑梁式悬挑脚手架的构造

挑梁式悬挑脚手架应满足以下构造要求：（1）单挑挑梁式脚手架搭设高度不宜超过20m，若有下撑的或上部采用斜拉方式的脚手架搭设高度不宜超过30m，施工荷载不得超过6kN/m2。（2）经计算确定悬挑梁型钢的型号、规格、悬挑端尺寸和固端。（3）悬挑梁及其拉、撑构件与建筑物三者之间的连接构造必须符合规范要求，如图4，连接强度经计算确定。（4）当型钢挑梁支撑于建筑物外墙埋件或柱埋件上时，型钢挑梁与埋件之间应通过螺栓或焊接方式牢固连接。（5）当型钢挑梁水平支撑于建筑梁板结构上时，悬挑梁固端长度不应小于1.5倍的外挑长度。（6）悬挑梁斜拉钢丝绳规格经过计算确定，斜拉端锚固应牢固可靠，须提前预埋，如图5。悬挑梁斜撑与竖直面或墙面的夹角不得大于45°，当斜撑支撑于建筑物外墙或柱上时，应设置钢托防止斜撑滑移。（7）脚手架立杆底部与悬挑结构应连接牢固，不得滑动。双排外立杆距悬挑梁的距离不得小于100mm。（8）悬挑梁以上架体的搭设及构造要求同普通扣件式钢管脚手架。 3 结语

挑梁式悬挑脚手架，具有降低脚手架费用，和有效缩短工期的优点，结合金绿集团某工程实例，以悬挑式外脚手架为研究对象，对型钢外悬挑脚手架进行系统的施工方案分析与设计，以确保其安全性，施工时应高度重视悬挑高支模施工过程，进行全程监测管理，总结相关经验可以为类似工程提供参考。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

参考文献：

[1]袁建勇.型钢悬挑脚手架在高层建筑中的运用[J].建筑技术开发，2005，（12）：94～96. [2]马瑞强.建筑工程施工临时结构设计指南[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建设工程高大模板支持系统施工安全监督管理导则[S].建质[2009]254号，2009.10.

[4]福建省建设厅.高大模板扣件式钢管支撑体系施工安全管理规定[S].2007.08. [5]福建省建设厅.建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定（试行）[S].闽建科[2004]19号，2004.04.

[6]吴宏.编制与实施悬挑式钢管脚手架专项方案应注意的几个问题[J].建筑安全，2011，（7）：53～55.