悬挑式钢管脚手架在建筑物转角安全构造设计及工程应用

李文华

（中建海峡建设发展有限公司 福建 福州 350000）

悬挑式钢管脚手架在建筑物转角安全构造设计及工程应用

李文华

（中建海峡建设发展有限公司 福建 福州 350000）

在高层建筑施工中，悬挑脚手架是一种比较常用的脚手架类型，和落地脚手架相比，悬挑式钢管脚手架具有更高的经济效益，可以加快施工进度。在搭设脚手架的过程中，脚手架设计的合理性直接影响着作业人员的生命财产安全。所以，做好脚手架的设计工作非常重要。基于此，本文对悬挑式钢管脚手架在建筑物转角安全构造设计以及工程应用进行探讨。

悬挑式；钢管架；建筑物转角安全构造设计

1 案例介绍

公正新村二期地块安置房工程位于福州市鼓楼区，工程总建设高度为74.2～103.6m，根据文明施工及安全要求，本工程外架根据建筑主体结构及建筑立面特点，以安全、可靠、适用为原则，满足施工进度的要求工程选用双排落地式脚手架与工字钢悬挑式脚手架的形式进行搭设，该外架在结构施工阶段仅作为防护架使用，在装修阶段作脚手架使用。悬挑梁转角处平面布置图如图1所示。

图1 悬挑梁转角处平面布置图

2 悬挑式钢管脚手架的技术参数设置

搭设悬挑式双排扣件钢管脚手架时，每段的高度定为18.8m；搭设参数如下：立杆的纵距和横距分别为1.5m、0.8m，步距和首步步距分别为h=1.8m、h=1.5m，架体内立杆与墙的距离为0.20m，16号工字钢时悬挑型钢采用的型号（φ12.5的6×19钢丝绳是工字钢制作水平悬挑梁顶端使用的钢丝绳，制作的φ18钢筋套环被工字钢伸楼层的一端插入其中，木椎将环形钢筋的间隙卡紧，混凝土梁筋、楼板底筋内预埋安装的是环形钢筋，并将其焊接牢固）。在楼板上预埋压环锚固，楼板的厚度不大于120mm时，将板筋的布置间距减小并且采取措施进行加固。

3 悬挑式钢管脚手架的施工

3.1 使用扣件式钢管脚手架搭设的基本要求

搭设扣件式钢管脚手架需要满足以下几点要求：坚持横平竖直，保证平竖通顺和连接的牢固性，受荷安全性高，操作空间安全，不变形、不摇晃。脚手架搭设时，要按照以下顺序进行施工：

（1）悬挑梁预埋件的设置必须在搭设悬挑式脚手架之前完成。凝聚施工平面布置图将脚手架立杆的位置和悬挑梁预埋件的位置确定[1]。用18mm的圆钢制作预埋件。每道悬挑梁有三道预埋件，设置预埋件的间隔，保证悬挑梁的固端长度比悬伸长度大1.25倍。

（2）悬挑梁的安装（16号工字钢是悬挑水平钢梁使用的型号，其中，建筑物外悬挑段与建筑物内锚固段的长度分别为1.2m 和1.8m）。

3.2 悬挑梁是脚手架搭设的基础

（1）悬挑梁的放置要根据施工的平面布置图和预埋件位置确定。应拉线进行安装悬挑梁，以保证安装的悬挑端梁的长度一致。

（2）悬挑梁与预埋件的塞紧与固定工作要利用三角形木楔完成。

（3）如果悬挑梁的位置与施工图指定的位置发生偏离，且偏离大于0.2m，发现悬挑梁出现交叉重叠现象，或者悬挑梁固端留置的长度不够，作业班长必须将情况报告给上级技术部门，采取措施现场解决问题。

（4）悬挑梁稳固件的设置。将悬挑梁稳固件设置在每个悬挑梁上，将6×19的钢丝绳作为稳固件，并用卡扣将其卡紧。

3.3 搭设脚手架

（1）脚手架每步的架高是1.8m，脚手架立杆横距和纵距分别为0.8m、1.5m，每段脚手架的高度是18.8m。

（2）脚手架上的小横杆，立柱的不同侧面设置的是上下步，且呈交叉设置，立杆承受的负荷偏小。

（3）对接扣件可以用于立杆接杆、扶手接长的连接。直角扣件可以用于大、小横杆与立杆连接扶手与立杆连接。旋转扣件可以用于剪刀撑和斜撑与立杆和大横杆的连接。剪刀撑的纵向搭接度大于1000mm，同时用两个级以上的旋转扣件将其锁紧[2]。用力矩扳手实测所有扣件的紧固程度是不是符合要求，如果不紧固扣件容易出现滑移，如果太过紧固过扣件的铸铁件易出现断裂的情况。

（4）在脚手架搭设时，每完成一步操作，都要对立杆的垂直度和大、小横杆的标高和水平度及时校正，保证脚手架的步高、横距和纵距一致保持一致。

（5）搭设脚手架时，保证操作面的施工人员在比较安全可靠的情况下工作，同时保证搭设的脚手架保持稳定。

（6）脚手架用在建筑施工中，根据结构进度进行分段搭设。完成每段脚手架的搭设工作后，对其验收，只有验收合格才可以办理相关手续，然后再将其投入使用。

3.4 连接建筑施工用脚手架与建筑物结构

用连墙杆连接外脚手架与建筑物结构，连墙杆能够很好的保证脚手架稳定性与垂直度。设置的要求如下：

（1）连接杆的间距设定。水平方向上，在每两根立杆中设置一个点；垂直方向上，每两步或这每个结构楼层设置一个点，布置按照菱形结构进行。外脚手架的断口处两端都应该设置连接，但是每一步都要设置。

（2）连接杆要同时承受向外的拉力和向内的压力，采用φ48.3× 3.6mm的钢管，一端用直角扣件扣紧脚手架的内侧立杆，另一端的固定采用的是直角扣件与埋入建筑物结构内的钢管（预埋钢管的长度大于0.4m，埋深大于0.25m，与建筑物边缘的距离大于0.2m）。水平布置连墙杆且与墙体保持垂直，连墙杆与架体的连接可以向下有一定的倾斜，单丝绝对不能出现向上翘的情况。

（3）保证连接件有一定的调整余地。

（4）如果将连接点设置在规定的位置有一定的难度，可以在邻近的节点处弥补。

（5）连接点设置的起始地方是第二步的大横杆处。

4 悬挑梁的受力计算

4.1 悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点，如图2所示。

图2 悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式：

支座弯矩计算公式：

C点最大挠度计算公式：

其中k=m/l，k1=m1/l，k2=m2/l。

本方案算例中，m=1.2m，l=1.8m，m1=0.2m，m2=1m；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面模量（抵抗矩）W= 141cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2NG+1.4NQ=1.2× 3.388+1.4×2.4=7.425kN；

水平钢梁自重强度计算荷载q=2.61×10-3×78.5=0.205kN/m；

代入公式，经过计算得到：

支座反力RA=20.067kN

支座反力RB=-4.848kN

最大弯矩MA=9.058kN·m

最大应力σ=9058006.8/（1.05×141000）=61.182N/mm2

水平支撑梁的最大应力计算值61.182N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2，满足要求。

最大挠度Vmax=3.02mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2000mm。

水平支撑梁的最大挠度3.02mm小于水平支撑梁的最大容许挠度2000/250mm，满足要求。

4.2 折悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16号工字钢，计算公式如下：

式中：φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：

查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得，φb=2

由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.93。

经过计算得到最大应力 σ=9.058×106/（0.93×141000）= 69.151N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=69.151小于[f]=215N/mm2，满足要求。

5 结论

综上所述，本文通过实际案例，对悬挑式钢管脚手架的相关参数、悬挑式脚手架的施工流程以及悬挑式脚手架的施工方式设计进行了分析和探讨，并对施工后悬挑式脚手架的受力进行了核算，经过计算，本工程设计的悬挑式钢管脚手架的安全性达到了设计要求，可以有效保证工程施工的安全性。

[1]徐晶.悬挑式钢管脚手架的设计和应用[J].建筑安全，2001（01）：34～36.

[2]丁威，蒲剑云.悬挑扣件式钢管脚手架在超高层建筑施工中的应用[J].建筑安全，2004（04）：18～20.

TU731.2

A

1673-0038（2015）37-0277-02

2015-8-5

李文华（1987-），男，福建建阳人，政工师、助理工程师，本科，从事建筑工程管理工作。