基于外脚手架电梯井处半悬挑梁计算研究★

陈杏祥 郝梦成真 王钰婕

(1.南京审计大学金审学院，江苏 南京 210046； 2.应天职业技术学院，江苏 南京 210046)

1 L3计算模型、设计参数的选取和设计验算分析

电梯井处6.3 m长半悬挑主梁L3首先进行计算模型和设计参数的选取，然后验算，调整相关参数直到满足计算要求为止，具体步骤如下。

1.1 计算模型选取

按照建质[2009]87号文附件一和附件二的规定，本工程属于危险性较大的分部分项工程，仅悬挑脚手架需做专项施工方案，其编制的内容按照建质[2009]87号文第七条的规定应当包括7项内容，分别是：1)工程概况；2)编制依据；3)施工计划；4)施工工艺技术；5)施工安全保证措施；6)劳动力计划；7)计算书及相关图纸。这里仅介绍某高层商住楼5号楼5F部分，由于设计变更，5号楼5F部分采用半悬挑脚手架，总计有12根半悬挑主梁，其中电梯井处为半悬挑主梁L3。但经分析这12根半悬挑梁只需选取五种计算模型。

1)选取前两个是依据江苏省DGJ 32/J 121—2011第3.2.5条规定：悬挑钢梁悬挑长度不大于1 800 mm时，宜设置一根钢筋拉杆；悬挑长度大于1 800 mm但不大于3 000 mm时，宜设置内外两根钢筋拉杆，用这个标准中的1 800 mm作为分界线各选取一种进行验算。

2)选取第三个的依据根据JGJ 130—2011条文说明第6.10条和江苏省DGJ 32/J 121—2011第3.2.8条规定：特殊部位悬挑梁布置困难时下方可增设下撑件以满足设计要求。

3)选取第四个的依据是按照JGJ 130—2011第6.1.1条的表6.1.1.2的规定：对于常用密目式安全网全封闭双排脚手架结构的设计尺寸，当连墙件为二步三跨、立杆横距不大于1.05 m、步距为1.8 m时，立杆纵距应不大于1.8 m，所以当主梁间距超过一定范围后，立杆纵距会超过规范中要求的最大间距，这时就需要在悬挑主梁上增设联梁，联梁上再竖立杆，以满足立杆纵距的最大间距。

4)选取第五个的依据是对第三种和第四种的综合，既布置了下支撑也设置了联梁，L3就属于这种计算模型。

1.2 设计参数选取

1)根据JGJ 130—2011第6.10.5条的规定，半悬挑主梁的悬挑段长度按设计确定，固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍[1]。L3的悬挑段长度设计为2 293 mm，则L3的固定段长度不应小于悬挑段长度2 293 mm的1.25倍，在安全计算软件验算中L3建筑物内锚固计算长度设为3 634 mm(1.584 8×2 293≈3 634)，其中1.584 8>1.25满足规范的要求，因为电梯井是个垂直井道，没有可以锚固L3的锚固点，所以这根L3的长度要满足跨越电梯井的垂直井道后，在楼板上找到可以锚固的点，本工程取1.584 8进行验算。

2)L3的实际锚固长度还要满足江苏省地标DGJ 32/J 121—2011建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程第3.2.3条3的规定：锚固于楼面结构的悬挑钢梁尾端宜设置两道U形钢筋锚环或U形螺栓，其相邻间距宜取150 mm～200 mm[2]，本工程取85×2=170 mm验算。

3)L3的实际锚固长度还应满足JGJ 130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术第6.10.2条的图6.10.2型钢悬挑脚手架构造的规定：悬挑主梁末端距离外锚固点的距离不小于200 mm[1]的规定，本工程取288 mm进行验算。因此，L3这根半悬挑主梁真正的锚固长度实际取值为4 007 mm(3 634+85+288=4 007)，L3的总长度应为2 293(悬挑段长度)+4 007(锚固段长度)=6 300 mm。

4)因电梯井外其他主梁与L3的间距最大为2 250 mm，设计时L3上面需设置联梁以满足立杆最大间距1 800 mm的要求[1]，本工程取1 500 mm进行验算；在悬挑外侧底部增设一根下撑件满足特殊部位的要求，见图1。

1.3 设计验算分析

本工程5号楼外脚手架悬挑架的计算采用人工手算并结合安全计算软件形成计算书的。其中半悬挑脚手架L3验算包括架体验算和主梁验算两部分，L3长为6.3 m，设计为18号工字钢；联梁内外侧各一根，18号工字钢；下撑件计算为3 070 mm长，设计为16号工字钢；钢管采用φ48.3×3.6；连墙件采用在楼面梁柱内预埋Φ16钢筋与脚手架钢管焊接的刚性连墙件；φ20的钢拉杆。计算结果表明，各设计参数均符合计算要求，能保证施工安全性，L3验算步骤见图2。

2 L3工艺流程分析

2.1 工艺流程

电梯井处6.3 m长半悬挑主梁L3施工工艺流程主要包括以下步骤，具体流程为：1)4F顶板(即5F底板)上预埋U型锚固螺栓、边梁留设洞口、预埋连墙件钢筋；2)5F底板上隐蔽工程验收；3)5F底板上现浇楼板混凝土、养护、反梁拆模(含边梁)；4)5F现浇楼板上测量弹线；5)安装定位半悬挑主梁(锚固螺栓固定)；6)固定下撑件(四面围焊)；7)固定联梁；8)联梁上立杆定位点设置；9)吊耳与悬挑主梁焊接定位；10)排放纵向扫地杆；11)竖立杆；12)将纵向扫地杆与立杆扣接；13)安装横向扫地杆；14)安装横向水平杆；15)安装纵向水平杆；16)安装剪刀撑；17)安装连墙件；18)铺脚手板；19)设上、中防护栏杆；20)固定挡脚板；21)挂密目安全绿网；22)底部封闭(本工程用15 mm厚多层建筑模板进行底部封，没用兜网)；23)重复10)～20)；24)安装钢拉杆；25)验收脚手架；26)拆除脚手架；27)拆除联梁工字钢；28)拆除半悬挑主梁工字钢；29)清理现场。

2.2 施工注意事项

1)悬挑脚手架应进行专项方案设计并经监理单位审查批准后方可实施，搭设前应由公司技术和安全管理部门对架子工就脚手架专项施工方案、技术参数、搭设构造要求、安全质量注意事项、文明施工、应急措施和节点图等进行交底，搭设中严格按照设计规定的构造方案和尺寸进行搭设，搭设完应进行验收方可进入下一道工序，搭拆时设警戒区，并派专人监护。

2)半悬挑和全悬挑脚手架之间水平和竖向搭接处搭设前要先计算好，搭接处应平齐减少错位。电梯处的半悬挑工字钢安装定位后，应按规定在电梯井门洞处设置不低于1 800 mm高黄黑相间的防护格栅门，避免作业人员因不熟悉作业环境，误入电梯井口造成坠落事故的发生。

3)搭设脚手架的钢管、扣件、钢拉杆、吊耳、工字钢应严格把好质量关。钢管材质为Q235-A级钢材；有裂缝、压扁、弯曲和严重锈蚀及不合格的钢管、扣件应及时责令退场，严禁使用；扣件的拧紧力矩应控制在40 N·m～65 N·m；钢拉杆、吊耳的选用应通过对脚手架荷载取值、内力计算及强度验算求得，工字钢截面尺寸不得小于16 mm；连墙件应设置牢固；施工层以下每隔10 m用双层安全兜网封闭。

3 结语

近年来，江苏地区的房地产开发以高层住宅楼为主，施工企业根据本地实际情况大多数仍然使用传统的扣件式钢管脚手架，短时间内也难以取消[3,4]。本设计以正在进行的高层商住楼施工实例为依据，分析外脚手架的选型设计，充分发挥两种脚手架的优势，并对电梯井处6.3 m长的半悬挑主梁进行设计参数和工艺流程分析，整个脚手架施工过程中未见异常现象，以此对江苏地区高层商住楼外脚手架专项施工方案编制提供积极的参考和借鉴作用，希望江苏施工企业逐步淘汰扣件式脚手架，向更加安全化、轻型化和环保型脚手架发展。