不规则立面建筑型钢悬挑脚手架施工技术研究

2022-12-15程学明罗国岭孙佳

工程建设与设计 2022年22期

程学明，罗国岭，孙佳

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

脚手架施工需要满足一定的设计要求，并采用规范化的施工方式应对复杂的施工环境，构建稳定的施工平台。脚手架悬挑长度通常在1.2～1.5 m，需要严格按照施工要求进行施工，降低大跨度对悬挑的影响，确保脚手架的受力稳定。在不规则立面的影响下，脚手架施工的难度会增加，需要确保施工方案的完善性，促使立面施工有序开展。

2 不规则立面建筑型钢悬挑脚手架施工准备

2.1 材料选择

脚手架施工过程中，需要注重材料的选择，一方面，应将材料组件准备齐全，确保能够顺利搭接脚手架，提高各部分构件连接的稳定性。另一方面，需要保证材料本身的质量，对脚手架的损伤情况进行检查，避免施工安全事故。脚手架施工前，需要对组件的质量合格证书进行检查，确保脚手架的出厂质量，同时，还要对脚手架进行现场核验，将存在损伤的脚手架进行剔除，控制好脚手架的整体质量。核验过程中，需要对钢管的直径进行检验，确保钢管之间能够顺利组装，使钢管达到安全性能指标。对于存在锈蚀、裂纹的钢管，应及时进行更换，提高构件应用的安全性，做好材料准备工作[1]。

2.2 人员准备

不规则建筑施工较为复杂，需要进行人员方面的准备，选择合适的施工人员，采用适宜的施工形式。施工人员需要具备从业资格证明，具有一定的工作经验，能够熟练掌握脚手架的使用，防止在操作过程中出现失误，增加施工过程的安全隐患。不规则立面建筑施工需要进行高层作业，施工人员应具有较强的心理素质，在确保安全的前提下适应高空环境，能够在脚手架上迅速完成攀爬，保证施工过程安全进行。施工前，需要对人员进行培训，对其讲解高空作业的规范，提高脚手架施工的正确性，采用规范化的施工形式，做好施工安全控制工作。同时，需要做好技术交底工作，对关键施工技术进行确认，确保施工人员能够掌握施工要点，提高脚手架施工的合理性。

3 不规则立面建筑型钢悬挑脚手架施工方案

3.1 悬挑外架方案

不规则立面施工过程中，需要对悬挑外架进行设计（见图1），提高悬挑结构的控制效果。脚手架的搭建受到立面结构的影响，方案设计前，需要对立面结构展开分析，通过悬挑脚手架应对立面的不规则变化，确保悬挑分布的合理性。而且，建筑立面的不规则性会影响下梁结构，导致架梁无法顺利搭建。为此，应采用预埋的方式，通过锚栓对架梁进行预埋，对脚手架的架梁结构进行补充，保证脚手架结构的完整性。锚栓的预埋深度不能小于20 cm，确保预埋结构搭接的稳定性。对结构层进行设计时，需要对露台的数量进行控制，确保预埋长度的统一性，防止由于预埋问题造成浪费，对预埋结构进行有效设计。同时，需要注重剪力撑的使用，对架体的稳定性进行巩固，确保立杆布置的有效性。剪力撑的搭设宽度不能小于4跨，否则将会影响整体支撑效果。应当合理控制杆件的搭接距离，以提高搭接点的稳固性，降低立杆的拉结作用。另外，需要对脚手架的模型进行分析，利用BIM技术构建模型，对脚手架的结构特征展开分析，确保钢管、节点等构件的数量，使立杆排布能够得到精准布置。另外，BIM模型能够模拟脚手架的搭建过程，使施工人员对构件位置的掌握更加精准，提高架体的稳定性[2]。

图1 悬挑外架

3.2 受力计算

脚手架施工需要注重架体的稳定性控制，做好其受力分析工作，对脚手架的搭接效果进行检验。立杆是脚手架的重要支撑结构，长度一般在7.2～7.8 m，需要对其展开荷载计算，防止立杆出现弯曲、断裂等现象，保障立杆受力的均匀性。

在不考虑风荷载的情况下，立杆受力计算公式为：

在考虑风载荷条件下，立杆受力计算公式为：

式中，N为立杆轴向力设计值，N；N1为立杆结构轴向力，N；N2为立杆自重轴向力，N；Qk为立杆施工荷载下的轴向力，N。

另外，还需要对立杆的弯矩进行分析。弯矩是导致立杆弯曲的主要因素，需要对弯矩状况展开分析，对弯矩进行控制可以减少弯矩对脚手架结构的影响。具体计算公式为：

式中，Mw为立杆所受弯矩，N·m；Mwk为立杆风荷载标准值产生的弯矩，N·m。

4 不规则立面建筑型钢悬挑脚手架施工要点

4.1 立杆排布

立杆是脚手架的重要支撑结构，需要确保立杆分布的合理性，使分布情况与不规则立面相匹配。立杆排布需要根据受力情况进行分析，构建立杆结构的受力分析模型，验证立杆布置的可行性。底部立杆布置时，通常采用交错布置的形式对立杆布置的合理性进行检验，防止出现立杆布置不稳定的情况。立杆的错开距离应控制在500 mm以上，使接头之间呈现一定的跨度，保证脚手架整体性能的稳定性。立杆布置应结合BIM模型，对立杆的工程量展开分析，同时确定立杆的分布情况，保证架体整体结构的稳定性，防止出现架体不稳定的情况。立柱排布过程中，需要注重边界线的设定，对立面的结构轮廓展开分析，使立杆布置基于实际情况进行。

4.2 连墙件

由于在脚手架的搭建过程中，需要对连墙件进行预埋处理（见图2），因此，建筑的不规则立面会影响脚手架的搭建。连墙件应根据结构边界进行设置，对受力模型展开分析，使连墙件能够布置在主节点上，提高对架体的巩固效果。同时，需要对预埋的偏移距离进行控制，不能大于300 mm，否则会影响连墙件的连接效果。预埋件应穿插到框架梁中，做好预埋件的变形控制，提高对预埋效果的控制作用。在预埋过程中，还要注重拉结点的布置，综合考虑其平面位置与长度，使拉结点受力良好，保障架体的稳固性。

图2 连墙件

4.3 搭设顺序

脚手架搭接过程中，需要遵守一定的顺序，确保搭接质量和效率。首先，需要按照大横杆、小横杆的顺序进行搭接。其次，需要搭接临时支撑杠，对架体结构进行临时支撑，使架体能够跨越建筑不规则立面部分，提高立杆的临时稳固性。在连墙杆搭建完成后，可进行拆卸。然后，需要对连墙杆、剪刀撑等进行搭接，对脚手架的细部结构进行补充，确保架体搭接的有序性。最后，需要注重搭接部分的规格控制，对吊架、挑网、挂网等进行搭接时，应进行技术方面的审核，控制好搭接质量，对脚手架搭接过程进行充分指导[3]。

4.4 剪力撑

剪力撑是脚手架的重要结构（见图3），对立杆有固定作用，搭接距离应在1 m以上，以提高搭接部位的稳定性。剪力撑是实现纵向稳定的关键，能够对杆件的受剪情况进行控制，提高杆件布置的有效性，将剪力控制在一定范围。对剪力撑进行布置时，水平夹角一般在45°～60°，以降低外部荷载对剪力撑的影响，防止杆件发生集中受力。剪力撑具有搭接长度的要求，搭接长度在1.0～1.5 m，通过旋钮对其进行固定，使剪力撑在架体中呈现三角结构，进而保证整体结构的稳定性。剪力撑需要随着建筑结构的增高而加设，搭接过程中不能留有空隙，对于关键部位，应采用正反剪力撑进行加固。

图3 剪力撑

4.5 安全隔断

脚手架施工过程中，需要注重安全隔断的设计，确保结构的安全性。在悬挑脚手架结构中，需要在立面设置安全网进行封锁，安全网由绿色尼龙绳编织而成，能够提高施工人员攀爬过程的安全性，保障施工人员的人身安全。对于悬挑脚手架的首层，应采用厚木板进行铺装，板厚不能小于60 mm，否则会影响板材的支撑效果。每层立杆附近需要设置安全网，同时做好固定工作，采用螺栓加固的形式提高固定方法的有效性。另外，在安全网上还要捆绑密布网，提高网状结构的安全性。

4.6 安全检测

脚手架搭接完成后，需要进行安全检测，检验脚手架的搭接质量。验收过程中，需要参考GB 51210—2016《建筑施工脚手架安全技术统一标准》，对脚手架进行严格地检测，提高脚手架使用的规范性。验收工作主要包含以下内容：（1）对杆件的连接情况进行检测，确保连接过程的牢固性，防止杆件出现松动现象，使杆件能够起到稳定的支撑作用。（2）对底座、立杆等进行检查，确定无悬空情况出现，避免立杆发生滑落，影响搭接的稳定效果。（3）对扣件螺栓进行检查，确定关键点固定的牢固程度，对关键部分应进行加固处理。（4）检测立杆的垂直度，降低弯矩对立杆的影响，提高立杆的稳定支撑作用。