钢梁悬挑.docx

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钢梁悬挑

二、钢梁悬挑脚手架在砼框架结构施工中的应用

（一）工程概况

安徽医科大学第一附属医院医技病房综合大楼工程主楼为钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下1层，地上23层，建筑总高度99.8m，建筑面积约3万平方米。

7层以下为非标准层，层高不一，7-21层层高均为3.6m。

整个建筑平面为树页形状，即由二个曲线围成，在立面上表现为腰鼓形状，建筑外围总周长188m。

根据工程施工需要，从二层楼面（标高+5.05m）开始，采用悬挑脚手架施工方案。

（二）施工要点

1、本工程采用钢梁悬挑扣件式脚手架，一般每四层悬挑一次（不超过20m）。

2、从二层钢筋混凝土楼面结构开始，每四层沿建筑物四周按要求位置埋设ф20钢筋拉环，间距1.5m，在主体结构施工时预埋，距建筑物边1.4m左右。

距建筑物外边线10cm预埋ф16钢筋拉环固定钢梁。

钢梁采用20[a槽钢，总长3m，悬挑端连接ф25螺栓做固定卡具，悬挑最外端焊接ф16钢筋吊环。

搭设脚手架时先将钢梁穿过拉环，悬挑出1.5m固定牢靠。

3、从三层钢筋混凝土楼面结构开始，每四层沿建筑物四周按要求在相应的粱板砼外侧位置预埋ф16钢筋吊环，拉环间距同钢梁为1.5m。

外挑脚手架的外侧用ф16钢筋作斜拉杆，斜拉杆与钢梁最外端吊环及上一层ф16钢筋吊环拉结固定。

4、将悬挑架钢管立杆套在20[a槽钢悬挑端连接的ф25螺栓上，以防止钢管立杆水平方向发生位移。

钢梁间距1.5m，立杆纵距同钢梁，横距900mm。

大横杆步距（竖向间距）不大于1.8m，操作层小横杆间距不大于1.0m，满铺脚手板。

脚手架内立杆距外墙面350~450mm。

搭设过程中，应注意搭好脚手架的填挡、扶手，并铺好脚手板或竹笆。

5、操作层应满铺脚手板，外侧设300mm高挡板，操作层防护拦杆不低于1.2m。

6、脚手架内立杆与建筑物楼层面之间，设置隔离层。

脚手架外侧四周每隔15m高左右设密目式防护平网一道。

脚手架按竖向每3.6m左右，水平每4.5m左右，设一道拉结钢管与建筑物拉结。

7、脚手架搭设要交圈进行，同时要挂好安全网进行围护。

脚手架上的荷载不得大于3KN/m2，对杂物必须不定期检查清理。

8、必须在脚手架外侧立面的两端各设置一道间断式剪刀撑，由底到顶连续设置，中间每道剪刀撑的间距为9~10m，而且每片架不少于三道剪刀撑。

剪刀撑的角度为45~60°。

（三）安全性验算

1、验算钢梁安全性：

脚手架荷载（N）

N1=HPn+ab2（0.5n1g1+ηn2g2）

Pn’=P0+g0/m

N=N1+0.5g0H

式中：

g0——立杆每米自重g0=37.7N

g1——脚手板自重g1=245N/m2

g2——脚手架施工荷载g2=1961N/m2

g3——扣件自重g3=98N

H——脚手架高度H=20m

n——脚手架总步数n=20/1.8≈11

n1——铺脚手板层数=3

n2——可以构成轴心荷载的层数n2=2

a——立杆纵距a=1.8m

b2——作业面铺板宽度b2=1.4m

η——作业面上施工荷载分配于内外立杆的系数η=0.66

Pn——每1m高脚手架杆件自重Pn=121

η1——杆件上部荷载最大分配系数η1=0.5

代入式中得

N1=20×121+1.8×1.4（0.5×3×245+0.66×2×1961）

=9869.2N

Pn’=121+37.7=158.7

F=9869.2+0.5×37.7×20=10246.2N

其荷载分配系数取1.4则F=14.35kN

钢梁计算简图0.5F0.5F

100~2001300100350~450900150

由图可得，钢梁的最大Mmax=0.5F×（0.9+0.45）+0.5F×0.45

=12.92kn.m

查表得：

[20aIx=1780.4cm4Wx=178.0cm3Ix=7.86cm

其整体稳定性φb=570bt/l1h*235/fy

=570*73*11/200*1700/237/235

=1.346

强度验算：

Ｍ/γxwx=12.92×106/1.05×178.0×103

=69.1N/mm2<[f]=235N/mm2

故满足安全性要求。

2、ф20钢筋拉环强度验算

脚手架在荷载作用下，ф20钢筋拉环承受的拉力为Fa，ф20钢筋拉环破坏拉力为Fb。

Fb=50×3.14×102=15700N=15.70kN

据力矩平衡关系得：

Fa=（0.5×14.35×0.45+0.5×14.35×1.35）/1.4=9.23kN

（2×Fb）﹥Fa，则ф20钢筋拉环强度满足要求

四、搭设与拆除安全措施

1、悬挑脚手架搭设

（1）脚手架搭设必须由专业人员完成，应持证上岗戴安全帽、系安全带，安全带必须高挂低用，所有工具必须放在工具袋内，不良气候、不良条件禁止上架操作，脚手架的操作与检验，均按现行规范和操作规程的规定要求执行。

（2）要求钢管顺直无损坏，扣件要求严格检查，凡折裂、滑丝者严禁使用。

所有连接焊缝必须符合规范要求。

（3）大横杆应置于立杆内侧，可减小横向水平杆跨度，接长立杆和安装剪刀撑时比较方便，对高处作业更为安全。

（4）悬挑脚手架搭设好后，应经现场负责安全技术人员检查和验收，确保无误后方可使用。

2、悬挑脚手架拆除

（1）脚手架必须按从上到下的顺序逐层拆除，拆除顺序为：

脚手板小横杆大横杆立杆。

与建筑物拉结钢管应在拆除该层脚手架时才拆除，严禁提前拆除。

悬挑钢梁与斜拉杆的固定应在脚手架拆除完后拆除，最后再拆除钢梁。

（2）不允许分立面拆除，如应施工需要必须分立面拆除时，应在暂不拆除的两端加设连墙拉结点和横向水平支撑。

（3）拆除下来的钢管、扣件等及时运至地面，严禁高空抛掷，确保施工安全。

五、应用效果分析

1、医技病房综合大楼工程主楼采用钢梁悬挑脚手架方案，主体钢筋砼结构于2003年1月份完工。

采用钢梁悬挑脚手架方案，脚手架所用钢管根据结构施工逐层往上搭设，装饰施工时，由上往下逐层拆除或搭设施工，从而减少了脚手架的一次性投入，取得较好的经济效果。

2、采用悬挑脚手架不受落地脚手架的影响，在底层施工或地下室基础回填土的同时，上层结构可以同时进行施工，从而加快了施工速度。

4.7.1.1、悬挑脚手架操作要点

在底层钢筋混凝土楼面施工时，按1.5m间距埋φ20钢筋锚环距楼板外沿2.7m，内外立杆间距1.2m,根据结构的处装饰施工需要，距墙0.5米,槽钢挑出1.7m槽钢总长4.4m。

施工上一层楼面时，在相应的梁板混凝土外侧预埋φ25钢筋作吊环，吊环间距同［14b槽钢均为1.5m，外挑脚手架的外侧用φ15.5mm的钢丝绳作斜拉索。

在悬挑槽钢的端头下部焊接φ20短钢筋，斜拉索绕过短钢筋同三层预埋吊环用钢丝绳固定。

在［14b槽钢上，按悬挑架立杆1.5m位置，将两根300mm长短立杆焊接在槽钢上表面，作为双排挑脚手架的立杆定位杆，然后按要求搭设纵向和横向的大小横杆。

大横杆竖向间1.8m，小横杆纵向间距1.5m。

脚手架内立杆距外墙面500mm，以便于玻璃幕墙施工。

搭设过程中，应注意搭设脚手架的填挡，扶手，并铺好竹笆。

脚手架内立杆与外墙之间，每层均架设一道隔离层。

脚手架按楼层高度，水平方向1.5m，设一道与柱、梁拉结钢管。

脚手架搭设交圈进行，同时要满挂、满铺竹笆后用密目式绿笆安全网围护。

脚手架上的荷载不得大于3KN/m2，特别要强调悬挑脚手架在玻璃幕墙施工中的荷载下，对杂物必须不定期检查清理。

剪刀撑在脚手架平面内全面布置，剪刀撑的角度为45～60º，并分层附墙拉结。

悬挑脚手架如下图所示：

悬挑脚手架示意图

4.7.1.2悬挑脚手架强度计算

悬挑脚手架最高按20m计

荷载计算：

悬挑脚手架自重：

按每根悬挑槽钢上承受的荷载计算：

立杆应20×2+1.5=41.5m

小横杆1.2m×11=13.2m

大横杆1.5m×32=48m

二次挑出部分：

（3+1.5+4+6）=14.5m

以上计：

114.11×3.85kg/m=451.22kg

安全网1.5×24.5×0.31=11.39kg

竹笆：

按15架均满铺：

1.5×15×2kg/m=45kg

扣件，共用各种扣件均为14000只，平均每只按1kg计算，则14000/270×1.5×1=77.78kg

钢丝绳连墙拉杆重约60kg。

荷载共计：

645.39kg≈6.5KN

施工荷载：

按规定取3KN

上述两项荷载计9.5KN，动力系数取1.5，则计算荷载为14.25KN，整个悬挑架的荷载由搁置在楼板上的[14b槽钢承担。

其1/2荷重由一端φ15.5钢丝绳承受。

根据钢丝绳夹角，计算出钢丝绳承受的拉力为7.5KN。

荷载计算未考虑风载，风载由建筑物承担，因钢管脚手迎风面积小，对钢管作用可略出不计，经计算时仅考虑1.5动力系数。

φ15.5m钢丝绳容许应力验算：

采用6×19钢丝绳，直径为15.5mm，钢丝强度极限查表为1400Mpa，钢丝绳作吊索时，求该绳的容许拉力。

查表直径15.5mm钢丝绳钢丝破坏拉力总和Pg=125KN；折算系数a=0.86，取安全系数K=6；则钢丝绳的容许拉力为：

S=a×pa/K=0.85×125/6=17.71KN>7.5KN

[14b槽钢强度计算

计算条件：

按集中荷载9.5KN考虑，按两端间支计算最大弯距；动力系数K=1.5

M=PL/4=9500×1.5×1700/4=6056250N.mm

抵抗矩Wx为87.1>60.6。

强度计算：

δ=M/Wx=6056250×1700/87.1=118.2N/mm2＜［σ］=205N/mm2

4.7.1.3悬挑脚手架搭设

悬挑脚手架搭设必须由专业人员完成，应持证上岗，戴安全帽、系安全带，安全带必须高挂低用，所有工具必须放在工具袋内，不良气候，不良条件禁止上架操作，脚手架的操作和检验，均按现行规范和操作规程的规定要求执行。

要求钢管顺直无损坏，扣件要严格检查，凡折裂、滑丝者严禁使用。

所有连接焊接焊缝必须符合规范要求，悬挑架搭设好后，应经现场负责安全技术人员检查和验收，确保无误后方可使用。

悬挑脚手架在北立面部位因有挑板必须在挑架以下进行加固方可采用悬挑架。