槽钢悬挑式钢管外脚手架搭设方案.docx
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槽钢悬挑式钢管外脚手架搭设方案
槽钢悬挑式钢管外脚手架搭设方案
一、槽钢悬挑式钢管外脚手架由于取材方便和搭设简单，故目前
在小高层（包括一部分多层）建筑中采用得比较普遍，但由于斜撑杆仍采用普通脚手钢管，其刚度和强度均较小，所以需要每五个楼层设置一道双斜撑钢管三角形外挑支架（详见后面附图）。
三角形外挑支承架的水平拉杆采用［12.6槽钢，双立杆斜撑及其它外脚手架的材料仍统一采用①48钢管，壁厚为3.5mm其截面特征如下：
a）、脚手钢管截面特性：
截面积A=4.89cmf，回转半径r=1.58cm,
截面抗弯摸量w=5.08cm3自重q0=3.84Kgf/m,
钢材屈服强度为2400Kgf/cm2，钢材允许应力［6］=1700Kgf/cm2b）、［12.6槽钢截面特性：
截面积A=15.69cm2，截面抵抗矩
Wx=61.7cri3。
详细的受力计算见后面P2-P7,现将搭设方法以及注意事项阐述如下：
1、两榀槽钢三角形支架的中心间距（注：
其中心间距是指施工
作业面1m宽脚手板中心线上两榀槽钢之间的距离，而不得以槽钢根部予埋件中心间距进行计算）必须控制在1.5m距离以内，当局部地
方遇外挑阳台、采光井、楼梯间或外墙转角处时，则应按附图五、附图九中的要求增设转角加强角撑，将槽钢支架的受力范围控制在1.5m以内，以确保外脚手架的安全使用。
2、外脚手架的步架宽度为1米，其内立杆离外墙的距离一般控制在0.3-0.4m，当遇到空调板时，可按附图八的做法放宽到离外墙面0.75m。
外立杆应在0.18m及1.2m处各设一道栏杆，并用0.18m高的踏脚板和密目安全网进行全封闭围护。
3、外脚手架必须每隔二根立杆与楼层结构牢固地进行刚性拉结
（通过在楼层内预埋钢板、钢管或钢筋等，用短钢管与外架连接）。
刚性拉结宜采用梅花形交叉布置，并在外脚手架拆除前，未经现场安全技术负责人同意，不得擅自拆除，以确保整个外脚手架的稳定性，保障外脚手架安全使用。
4、槽钢三角形支架的水平抗拉弯构件［12.6型钢必须按附图三
所示的做法与梁内-8X150X150予埋钢板（采用4①12锚脚，L=180mm进行牢固的刚性电焊拉结，电焊厚度不小于6mm两侧的
焊缝长度均不大于100mm以确保牢固和稳定。
三角形支架的斜撑底部应按附图三所示在楼面砼内予埋①14钢筋头子（L=350mm外露50-60mm将钢管套入①14钢筋内进行固定），或者安排专门人员在砼楼面上凿出20-30mm深的斜面小凹坑防止斜撑向内滑移（或可通过在梁内予埋巾48短钢管等更可靠的形式进行固定），确保三角形支架的受力稳定。
5、当槽钢三角形支架的搭设在遇到砼剪力墙体时，应在剪力墙的跟部予埋-10X200X200予埋钢板（4①14锚脚，L=180m）,并按附图四的要求将［12.6的槽钢沿四周全长与予埋钢板满焊，焊缝厚度不小于6mm以确保槽钢良好地承受拉弯和抗剪应力。
下部的双斜撑可通过在剪力墙内埋设的巾14短钢筋头（L=350mm外露60mr）,将斜撑套入钢筋内加以固定），确保受力牢固可靠。
6、槽钢三角架的斜撑应按附图三、附图四的要求采用双立杆斜
撑和双扣件紧固，其中第一只扣件先和槽钢上开孔焊接的500mn长工具式短钢管紧固，形成三角形受力骨架，然后在第一步外脚手架搭设完毕，安装好固定0.18m高的踏脚板大横杆后，将双立杆斜撑按附图三、附图四的要求第二次与踏脚板大横杆紧固连接，使每根斜撑均形
成双扣件受力，确保扣件的安全系数K>3-4，保障外脚手架的绝对
牢固安全。
7、槽钢悬挑外脚手架搭设前，现场技术管理人员必须利用设计院提供的楼层平面图复印后，按本方案的原则详细绘制槽钢支架排列平面图，注明各槽钢支架的具体位置、尺寸、正确长度、数量、埋件要求等详细情况，并对操作班组全体人员作好全面的技术、质量、安全交底工作，方能进行施工，外脚手搭设完毕后，必须由专职安全员会同质安科验收合格，才能挂牌投入使用，以确保槽钢悬挑脚手的安全。
&在主体结构施工阶段，随着建筑物的不断上升，当下方的悬挑外脚手架材料需向上部周转重复使用时，三角支架仍必须加以保留，不得进行拆除，以有利装饰阶段二次重新搭设时操作人员的安全，保障安全生产。
二、钢管外挑脚手架计算
目前小高层住宅的层高一般在2.8-3.0m之间，当采用槽钢悬挑式外脚手架搭设时，按上海市的有关规定以及①48脚手钢管的材料强度特性，只适合每五个楼层设置一道受力三角支架的形式，所以小高层住宅的五个楼层总高一般在14-15m之间，为了使外挑脚手架的计算在一定的范围内具有通用性和安全性，所以本次计算按最大的楼层层高3.0m的最大荷载进行考虑。
当楼层层高在2.8-3.0m之间时，均可安全地采用本计算书，毋须重新调整计算。
1、3.0m层高，每五个楼层设置一道槽钢悬挑脚手的外挑三角架搭设形式和受力简图分别如附图一、附图二所示。
2、外脚手架内、外立杆受力计算（以立杆搭设间距1.5m宽度作为一个计算单元）。
⑴、按建筑施工手册缩印本P527中公式（9-1）、（9-2）计算，其中施工作业层的荷载按上海市有关规定中的装饰阶段施工荷载调整为2KN/n2考虑，作业层层数安排二层，铺设脚手板层数为8层满
铺。
a+1.52.5q
31.5+1.52.5
X1
Pn_q）（1+—）+
=384X（1+一丹一
hh
1.81.8
=11.63（Kgf）
1）、N内立杆=H）Pn+ap（0.5n1q1+nn2q2）
=3.0（m）
X5（层）X11.63+1.5X1X（0.5
X8X
35+0.64
（查表9-4）X2X200）
=174.5+1.5
X（140+256）=768.5（Kgf）
2）、N外立杆二HbPn+ab（0.5n心+nn2q2）
=3.0（m）
X5（层）X11.63+1.5X1X（0.5
X8X
35+0.36
（查表9-4）X2X200）
=174.5+1.5
X（140+144）=600.5（Kgf）
⑵、按实际搭设的重量进行计算（竹脚手板经实测按
10Kgf/m2
考虑，0.18m高的踏脚板按3.6Kg/m考虑，密目安全网按
0.3Kg/m2
考虑）。
1）内、外立杆平均受力部分的重量
钢管立杆重：
3.0mX5（层）X2（根）x3.84Kgf/m=115.2Kgf
大横杆（牵杠）重：
1.5mx2（根）X8（步架）x3.84Kgf/m
=92.2Kgf
钢管搁栅重：
1.5mx2（根）X8（步架）x3.84Kgf/m=92.2Kgf
小横杆（横楞）重：
1.5mx1（根）X8（步架）x3.84Kgf/m
=46.1Kgf
钢管扣件重：
6只/步架X8（步架）xI.OKgf/只=48Kgf
竹脚手板重：
1.5m/步架X8步架x10Kgf/m2=120Kgf
小计513.7Kgf
2）、外立杆单独受力部分重量
钢管栏杆重：
1.5mx2（根）X8（步架）x3.84Kgf/m=92.2Kgf
木踏脚板重：
1.5m/步架X8步架x3.6Kgf/m=43.2Kgf
钢管剪刀撑重；折合2.2m/根X4根x3.84Kgf/m=33.8Kgf
剪刀撑、栏杆扣件重：
1.0Kgf/只X[4只+2（只）X8步架]只
=20.0Kgf
密目安全网重：
1.5mx1.8mx0.3Kg/m2x8（步架）=6.5Kgf
=256.9Kgf+216Kgf+195.7Kgf=668.6Kgf
3、槽钢悬挑钢管三角架内力计算
⑴、从上面的计算反映出以上二种不同的计算，其结果在内外立
杆的总和数值大小上是十分接近的，所以应以第二种实际搭设重量产生的内力值进行设计计算较符合实际，也比较合理和安全，具体数值
和计算简图见附图二所示。
⑵、三角架槽钢拉弯构件杆和斜撑压杆的稳定性验算（计算简图见附图二）。
1）、先将作用在拉弯构件AB杆上的内力分解后作用在节点A和
节点B上（计算简图如下面附图6所示，然后再计算各杆内力）。
由艺MB=0得1.57RA-N内立杆X1.05=0,1.57Pa=1.05N内立杆
•••R=1.05N内立杆/1.57=1.05X640.9/1.57=428.6（Kgf）
由艺Y=0得FB=N内立杆-RA=640.9-428.6=212.3（Kgf）
注意：
此时AB杆按二端完全铰支时所受到的最大弯矩M=FAX0.52m=428.6Kgfx0.52m=222.9Kgf-m,（此数值在后面P8的计算中需用到）。
2）、分解后的三角架受力计算简图如附图七所示：
其中节点B上的作用力为212.3Kgf+668.6Kgf=880.9Kgf
3）、斜撑压杆BC的内力计算：
NBNB880.9Kgf
由附图7得S27.620二BC杆==
BC杆COS27.620COS27.620
=994.2Kgfv500Kgfx2（安全）［注：
采用双斜杆后由两只扣件受力，
每只扣件所受力为994.2Kgf/2=497.1Kgfv500Kgf,所以扣件是安全的］
L0339cm
BC杆的长细比入=214.6>200（稍大）
r1.58cm
（注：
在上述简化计算时，为了安全起见，是将B节点作完全铰支座考虑，如果考虑到扣件的紧固作用，可将L。
取为（0.9-0.95）L,此时入v200）。
查简明建筑结构设计手册（第二版）表7-23，为a类截面，故查表
7-24得
/=0.1744（插入法）
BC杆的允许承截力P=SA[6]=0.1744x4.89cm2x2（根）x
1700Kgf/cm2=2899.6Kgf
P2899.6
BC杆的稳定安全系数K=一一=2£2
Nbc994.2
（安全）
（注：
如按钢管强度计算,
BC杆的极限承截力P=/A6=0.1744X
4.89cm2x2（根）x2400Kgf/cm2=4093.5Kgf,此时压杆稳定安全系数P4093.5
K=亠=4.12>3
Nbc994.2
4）、水平杆AB的内力计算
①、在节点荷截作用下的拉力计算
AB杆。
由图7得:
——27.62
NB
AB杆二NBXtg27.62
o
=880.9xtg27.62=461.0（Kgf）
②、在N内立杆作用下的抗弯计算
Mmax=Mo=222.9Kgf-（见附图六及P6的计算）
N
••6AB—
A
M461.0Kgf222.9Kgf-m
_+=+
w15.69cm261.7cm3
=29.4Kgf/cm2+361.3Kgf/cm2=390.7Kgf/cm2v1700Kgf/cm2（安全）
三、结论
⑴、从上面的简化计算可以看出五个楼层外挑一次的槽钢三角形
外挑脚手架是安全可靠的，在满载情况下［12.6号槽钢所受的最大应
力6max=390.7kgf/cm2,远远小于允许应力[6]=1700kgf/cm2,所以[12.6号槽钢具有很大的富余储备和潜力，即使上部荷载再增加1-2
倍，其承载能力仍足足有余，但从上面的简化计算也反映出受力最薄弱的环节是双斜撑杆BC在节点B上的扣件，所受的力为497.1kgf，虽然仍在扣件的有效紧固力500kgf以内（注：
正品合格扣件的极限紧固力为1000-1200kgf，并由实际堆载试验加以鉴定，考虑到扣件的长期频繁重复使用、实际施工中的超载、节点受力的不均匀性等、以及结构受力计算中必须考虑的充分安全储备系数，所以建筑施工手
册缩印本P527页中将扣件的紧固限制在300-500kgf以内），但余地太小，所以双斜撑应向上延伸后与第一步外架固定踏脚板用的外侧踏脚板大横杆钢管（离外脚手板约180mn左右的高度上）按附图三或附图四中的要求再次用扣件连接的双扣件形式加以解决，确保每只扣件
的平均受力小于300kgf（即使扣件的安全储存K>3）。
所以采用上述措施后，五个楼层外挑一次的槽钢三角形外架搭设方案是十分牢固和安全的，可以放心地投入使用。
⑵、当外墙有空调板等外凸物时，槽钢三角支架的外挑长度需要增加，铺设的脚手板宽度和自重均有较大数量的增加（见附图八所示），经简化复核计算，此时槽钢的最大应力6max==743.9kgf/cm2,
两根双斜撑的轴向压力增大为1148.8kgf，压杆的安全系数K=2.30,4只斜撑扣件的平均受力为287.2kgf/只，所以上述槽钢悬挑方案仍十分牢固可靠，可以安全地投入使用。
⑶、上述方案在使用时，需要限制脚手架上施工活动总荷载不得超过4KN/M（施工活动总荷载是指1个步架或者数个步架上的施工活动荷载的总和），并且严禁脚手架上堆放钢模、钢筋、钢管等材料，以确保使用安全。
上述荷载在主体结构施工阶段期间，外架上有一层作业层一般已能够满足使用要求，而在装修施工阶段，往往需上、下两个步架甚至三个步架同时作业方能妥善处理好粉刷接搓，但此时每层步架上的施工活动荷载较小，可以允许粉刷人员在上下两步架甚至三个步架上同时作业，但仍必须注意认真做好以下几点事项，使施工活动总荷载不大于4KN/M:
①、应避免粉刷人员大量集中在少数几个跨内同时作业，除了必须操作的粉刷技工进行上、下排接搓连接和处理外，粉刷普工应尽可能避免站在同一跨内工作（如有可能，普工应尽量不登脚手架，由楼层内的窗洞口向技工送料）：
②应适当减少脚手架上粉刷材料堆放数量，尽可能采用随需用随供料的方式，以减少施工荷载；③在可能的情况下，拆除或减少作业层上方已施工完毕的脚手架自重，以避免局部范围内超负较大。
四、楼层高度与脚手架立杆间距的换算
⑴、上述计算是以楼层层高为3.0m和脚手架立杆间距为1.5m时的几何尺寸、自重和施工荷载为依据进行设计计算的，而在实际施工时，有时楼层层高因使用需要而有所增高或降低（如楼层层高增高为3.2m、3.45m或3.6m等，或者楼层层高降低为2.9m或2.8m等），当楼层层高增高时，可以通过调整立杆的间距进行解决，其原则是使每根内、外立杆所受的荷载不超过计算所受的力，简易的换算公式如下式：
新的楼层层高Y1.5m立杆间距
3.0m楼层层高
新的立杆间距X
Y1.5
即
3X
例如新的楼层层高Y=3.6m此时的立杆间距X为：
3.61.53X1.54.5
=X===1.25m
3X3.63.6
（注：
按上述方法换算后，内、外立杆所受的荷载完全不变，但斜撑BC杆的长细比入增加，所以必须按附图八所示增加中间斜撑连杆形成整体受力，改善局部超载变形，以确保压杆稳定。
空调板部位槽钢加长后的简化复核计算
空调板部位由于槽钢加长后，外脚手架的内立杆离墙面的距离已加大到0.75m,所以外脚手架的内侧必须增大脚手板铺设宽度（即局部宽度由原1m增大到1.35m左右），此时外脚手架的宽度虽然增大了，但施工活动总荷重并没有多大的变化（即外脚手架上的施工人员和施工材料并没有增加，仅增加了少量脚手板自重），但此时外脚手架上的荷载重心将进一步向内立杆方向偏移，内立杆上的施工荷载分配系数将由原0.64增加到约0.80左右，因此施工活动荷载的计算宽度仍按1m考虑，脚手板的自重按实际宽度1.35m进行平均分配考虑（注：
脚手架内侧增加的0.35m脚手板重量大部分和外立杆上的双道栏杆、剪刀撑、安全网、踏脚板等重量初步平衡，超过部分已在内立杆0.80的活动荷载分配系数中加以考虑，所以脚手架自重按内外立杆平均分配进行考虑），故简化计算如下：
按实际搭设的重量进行计算（竹脚手板经实测按10Kgf/m2考虑，0.18m高的踏脚板按3.6Kg/m考虑，密目安全网按0.3Kg/m2考虑，计算时仍以立杆搭设间距1.5m宽度作为一个计算单元）。
1）脚手架材料自重
钢管立杆重：
3.0mx5（层）X2（根）x3.84Kgf/m=115.2Kgf大横杆（牵杠）重：
1.5mx2（根）X8（步架）x3.84Kgf/m
=92.2Kgf
钢管搁栅重：
1.5mx4（根）x8（步架）x3.84Kgf/m=184.3Kgf
小横杆（横楞）重：
1.75mxi（根）x8（步架）x3.84Kgf/m
=53.8Kgf
钢管扣件重：
8只/步架x8（步架）xI.OKgf/只=64Kgf
竹脚手板重：
1.5x1.35m/步架x8步架x10Kgf/m2=162Kgf
钢管栏杆重：
1.5mx2（根）x8（步架）x3.84Kgf/m=92.2Kgf木踏脚板重：
1.5m/步架x8步架x3.6Kgf/m=43.2Kgf
钢管剪刀撑重；折合2.2m/根x4根x3.84Kgf/m=33.8Kgf
剪刀撑、栏杆扣件重：
I.OKgf/只x[4只+2（只）x8步架]只
=20.0Kgf
密目安全网重：
1.5mx1.8mx0.3Kg/m2x8（步架）=6.5Kgf
由艺MB=0得1.92RA-N内立杆X1.05=0
•••Ra=1.05N内立杆/1.92=1.05X913.6/1.92=499.6（Kgf）
由艺Y=0得FB=N内立杆-RA=913.6-499.6=414（Kgf）
注意：
此时AB杆按二端完全铰支时所受到的最大弯矩M0=FAX0.87m
=499.6KgfX0.87m=434.6Kgf-m，（此数值在后面的计算中需用到）。
2）、分解后的三角架受力计算简图如附图七所示：
其中节点B上的作用力为553.6Kgf+414Kgf=967.6Kgf
3）、斜撑压杆BC的内力计算：
NBNB967.6Kgf
由附图7得S32.620二BC杆==
BC杆COS32.620cos32.620
=1148.8Kgf
4只双立杆斜撑的扣件平均受力为1148.8Kgf/4只=287.2KgfV
300Kgf（安全）
Lo356cm
BC杆的长细比入=^=225.3>200（稍大）
r1.58cm
（注：
在上述简化计算时，为了安全起见，是将B节点作完全铰支座
考虑，如果考虑到扣件的紧固作用，可将L。
取为（0.9-0.95）L,此
时入=202.8-214.0，略大于200的压杆长细比控制值）。
查简明建筑结构设计手册（第二版）表7-23，为a类截面，故
查表7-24得
/=0.1587（插入法）
BC杆的允许承截力P可A[6]=0.1587x4.89cm2x2（根）X
1700Kgf/cm2=2638.5Kgf
P2638.5
BC杆的稳定安全系数K=一一0（安全）
Nbc1148.8
（注：
如按钢管强度计算，BC杆的极限承截力PMA6=0.1587X
4.89cm2x2（根）x2400Kgf/cm2=3725.0Kgf,此时压杆稳定安全系数
P3725.0
K=—==3.24〉3（安全）
Nbc1148.8
4）、水平杆AB的内力计算
1、在节点荷截作用下的拉力计算
AB杆o
由图7得:
——32.62
NB
AB杆=NBXtg32.62°=967.6xtg32.62°=619.3（Kgf）
2、在N内立杆作用下的抗弯计算
Mmax=Mo=434.6Kgf-（见附图六及P6的计算）
NM619.3Kgf434.6Kgf-m
6ab=_+=+
Aw15.69cm261.7cm3
=39.5Kgf/cm2+704.4Kgf/cm2=743.9Kgf/cm2v1700Kgf/cm2（安全）
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