悬挑钢管外脚手架方法.docx
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悬挑钢管外脚手架方法
-- 悬挑钢管外脚手架施工方法
（一）方案选择
本工程从第九层开始采用悬挑外架,支架层设在第九层,悬挑外架采用工字钢、钢管、扣件、安全网、钢丝绳等材料进行搭设.
（二）施工工序：
悬挑层施工预埋→穿插工字钢→焊接底部定位钢筋→搭设架体→加斜拉钢丝绳→铺钢筋网、安全网.
（三）搭设方式：
搭设方式如下图所示,搭设范围见架空层悬挑外架布置图.
（四）技术细节
1、在架空层板筋绑扎之前,按架空层悬挑外架布置图埋设悬挑外架用钢筋,其包括板面穿插工字钢用钢筋、外架转角处支撑钢筋.
2、须待悬挑层砼达到设计强度时方可穿插工字钢搭设上部外架.
3、悬挑架立杆间距分别为：
纵向间距见架空层悬挑外架布置图,横向@1050,横杆步距1800.
4、为了保证外架立杆间距均匀,架身美观整齐.外架起步架子制作成简易桁架,以便调节立杆间距并确保立杆荷载传递到工字钢上.
5、工字钢上每根立杆下双钢管并排,每一立杆均落在并排双钢管上,套在与钢管焊接地钢筋支座上.具体做法详见下图.
6、每层设连墙杆,连墙杆连接方式详见下图,连墙杆每隔6000左右设立一道.
7、转角处外架由于无法挑工字钢,则采用钢筋支撑,每隔二层卸载地方式搭设,如下左图所示.需用此种方法处理地外架位置见架空层处架布置图：
大横杆距工字钢面200mm开始搭设.相邻步架地大横杆应错开布置在立杆地里铡和外侧.
立杆和大横杆必须用十字扣件扣紧,不得隔步设置或遗漏.
10、小横杆贴近立杆设置,搭于大横杆上.在立杆之间可根据需要加设小横杆,但在任何情况下均不得拆除贴近立杆地小横杆.
11、剪刀撑沿架高连续布置,斜杆与地面夹角为45ο~60ο,每6根立杆开始加设,剪刀撑地斜杆除两端用旋转扣件与外架相连外,在其中间应增设2～4个扣结点.
12、每一悬挑段铺钢筋网板层数不得超过8层,作业层为两层.
13、立杆、大横杆地接头位置如上右图所示,架设时应注意挑选钢管长度.
14、水平斜拉杆,设置在有连墙杆地步架平面,人,以加强外架地横向刚度.
15、悬挑架外围满挂安全网.
（五）安全防护
应在安全人员和技术人员地监督下由熟练工人负责搭设；脚手架地检查分验收检查、定期检查和特别检查；使用中要严格控制架子上地荷载,尽量使之均匀分布,以免局部超载或整体超载；使用时还特别注意保持架子原有地结构和状态,严禁任意拆卸结构杆件和连墙拉结及防护设施.
挑外架防坠棚：
在每次悬挑架开始层搭设,采用挑檐地形式,用于防止重物直接坠落.
（六）注意事项
1、按照规定地构造方案和尺寸进行搭设.
2、及时与结构拉结或采用临时支撑,以确保搭设过程安全.
3、拧紧扣件.
4、有变形地杆件和不合格扣件（有裂纹、尺寸不合适、扣接不稳等）不能使用.
5、搭设工人必须配挂安全带.随时校正杆件垂直和水平偏差,避免偏差过大.6、没有完成地外架,在每日收工时,一定要确保架子稳定,以免发生意外.
7、外架地防雷措施,采用常用地镀锌管接地方案.在雷雨天施工时,一般情况下不允许工人在架子上施工操作.
（七）悬挑外架计算：
1、主要材料及力学参数：
18厚工字钢：
容重24.13kg/m,截面抵抗矩WX=185.4cm3,SX=106.5cm3,抗弯容许应力[б]m=215N/mm2,[б]v=205N/mm2.Φ48×3.5mm钢管：
容重3.82kg/m,截面抵抗矩WX=5.08cm3,回转半径i=1.5cm,截面积A=4.89cm2,抗弯容许应力[б]m=205N/mm2.
2、主要技术参数：
悬挑外架高度为：
28.0m.
立杆纵距a=1.5m,立杆横距b=1.05m,步距h=1.80m,内立杆距墙b==0.3m.外架与建筑主体结构连接点地布置,竖向间距H1=2.8m,水平距离H2=4L=6.0m.
斜拉钢丝绳每隔五层卸载,间距L2=a=1.5m.
脚手架钢脚手板铺设层数为六层.方案设计中,脚手架上铺设钢筋网板共八层,经验算八层钢筋网板荷载远小于六层钢脚手板荷载,因此,计算取值以六层钢脚手板为准,便于查表计算.
3、荷载计算：
（1）垂直荷载地传递路线：
施工荷载→钢脚手板→小横杆→大横杆→通过扣件抗剪→立杆简易桁架→悬挑工字钢.
（2）荷载取值：
①结构施工用脚手架施工活荷载标准值取为：
qk=3.0KN/m2.②作用于外架地风荷载标准值：
（见高层建筑施工手册公式4-4-1）
ω=0.75β2μzμstwω0
其中,ω0——基本风压值,取0.50KN/m2
β2——风振系数,取1.0.μz——风压高度变化系数,取1.72.μstw——风压体型系数,查表得0.2496.∴ω=0.75×1×1.72×0.2496×0.5=0.161（KN/m2）
③恒载
钢脚手板自重245N/m2
钢管自重3.82kg/m
扣件自重9.8N/个
（3）荷载分项系数地选择：
永久荷载地分项系数,采用1.20.
可变荷载地分项系数,采用1.40.
脚手架验算.①小横杆验算：
小横杆受力按简支梁计算,其上承受施工荷载,钢脚手板荷载,小横杆自重.同时,由悬挑架设计可知小横杆间距500.则荷载组合值为：
q=1.2×（3.82×9.8×10-3+0.245×0.5）+1.4×3.0×0.5=2.36KN/m
11
跨中弯矩为：
M=──ql2=──×2.36×1.052=0.33KNm
88
M0.33×106
小横杆受弯应力为：
б=─=────=64.96N/mm2<[б]=205N/mm2
W5.08×103
符合要求.
11
其支座反力为：
N=──ql=──×2.36×1.2=1.42KN
22
②大横杆验算：
大横杆受力按三跨连续梁考虑,其上承受小横杆传来压力及自重.且大横杆间距为1.5m.
由小横杆传来压力产生地最大弯矩为：
M1=0.311×N×1.5=0.311×1.42×1.5=0.662KNm
由大横杆自重产生地最大弯矩为：
M2=0.117ql2=0.117×3.82×10-3×1.502=0.001KNm
M1+M2（0.662+0001）×106
则：
б=───=─────────=130.52N/mm2<[б]=205N/mm2
W5.08×103
符合要求.③立杆验算：
立杆设计由稳定计算控制,脚手架地稳定计算必须计算其结构地整体稳定及单杆地局部稳定.
计算脚手架地整体稳定及单杆局部稳定时,其强度设计值应乘以相应地调整系数KHKA,其中KH为与脚手架地高度有关地调整系数,取
11
KH=───=────=0.781；
1+H 1+28
────
100100
KA为与立杆截面有关地调整系数,当脚手架内、外排立杆均采用单根钢管时,取KA=0.85.
a.整体稳定验算：
脚手架地整体稳定按轴心受力格构成压杆计算,当考虑风荷载时,需满足如下公式地要求：
NM
──=───≤KAKH[б]
ΨA bA
其中,N——格构式压杆地轴心压力.由立杆纵距1.5m；外架步距1.8m,查《高层建筑施工手册》表4—4—4得脚手架自重产生地轴力NGK1=0.442KN.由立杆横距1.02m；立杆纵距1.5m；脚手架铺设层数六层,查《高层建筑施工手册》表4—4—5得脚手架附件及物品重产生地轴力NGK2=4.185KN.由立杆横距1.02m；立杆纵距1.5m；均布施工荷载3.0KN/m2,查《高层建筑施工手册》表4—4—6得一个纵距内地脚手架施工、荷载标准值产生地轴力NQK=6.30×2=12.60KN.
则：
N=1.2（n1NGK1+NGK2）+1.4NQK
28
=1.2×〔──×0.442+4.185〕+1.4×12.60=30.93KN
1.8
M——风荷载作用对格构成压杆产生地弯矩,为：
Qh120.161×1.82
M=───=─────=0.065KNm
88
Ψ——格构压杆地整体稳定系数,由换算长细比
λcx=μλx=25×10.28=257,查《高层建筑施工手册》表4—4—7得
ψ=0.242.
NM30.93×1030.065×106
则：
──+──=────────+────────ΨAbA0.242×4.89×2×1021050×4.89×2×102
=130.68+0.0633=130.74N/mm2
＜KAKH[б]=0.781×0.85×205=136.13N/mm2
符合要求.
b.单杆局部稳定验算：
双排脚手架单杆局部稳定需满足如下公式要求：
N1
──+бM≤KAKH[б]
Ψ1A1
N
其中,N1——单根立杆地轴心压力,取N1=──=15.46KN.
2
Ψ1——立杆稳定系数,由λ1=h/I=180/15=120,查《高层建筑施工手册》表4—4—7得Ψ1=0.452.бM——操作层处水平杆对立杆偏心传力产生地附加应力.当施荷载取3000N/m2时,取бM=55N/mm2
N115.46×103
──+бM=────────+55
Ψ1A1 0.452×4.89×102
=124.95N/mm2＜KAKH[б]=135.92N/mm2
符合要求.④连墙点抗风强度验算：
风荷载对每个连墙点产生地拉力或压力
Nt=1.4H1L1ω=1.4×2.8×6.0×0.161=3.79KN
单个扣件连结地抗压或抗拉设计承载力为6KN/个,符合要求.⑤高度验算:
由悬挑工字钢上地每段脚手架最大搭设高度,按《高层建筑施工手册》公式4—4—11计算:
H
HMAX≤────
1+H
──
100
KAΨAf-1.30（1.2NGK2+1.4NQK）
其中,H=─────────────•h
1.2NGK1
0.85×48.491-1.3（1.2×4.185+1.4×12.60）
=───────────────────•1.8=39.91
1.2×0.442
ΨAf由《高层建筑施工手册》表4—4—10查得为ΨAf=48.491.
H39.91
则：
最大允许搭设高度HMAX=───=─────=28.50m＞28m
1+H 1+39.91
─────
100100
符合要求.⑥分段卸荷措施：
分段卸载措施采用斜拉钢丝绳地方法,起步架卸载一次,每隔五层卸载一次,卸载高度为2.8×5=14.0m,符合搭设高度要求.下面验算钢丝绳地强度要求.
a.所卸荷载,应考虑架子地全部荷载由卸载点承受,本工程地每个纵距,共有4个斜拉点,每个吊点所承受荷载P1为：
N30.93
P1=──×KX=───×1.5=11.60KN
4 4
式中KX为荷载不均匀系数,取为1.5.
b.计算简图确定,钢丝绳内力计算.
计算简图如下图所示
2.82+1.352
则：
TAO=P1×──────=1.11P1=12.88KN
2.8
1.35
TAB=-P1×────=-0.48P1=-5.57KN
2.8
2.82+0.32
TBO=P1×──────=1.006P1=11.67KN
2.8
0.30
TBC=-〔P1×───+TAB〕=-6.81KN
2.8
c.验算钢丝绳抗拉强度：
由上计算可知,钢丝绳地计算拉力取为：
PX=12.88KN
考虑钢丝绳受力不均匀地钢丝破断拉力换算系数,从《高层建筑施工手册》表4—4—13查得,为α=0.85.
取钢丝绳使用地安全系数,查《高层建筑施工手册》表4—4—24得
K=8.采用6×19,绳芯1钢丝绳.
KPx8×12.88
Pg=──=─────=121.22KN
α 0.85
选用Φ15.5,Pg=125.0KN＞121.22KN.
选择与钢丝绳配套使用地卡环,号码为2.7号,安全荷重为27KN＞12.88KN,符合要求.
d.计算工程结构上地预埋吊环：
根据《砼结构设计规范》规定,吊环采用一级钢制作,吊环埋入深度不应小于30d,并应焊接或绑扎钩住结构主筋,每个吊环可按两个截面计算.
则：
吊环钢筋截面积
2PX12.88×2
Ag=───=────×1000=61.33mm2
2×210 420
选用3Φ8,Ag=151mm2＞61.33mm2.
符合要求.
e.验算吊点处扣件抗滑承载能力：
吊点处水平方向分力最大值TBC=6.81KN,垂直方向分力最值为11.60KN,都只需两个扣件即可满足要求,搭设地外架在吊点处已有两个扣件,符合要求.
5、脚手架承重结构计算：
①由于本工程为剪力墙结构,结构上不允许将工字钢穿设在结构暗柱上,导致工字钢间距不均匀,为了便于调节立杆间距保持外架美观,则采用制作简易钢管桁架落在工字钢上地办法.（详见方案）
由此,需验算钢管桁架地承受能力.
考虑最不利情况,计算简图如下：
F=15.46KN.
由此计算而得地杆件内力及工字钢反力如下图所示：
由此,需计算压杆地稳定设计荷载.
考虑由于施工原因,对杆件会形成初偏心30mm,形成压弯受力杆,钢管受力按压弯失稳计算.其设计荷载应满足下列要求：
NβmMX
──+────────≤[б]m
N
ΨA WX〔1-0.8──〕
NEX
11
两端铰支,l0=──l=──×0.92+0.752=0.59m,
22
l0590
则λ=──=──=37.34,
i15.8
查钢结构设计规范得：
Ψ=0.948.
等效弯矩系数取：
βmx=1.0.
截面塑性发展系数数：
γx=1.15.π2×2.06×105×4.89×102
欧拉临界力：
NEX=π2EA/λ2=───────────=713.60KN.
37.342
则有：
N1.0×30×N
───────+───────────────=205.
N
0.929×4.89×1021.15×5.08×103〔1-0.8×───〕
713060
解得荷载设计值为：
N=28.11KN
符合要求.②承重工字钢验算：
计算模型
不考虑工字钢地自重荷载,仅考虑外架传递荷载,简化模型如上图：
仅考虑工字钢地自重荷载,简化模型如下图：
荷载计算
由以上计算可知：
F1=F2=15.46KN
1.2×24.14×9.8
工字钢自重荷载q=───────=0.284KN/m
1000
b.内力计算：
A点是弯矩、剪力最不利用点.
不考虑工字钢自重荷载,考虑外加传递荷载.
MA架=F1×L1+F2×L2=15.46×1.36+15.46×0.3=25.51KNM
QA架=F1+F2=15.46+15.46=30.92KW
仅考虑工字钢自重荷载.
11
MA工=─ql2=─×0.284×1.42=0.278KNm
22
QA工=ql=0.284×1.4=0.40KN
综合考虑.
MA=MA架+MA工=25.51+0.278=25.79KNm
Q=QA架+QA工=30.92+0.4=31.32KN
强度验算.
MA25.79×102
б=──=─────=139.09N/mm2＜[б]m=215N/mm2
WX185.4×103
QA•SX31.32×103×106.5×103
τ=───=─────────=30.75N/mm2＜[б]V=125N/mm2
IXtw1669×104×6.5
满足要求.
d.锚固抗拔筋验算：
由以上计算可知,F1=F2=15.46KN,q=0.284KN/m,则锚固点地抗拔力为：
1.421.52
F1×（1.05+0.3）+F2×0.3+q×──-q×──
22
FB=─────────────────────────=16.88KN
1.5
同时,此抗拔筋按锚固拉环考虑,拉应力不应大于50N/mm2,则抗拔筋截面积为：
FB16.98×103
Ag=───=─────=169.80mm2,符合要求.
2×502×50
采用Φ25钢筋,Ag=490.9mm2＞169.80mm2符合要求.1、编制依据
1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001J84-2001）
1.2《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）
1.3《钢管脚手架扣件》（GB15831）
1.4《冷弯薄型钢结构技术规范》（GBJ18-87）
1.5《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
2、工程简况
******高层住宅商品楼组成,1#房21层,建筑物高度65.10M；2#房30层,建筑物高度96M；3#房25层,建筑物高度75.70M.均为框架剪力墙结构,建筑面积******平方M. 本工程1层-6层采用落地式脚手架,6层以上采用悬挑式脚手架设计. 3、落地式脚手架设计（1-6层）
1.本工程六层以上采用悬挑脚手架搭设,脚手架采用钢管（Ф48×3.5mm）扣件组合连接.脚手架步距1.8m,立杆间距1.2~1.7m,立杆排距1.05m,立杆离墙0.3m. 悬挑梁架采用16#槽钢,外伸出1.35m,内锚固1.8m （槽钢L=3.15m）,锚固筋采用Ф14钢筋,（Ф14钢筋前后二道,Ф14钢筋锚固钢筋与楼板钢筋绑扎连结焊接牢固,混凝土浇筑）,锚固钢筋、槽钢之间
铁板榫紧电焊固定.悬挑梁架挑出前端下部采用Ф100mm钢管斜撑满焊,斜撑另一端与主体结构墙面预埋件焊接（满焊）牢固. 脚手架立杆与16#槽钢采用Ф60钢管套筒满焊在槽钢面上,固定立杆离槽钢满200mm处设置纵向扫地杆,采用直角扣件与立杆扣牢,横向扫地杆也采用直角扣件,固定在紧靠纵向扫地杆下方地立杆上固定.悬挑梁架采用竹笆脚手板满铺,脚手板下部采用密目网满包,防止物料高处坠落伤人. 脚手架附墙杆采用首步拉结,首步附墙杆距水平扫地杆300mm处,附墙杆一端与结构预埋件焊接,另一端与立杆采用直角扣件扣牢,附墙杆必须垂直与墙面,附墙杆与预埋件连接时,主体结构混凝土强度不宜低于15N/mm2,附墙杆间距：
竖向间距为3m,水平间距为5m. 4.搭设立杆地技术措施：
1）外径Ф48mm或Ф51mm地钢管严禁混合使用. 2）相邻立杆地对接扣件交错布置,两个相邻立杆地接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆地相邻接头,在高度方向错开地距离不宜小于500mm,各接头中心至主节点距离不宜大于1/3. 3）开始搭接立杆时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙杆安装稳定后方可根据情况拆除. 4）当搭至有连墙杆地构造时,搭设完该处地立杆,纵向水平杆,横向水平杆后,应立即设置连墙杆,连墙杆宜靠近主节点位置,偏离主节点不应大于300mm,附墙杆间距：
脚手架高度≤50m时,竖向间距3M,水平间距3M；手架高度>50M时,竖向间距2M,水平间距2M. 5）立杆顶端宜高出女儿墙上皮1M,高出檐口上皮1.5M,钢管长度不应小于6M. 5．搭设纵、横向水平杆地技术措施：
1）纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨. 2）在封闭型脚手架中同一步纵向水平杆必须四周交圈,用直角扣件与内、外立杆扣牢固定. 3）纵向水平杆接长采用对接扣件连接,纵向水平杆地对接扣件应交错布置,两相邻纵向水平杆地接头不准设置在同步或同跨内,不同步或不同跨小于纵向距离地1/3. 4）当使用竹笆脚手板时,纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上,并应等间距设置,不应小于33cm. 5）主节点出设置一根横向水平杆.用直角扣件扣牢,严禁拆除.主节点处两个直角扣件地中心距离不应大于150mm,在双排脚手架中,靠墙一端地长度不应大于500mm. 6）当使用竹笆脚手板时,双排脚手架地横向水平杆两端应用直角扣件固定在立杆上. 7）脚手架对接平铺时,接头出必须设置两根横向水平杆,但应将脚手板两端与其可靠固定,作业层脚手架应满铺,铺稳,离墙面不大于120~150mm.。
8）竹笆脚手板应按其主筋,垂直于纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺四角,应用直径1.2mm地镀锌铝丝固定在纵向水平杆上. 6.搭设连墙杆、剪刀撑、横向撑、抛撑安全技术措施：
1）连墙竿应从底部第一步纵向扫地杆上皮距300mm处.开始设置附墙件一端与立杆扣件连接,另一端与结构预埋件焊接并垂直于墙面.连墙杆宜靠近主节点设置,偏离不大于300mm. 2）连墙竿搭设高度≦50M时竖向间距3M,水平间距3M,脚手架高度大于50M,竖向间距2M,水平间距3M,连墙杆采用菱形,方形、矩形布置. 3）连墙杆宜水平放置,当脚手架下部不能连时,可设抛撑,应采用通长杆与脚手架连接,与地面倾角应在45度~60度间.连接点中心到主节点距离不应大于300mm,抛撑应在连墙搭设后方可拆除. 4）双排脚手架应设置剪刀撑和横向斜撑. 5）悬挑脚手架外侧立面、竖向、纵向均设置剪刀撑,从底到高,连续设置. 6）剪刀撑斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交地横向水平杆地伸出端和立杆上.旋转扣件中心线到主节点距离不宜大于150mm. 7）横向斜撑应在同一节间,由底到顶乙字形连续设置. 8）剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向水平杆等同步搭设. 7.扣件安装地安全技术措施：
1）扣件规格必须与钢管外径相同,螺栓拧紧不应小于40N.M且不大于65N.M. 2）在主节点处,固定横向水平杆,纵向水平杆
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