论文部分内容阅读
摘要：悬挑多排外脚手架是在悬挑工字钢上站立多排钢管搭设外脚手架，广泛应用于结构外形倾斜或外伸长度较大的球形框架、框剪结构的建筑物。本文将从材料选用、技术方案设计以及施工技术措施等方面，浅谈如何提高悬挑多排外脚手架的安全稳定。
关键词：悬挑多排外脚手架安全稳定
Abstract: the cantilever scaffold is more exclusive range in overhung standing outside the scaffold built multiple rows of steel tube, widely used in structure shape tilted or length of the larger spherical out framework, frame shear structure buildings. This paper from the selection of raw materials and technology design and construction technical measures, etc, showing how to improve the cantilever scaffold more secure and stable exclusive.
Keywords: cantilever scaffold outside the safety and stability of the arrangement
中图分类号： TU731.2文献标识码：A文章编号：
悬挑式脚手架因其具备就地取材、搭设方便、安全可靠、成本节约等诸多优点，目前在建筑施工过程中广泛使用。随着建筑高度的不断增加，以及建筑造型美观的不断拓展，建筑体型越来越新颖别致，使得现代建筑结构也越来越复杂，施工外脚手架操作平台的搭设难度也越来越大。传统的落地式外脚手架虽然可以搭设多排，满足复杂悬挑结构的要求，但是占地面积大，搭设高度有限，对地基承载力要求高，并且影响地下室的后续施工。悬挑双排脚手架虽能解决上述问题，但只适合外形规整的建筑物。故此，解决复杂悬挑结构层外脚手架的搭设问题就成为本课题的研究内容。
1 技术特征及材料选用
1.1 技术特征
悬挑多排外脚手架广泛应用于结构外形倾斜或外伸长度较大的球形框架、框剪结构的建筑物。在原悬挑双排脚手架的基础上增加为多排，满足了各结构层悬挑构件的安全防护要求。搭设方式灵活，可应用于各种不同悬挑构件的搭设。
2、材料选用
18号工字钢、Φ48×3.5钢管、扣件、钢架排、密目网、平网、钢丝绳。
2 搭设技术方案
2.1 具体内容
悬挑多排脚手架应用技术是在水平悬挑工字钢上站立多排钢管，搭设外脚手架，同时考虑外架在悬挑结构上的荷载及悬挑结构的承载能力，通过荷载分析与计算，以保证悬挑结构在外架的作用下保持安全稳定。
2.2悬挑多排外脚手架的方案设计
悬挑式钢管脚手架采用18号工字钢作为水平悬挑梁，外挑长度根据具体情况而定，伸入楼面板端距外墙边尺寸大于外挑长度，固定工字钢使用楼板面上的2Φ16的预埋螺栓。待搭设第二层悬挑架之前，要进行工字钢柔性卸荷，采用18号钢丝绳，一端固定在工字钢挑出末端，另一端固定在下一层梁上预埋的Φ25U型拉环上。
脚手架钢管选用Φ48×3.5，立杆纵向间距为1.5米，横向间距为0.8米，内立杆距墙面0.20米，大横杆上下间距为1.80米。连墙件用Φ48×3.5钢管与结构预埋件（Φ48×3.5钢管）刚性连接，横向距离为4.5米（三跨），竖向距离为楼层层高，外挑脚手架采用三层一悬挑，同一位置设置两道连墙件。
2.3悬挑多排外脚手架的计算
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。分为以下几个步骤来验算悬挑脚手架的安全性。
1）大横杆（纵向水平杆）的计算
按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。依据大横杆上面的钢架板和活荷载作为均布荷载值计算大横杆的最大弯矩和变形。分为三步计算为：荷载计算—强度计算—挠度计算。满足强度不小于205N/mm2，最大挠度小于L/150或者10mm中较小值。
2）小横杆（横向水平杆）的计算
按照简支梁进行强度和挠度计算。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。也分为三步计算为：荷载计算—强度计算—挠度计算。也需要满足强度不小于205N/mm2，最大挠度小于L/150或者10mm中较小值。
3）扣件抗滑力的计算
横向或纵向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力需要满足：单扣件抗滑力不大于8KN，双扣件抗滑力不大于12KN。
4）脚手架荷载标准值的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载包括三部分，即每米外架承受的结构自重标准值、钢架排的自重标准值、栏杆与挡脚板自重标准值、吊挂的安全设施荷载标准值，包括安全网自重。
5）立杆稳定性的计算
分为不组合风荷载和组合风荷载两种情况。在进行立杆稳定性计算时，忽略施工荷载的偏心作用，内外立杆按照施工荷载平均分配计算。
6）连墙件的计算
连墙件的强度稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ8）、《钢结构设计规范》（GBJ17）、《混凝土结构设计规范》（GBJ10）等的规定计算。计算出连墙件的轴向力计算值，与连墙件的轴向力设计值进行比较，计算值小于设计值时满足要求，一般采用双扣件刚性连接。
7）水平悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
8）悬臂梁整体稳定性的计算。由于，该项计算过程与悬挑双排脚手架计算过程相似，在此不再赘述。
9）锚固段与楼板连接的计算
按照水平悬挑梁与楼板压点的连接方式不同，分为拉环连接，螺栓连接，分别计算出拉环强度或者螺栓锚固深度。将计算值与设计值进行对比分析。
3 解决关键技术问题的措施
根据现场调查和理论分析，悬挑多排脚手架施工技术的关键技术在于支承結构体系的安全稳定性。我们通过大量的理论设计及实验分析，制定出如下措施：
1）操作层混凝土浇筑完成，混凝土强度达到70%后开始摆放工字钢，以免影响锚固铁件和混凝土强度。工字钢外挑长度为结构件的外挑长度加多排脚手架的宽度再加外架内立杆距建筑物的距离。
2）施工到下一层时，要进行钢丝绳柔性卸荷，采用钢丝绳拉紧工字钢悬挑端，用倒链预拉紧，使工字钢在同一受力平面。确保钢丝绳无延伸受力，以免架体变形过大，影响混凝土构件质量。钢丝绳端部用绳卡卡紧。
3）为解决悬挑工字钢在转角处因风压的突变引起的安全失稳，必要时可在悬挑架下一层加设斜撑，以增强悬挑工字钢的承载支撑能力。
4 结尾
悬挑多排脚手架应用技术是通过保证施工作业的连续性，顺利实现了工期控制目标，具有广泛的推广应用价值。同时，随着社会不断进步，城市化建设不断加快，同时对市容市貌要求也越来越高，搞好施工脚手架安全文明施工管理也越来越受到各施工企业、行业主管部门的重视。
5 参考文献
[1] 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）[S]，北京：中国建筑工业出版社
[2] 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）[S]，北京：中国建筑工业出版社2003，33（25）：483-490.
[3] 吕怡芳，施金宝，葛伟。《浅谈悬挑脚手架专项方案编制的几个问题》[J].建筑安全.2008.23（6）
关键词：悬挑多排外脚手架安全稳定
Abstract: the cantilever scaffold is more exclusive range in overhung standing outside the scaffold built multiple rows of steel tube, widely used in structure shape tilted or length of the larger spherical out framework, frame shear structure buildings. This paper from the selection of raw materials and technology design and construction technical measures, etc, showing how to improve the cantilever scaffold more secure and stable exclusive.
Keywords: cantilever scaffold outside the safety and stability of the arrangement
中图分类号： TU731.2文献标识码：A文章编号：
悬挑式脚手架因其具备就地取材、搭设方便、安全可靠、成本节约等诸多优点，目前在建筑施工过程中广泛使用。随着建筑高度的不断增加，以及建筑造型美观的不断拓展，建筑体型越来越新颖别致，使得现代建筑结构也越来越复杂，施工外脚手架操作平台的搭设难度也越来越大。传统的落地式外脚手架虽然可以搭设多排，满足复杂悬挑结构的要求，但是占地面积大，搭设高度有限，对地基承载力要求高，并且影响地下室的后续施工。悬挑双排脚手架虽能解决上述问题，但只适合外形规整的建筑物。故此，解决复杂悬挑结构层外脚手架的搭设问题就成为本课题的研究内容。
1 技术特征及材料选用
1.1 技术特征
悬挑多排外脚手架广泛应用于结构外形倾斜或外伸长度较大的球形框架、框剪结构的建筑物。在原悬挑双排脚手架的基础上增加为多排，满足了各结构层悬挑构件的安全防护要求。搭设方式灵活，可应用于各种不同悬挑构件的搭设。
2、材料选用
18号工字钢、Φ48×3.5钢管、扣件、钢架排、密目网、平网、钢丝绳。
2 搭设技术方案
2.1 具体内容
悬挑多排脚手架应用技术是在水平悬挑工字钢上站立多排钢管，搭设外脚手架，同时考虑外架在悬挑结构上的荷载及悬挑结构的承载能力，通过荷载分析与计算，以保证悬挑结构在外架的作用下保持安全稳定。
2.2悬挑多排外脚手架的方案设计
悬挑式钢管脚手架采用18号工字钢作为水平悬挑梁，外挑长度根据具体情况而定，伸入楼面板端距外墙边尺寸大于外挑长度，固定工字钢使用楼板面上的2Φ16的预埋螺栓。待搭设第二层悬挑架之前，要进行工字钢柔性卸荷，采用18号钢丝绳，一端固定在工字钢挑出末端，另一端固定在下一层梁上预埋的Φ25U型拉环上。
脚手架钢管选用Φ48×3.5，立杆纵向间距为1.5米，横向间距为0.8米，内立杆距墙面0.20米，大横杆上下间距为1.80米。连墙件用Φ48×3.5钢管与结构预埋件（Φ48×3.5钢管）刚性连接，横向距离为4.5米（三跨），竖向距离为楼层层高，外挑脚手架采用三层一悬挑，同一位置设置两道连墙件。
2.3悬挑多排外脚手架的计算
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。分为以下几个步骤来验算悬挑脚手架的安全性。
1）大横杆（纵向水平杆）的计算
按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。依据大横杆上面的钢架板和活荷载作为均布荷载值计算大横杆的最大弯矩和变形。分为三步计算为：荷载计算—强度计算—挠度计算。满足强度不小于205N/mm2，最大挠度小于L/150或者10mm中较小值。
2）小横杆（横向水平杆）的计算
按照简支梁进行强度和挠度计算。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。也分为三步计算为：荷载计算—强度计算—挠度计算。也需要满足强度不小于205N/mm2，最大挠度小于L/150或者10mm中较小值。
3）扣件抗滑力的计算
横向或纵向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力需要满足：单扣件抗滑力不大于8KN，双扣件抗滑力不大于12KN。
4）脚手架荷载标准值的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载包括三部分，即每米外架承受的结构自重标准值、钢架排的自重标准值、栏杆与挡脚板自重标准值、吊挂的安全设施荷载标准值，包括安全网自重。
5）立杆稳定性的计算
分为不组合风荷载和组合风荷载两种情况。在进行立杆稳定性计算时，忽略施工荷载的偏心作用，内外立杆按照施工荷载平均分配计算。
6）连墙件的计算
连墙件的强度稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ8）、《钢结构设计规范》（GBJ17）、《混凝土结构设计规范》（GBJ10）等的规定计算。计算出连墙件的轴向力计算值，与连墙件的轴向力设计值进行比较，计算值小于设计值时满足要求，一般采用双扣件刚性连接。
7）水平悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
8）悬臂梁整体稳定性的计算。由于，该项计算过程与悬挑双排脚手架计算过程相似，在此不再赘述。
9）锚固段与楼板连接的计算
按照水平悬挑梁与楼板压点的连接方式不同，分为拉环连接，螺栓连接，分别计算出拉环强度或者螺栓锚固深度。将计算值与设计值进行对比分析。
3 解决关键技术问题的措施
根据现场调查和理论分析，悬挑多排脚手架施工技术的关键技术在于支承結构体系的安全稳定性。我们通过大量的理论设计及实验分析，制定出如下措施：
1）操作层混凝土浇筑完成，混凝土强度达到70%后开始摆放工字钢，以免影响锚固铁件和混凝土强度。工字钢外挑长度为结构件的外挑长度加多排脚手架的宽度再加外架内立杆距建筑物的距离。
2）施工到下一层时，要进行钢丝绳柔性卸荷，采用钢丝绳拉紧工字钢悬挑端，用倒链预拉紧，使工字钢在同一受力平面。确保钢丝绳无延伸受力，以免架体变形过大，影响混凝土构件质量。钢丝绳端部用绳卡卡紧。
3）为解决悬挑工字钢在转角处因风压的突变引起的安全失稳，必要时可在悬挑架下一层加设斜撑，以增强悬挑工字钢的承载支撑能力。
4 结尾
悬挑多排脚手架应用技术是通过保证施工作业的连续性，顺利实现了工期控制目标，具有广泛的推广应用价值。同时，随着社会不断进步，城市化建设不断加快，同时对市容市貌要求也越来越高，搞好施工脚手架安全文明施工管理也越来越受到各施工企业、行业主管部门的重视。
5 参考文献
[1] 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）[S]，北京：中国建筑工业出版社
[2] 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）[S]，北京：中国建筑工业出版社2003，33（25）：483-490.
[3] 吕怡芳，施金宝，葛伟。《浅谈悬挑脚手架专项方案编制的几个问题》[J].建筑安全.2008.23（6）