悬挑式外脚手架专项施工方案的探讨

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【摘 要】高层建筑工地外脚手架安全事故时有发生，主要原因之一是外脚手架的搭设没有按照专项施工方案进行，实际搭设不按专项施工方案，尤其是悬挑梁的设计计算。本文以一工程为例加以探讨。

【关键词】悬挑式；外脚手架；方案

Cantilevered scaffold special construction program of

Ni Guang-da

(On Yuhong Shun Building Decoration Co., Ltd. Shangyu Zhejiang 312300)

【Abstract】High-rise construction site scaffolding safety incidents happen, one of the main reasons is the erection of the scaffold is not in accordance with the special construction program, the actual erection without special construction program, especially in the cantilever beam design calculations. In this paper, a project as an example to be explored.

【Key words】Cantilever type;External scaffolding;Program

1. 工程概况

某住宅楼工程东近已建住宅区、南临古河填筑后的多层建筑，30 m外为某运河，西边30 mm为河道，北临县级公路；建筑面积为140431.6m2，其中住房97329.34m2，高层（11～17层）15幢；工程总概算约5亿元。合同工期为600日历天。高层部分外脚手架采用悬挑架式外架施工。悬挑架高度每档17.8m。

2. 外架的受力分析与计算

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体200mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 1300mm；水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面抵抗矩W = 141.00cm3，截面积A = 26.10cm2。受脚手架集中荷载 P=10.30KN；水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25KN/m；

图1 悬挑脚手架示意图

图2 悬挑脚手架计算简图

得：

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

R1=10.977KN，R2=10.703KN，R3=-0.338KN；

最大弯矩 Mmax=1.095KN.m；

抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=1.095×106/(1.05×141000.0)+2.854×1000/2610.0=8.489N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2，满足要求!

图3 悬挑脚手架支撑梁剪力图(KN)

3. 悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16号工字钢，计算公式如下：

σ=MbWx［f］

其中b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到：

b=2.00

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值 b'=1.07-0.282/ b=0.929

得：σ=1.10×106/(0.929×141000.00)=8.36N/mm2；

σ

4. 拉杆受力计算

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按下式计算：

RAH=∑ni=1RUicosi

其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力 ： RCi=RUisin i

得由左至右各钢绳拉力分别为：

RU1=11.342KN

5. 拉杆的强度计算

拉绳或拉杆的轴力RU均取最大值进行计算， RU=11.342KN

5.1 拉绳的强度计算：

钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

［Fg］=αFsK

其中［Fg］—— 钢丝绳的容许拉力(KN)；

Fg ——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(KN)；

α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；

K ——钢丝绳使用安全系数，取10.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于10.000×11.342/0.850=133.440KN。

选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径17.0mm。

5.2 钢丝拉绳的吊环强度计算：

钢丝拉绳的轴力RU取最大值进行计算也作为吊环的拉力N，为：

N=RU=11.342KN

钢丝拉绳的吊环强度计算按公式：

σ=NA［f］

其中［f］ 为吊环抗拉强度，取［f］ = 50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；

所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=［11342×4/(3.1416×50×2)］1/2=13mm

6. 锚固段与楼板连接的计算

6.1 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=10.703KN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式：

σ=NA［f］

其中［f］为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8［f］ = 50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=［10703×4/(3.1416×50×2)］1/2=12mm；

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

6.2 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

hNπd［fb］

其中 N ——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 10.70KN；

d ——楼板螺栓的直径，d = 20mm；

［fb］ ——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h ——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于10703.24/(3.1416×20×1.5)=113.6mm。

6.3 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

采用混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式：

N（b2-πd24）fcc

其中 N ——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 10.70KN；

d ——楼板螺栓的直径，d = 20mm；

b ——楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

fcc ——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取 0.95fc=13.59N/mm2；

得到公式右边等于131.6KN；楼板混凝土局部承压计算满足要求。

感谢冯葆蔚老师对本文的指导。

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［文章编号］1619-2737（2012）07-12-692