悬挑式脚手架构造实例分析与验算

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摘要：在工程施工中，悬挑式脚手架是很常见并且不可缺少的，它是支撑现浇构件的临时构件， 也是建筑工人高处作业时的操作平台，因此，它直接影响着工程事故的发生与施工人员生命安全，脚手架施工方法与它结构的稳定性验算尤为重要。

关键词：悬挑式脚手架脚手架验算 外力杆

Abstract: in the course of engineering construction, overhung type the scaffold is a very common and essential, it is support cast-in-situ component temporary components, and construction workers homework operation platform height, so it has a direct impact on engineering accident and life safety construction personnel, scaffold construction method and it is particularly important to the structure stability checking.

Keywords: overhung type checking the scaffold pole outside force scaffold

中图分类号：TU731.2文献标识码：A 文章编号：

一、工程背景

本项目建筑面积为30513平方米，地上建筑面积为24260平方米，地下建筑面积6253平方米，本工程地上部分由A区(运功员生活区)和B区(运动员训练区)组成，地下一层为全埋式地下结构，平面呈“L”字形。

二、悬挑式脚手架构造验算

1、搭设方式与主要参数

脚手架用φ48×3.5钢管和扣件搭设成双排架，其横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.8m；脚手架立杆下部支承在用16号工字钢制作的水平悬挑梁上。脚手架搭设高度共10步，计18m高；里立杆离墙面0.4m；每2步设一个竹笆板；

施工作业层按2层计，每层活荷载为3KN/m2，作业层设栏杆和挡脚板；脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工；剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置；其他搭设要求遵照JGJ130-2001执行。[1]

2、荷载取值与组合

脚手架结构自重(包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件):

查(JGJ130-2001)规范(以下简称规范)表A-1得：

NG1K=18×0.1248=2.2464 KN

构配件自重、外立杆、竹笆板，按2步设一层计，共5层，单位荷重按0.10KN/m2计：

NG2K-1=(5×1.05×1.5×0.10)/2=0.3938KN

栏杆、挡脚板(挡脚板按三层计)查表4.2.1-2

NG2K-2=3×0.14×1.5+2×2×1.5×0.0384+2×2×0.0132=0.9132KN

安全网：NG2K-3=18×1.5×0.01=0.27KN

合计：NG2K=0.3938+0.9132+0.27=1.577KN

内立杆、竹笆板：NG2K-1=5×1.05×1.5×0.10/2+0.3×1.5×2×0.10=0.4838KN纵向横杆(搁置悬挑部分的竹笆板用)

NG2K-2=2×2×1.5×0.0384+2×2×0.0132=0.2832KN

合计：NG2K=0.4838+0.2832=0.7670KN

施工荷载：

外立杆NQK=2×1.5×1.05×3/2=4.725KN

里立杆NQK=4.725+0.3×1.5×2×3=7.425KN

垂直荷载组合：

外立杆

N1=1.2×(2.2462+1.577)+1.4×4.725=11.2031KN

里立杆

N2=1.2×(2.2464+0.767)+1.4×7.425=14.0111KN

水平悬挑梁设计

最大弯距：

m=11.2028×1.45+14.0111×0.4+0.205×1.2×1.552/2=22.144KNm

选用16号I字钢：

WX=140.9cm3 ，I=1127cm4 自重q=0.205KN/m

根据钢结构设计规范(GBJ17-88)的规定，轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。本悬臂梁跨长1.45m折算成简支梁，其跨度为2×1.45m，查附表1.3用插入法求得Φb=1.37>0.6,改查附表1.2，得Φ`=0.8514。[2]

则悬挑梁弯曲应力为：

f=22.144×106/(0.8514×140.9×103)=184.59N/mm2

挠度Δ＝N1l3/3EI＋N2a2(3l－a)/6EI

＝(11202.8×14503)/(3×2.06×105×1127×104)

＋(14011.1×4002)(3×1450－400)/(6×2.06

×105×1127×104)

＝4.904＋0.636＝5.54mm

16号I字钢后部锚固钢筋设计

N3=22.144/1.4=15.817KN

锚筋选用φ16圆钢,吊环拉力(设计值)为:

σ=15.817×103/(2×0.785×162)=39.35N/mm2

小于吊环控制应力50N/mm2。安全。

结论：当挑梁用16号I字钢，可不必设置拉索，也不必下部设撑杆，其强度与挠度均满足规范要求。

4、连墙件设计

按照常规的做法连墙件二端分别用一个扣件与立杆和墙体埋件连接，按照规范公式进行多次试算，一个扣件所传递轴向力设计值均大于一个直角扣件、旋转扣件的抗滑承载力设计值8KN，故决定采用2个扣件进行连接，即连墙杆一侧分别与里、外立杆同时连接，另一侧在建筑物的内、外墙面各加两只直角扣件扣紧，或者在建筑物上预埋钢板，在预埋钢板上焊上一短钢管，通过两只旋转扣件与连墙件连接；这样，连墙件所能传递的轴向力设计值可达2×8=16KN。

脚手架高度在50m以下，采用两只扣件连接时，连墙件按3步3跨设置，连墙件的轴向力设计值按公式计算为：

W50=1.4×0.7×0.30×(1.3×0.5445)×1.67×(5.4×4.5)+5=13.45KN < 16KN,安全

脚手架高度在51-100m并同时用两只扣件连接时，连接件按3步2跨设置,连墙件的轴向力设计值为:

W100=1.4×0.7×0.30×(1.3×0.5445)×2.09×5.4×3.0+5

=12.05KN

脚手架高度在101-140m连墙件仍按3步2跨设置：

W150=1.4×0.7×0.30×(1.3×0.5445)×2.2176×5.4×3.0+5

=12.48KN

5、悬挑式双排脚手架施工

我单位拟在第2层、第8层设置悬挑工字钢，工字钢间距2000mm，双排脚手架立杆落在工字钢上，悬挑工字钢采用16号工字钢，工字钢顶端用钢丝绳斜拉在上层结构上，另一端与预埋于楼层面的埋件焊接牢固。

三、小结：

本文通过实例对悬挑式脚手架进行验算分析，对悬挑式脚手架的性能有一定的了解，对后期人员的安全性能检测以及施工有一定程度上的参考。

参考文献

[1] 中华人民共和国建设部 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130－2001） 北京

[2] 中华人民共和国建设部《钢结构设计规范》(GBJ17-88) 北京

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。