型钢悬挑脚手架在高层建筑中的运用

第３２卷第１２期　２００５年１２月　

建筑技术开发　

ＢｕＲｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｖｏ１．３２－Ｎｏ．１２　

Ｄｅｃ．２００５　

型钢悬挑脚手架在高层建筑中的运用　袁建勇　（江苏邗建集团有限公司，扬州２２５００９）　

［摘要］在高层建筑施工中，合理使用型钢悬挑脚手架，经过严密的设计计算和建立完善的管理体系，能完全满足施　工需要和安全要求，且经济实用、操作方便，能够取得良好的经济效益和社会效益。　［关键词］　型钢悬挑脚手架；荷载计算；合理维护　［中圈分类号］ＴＵ７５５．２　２　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２００５）１２·００９４·０３　

１概述　随着国民经济的高速发展，高层、超高层建筑越来越多　的出现在我们的城市之中，它们以高挑的身材、美观的外貌，　为城市的天际线增加了亮丽的色彩，与此相匹配的高层建筑　施工脚手架技术也得到了飞速的发展，如整体提升脚手架、　分段爬升脚手架和型钢悬挑脚手架等。近年来我单位也承　接了不少高层建筑，通过这几年在高层建筑施工实践中使用　脚手架的情况，从经济实用、安全可靠、操作方便等多方面考　虑，优先大力推广应用了型钢悬挑脚手架。下面就将我们在　扬州市国税局业务办公楼工程和南京市广州路干河沿Ｂ片　（Ｂ、Ｃ栋）工程中使用型钢悬挑脚手架的情况作一个总结。　扬州市国税局业务办公楼工程总建筑面积２５　４８６　ｍ０，　其中地下一层建筑面积３　５９５　ｍ２，地上塔楼１９层，裙楼３　层，主楼总高度７５．９　ｍ。　南京市广州路干河沿Ｂ片（Ｂ、Ｃ栋）工程总建筑面积　３５　５００　ｍ。，其中地下室建筑面积３　９００　ｍ。。Ｂ幢为商业办公　楼，２２　０００　ｍ。（２２层），结构总高度８５　ｍ；Ｃ幢为住宅楼，１３　５００　ｍ０（１８层），结构总高度６２．１ｍ。　２材料要求　ａ）型钢钢梁：型钢钢梁可以采用工字钢或槽钢（本文以　工字钢为例），如采用槽钢则需要在支撑立竿处加焊附加钢　板，防止立竿处受压变形。材质应符合《碳素结构钢》ＧＢ／　Ｔ７００中的Ｑ２３５Ａ钢的技术要求。　ｂ）脚手架的立杆，大横杆、小横杆、剪刀撑采用中４８　ｍｍ，　壁厚３．５　ｍｍ钢管，大横杆、立杆及斜杆的钢管长度在４—　６．５　ｍ范围，小横杆１．５　ｍ，所用钢管材质，应符合（碳素结构　钢）ＧＢ／Ｔ７００中的Ｑ２３５Ａ钢的技术要求，弯曲、变形、锈蚀的　钢管或已被打过孔的钢管不得使用。　ｃ）钢梁钢丝绳固定吊环选用忆０的圆钢制作，钢材要求　有出厂质量证明书。　收稿日期：２００５—０９—１０　作者简介：袁建勇（１９７４．），男。江苏省扬州市人，毕业于扬州大学，大　专学历，工程师，现在江苏邗建集团有限公司质量技术部　从事质量技术管理工作。　ｄ）扣件：其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》　（ＧＢ１５８３１）的规定，扣件在螺栓拧紧扭力矩达６５　Ｎ·ｍ时，不　得发生破坏。　ｅ）脚手板采用竹笆片，竹笆片搁置在加设小横杆上的纵　向钢管上，竹笆片用１２号铁丝扎牢。　ｆ）安全网按市安全部门有关规定，采用密目式防火阻燃　安全网。　ｇ）连墙件的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》　（ＧＢ／Ｔ７００）中的Ｑ２３５Ａ钢的规定；其中钢丝绳（吊索），选用　６×１９￣１７光面钢丝绳，破断拉力（１８　４００　ｋｇ。断股、锈蚀严　重的钢丝绳不得使用。花篮螺丝选用ＯＯ型３．０，允许荷载　≥３０　ｋＮ。　３悬挑脚手架的构造要求　主体结构从五层楼面层开始设置型钢悬挑梁，向上搭设　脚手架，五层以下按普通钢管脚手搭设，具体构造说明如下：　ａ）型钢悬挑梁：型钢悬挑梁每根３．０　ｍ，伸出结构外边１．５　ｍ，在楼面上预埋两排四根螺栓，用以固定挑梁后端。在设置钢　管立竿的位置焊上钢管垫脚，用以固定立竿位置。在悬挂钢丝　绳的地方加焊固定环，以防钢丝绳滑动。如图１所示。　

图１型钢悬挑梁示意　ｌ一结构边梁；２一楼面；３一固定螺检；４一钢丝绳；　５一钢管垫脚；６一钢丝绳固定环Ｉ７一型钢悬挑梁　

ｂ）立杆：纵向间距１　５００　ｍｍ，横向间距１　０００　ｍｍ，考虑　外装饰施工所需的空间，内排立杆与建筑物净距为５００　ｍｍ，　立杆的接头应错开５Ｏ％，立杆垂直偏差不大于８　ｍｍ。相应　的在每排立竿下设置一根型钢作为支撑。　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷　袁建勇：型钢悬挑脚手架在高层建筑中的运用　第１２期　ｃ）大横杆：步距为１．８　ｍ，上下横杆的接头位置应错开，　同一水平面的内外大横杆接头应错开一跨间大横杆架设在　立杆内侧，大横杆水平偏差控制在２　ｃｍ之内。　ｄ）小横杆：应垂直大横杆之下，用扣件与立杆紧固，小横　杆伸出大横杆之外，不应小于１０　ｃｍ。　ｅ）剪刀撑与横向斜撑：在建筑物外侧立面整个长度和高　度上连续设置，斜杆与地面的倾斜角在４５—６０。度之间，每组　剪刀撑必须上下结点对齐斜杆接头搭接长度不得小于　１００　ｃｍ。接头应交错排列，不得设置在一个平面内。　４脚手架体系受力验算　４．１荷栽计算　ａ）静载：沿纵向截取１．５　ｍ长，竖向３０　ｍ高的一段外脚　手架为计算单元。　１）取值依据：　钢管：３８．４　Ｎ／ｍ；扣件：１５　Ｎ／只；钢笆片：１２５　Ｎ／ｍ　；　七夹板：１２０　Ｎ／ｍ　；安全网：５　Ｎ／ｍ　。　２）荷载计算：　经计算，内立竿静载为７　８６８．１　Ｎ，外立竿静载为　８　６９２．２　Ｎ。　ｂ）活载　施工活荷载取２　０００　Ｎ／ｍ，按三步架同时施工的装修架　计算（图２）。　２　０００　ｘＩ．５　ｘ　３　ｌ１　．　１　ｌ　ｌＩ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌｌ　Ｂ　Ｊ　ＬＤ　ｌ　５００　１　０００　图２装修架计算简图　由∑肘（Ｄ）＝０可得：ｑｌ；由∑肘（Ａ）＝０可得：口２　ｃ）则可得静载和活载乘上相应的系数组合后的总荷载：　外立杆：Ｐｌ；内立杆：Ｐ２。　４．２抗弯强度计算（图３）　当不考虑设置钢丝绳时，型钢为纯悬挑梁，此时可将支　座看作固定端，支座处弯矩最大。　固定　Ｊ，　Ｊ　Ｉ　Ｉ　图３抗弯强度计算简图　由　０＝肘０ｍａｘ／（ｒｏ　ＣＯ　）　计算可得　＞［ｆ］＝２１５　Ｎ／ｒａｍ　所以此时型钢抗弯强度不够，必须设钢丝绳拉结。　４．３型钢悬挑体系的构件验算（圈４、圈５）　钢梁型号拟选Ｉ１２．６，各项技术参数分别如下：　ｈ＝１２６　ｍｌＩｌ；ｂ＝７４　ｍｍ　ｔ＝５　ｍｍ；ｔ　＝８．４　ｍｍ；Ａ＝　１　８１０　ｍｍ　；，ｘ＝４８８　ｃｍ　；ｃｏ　＝７７．５　ｃｌｎ。；　ｘ＝５．２０　ｃｍ；，　＝　４６．９　ｃｍ　；∞　＝１２．６８　ｃｍ　；ｉ　＝１．６１　ｃｍ。　ａ）内力分析　Ｊｓ　Ｊｓ２分别为斜拉钢丝绳内力　ＰＢ为工字钢的支座反力　日为一个楼层高度，取ｈ＝４．５　ｍ进行内力分析。　

…ｒｃｔｇ（４．５）＝７１．６。　＝ａｒｃｔｇ（籀）　

图４型钢型号　尺寸示意　图５型钢悬挑体系　的内力分析　

由∑肘（Ｄ）＝０　可得Ｊｓ１　百－　ｒ　１＝１６－０２（ｋＮ）　由∑肘（Ａ）＝０　可得Ｊｓ２＝　＝２３．７４（ｋＮ）　由∑　＝０　可得Ｐ日＝１６．０２　Ｘ　ｃｏｓ７１．６。＋２３．７４　Ｘ　ｃｏｓ８３．７。＝７．６７（ｋＮ）　钢梁为轴心受压构件，轴心力为ＰＢ。　ｂ）截面强度验算：　ＰＢ卫寻鲁　＝．（Ｎｍ２／＂Ｂ　４　２４　Ｎ／ｉｎｍ）＜ｂ）截面强度验算：—　：　｛　＝　．　）＜　

Ｉｆ］＝２１５　Ｎ／ｒａｍ　，满足要求　ｃ）整体稳定性验算　

丝　：５７７＜［　］：２００ｉ　５　２　，　一　一　一　‘　、Ｌ＾Ｊ—　

：：　：１８６＜［　］：２００ｉ　１　６１　＾ｙ一　一　‘Ｌ　Ｊ二　

因为　＞　故只对ｙ—ｙ轴进行验算，查表得：　＝　０．２１２　Ｎ－２０．０１（Ｎ／ｍｍ２）＜［，］－２１５　Ｎ／ｒａｍ２　

故安全　ｄ）钢丝绳强度验算　拟选用６　Ｘ　１９￣１７光面钢丝绳，破断拉力ＰＢ＝１８４　ｋＮ。　钢丝绳允许拉力：Ｊｓ＝０．８５　Ｘ　１８４　Ｘ　１０＝１５６．４　ｋＮ　安全系数：　＝妾＝　＝６．５９＞６．０，故安全　ｅ）花篮螺丝强度验算　花篮螺丝选用Ｏ０型，螺旋扣号码为３．０，许用荷载：　厂＝３０　ｋＮ＞Ｓ２＝２４．０　ｋＮ，故安全　ｆ）钢丝绳悬挂吊环验算　吊环用忆５圆钢冷弯而成，将其预埋在上一层边梁混凝　土中，保证足够的锚固长度，并使锚固钢筋勾住边梁主筋，从　而使吊环牢固的预埋在混凝土中。　吊环受剪力：　

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第１２期　袁建勇：型钢悬挑脚手架在高层建筑中的运用　第３２卷　Ｎｖ＝Ｓ１＋５２＝１６．０２＋２３．７４＝３９．７６（ｋＮ）　经计算ｒ＝　Ｎｖ８１．０４＜［ｒ］＝１２５　Ｎ／ｍｍ　故安全　５说明　由于本文基于３０　ｍ高脚手架为一个计算单元进行设计　计算的，故当所需外脚手总高度超过３０　ｍ时，则需要在此之　上再设置一道型钢悬挑梁体系。　６脚手架使用与维护　ａ）成立项目安全领导小组，建立完善的项目安全管理体　系，专人负责脚手架的日常检查和维护。　ｂ）脚手架使用中必须定期检查，如杆件的设置和连接，底座　是否松动，立杆是否悬空，扣件螺栓、花篮螺丝等处是否松动等。　ｃ）施工材料应随用随运，脚手架上不得堆放过多的施工　材料。　ｄ）施工过程中，应有专人负责经常检查脚手架，如发现　连接部件有松动、位移及立杆落空吊脚现象时，应及时采取　加固措施。　ｅ）脚手架在使用过程中，不得将模板支架、缆风绳、泵送　混凝土和砂浆的输送管等会产生较大荷载的构件固定在脚　手架上，严禁悬挂起重设备，严禁拆除中心节点处的纵向、横　向水平杆，纵横向扫地杆和连墙件。　７结语　在高层建筑施工中，合理使用型钢悬挑脚手架，经过严　密的设计计算和建立完善的管理体系，能完全满足施工需要　和安全要求，且经济实用、操作方便，能够取得良好的经济效　益和社会效益。　

（上接原６９页）　台面，但一方面本工程单桩承载力特征值小于１　０００　ｋＮ，一　方面考虑到架空地面的作用，底部受力钢筋未弯起。整个刚　架外边挂轻质混凝土墙板，为此在基础设计时周圈设置了采　用２４０　ｍｍ普通砖的条形基础。在卸货平台一侧，该２４０　ｍｍ　砖同时作为挡土墙，计算时按２种模型考虑，即不考虑架空　地板的拉接，按一端固定一端自由同时不考虑地面堆载计算　和考虑架空地板的拉接作用；按一端固定一端绞接但同时考　虑地面堆载计算。分析表明，只有ＭＵ１０、Ｍ１０的３７０　ｍｍ　砖时才能满足抗拉和抗剪要求，所以设计时准备在卸货平台　靠近架空地板的一侧从－ｔ－Ｏ．００下７００　ｍｍ起由２４０　ｍｍ砖　变为３７０　ｍｍ砖，最终由于业主的要求改为轻质混凝土砌块。　为防地下水的侵蚀，承台梁侧面及上部－ｔ－Ｏ．００以下柱主筋　保护层取为３５　ｍｍ。　基础短柱设计时考虑混凝土规范，配筋遵守了抗震规范　的要求，即按三级抗震要求选择箍筋间距，满足三级抗震时　纵筋最小配筋率的要求。同时短柱设计时留出抗剪键槽。　由于此门式刚架主体钢构采用桁架式柱间支撑系统，与　屋面水平支撑系统相连钢柱采用十字柱，十字柱在主刚架方　向绞接，另一方向刚接。整体基础设计时均计及这些因素的　影响，特别是计算桩顶荷载以确定桩数时。若是采用独立基　础，则应按双向受力考虑，同时由于剪力作用于钢柱底，不应　按一般情况下作用于承台顶面考虑。　本基础设计按规范的要求未计算沉降，当采用独立基础　时应尽量使得基底最大应力和最大基底净反力相等以减小　差异沉降。　３．２上海临港物流因　经综合分析考虑，主体刚架与夹层之间完全脱开但基础　连在一起，主体刚架、防火墙下采用常规桩基础、独立承台，　桩采用预制方桩２５０　ｍｍ×２５０　ｍｍ（Ｃ３０、４１８），桩长８　ｍ，桩　端持力层为③一２层，单桩承载力设计值为２７０　ｋＮ。地坪采　用地坪桩，桩长９　ｍ，单桩承载力设计值为３００　ｋＮ。每栋总　桩数达４　５００多根。试桩经协商定为９根，动测定为２Ｏ根。　明浜、暗浜处理方法：将浜内淤泥质土清除干净，采用素　土每３００　ｍｍ一层分层碾压回填至室外地坪标高，碾压设备　可采用１８ｔ振动压路机。　９６　室内地坪处理方法：将房屋下方自然地坪土采用１８Ｔ　振动压路机来回碾压５～８遍后采用素填土每３００　ｍｍ一层　分层碾压回填至一Ｏ．３５　ｍ。　室内地坪表面做法：在压实土表面铺１００　ｍｍ厚砂石垫层，　碾压压实后再现浇２００　ｍｍ厚钢筋混凝土板，板顶标高　Ｏ．０５　ｍ，板内双层双向设置４１２＠２００钢筋网，现浇时须分格。　地基土处理时，对含水量＞２５％的填土应加生石灰搅　拌。土体碾压时周转库周边可先挖２　ｍ深沟再碾压以防生　成橡皮土。　由于采用打桩方案，所填土实质上已经成为土模，考虑　到上海地区对２．４　ｍｍ×２．５　ｍ网格打桩能进行施工，实际　施工中未强求施工方填土。　４结论　由于门式刚架面积一般均较大，所以应综合规范要求与　经济性指标设计。广州地区由于地质条件较为复杂，建议在　勘查设计规范要求的基础上加密勘探点。上海地区地质较　为均匀但由于是软土地基，大面积堆载时应特别注意整体与　差异沉降。　参考文献　１　广东省湛江地质工程勘查院．普洛斯广州保税区周转库岩土工　程勘查报告，２００４　２　上海岩土工程勘察设计研究院有限公司．普洛斯临港物流园岩　土工程勘察报告，２００５　３　建筑地基基础设计规范（ＧＢ５０００７—２００２）．北京：中国建筑工业　出版社。２００２　４　建筑地基处理技术规范（ＪＧＪ７９—２００２）．北京：中国建筑工业出　版社，２００２　５　唐业清．简明地基基础设计施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业　出版社，２００３　６　门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（ＣＥＣＳ　１０２：２００２）．北京：中