高层建筑施工用脚手架

第6章高层建筑施工用脚手架 高层建筑施工用脚手架 6 1概述6 2扣件式钢管脚手架6 3碗扣式钢管脚手架6 4门式钢管脚手架6 5附着升降脚手架6 6其它脚手架 6 1概述 6 1概述 高层建筑施工中 为了满足结构施工和外装修作业 必须搭设临时性的设施 这种临时性设施被称为脚手架或架子 由于高层建筑本身的特点 对于脚手架的使用往往所需用量比较大 搭设高度比较高 脚手架稳定性要求高 技术要求 安全性要求都比较高等 所以在脚手架施工前 必须有专门的设计和计算 必须绘制脚手架施工图 6 1概述 6 1 2脚手架的类型脚手架作为施工中的一项临时设施 其主要作用是提供施工人员进行施工的一个施工平台 可以在上面进行混凝土的浇筑和外装修施工等工作 可以临时性堆放材料 提供作业通道等 脚手架的基本要求 构造简单 搭设方便 能因地制宜 就地取材 能多次周转使用 满足对脚手架强度 刚度和稳定性的需要 按相应脚手架的施工规范进行搭设 保证适当的宽度 步高 离墙距离等满足脚手架的功能要求 6 1概述 此外 对脚手架的安全生产和使用也须满足安全性要求 如 对脚手架地基要保证其平整有足够的承载能力 避免手脚架发生整体或局部沉降 脚手架的搭设必须满足相应规范对脚手架安全性和稳定性的构造措施要求 脚手架搭设和使用过程中经常进行质量检查 验收合格后方可使用 要有脚手架施工方案 并对脚手架进行安全性和稳定性验算等 6 1概述 6 1 2脚手架的类型脚手架可以按多种形式进行分类 一般包括如下 按用途分 砌筑用脚手架 装修用脚手架 混凝土工程用脚手架等 按材料分 木脚手架 竹脚手架 金属脚手架等 按搭设位置分 外脚手架 里脚手架等 按构造形式分 扣件式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架 门式脚手架 附着升降式脚手架 悬挑式脚手架等 6 2扣件式钢管脚手架 6 2 1构造要求扣件式脚手架的基本构造包括钢管 扣件 底座 脚手板和连墙件等 图6 1 6 2扣件式钢管脚手架 钢管一般采用48 3 5mm的镀锌高频焊接钢管 属于冷弯薄壁型钢材 规格尺寸按表6 1采用 钢管杆件在脚手架中搭设位置不同和承受荷载不同有立杆 横杆和斜杆之分 6 2扣件式钢管脚手架 扣件形式有三种 图6 2 对接扣件适用于两根在同一中心线上的钢管连接 直角扣件适用于两根垂直交叉的钢管的连接 回转扣件适用于两根任意角度交叉的钢管的连接 6 2扣件式钢管脚手架 纵横向水平杆设置 当使用冲压钢脚手板 木脚手板 竹串脚手板时 纵向水平杆与立杆用直角扣件连接作为横向水平杆的支座 横向水平杆两端采用直角扣件固定在纵向水平杆上 脚手板的对接和搭接构造见图6 3所示 6 2扣件式钢管脚手架 立杆设置 立杆是脚手架主要受力杆件 必须具备平整坚实的立杆基础 每根立杆底部应设置底座或垫板将立杆所受荷载均匀的传递给立杆基础 立杆必须用连墙件与结构相连接 并要符合连墙件的设置要求 立杆底部应设置纵横向扫地杆 距底座下皮不大于200mm 立杆接头均必须用对接扣件连接 顶层可搭接 6 2扣件式钢管脚手架 扫地杆设置 脚手架必须设置扫地杆来增加脚手架的整体稳定性 扫地杆即立杆底部距底座约200mm高的纵横向水平杆 纵向扫地杆与立杆采用直角扣件连接 横向扫地杆设置在纵向扫地杆之下的立杆上 同样采用直角扣件连接 当立杆基础不在同一高度上时 必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定 高低差不应大于1m 在高差边坡处 高处距边坡最近立杆不应小于500mm 脚手架底层歩距不应大于2m 如图6 4所示 6 2扣件式钢管脚手架 6 2扣件式钢管脚手架 剪刀撑设置 剪刀撑是防止脚手架纵向变形的重要措施 合理设置剪刀撑可是增强脚手架的整体刚度 提高脚手架承载能力12 以上 双排脚手架应设置剪刀撑和横向斜撑 单排脚手架应设置剪刀撑 当架高为6 24m时 应于外侧面的两端和其间按 15m的中心距自下而上连续设置剪刀撑 当架高 24m时 应在外侧面满设剪刀撑 每组剪刀撑跨越立杆根数5 7根或大于6m 斜杆与地面夹角45 60 6 2扣件式钢管脚手架 立杆基础与底座 立杆基础应平整 夯实 沉降一致 脚手架搭设高度在25m以下可素土夯实找平 搭设高度在25 50m时 根据现场地耐力情况设计基础作法或采用回填土分层夯实 搭设高度超过50m时 设计计算基础作法或采用灰土地基做至地面以下1m深处或采用500mm厚混凝土基础 立杆底部均需设置底座或垫板 底座一般为150mm见方的钢底座分套入式和插入式两种 垫板有木垫板 枕木和钢垫板 根据搭设高度不同相应选用 6 2扣件式钢管脚手架 连墙件设置 当脚手架搭设高度超过7m时须设置连墙件与结构进行拉结 设置连墙件可以防止风荷载造成的倾翻事故 以及作为架体的中间约束减少了立杆的计算长度 提高了承载能力 保证了脚手架的整体稳定性 连墙件的间距设置要符合表6 2中的规定 当脚手架搭设高度增大时 需要缩小连墙件的间距 减小垂直间距比缩小水平间距更为有效 6 2扣件式钢管脚手架 6 2 2搭设要求扣件式钢管脚手架单排搭设高度限值为20m 双排为50m 对于高层建筑落地式钢管脚手架应遵循分段搭设的原则 每段搭设悬挑脚手架高度不宜超过25m 为保证脚手架搭设过程中的稳定性 必须按施工组织设计中的规定进行搭设 脚手架必须配合施工进度搭设 6 2扣件式钢管脚手架 6 2 3落地式扣件钢管脚手架的计算一 计算项目和计算要求 表6 3 6 2扣件式钢管脚手架 二 荷载及荷载组合扣件式钢管脚手架的荷载计算包括恒载 永久荷载 和活荷载 可变荷载 恒载有 1 脚手架结构自重 包括立杆 大小横杆 剪刀撑 横向斜杆和扣件等自重 2 构 配件自重 包括脚手板 栏杆 挡脚板 安全网等防护设施自重 6 2扣件式钢管脚手架 活荷载有 1 施工荷载 包括作业层上的人员 器具和材料自重 2 风荷载 恒载取值应符合规范规定的各杆件 构 配件自重表取值 一般按 建筑结构荷载规范 GB5007 2001的附录一确定 如木 竹脚手板自重标准值取0 35kN 活荷载取值 对于施工均布活荷载标注值当为结构脚手架时取3kN 当为装修脚手架时取2kN 若施工中脚手架的实际施工荷载超过以上规定按可能出现的最大值计算 6 2扣件式钢管脚手架 风荷载标注值取值 作用于脚手架上的水平风荷载标准值应按公式6 1计算 6 2扣件式钢管脚手架 6 2扣件式钢管脚手架 2 为按脚手架封闭情况确定的挡风系数 3 各种封闭情况包括全封闭 半封闭和局部封闭 在计算脚手架构件的强度 稳定性与连接强度时 应根据其使用过程中可能出现的荷载取其最不利的组合进行计算 永久荷载分项系数取1 2 可变荷载分项系数取1 4 荷载效应组合应按表6 5采用 6 2扣件式钢管脚手架 钢材的强度设计计算与弹性模量应按表6 6采用 扣件 底座的承载力设计值应按表6 7采用 6 2扣件式钢管脚手架 受弯构件的绕度值不应超过表6 8中规定的容许值 受压 受拉构件的长细比不应超过表6 9中规定的容许值 6 2扣件式钢管脚手架 三 纵 横向水平杆计算 6 2扣件式钢管脚手架 4 纵 横向水平杆的内力与挠度计算时 纵向水平杆宜按三跨连续梁计算 计算跨度取纵距la 横向水平杆宜按简支梁计算 计算跨度l0 可按图6 5采用 双排脚手架的横向水平杆的构造外伸长度a 500mm时 其计算外伸长度a1可取300mm 6 2扣件式钢管脚手架 5 纵 横向水平杆与立杆连接的扣件抗滑承载力计算应符合下式的规定 6 2扣件式钢管脚手架 6 2 3 4立杆计算 6 2扣件式钢管脚手架 6 2扣件式钢管脚手架 6 2扣件式钢管脚手架 2 立杆计算长度l0应下式计算 6 2扣件式钢管脚手架 3 由风荷载设计值产生的立杆弯矩MW 可按下式计算 6 2扣件式钢管脚手架 4 立杆稳定性计算部位的确定 1 当脚手架搭设尺寸采用相同的歩距 立杆纵距 立杆横距和连墙件间距时 应计算底层立杆段 2 当脚手架搭设尺寸中的歩距 立杆纵距 立杆横距和连墙件间距有变化时 除计算底层立杆段外 还必须对出现最大歩距或最大立杆纵距 立杆横距 连墙件间距等部位的立杆段进行验算 3 双管立杆变截面处主立杆上部单根立杆的稳定性 应按公式6 6或公式6 7进行计算 6 2扣件式钢管脚手架 五 连墙件计算 6 2扣件式钢管脚手架 六 立杆地基承载力计算1 立杆基础底面的平均压力应满足公式6 14的要求 6 2扣件式钢管脚手架 2 地基承载力设计值按公式6 15计算 6 2扣件式钢管脚手架 6 2 4常用扣件式钢管脚手架的搭设尺寸在常用扣件式钢管脚手架的搭设尺寸要符合表6 11 表6 12时 脚手架相应杆件可不再进行设计计算 直接按照表中尺寸进行搭设 但连墙件及立杆地基承载力等仍需根据实际荷载进行计算并绘制施工图 6 2扣件式钢管脚手架 6 2扣件式钢管脚手架 6 3碗扣式钢管脚手架 6 2 4常用扣件式钢管脚手架的搭设尺寸碗扣式钢管脚手架也是落地式脚手架的一种 是我国参考国外经验自行研制的一种多功能脚手架 与扣件式钢管脚手架比较 碗扣式钢管脚手架无扣件丢失问题 在脚手架设计计算上更符合轴心受力的简化计算 其设计计算方法与扣件式钢管脚手架相同 关键技术在于碗口接头 通过碗口接头将钢管纵横相连形成完整独立的稳定间格 6 3碗扣式钢管脚手架 碗口接头构造 由上碗扣 下碗扣 横杆接头和上碗扣的限位销等组成 下碗扣和限位销焊在立柱上 见图6 6 6 3碗扣式钢管脚手架 扣件式钢管脚手架的构造要求也适用于碗扣式钢管脚手架的搭设 同样需要设置稳定措施 如扫地杆 连墙件 剪刀撑等 见图6 7 6 3碗扣式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架搭设时 先将上碗扣的缺口对准限位销 上碗扣沿立柱向上拉起 然后将固定于横杆上的横杆接头插入下碗扣的圆槽内 再将上碗扣沿限位销滑下 顺时针方向旋转扣紧 并用小锤轻击几下达到扣紧要求 扣件式钢管脚手架的构造要求也适用于碗扣式钢管脚手架的搭设 同样需要设置稳定措施 如扫地杆 连墙件 剪刀撑等 见图6 7 6 3碗扣式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架的特点是结构简单 杆件全部轴向连接 力学性能好 接头构造合理 拆装方便 避免了杆件连接时的螺栓拧紧和扭矩等问题 是高层建筑外脚手架常用的一种脚手架形式 6 4门式钢管脚手架 门式钢管脚手架也称门型脚手架 由螺旋千斤顶底座 门式框架 碗臂锁扣 十字撑 脚手板 梯子 承插连接扣等组成 门式钢管脚手架搭设时 主要由门型框架 交叉支撑和水平梁架等组成基本单元 再由基本单元相互连接 逐层叠高 左右伸展 再设置水平加固件 剪刀撑及连墙件等 构成整体门式脚手架 6 4门式钢管脚手架 门式钢管脚手架的构造 如图6 8所示 6 4门式钢管脚手架 门式钢管脚手架的搭设要点 1 落地门式钢管脚手架搭设高度 见表6 13 高度在20m以下 可同时四层作业 高度在35m以下可同时三层作业 高度在45m以下可同时两层作业 当高度超过60m时 应进行设计计算 采用分段搭设方法进行 并应进行审批 6 4门式钢管脚手架 2 为保证门式脚手架的垂直度和水平度 架子基础必须平整坚实 千斤顶底座下要铺设垫板 地基要夯实 首层门架的间距 垂直度和水平度要准确 与垫板和基础的连接应按照施工方案的结构图设置 3 连墙件的设置要求 架高45m以下时 垂直 6m 每两层设一处 水平 8m 架高在45 60m时 垂直 4m 每一层设一处 水平 6m 并应符合规范规定 见表6 14 6 4门式钢管脚手架 4 为了保证脚手架的稳定性 应根据规范要求设置构造措施 如剪刀撑 水平加固杆 封口杆 扫地刚及转角处连接杆等 门式脚手架的特点是由主要部件组成基本单元 再由基本单元拼装成整体脚手架 这样脚手架搭设方便 施工速度快 结构受力合理 上下层脚手架便于设置爬梯构成竖向连接通道 即能用于外脚手架施工 也方便用于里脚手架或装修用脚手架施工 6 5附着升降脚手架 复着式升降脚手架是利用附着装置将脚手架附着于结构边侧 并利用自身携带的提升设备按照施工的需要向上提升或向下降落 从下至上提升一层 施工一层主体 直至主体施工完毕 附着式升降脚手架是高层建筑施工中应用较多的一种脚手架形式 它在高空作业 将架体荷载传递到竖向主框架上 再由竖向主框架传递至结构上或附着支撑上 附着式升降脚手架主要用于剪力墙和框架结构的高层 超高层建筑 6 5附着升降脚手架 附着式升降脚手架包括自升降式脚手架和互爬升降式脚手架两种 自升降脚手架包括套框 管 式附着升降脚手架 导轨式附着升降脚手架 导座式附着升降脚手架 挑轨式附着升降脚手架 套轨式附着升降脚手架 吊套式附着升降脚手架 吊轨式附着升降脚手架等 目前使用的主要形式有导轨式 主套架式 吊拉式等 6 5附着升降脚手架 套框 管 式附着升降脚手架 由交替附着在墙体结构的固定框架和滑动框架 可沿固定框架滑动 构成的附着升降脚手架 见图6 9 6 5附着升降脚手架 导轨式附着升降脚手架 架体沿附着于墙体结构的导轨升降的脚手架 见图6 10 6 5附着升降脚手架 导座式附着升降脚手架 带导轨架体沿附着于墙体结构的导座升降的脚手架 见图6 11 6 5附着升降脚手架 挑轨式附着升降脚手架 架体悬吊于带防倾导轨的挑梁带 固定于工程结构 下并沿导轨升降的脚手架 见图6 12 6 5附着升降脚手架 套轨式附着升降脚手架 架体与固定支座相连并沿套轨支座升降 固定支座与套轨支座交替与工程结构附着的升降脚手架 见图6 13 6 5附着升降脚手架 吊套式附着升降脚手架 采用吊拉式附着支承的 架体可沿套框升降的附着升降脚手架 见图6 14 6 5附着升降脚手架 吊轨式附着升降脚手架 采用设导轨的吊拉式附着支承 架体沿导轨升降的脚手架 见图6 15 6 5附着升降脚手架 互爬式附着升降脚手架有甲 乙两类架体 甲爬升后与结构固定提升乙 乙爬升后与结构固定再提升甲 相互提升直至到顶 下降原理亦同 如图所示互爬式附着升降脚手架爬升过程 见图6 16 6 5附着升降脚手架 附着式升降脚手架有的是分段提升 每一次都是单独升降一跨 如套框式附着升降脚手架多为此类提升方式 有的是整体提升 即建筑四周全部架体一次全部提升 如吊轨式附着升降脚手架多为此类提升方式 附着式升降脚手架的安全性体现在架体 竖向主框架及附着支撑等的强度 刚度和稳定性 升降装置 防坠落装置和防倾装置等性能 6 5附着升降脚手架 附