悬挑扣件式钢管脚手架在施工中的应用

悬挑扣件式钢管脚手架在施工中的应用摘要：本文介绍了型钢悬挑扣件式钢管脚手架在工程中的应用，对类似工程有很好的借鉴作用。关键词：钢筋锚环、外悬挑段长度、钢筋桩目前，悬挑扣件式钢管脚手架在建筑施工中已经得到了广泛的应用。此种脚手架的优点在于：搭设方便，安全性能较好，也比较经济。本文根据《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)的规定对*****工程的悬挑扣件式钢管脚手架进行了设计,并安全应用,以供参考。工程概况*****工程位于宝鸡市****路。建筑面积12910m2，地下一层,地上10层、局部12层，一、二层层高4.2ｍ，其余为标准层层高2.9ｍ。建筑总高度39.6m；一二层外墙为花岗岩石材，上部采用100*100白色面砖。故一、二层采用落地式钢管脚手架；三层以上分三段搭设悬挑扣件式钢管脚手架，每段挑四层，顶端挑三层。2、设计说明2.1外脚手架采用在型钢挑梁上搭设双排脚手架方案(见图1)。每立杆均设挑梁，立杆及挑梁水平间距按1500mm考虑计算。挑梁采用I16（轻型）工字钢，锚环采用园钢Ø18，采取热煨成型，不得冷弯成型，锚环锚筋必须置于楼板钢筋的下面。工字钢伸进楼层一端套在余预埋钢筋锚环内，用三角木屑固定。（见图2）2.2脚手架搭设脚手架搭设横距为0.9m，纵距为1.5m，为了使安全网充分张拉，增加脚手架的观感，设计步距为1.8m，连墙件为两步三跨矩形布置；脚手架高度12m，为了不与窗台板等飘板冲突，内立杆距结构边0.4m。悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度1.50米，工字钢长3.0m。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。2.3施工作业层按2层计算，活荷载取值为3.0kN/㎡，作业层设扶手栏杆和挡脚板。脚手架外立杆内侧挂密目式安全网封闭施工。剪刀撑在外侧立面上沿高度和长度连续布置；其余搭设要求按照(JGJ130—2001)规定执行。本地区基本风压0.3kN/㎡。2.4连墙件和钢管的质量符合《碳素结构钢》（GB/T700）中的Q235-A级钢的规定；扣件采用锻铸铁制作，质量符合《钢管脚手架扣件》（GB/15831）规定；脚手板采用冲压钢脚手板。图1图13、搭设参数验算3.1荷载计算.脚手架结构自重根据（JGJ130—2001）规范中附表A-1得gk=12×0.1248=1.4976kN.外立杆配件自重1）脚手板，按2步设一层，共3层，单位荷载取0.30kN/㎡；外立杆：g1-1=1.5×1.0×0.3×3/2=0.675kN内立杆：g2-1=0.675kN2)扶手栏杆及挡脚板，按4层计，查表-2g1-2=4×0.11×1.5=0.66kN3)安全网g1-3=12×1.5×0.01=0.18kN4）内伸横杆及脚手板G2-2=1.5×0.038×2+0.3×1.5×0.3×3=0.519kN5）合计外立杆：g1=0.675+0.66+0.18=1.515kN内立杆：g2=0.675+0.519=1.194kN.施工活荷载外立杆：Q1=1.5×0.8×3×2/2=3.6kN内立杆：Q2=1.5×（0.8/2+0.4）×3×2=7.2kN.总设计垂直荷载外立杆：N1=1.2×（1.4976+1.515）+1.4×3.6=8.66kN内立杆：N2=1.2×（1.4976+1.194）+1.4×7.2=13.31kN3.2.立杆稳定性验算.内立杆稳定验算查规范5.3.3表得μ=1.50λ=μh/i=1.50×1.8/0.0158=170.9查规范附表C得φ=0.223立杆稳定性验算，根据规范-1公式N/ΦA=13310/（0.223×489）=122.06N/mm2<ƒ=205N/mm2。满足要求。.外立杆稳定性验算1）风荷载计算本地区基本风压为：wo=0.3kN/㎡，地形为C类，风压变化值为μz=1.24。脚手架挡风面积为：1.8×1.5/2=1.35密目式安全网的挡风系统取0.5，查规范表，风载体型系数为μs=1.3Φ,则脚手架所承受的风载标准值为：wk=0.7×0.3×1.24×1.3×0.5=0.17kN/㎡由风载产生的弯距根据规范公式得：Mw=0.85×1.4×0.17×1.5×1.82/10=0.0984kN·m立杆稳定性验算：N/ΦA+Mw/W=8660/（0.223×489）+98.4/5.08=98.785N/mm2<ƒ=205N/mm2。满足要求。3.3挑梁内力计算MB=8.660×1.30+13.310×0.4+0.3×1.3×1.3/2=16.836kN·m锚环拉力RA×1.5×1.5/2）/1.4=15.58KN按GBJ17-88钢结构设计规范计算：强度验算：σ=MB/Wx=16.836×106/141×103=119.40<[σ]=205N/mm23.3.2C点最大挠度公式其中k=m/l,k1=m1/l,k2=m2/l.本工程算例中，m=1300mm,l=1500mm,m1=350mm,m2=1250mm水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00mm2,截面模量（抵抗矩）w=141.00cm2最大挠度Vmax=5.213mm按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬臂长度的两倍，即2600.00mm;水平支撑梁的最大挠度小于2600/400，满足要求。悬臂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：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由于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经过计算得到强度水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求。锚环计算根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）第条规定，吊环采用I级钢筋制作，吊环埋入深度不应小于30d，并应焊接或绑扎钩住结构主筋。每个吊环可按两个截面计算，吊环拉应力不应大于50N/m㎡。考虑到现场情况，锚环距B支座较近，S=1.1m则：RA=19.82KN吊环钢筋面积：AS=N/(2×50)=19820/(50×2)=198.2mm2所选用Φ18圆钢，AS=254mm2>198.2mm23.4钢丝绳强度验算。在房屋转角处，挑梁应斜放布置，以减小架子在转角处外挑长度，斜放挑梁时，挑梁挑出长度会加大较多；同时在有阳台部位使用本挑梁方案时可采取如下措施：挑梁仍用I16但应另加设拉索，斜拉索采用6×19钢丝绳，按不小于2T拉力选用梨型环及花兰螺栓，上部锚环采用Ø18锚环，下部节点采用绑扎，梁长加长，保证L2>1.25L1。工字钢悬挑顶端用ф12.5的6×19钢丝绳与上一层边梁或墙柱上拉接。钢丝绳斜度≥60°，钢丝绳的安全系数K取3.0，钢丝绳的破断拉力换算系数,对于6×19钢丝绳取0.85。悬挑架的I16工字钢端部斜拉钢丝绳后按简支梁，按公式KN/≤Pg计算钢丝绳的设计强度Ny=13.31×500/1400+8.66=13.41kNNt=13.41×2/1.732=15.48kNKN/=3×15.48/0.85=54.6kN∴选直径为Φ12.5的6×19的钢丝绳允许承受拉力为114.5kN.Pg=114.5kN≥54.6kN。满足要求。4.细部搭设要求图34.1在工字钢上、下翼缘正对立杆的位置焊接Ф38高100mm的钢筋桩，立杆下端套在钢筋桩上，以防止立杆滑移；因为要在工字钢悬挑端部拉钢丝绳，所以在工字钢端部下部也焊接槽钢（见图3）。图34.2架子搭设应符合《钢管脚手架安全技术规范》的要求，必须按每楼层三跨连续进行附墙刚性拉结，架子外侧用密眼网全