完整版建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨毕业设计文档格式.docx

完整版建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨毕业设计文档格式.docx

《完整版建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨毕业设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨毕业设计文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2.4 

悬挑式脚手架的施工20

2.5关于悬挑构件的重复利用问题30

2.6关于荷载31

2.7构件自重34

2.8关于结构重要性系数36

2.9关于主体结构相关位置的承载力验算37

2.10关于抗风涡流的措施38

2.11保证水平方向稳定的构造措施39

2.12关于与悬挑脚手架有关的主体结构承载力问题40

3、悬挑式脚手架常见问题与建议存在的常见问题40

3.1悬挑式脚手架常见问题41

3.2、改进建议43

参考文献49

【摘要】随着高层建筑的日趋增多，悬挑脚手架应用也越来越多广泛，悬挑脚手架以其投入低、周转快、节约工期等特点在高层建筑施工中广泛应用。

悬挑脚手架专项施工方案编制的合理、可靠，是确保脚手架安全的重要因素之一。

笔者根据多年安全管理经验，对发现的各类问题进行总结归纳后，提出在悬挑脚手架方案设计和施工过程中应注意的问题和解决办法和悬挑脚手架施工专项方案评审中遇到的问题及方案中的计算、构造措施等有关的几个问题与广大同行进行探讨。

在高层建筑施工中，传统落地式钢管脚手架已不能很好的发挥辅助施工的作用，悬挑式脚手架因具有构造简单、投入低、周转快等优点，使用频率越来越高。

然而，笔者在审查悬挑脚手架安全专项施工方案和日常安全检查过程中，发现不少企业技术管理人员对悬挑脚手架在认识上还存在一些误区，在悬挑脚手架的设计、安装和使用过程中，存在一些不可忽视的问题。

现对这些问题进行归纳总结分析，提出一些看法和建议，供参考。

悬挑脚手架按悬挑支撑构件所用的材料不同，可分为扣件式钢管悬挑结构和型钢悬挑结构。

扣件式钢管悬挑结构在斜撑安装时很容易发生偏位，当斜撑偏离主节点距离较大时，纵向水平杆产生过大的弯曲变形，而且在脚手架使用过程中，支撑钢管容易被作业人员随意拆除，脚手架安全性、可靠性比较差，我国部分地区（如江苏）已禁止使用，故下面仅对型钢悬挑结构进行讨论。

悬挑脚手架施工方案编制的是否内容完整、经济合理、安全可靠，是否能正确指导施工操作人员安装、搭设悬挑脚手架，是确保架体安全的重要因素之一。

【关键词】悬挑脚手架安全

Abstract

Withthegrowingnumberofhigh-risebuildings,cantileverscaffoldisalsomoreandmorewidelyapplied,cantileverscaffoldforitscharacteristicssuchaslowinvestment,quickturnaround,savetimelimitforaprojectiswidelyusedinhigh-risebuildingconstruction.Cantileverscaffoldspecialconstructionplanestablishmentreasonable,reliable,isoneoftheimportantfactorsthatensurethesecurityofthescaffold.Accordingtosafetymanagementexperienceformanyyears,thispapersummarizesvariousproblemstofind,isputforwardintheprocessofcantileverscaffolddesignandconstructionshouldbepaidattentiontotheproblemsandsolutionsandcantileverscaffoldconstructionofspecialsolutionsofproblemsinthereviewandcalculation,constructionmeasuresandsoonseveralproblemswiththemasseswerediscussed.

Duringtheconstructionofhigh-risebuildings,thetraditionalfloortypesteelpipescaffoldisnotverygoodplaytotheroleoftheauxiliaryconstruction,cantileverscaffoldforhassimplestructure,lowinvestmentandfastturnaround,usefrequencyishigherandhigher.However,theauthorreviewthecantileverscaffoldsafetyintheprocessoftheconstructionplananddailysafetyinspection,foundthatmanyenterprisestechnicalmanagementpersonneltocantileverscaffoldalsoexistsomemisunderstandingsintheunderstanding,thecantileverscaffolddesign,installationanduseprocess,therearesomeproblemscannotbeignored.Nowanalyzingthepapersummarizestheproblems,andputsforwardsomeopinionsandSuggestions,foryourreference.

Cantileverscaffoldaccordingtothematerialsusedinthecantileversupportcomponentisdifferent,canbedividedintofastenertypesteelcantileverstructureandsteelcantileverstructure.Fastenertypesteelcantileverstructureindeviation,braceinstallationiseasytooccurwhenabracefromthemasternodewhenthedistanceislarger,thebendingdeformationoflongitudinalrodsistoohigh,andintheprocessofscaffoldingused,supportingsteeltubeeasytoworkerstodismantle,scaffoldwithpoorsecurity,reliability,andsomeareasinChina（jiangsu）hasbanned,sothefollowingonlythesteelcantileverstructureisdiscussed.Cantileverscaffoldconstructionplancompiledbytheeconomicandreasonable,whethercomplete,safeandreliable,andcanguidetheconstructioncorrectlyoperatorinstallation,erectionofcantileverscaffold,isoneoftheimportantfactorsthatensurethesecurityoftheframebody.

Keywords:

Cantileverscaffold;

safe

1.关于悬挑脚手架的的概述

1.1悬挑式脚手架的结构特点

悬挑式脚手架是指架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑梁（架）上的脚手架,用于建筑施工中的主体或装修工程的作业及其安全防护需要,每段搭设高度不得大于24m。

悬挑式脚手架的全部荷载都最终通过悬挑结构传递给建筑结构，因此，悬挑式脚手架的关键是悬挑结构，它必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并能与建筑结构可靠连接，以将脚手架的荷载安全地传递给建筑结构。

悬挑架依附的建筑结构应是钢筋混凝土结构或钢结构,不得依附在砖混结构或石结构上。

悬挑架的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等,不得采用钢管;

其节点应螺栓联结或焊接,不得采用扣件连接。

1.2悬挑式脚手架的种类

悬挑式脚手架一般两种：

一种是每层一挑，将立杆底部顶在楼板、梁或墙体等建筑部位，向外倾斜固定后，在其上部搭设横杆、铺脚手板形成施工层，施工一个层高，待转入上层后，再重新搭设脚手架，提供上一层施工；

另外一种是多层悬挑，将全高的脚手架分成若干段，每段搭设高度不超过25m，利用悬挑梁或悬挑架作脚手架基础分段悬挑分段搭设脚手架，利用此种方法可以搭设超过50m以上的脚手架。

根据悬挑结构的构造形式不同，可分为斜拉式和下撑式两类。

斜拉式是在由建筑结构伸出的型钢挑梁端部加钢丝绳斜拉，钢丝绳另一端固定到预埋在建筑结构内的吊环上；

下撑式是在挑梁端部下面加一斜杆支撑。

两类悬挑结构在实际工程中都有广泛的应用，但从受力及使用上各有特点：

斜拉式悬挑结构的承载能力是由受拉钢丝绳控制的，而下撑式悬挑结构的承载能力是由下撑杆的受压稳定性控制，故在挑梁所耗用的材料以及制作、安拆的用工方面，斜拉式都低于下撑式，即受力形式更合理，能充分发挥组成悬挑结构的材料自身的性能；

但在使用上，斜拉式不如下撑式方便。

2、建筑施工悬挑式脚手架设计浅析

2.1关于悬挑脚手架的结构形式

2.1.1、型钢悬挑脚手架结构形式一般有悬臂梁式、斜拉式、斜撑式及复合式几种（见图1.1），当型钢悬挑结构构件的间距与脚手架立杆的纵向间距不相等时，可沿脚手架立杆底部设置纵向钢梁。

悬臂梁式

斜拉式

斜撑式

图1.1型钢悬挑脚手架结构构造

2.1.2、型钢悬挑脚手架的力学模型（图1.2）：

图1.2型钢悬挑脚手架的力学模型

1）悬臂梁式结构：

优点是构造简单、搭设方便，悬挑型钢仅受竖向作用力，不必考虑其水平方向约束，缺点是型钢较长、用钢量大、成本高。

2）斜拉式结构：

优点是造价较低，缺点是钢丝绳特性决定其存在一定缺陷（将在下面讨论），设置斜拉杆后对脚手架施工作业会造成一定影响。

3）斜撑式结构：

优点是能承受较大外荷载，缺点是用钢量较大，竖向荷载经三角形支架传递，在支座位置产生水平作用力，需要额外施加水平约束。

综合上述各种型钢悬挑结构优缺点，笔者认为悬臂梁式结构构造简单、受力明确，设计时一般应首先考虑采用悬臂梁式结构，在一些特殊部位，如阳角处、悬臂端长度较大位置等可在悬臂梁下加设型钢支撑，提高悬挑结构支撑单元的稳定性，不宜采用钢丝绳等柔性材料作为受拉构件。

2.2关于斜拉钢丝绳

2.2.1、斜拉杆一般采用钢丝绳，斜拉钢丝绳主要存在以下缺点：

1）偏心问题。

由于构造原因，钢丝绳受力后拉结点往往偏于型钢的一侧，脚手架立杆一般设置在型钢截面中心，两者存在一定偏心距，使构件产生扭转。

2）固接端断丝问题。

钢丝绳直径一般为12～18mm，实际安装时，固接端钢丝绳弯曲半径往往设置过小，钢丝绳受力后在固接端处容易出现过多断丝。

3）受力不均衡。

因钢丝绳固接端的屈曲余量、钢丝绳的伸长率、锚固位置和锚环变形等因素，即使采用调紧装置，也难以保证各根钢丝绳都能按照设计意图均衡受力。

4）钢丝绳的伸长率大。

在承受相同荷载的情况下，钢丝绳的伸长率远远大于悬挑型钢的变形，当钢丝绳达到设计抗力时，悬挑脚手架早已进入不安全状态。

5）钢丝绳是一种柔性材料，不能抵御台风、龙卷风等产生的上翻流作用。

6）钢丝绳必须在上一层楼面（锚固部位）结构混凝土强度达到要求时才能设置，将出现脚手架搭设滞后的问题。

2.2.2实际分析及采取的解决措施

1）通过查阅计算书发现，是各施工单位对钢丝绳是否考虑受力的理解不一样。

悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式悬挑架，即普通型钢悬挑、钢丝绳斜拉。

计算书中钢丝绳考虑是否受力，直接影响到受力模型，也直接影响到型钢梁的选择。

如果钢丝绳按受力考虑，则型钢梁的力学模型为简支结构（前端锚固点不考虑受力）；

如果不考虑钢丝绳受力，仅作为一种安全储备，则型钢梁的力学模型为悬挑结构。

两种力学模型的计算简图见图1。

图1 

斜拉式悬挑架计算简图

2）专家的意见

多数专家的意见认为钢丝绳作为柔性材料的拉杆，承担荷载值的多少不易确定，计算时可按照以下两种情况分别进行计算，确定型钢与钢丝绳的规格：

一是型钢梁完全受力，钢丝绳不考虑受力，仅作为一种安全储备，按悬挑结构核算型钢的承载能力，从而选择型钢；

二是钢丝绳完全受力，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，按简支结构核算钢丝绳的承载能力，从而选择钢丝绳。

3）专业人士意见

专业人员则认为但很多专业人员则认为钢丝绳是可以受力的，并且脚手架的大部分荷载是由钢丝绳来承担的，计算模型按悬挑结构考虑与实际并不相符。

4）笔者认为

在斜拉式悬挑脚手架搭设和使用过程中，钢丝绳虽已受力，但各条钢丝绳张紧程度并不一致，存在着各条钢丝绳受力的大小不一样。

如果按简支结构作为计算模型，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，这样选择的型钢偏小，存在着一定的风险；

但如果完全按悬挑结构计算，选择的型钢则很大，又会造成较大的浪费。

能否将两种模型进行综合，考虑型钢梁和钢丝绳各承担一部分荷载，使方案既安全又经济？

笔者认为可以考虑对钢丝绳的极限荷载进行折减，如折减30%～40%，以确保安全。

因此，笔者认为不宜采用钢丝绳作为斜拉杆件。

2.3关于悬挑构件的截面选型

脚手架搭设时，立杆一般设置在型钢上翼缘宽度中部，常见的型钢截面形式有槽形和工字形两种。

工字形截面双轴对称，立杆位置和中性轴重合，受力合理。

槽形截面立杆作用于截面宽度中心，与中性轴存在一定偏心距，构件成为弯扭构件，而在脚手架方案设计中一般均未考虑扭矩的影响，同时由于立杆位置在截面开口方向，翼缘在集中力作用下，易产生横向弯曲变形。

因此，笔者建议在悬挑构件截面选型时，应尽量选用双轴对称截面（如工字形、口形）；

当受条件限制，不得不使用非对称截面时，应在立杆位置增设加强肋，改善构件的受力性能。

2.3.1关于钢管壁厚

48mm、壁厚3.5mm和外径51mm、壁厚3.0mm，推荐采用48mm×

3.5mm的钢管。

目前建筑市场钢管采购到的钢管壁厚多为3.2mm～3.0mm，达不到规范要求的3.5mm。

并且材料经多次周转使用后，钢管锈蚀使壁厚减薄，钢管惯性矩还要减少。

因此笔者建议在编制方案时对材料壁厚进行折减，尽管方案要求使用48mm×

3.5mm的钢管，但计算须按3.0mm厚度计算，以确保安全。

2.3.2关于悬挑梁的截面选型

悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬挑桁架或附着式钢三角架，不得采用钢管。

目前悬挑梁多采用普通工字钢或槽钢，由于普通工字钢具有双轴对称截面，受力明确，传力直接，得到广泛使用。

对于型钢梁型号规格的选择，一般仅选择危险性较大的有代表性的几根梁进行验算，通常计算选择在凸阳台、飘窗等悬挑长度较长的部位。

实际上，在建筑物的阳角处，虽然型钢梁悬挑长度并不是最长的，但此处是两侧立杆的交汇点，其承受的荷载是最大的，且不易固定。

但很多方案编制人员忽略了此处的计算，仍按普通位置设置，造成一定的安全隐患。

位应根据现场实际情况采取加强措施，并且在专项方案中应有验算和构造详图。

悬挑式脚手架的施工

2.4.1 

悬挑结构的安装与固定

安装悬挑结构前，必须在建筑结构内准确放线定位并检查预埋件的质量。

待结构混凝土达到一定强度后，方可安装和固定悬挑结构。

若采用焊接连接，要保证焊缝的质量和长度。

受力锚筋与锚板应采用T形焊，锚筋直径不大于20㎜时，宜采用压力埋弧焊；

锚筋直径大于20㎜时，宜采用穿孔塞焊。

当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6㎜及0.8d（d为钢筋直径）。

若采用螺栓连接，宜采用套板安装预埋锚固螺栓，并采用双螺母，保证螺杆露出螺母不少于3扣。

若采用预埋连接，预埋钢挑梁应放在结构外层主筋内侧，预埋端宜设受剪锚固筋，锚固筋销入挑梁端部孔内。

2.4.2 

脚手架搭设

脚手架的搭设要待悬挑结构与建筑结构牢靠连接后方可进行。

假若场地许可的话，在没有安装悬挑结构之前，安装点以下的脚手架先按常规的落地式脚手架搭设，搭至高出安装点一个步距，并在悬挑结构的下方设一纵向水平杆，用以承托悬挑结构伸出部分的荷载。

在第一道卸荷装置安装完毕后，才能将悬挑结构以下的脚手架拆除，并随即在该层平桥与建筑物间进行严密的封闭。

假若场地限制，要在悬挑结构上直接搭设脚手架的话，必须在悬挑结构上由建筑物边缘开始，往外逐步铺设一层牢固、严密封闭的平桥，然后在平桥上往上搭设架体。

架体的搭设应符合《规范》的有关要求。

2.4.3卸荷装置施工

吊拉点设在立杆与纵、横向水平杆的交点处，钢丝绳由纵、横向水平杆底部兜过。

钢丝绳穿越吊环处设套环，减少吊环对钢丝绳的磨损。

通过花篮螺栓将钢丝绳收紧，并尽量使所有钢丝绳拉紧程度基本相同，避免钢丝绳受力不均匀。

钢丝绳的绳端采用绳卡固接。

工作绳卡数量不得少于三个，此外还应在尾端加一个安全绳卡。

绳卡间距不小于钢丝绳直径的6倍，绳头距安全绳卡的距离不小于140㎜，并用细钢丝捆扎。

绳卡滑鞍放在钢丝绳工作时受力的一侧，U型螺栓扣在钢丝绳的尾端。

2.4.4关于立杆与悬挑构件的连接

脚手架立杆与型钢悬挑结构的可靠连接是保证架体安全的重要措施之一。

目前常见的做法是，在悬挑构件上焊接Φ25左右的短钢筋作为定位件，固定立杆的平面位置。

这种做法主要存在两个问题：

一是Φ25短钢筋与立杆钢管之间存在16mm左右的间隙，存在立杆偏移的可能；

二是只能控制立杆的平面位置，没有抵抗上翻流作用的能力。

所以，笔者建议定位件外径应在35mm左右为宜，并在脚手架立杆底部增设竖向约束，抵御风荷载的上翻流作用。

2.4.5关于型钢悬挑构件与建筑物主体结构的连接

悬挑脚手架通过型钢悬挑构件附着在建筑物主体结构上，型钢悬挑构件与主体结构之间常见的连接方法有螺栓连接法、预埋锚筋法、预埋铁件法等。

1、螺栓连接法（见图5.1）：

连接螺栓即可预埋设置，也可在砼楼面浇筑时预留螺栓孔，插入对接螺栓。

图5.1螺栓连接法

2、预埋锚筋法（见图5.2）：

①楼面结构浇注时预埋钢筋环，安装型钢时用木楔打紧，或加焊门形钢筋。

②楼面结构浇注时预埋锚筋，安装型钢时将锚筋折弯，并焊接牢固。

图5.2预埋锚筋法

3、预埋铁件法：

在楼面结构混凝土浇筑时预埋铁件，与型钢构件用电焊固定。

几种连接方式的比较：

1）螺栓连接法。

由于是通过螺栓紧固件将型钢构件固定在主体结构上，连接安全可靠，受理明确，但制作螺栓较繁琐且费用高，采用对穿螺栓连接，螺栓可回收利用，可节约螺栓制作成本，但要增加预留洞口或钻孔而产生的费用。

2）预埋锚筋法。

采用木楔打紧钢筋环与型钢之间间隙，方法简单，具有一定的紧固力，但木材抗压强度较低，受力后会产生较大变形，且木楔容易被工人取下；

采用加焊门形钢筋压住型钢构件，工序较多，且焊接是立焊，焊接质量难以得到保证；

采用锚筋后弯焊接，方法简单，有一定紧固力，焊接为水平搭接焊，可靠性比加焊门形钢筋稍高。

预埋锚筋法的共同缺点是锚筋不能再回收利用。

笔者在日常安全检查中发现，少数施工企业为贪图方便，直接将钢筋环折弯来压紧型钢（见图5.3），这种方法表面上看可使锚筋与型钢紧密结合，但当钢筋环受力后极易被拉直，对脚手架安全非常不利。

图5.3

3）预埋铁件法。

一般采用预埋铁件与型钢焊接固定，安全可靠，但预埋铁件不能回收，加上拆除时钢构件割除后会发生长度缩短或截面缺损，材料成本较高，而且现场焊接工程量较大，焊缝质量难以控制。

比较上述几种做法，笔者认为，型钢悬挑构件与主体结构之间采用螺栓连结较好，预埋“┛┗”形锚筋，在安装悬挑构件时再进行弯折、焊接的方法次之，推荐使用对穿螺栓连结，禁止采用预埋“门”形钢筋用木楔打紧和将钢筋锚环折弯压紧型钢的方法。

2.4.6关于悬挑脚手架连墙件

脚手架的架体宽度（横距）远小于架体高度和长度，自身稳定性很差，必须依靠连墙件保持架体稳定和传递风荷载作用力。

悬挑脚手架一般用于高层建筑，风荷载从低到高变化较大，笔者在审查方案和现场检查时发现，很多项目中连墙件间距在整个建筑全高内均相同，经济性比较差。

笔者认为：

不同悬挑段连墙件间距应分别进行设计计算，为便于施工和管理，同一悬挑段内连墙件间距应保持一致。

一般情况下，高度＜40米的悬挑脚手架连墙件间距应不大于二步三跨，高度≥40米的脚手架连墙件间距应不大于二步二跨，对于离地高度≥40米的脚手架连墙件除应考虑承受水平风荷载的作用外，还应考虑抵抗风上翻流的作用。

2.4.7关于型钢梁的固定

型钢梁与主体混凝土结构的固定可采用预埋螺栓固定、钢筋压环锚固，不得采用扣件连接。

连接强度、刚度应经计算确定，同时还要满足构造要求，常规做法均采用Ｑ235￠18～22mm圆钢制作。

见图2。

当采用钢筋压环锚固时，压环应锚入混凝土30d，并压在楼板下层钢筋下面。

如不能保证钢筋的混凝土保护层厚度，也可以将压环压在楼板下层钢筋上面，同时在压环上部两侧各附加两根直径14～16的钢筋，并与楼板钢筋绑扎牢固，以确保压环不会从混凝土楼板中拔出。

a）预埋螺栓固定 

b）钢筋压环锚固（拉环压在楼板下层钢筋下面）

图2 

型钢梁与主体混凝土结构的固定方式

2.4.8关于连墙件的设置

偏离主节点的距离不应大于300mm，在实际施工中并不易实现。

施工方案一般按两步三跨或两步两跨、两步一跨设置，脚手架的步距一般为1.8m，为了方便施工人员行走，通常采用1.8m，由于层高很难与步距的整倍数匹配，因此连墙件的位置可能会因楼层高度以及在洞口处等无法设置。

另外，还应注意连墙件轴向力大于12.8KN时，双扣件的抗滑移是不满足要求的，应采取相应的加强措施，方案编制人员在计算时应考虑此问题，避免出现无法固定的情况，给架体的稳定带来安全隐患。

2.5关于悬挑构件的重复利用问题

悬挑脚手架设计，除应考虑安全性以外，还应考虑经济性，通过标准化设计，使悬挑支撑构件成为一种“工具”，实现安全性