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寶雞市青少年科技活動(dòng)中心設(shè)計(jì)... 閱讀 9823 次 型鋼懸挑式腳手架在工程中的應(yīng)用
摘要：在高層建筑施工外架中采用型鋼懸挑式腳手架，與落地式腳手架相比，增強(qiáng)了架體的安全系數(shù)，減少了鋼化設(shè)施料投入，降低了工程成本。現(xiàn)以紫薇田園都市E區(qū)22#、23#、25#樓為例，介紹型鋼懸挑式腳手架應(yīng)用技術(shù)...
型鋼懸挑式腳手架在工程中的應(yīng)用
1、工程概況：
紫薇田園都市E區(qū)22#、23#、25#樓為三棟十八層高層住宅樓，剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑物總高54m，層高3m，三層以上外架圍護(hù)面積為5650m2。
2、外架設(shè)計(jì)方案：
2.1、腳手架構(gòu)造
為確保施工安全，減少設(shè)施料投入，降低工程成本，本工程三層以上外架采用型鋼懸挑式雙排鋼管扣件腳手架，每四層懸挑一次，架高12m，圍護(hù)面積1412.76m2，每棟樓投入兩次懸挑架體材料，以便周轉(zhuǎn)使用。
懸挑腳手架主要由懸挑鋼梁和雙排鋼管架體、連墻桿、腳手板、踏腳板、防護(hù)網(wǎng)等組成。
懸挑鋼梁采用[16a槽鋼制作，刷兩道防銹漆。鋼梁長4m，一端固定于預(yù)埋在結(jié)構(gòu)板內(nèi)的Φ14鋼筋環(huán)上，一端伸出外墻皮1.35m(陽臺處伸出梁邊1.2m)，分別在距槽鋼端頭100、1000（850、960）mm處上表面各焊一根150mm長Φ25鋼筋，鋼梁構(gòu)造和安裝位置詳見附圖。
雙排鋼管架采用Φ48×3.5鋼管和扣件搭設(shè)，其內(nèi)外排立桿分別承插在鋼梁上表面鋼筋上，縱向掃地桿距槽鋼上表面不大于200mm，立桿縱距不大于1500mm，橫距不大于900mm，內(nèi)排立桿距墻不大于350mm，每步架高1500mm，總高12m，立桿與縱向水平桿之間連接采用十字扣件，立桿和縱向水平桿接長全部采用對接扣件連接，相鄰桿接頭不得在同一跨內(nèi)且應(yīng)錯(cuò)開500mm，接頭位置應(yīng)避開跨中1/3設(shè)置。橫向水平桿用十字扣件固定在縱向水平桿上，距主接點(diǎn)不大于150mm處必須設(shè)置一個(gè)橫向水平桿，其它小橫桿位置應(yīng)根據(jù)鋪設(shè)架板需要設(shè)置；外架所有轉(zhuǎn)角處均設(shè)置剪刀撐，剪刀撐寬度為6m，轉(zhuǎn)角寬度不足6m處滿設(shè)，剪刀撐由底至頂連續(xù)設(shè)置，剪刀撐斜桿的接長采用搭接，搭接長度不小于1m，采用不少于2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件板的邊緣至桿端距離不小于100mm，剪刀撐斜桿用旋轉(zhuǎn)扣件固定在小橫桿或立桿上，固定點(diǎn)距主接點(diǎn)不大于150mm。外架陰角處第一跨第一步架均設(shè)縱橫向斜撐，以保證角部架體剛度，角部用Φ20鋼絲繩斜拉在結(jié)構(gòu)上。位于陽臺部位的懸挑架，在建筑物每層用鋼管斜撐和拉桿進(jìn)行卸載，以減輕底部鋼梁對陽臺的壓力。
連墻桿采用Φ48×3.5鋼管，一端用扣件與架體縱向水平拉接（連接點(diǎn)距主接點(diǎn)不大于150mm），另一端與墻體連接牢固，連墻桿按二步三跨菱形設(shè)置，連墻桿安裝必須水平。
腳手板采用竹串片，架子底層和作業(yè)層滿鋪，腳手板使用前先用鐵絲捆綁加固，鋪設(shè)時(shí)腳手板底不少于3道小橫桿，小橫桿位置和腳手板對接，搭接詳見附圖，腳手板用鐵絲綁在小橫桿上。
踢腳板采用9mm厚竹膠板制作，踢腳板高度200mm，外立面用黃、黑油漆間隔刷成45º圖案，踢腳板用鐵絲固定在外排立桿上。
外架外立面均滿掛密目網(wǎng)，密目擊者網(wǎng)用尼龍繩綁在縱向水平桿上，作業(yè)層密目網(wǎng)內(nèi)加一層小孔（孔徑30mm）安全網(wǎng)，架體內(nèi)非作業(yè)層每樓層平掛一道安全網(wǎng)，內(nèi)排立桿與墻之間應(yīng)平掛一道安全網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。
外架作業(yè)層均設(shè)置防護(hù)欄桿，防護(hù)欄桿用鋼管搭設(shè)，縱向固定在外排立桿上距踢腳板上口高度600mm處，頂層設(shè)兩道防護(hù)欄桿，分別距踢腳板上口600mm、1200mm。
外架上的人行斜道坡度為1：1.60，踏步用鋼管做龍骨，上鋪50mm厚板，兩側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿、扶手和踢腳板，搭設(shè)斜道處鋼梁用Φ20鋼絲繩斜拉在結(jié)構(gòu)主體上卸載。
2.2、腳手架構(gòu)配件材料要求
①、腳手架鋼管采用φ48×3.5鋼管，必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700中Q235—A級鋼的規(guī)定，鋼管質(zhì)量必須符合規(guī)范要求。
②、腳手架采用的扣件，其材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》（GB15831）的規(guī)定。扣件螺栓擰緊扭力矩不小于65N·m。
③、竹腳手板每塊重量不宜大于30Kg，應(yīng)采用毛竹或楠竹制作。
④、密目網(wǎng)和安全網(wǎng)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2.3、腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算
雙排腳手架均按規(guī)范搭設(shè)，架子穩(wěn)定性及桿件強(qiáng)度、剛度不需計(jì)算，僅對鋼梁和連墻桿進(jìn)行驗(yàn)算。
2．3．1懸挑鋼梁驗(yàn)算
①、恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值
GK=Hi（gk1+gk3）+n1la /2gk2
gk1———以每米架高計(jì)的構(gòu)件基本桿件自重計(jì)算基數(shù)；
gk2——以每米立桿縱距（la）計(jì)的作業(yè)層材料的自重計(jì)算基數(shù)；
gk3——以每米架高計(jì)的外立面整體拉接桿件和防護(hù)材料的自重計(jì)算基數(shù)；
la——立桿縱距（取1.5m）；
n1——同時(shí)存在的作業(yè)層設(shè)置數(shù)（取n1=4）
查表得：
gk1=0.1187KN/m
gk2=0.3587 KN/m
gk3=0.0753KN/m
則外排立桿恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：
GK1=12×(0.1187×0.5+0.0753）+4×1.5×0.3587×0.5=2.692KN
內(nèi)排立桿恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：
GK2=12×0.5×0.1187+4×1.5×0.3587×0.5=1.788KN
槽鋼自重產(chǎn)生的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值:
q=17.24×9.8=169N/m
②施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
Qk= n1la /2qk
式中
Qk——腳手架施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值；
qk——按每米立桿縱距l(xiāng)a計(jì)的作業(yè)層施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算基數(shù)：
n1——作業(yè)層數(shù)
查表得：qk=1.35KN/m
則外排立桿的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為
Qk1=2×1.5×1.35×0.5=2.025KN
內(nèi)排立桿的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為
Qk2= Qk1=2.025KN
水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：ωK=0.7μzμsωO
式中ωK——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值
μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按高度50米取0.83
μs——腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，Us=1.0φ=1.0×0.5=0.5
ωO——基本風(fēng)壓，取0.25
則ωK=0.7×0.83×0.5×0.25=0.0726KN/m2
③、荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算
外排立桿荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算
N1=1.2GK1+1.4Qk1
=1.2×2.692+1.4×2.025=6.065KN
內(nèi)排立桿荷載設(shè)計(jì)值
N2=1.2GK 2+1.4Qk 2
=1.2×1.788+1.4×2.025=4.981KN
均布荷載設(shè)計(jì)值
q1=1.2×q=1.2×169=203N/m
水平風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值
ωK1=0.85×1.4×ωK=1.4×0.0726=0.102KN/m2
(2)、鋼梁驗(yàn)算
①、鋼梁強(qiáng)度驗(yàn)算
支座彎矩MA=—N1m1—N2m2—0.5×q1l2
=—6.065×1.25-4.981×0.35-0.5×203×1.252
=—9.484KN·m
[16a截面抵抗矩
W=1/（6H）[BH3—（B—b）h3]
=1/6×160×[63×1603—（63—6.5）×1473
=81848mm3
δ=M/W=9.484×106/81848=115.9N/mm2
fm=215N/mm2
安全系數(shù)K= fm/δ=215/115.9=1.86>1.5
故強(qiáng)度滿足要求。
②、鋼梁剛度驗(yàn)算
ωc=N11m12l（1+λ1）/（3EI）+N21m22l（1+λ2）/（3EI）+q1l2m（—1+4λ1+3λ13）/（24EL）
式中：I=1/12[BH3—（B—b）h3]
=1/12[63×1603—（63—6.5）×1473]=6.548×106
N11=GK1=2.692KN
N21=GK2=1.788KN
λ1=m1/l
λ2=m2/l
ωc=[2692×12502×2550×(1+1.25/2.55）+1788×3502×2550×(1+0.35/2.55)](3×206000×6.548×106）+203×25502×1250×（-1+4×1250/2550+3×12503/25503）/（24×206000×6.548×106）
=4.16mm
[ω]=2m1/400=6.25mm
ωc<[ω]
施工荷載產(chǎn)生的撓度
ωc1=QK1m12l(1+m1/l)+ QK2m22l(1+m1/l)/3EL
=[2025×12502×2550×(1+1250/2550)+2025×3502×2550(1+350/2550)]/(3×206000×6.548×106) =3.1mm
[ω]=2m1/300=8.3mm
ωc1<[ω]
鋼梁剛度滿足要求。
（3）、吊環(huán)驗(yàn)算
支座反力RB=—（N1m1+N2m2）/1+0.5×q1l(1-λ1)
=—（6.065×1.25+4.981×0.35）/2.55+0.5×203×(1—1.25/2.55) =—3.46KN
吊環(huán)承受拉力F=3.46KN
Φ14鋼筋吊環(huán)拉應(yīng)力
δ=F/A=3657/154=22.5N/mm2
[f]=210n/mm2
安全系數(shù)k=[f]/δ=210/22.5=9.33>1.5
故吊環(huán)強(qiáng)度滿足要求。
（4）、連墻桿驗(yàn)算
連墻桿所用Φ48×3.5鋼管強(qiáng)度不需驗(yàn)算，僅對扣件抗滑承載力進(jìn)行驗(yàn)算，連墻桿所受軸向力N=3×4.5×0.102+5=6.377KN
扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值為[N]=8.00KN,
N<[N]
扣件抗滑承載力滿足要求。
3、腳手架搭設(shè)
工藝流程：
預(yù)埋吊環(huán) 制作、安裝鋼梁 安裝架體桿件并加固 鋪底層腳手板 鋪設(shè)作業(yè)層腳手板、安踢腳板、搭設(shè)防護(hù)欄桿、掛安全網(wǎng) 檢查驗(yàn)收。
3.1、按設(shè)計(jì)要求，在澆筑現(xiàn)澆板砼時(shí)預(yù)埋Φ14吊環(huán)，安裝位置偏差不大于2cm。
3.2、截4m長[16a槽鋼，按要求焊接Φ25鋼筋，四周圍焊，焊縫高度不小于10mm，加工完后刷防銹漆兩道，將加工好的鋼梁通過墻體預(yù)留洞穿進(jìn)吊環(huán)內(nèi)并固定牢靠，鋼梁懸挑端應(yīng)高出固定端2—3cm。
3.3、安裝架子立桿及掃地桿，并搭設(shè)第一步架縱、橫向水平桿，每層架子應(yīng)邊搭設(shè)邊安裝連墻桿和剪刀撐，以防架體變形和傾覆，用于連接的扣件螺栓擰緊扭力矩不小于40N·m。
3.4、底層腳手板應(yīng)鋪設(shè)嚴(yán)密，并平鋪一層密目網(wǎng)，不得有任何孔洞，作業(yè)層腳手板應(yīng)根據(jù)施工需要滿鋪，腳手板鋪設(shè)應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
3.5、安裝踢腳板，在作業(yè)層搭設(shè)防護(hù)欄桿，掛設(shè)密目網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，作業(yè)層密目網(wǎng)內(nèi)加掛一層小孔安全網(wǎng)。
3.6、架子搭設(shè)完后，應(yīng)組織人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可投入使用。
4、腳手架使用
4.1、腳手架設(shè)計(jì)時(shí)按滿鋪四層竹架板考慮，使用時(shí)架板鋪設(shè)不得超過四層。
4.2、施工活荷載按兩層同時(shí)作用考慮，且每層按3KN/m2計(jì)算，施工荷載不得超過設(shè)計(jì)值。
4.3、不得在架子上堆放任何材料，模板支撐等嚴(yán)禁與外架連接。
4.4、塔吊吊運(yùn)模板、鋼筋等材料時(shí)，不得碰撞沖擊架體，以防損壞架體。
4.5、未經(jīng)允許任何人不得隨意拆除架體桿件、連墻桿及安全防護(hù)設(shè)施等。
4.6、架子使用中應(yīng)定期進(jìn)行檢查，安排專人維修、保養(yǎng)。
5、腳手架的拆除
腳手架拆除從上向下逐層拆除，拆除順序與安裝順序相反。拆除時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）、腳手架拆除時(shí)設(shè)專人統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格按順序拆除。
（2）、連墻桿待其上部桿件拆除完后才能松開拆去。
（3）、松開扣件的平桿件應(yīng)隨即撤下，不得松落在架上。
（4）、拆除長桿件時(shí)應(yīng)兩人協(xié)同作業(yè)，以避免單人作業(yè)時(shí)的閃失事故。
（5）、拆下的桿配件應(yīng)吊運(yùn)，不得向下拋擲。
6、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
6.1、型鋼懸挑式腳手架搭拆方便，安全可靠，確保了施工進(jìn)度和安全。
6.2、經(jīng)濟(jì)效益分析
（1）型鋼懸挑式腳手架費(fèi)用計(jì)算（1棟樓）
鋼管租賃費(fèi)：36t×3.2元/天·t×158天=18201.6元
扣件租賃費(fèi)：7316個(gè)×0.006/天·個(gè)×158天=6935.57元
竹腳手板攤銷費(fèi)：650塊×16元/塊×30%=3120元
安全網(wǎng)攤銷費(fèi)：2825m2×2元/m2×50%=2825元
槽鋼攤銷費(fèi)：9.5t×3500元/t×10%=3325元
與落地腳手架相比增加搭拆人工費(fèi)：2825m2×5元/m2=14125元
合計(jì)費(fèi)用：48532.17元
（2）落地式腳手架費(fèi)用計(jì)算
鋼管租賃費(fèi)：108t×3.2元/t·d×158d=54604.8元
扣件租賃費(fèi)：21948個(gè)×0.006元/d·個(gè)×158d=20806.7元
竹腳手板攤銷費(fèi)：1300塊×16元/塊×30%=6240元
安全網(wǎng)攤銷費(fèi)：5650m2×2元/m2×50%=5650元
合計(jì)費(fèi)用：87301.5元
（3）型鋼懸挑式腳手架與落地式腳手架相比，可節(jié)省費(fèi)用（87301.5元－48532.17元）×3=116308元
結(jié)束語：
型鋼懸挑式腳手架在本工程中應(yīng)用后，確保了施工安全、降低了工程成本、取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，建議在高層施工中推廣應(yīng)用。
(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
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