广铁集团岳阳八字门经适房悬挑脚手架工程悬挑梁验算

摘要：本文首先简要介绍脚手架工程的施工工艺和技术要求,在此基础之上进一步阐述悬挑脚手架设计的具体状况,最后结合工程实例来对经适房悬挑脚手架工程进行悬挑梁验算。采用的实例是广铁集团岳阳八字门的经适房悬挑脚手架工程。广铁集团岳阳八字门经济适用房脚手架工程根据实际情况，结合周边环境特点以及可利用的便利条件，采用1-13层为落地式，14-18层为型钢悬挑式的脚手架模式，经过对悬挑梁的强度等进行验算，这样一种设计是合乎要求，能够满足施工规范设计对于脚手架安全方面性能的具体要求。

主题词：脚手架；悬挑梁；验算

中图分类号：TU731文献标识码： A

1 脚手架施工工艺及技术参数要求（1）平面布置上，落地脚手架立杆在纵向上的间距一般为1.5m，排距为1.05m，内立杆离结构面之间的距离则为250mm，除此之外，还需要注意大横杆的步距为1.8m,小横杆的纵向间距大约为0.75m，控制好脚手架各个位置以及各个层面的间距是非常关键的，对于脚手架安全性的保证以及经济性的保障都有较大的作用和意义。（2）在脚手架的外侧立面两端需要分别设置剪刀撑，设置时需要注意的是要尽可能的保证剪刀撑从底部到顶部都是具有连续性的，且中间各个剪刀撑之间的净距离不应当超过15m。（3）脚手架刚性连墙件之间的间距按照二步二跨的形式来进行布置，在实际工程当中通常选择特定规格的钢管，但是也可以根据工程实际需求来进行更换和选择，具体的连接方法包括以下两个方面：当连墙件的位置处于结构周边的梁的部位上时，通常选择在边梁上进行钢管预埋，并采用扣件来将其与连墙杆进行固定；而当连墙件位置处于砼墙柱的部位上时，则直接在墙柱之内进行钢管的预埋。

2工程简介 （1）工程建设地点：岳阳东站八字门;（2）结构类型 :框剪结构；地上18层；地下1层；建筑高度：57.5m;标准层层高：3m ;（3）建筑规模: 总建筑面积62431.96平方米。

3 脚手架搭设整体情况 结合脚手架搭设原则和本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用以下脚手架方案：

（1）1#、2#栋1-13层采用钢管落地脚手架；14-18层采用普通型钢悬挑脚手架；（2）3#栋南向回填土区1-6层为落地式脚手架、7-18层采用普通型钢悬挑脚手架，分两次悬挑.

4 普通型钢悬挑脚手架的搭设

4．1悬挑脚手架搭设的搭设情况 :

（1）工艺流程为：水平悬挑纵向扫地杆立杆横向扫地杆小横杆大横杆（搁栅）剪刀撑连墙件铺脚手板扎防护栏杆扎安全网。

（2）搭设参数表：

搭设参数 普通型钢悬挑脚手架

立杆横向间距或排距lb (m) 1.05

立杆纵向间距或跨距la(m) 1.5

立杆步距h(m) 1.8

脚手架计算高度H(m) 18

内排架距离墙长度a(m) 0.3

连墙件设置 三步三跨，扣件连接

4．2 水平悬挑梁的图示情况

水平悬挑梁保证有足够的锚固强度和截面抗屈服能力，水平悬挑梁的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同，立杆直接支承在悬挑梁上。上部脚手架立杆与挑梁支承结构有可靠的定位措施，以确保上部架体的稳定,采用在挑梁或纵向钢粱上焊接150-200mm、外径φ40mm的钢管，立杆套座其外，并同时在立杆下部设置扫地杆。见下图：

5 普通型钢悬挑脚手架悬挑梁验算

5.1 参数信息

（1）脚手架参数双排脚手架搭设高度为 18 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 Φ48×3.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取三步三跨，竖向间距 5.4 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为单扣件；（2）活荷载参数取施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；（3）风荷载参数本工程地处湖南省岳阳市，取基本风压0.45 kN/m2；风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；（4）静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248,每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；（5）.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；（6）. 悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与梁垂直距离为(m):3.300。（7）同时施工层数考虑为2层。

5．2荷载的计算:

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

5．2．1静荷载标准值包括以下内容：

(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NG1 = [0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00 = 2.746kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2= 0.3×4×1.5×(1.05+0.3)/2 = 1.215 kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NG3 = 0.15×4×1.5/2 = 0.45 kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2

NG4 = 0.005×1.5×18 = 0.135 kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.546 kN；

5．2．2活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值

NQ = 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.546+ 0.85×1.4×4.725= 11.078 kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.546+1.4×4.725=12.07kN；

5．3悬挑梁的受力计算:

悬挑脚手架的水平钢梁按照悬臂梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为1050mm，内排脚手架距离墙体300mm.

水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.2 cm4，截面抵抗矩W = 108.3 cm3，截面积A = 21.95 cm2。

受脚手架集中荷载 N=1.2×4.546 +1.4×4.725 = 12.07 kN；

水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.95×0.0001×78.5 = 0.207 kN

支座对支撑梁的支撑反力分别为：RA = 33.45 kN； RB = 8.52kN.

经过简化后的计算模型及荷载计算简图、弯距图、剪力图见下：

最大弯矩 Mmax= 20.15 kN・m；

验算抗弯强度: Mmax/1.05W=20.15*1000000/1.05*108300=177.2N/mm2

水平支撑梁的最大力计算值 177.2 N/mm2 小于水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！根据以上数据对悬梁挠度、整体稳定性进行验算也满足要求。

结语：发展到目前为止，悬挑脚手架已经相当广泛的应用到各种类型建筑物的施工当中去，总的来说施工难度并不大，但是在施工过程当中一旦真的出现安全事故的话后果还是非常严重的，因此在实际施工实践当中必须要按照施工规范要求来进行设计计算和验算，基于各个环节的准确把握来最大程度的保证不发生安全事故。

参考文献: 1.《结构力学》（高等教育出版社李廉锟 主编）

2．《工程力学》（西南交通大学出版社 奚绍中 邱秉权 主编）

3.《钢结构》（武汉工业大学出版社刘声扬 主编）

作者：广州铁路(集团)公司住房建设指挥部长沙分指挥部

夏大军工程师 全国一级注册建造师二0一四年十月