某復建工程懸挑式外腳手架的設計

續憲宏

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某復建工程懸挑式外腳手架的設計

續憲宏

【摘 要】本文結合某高層建筑復工時結構及裝修施工用懸挑式外腳手架的設計經驗，總結在結構混凝土施工完成后設置腳手架懸挑結構的一種做法，并進行設計驗算。

【關鍵詞】腳手架；懸挑；后置；設計

懸挑式腳手架是搭設在結構邊緣、設置在懸挑結構上的腳手架，在建筑施工中應用較為廣泛。特別適于地下工程不能及時回填或有裙樓的高層建筑等施工情況。

懸挑式腳手架包括懸挑結構和架體結構兩部分，其中懸挑結構尤為關鍵。本文結合某懸挑式外腳手架的設計與施工實踐，總結后置懸挑結構的一種做法，并進行設計驗算。

1.工程概況

該工程為鋼筋混凝土框筒結構超高層建筑，地上44層，主體27層。梁板完成后，因故停工近5年。復工時，原有的安全防護設施均已拆除、丟失或損壞，需重新搭設懸挑式外腳手架進行剩余結構及裝修施工。

2.懸挑架方案設計

2.1 總體部署

采用懸挑式雙排扣件式鋼管腳手架，分26~35層（搭設高度33米）和36~44層（搭設高度32米）兩次懸挑。采用工字鋼做懸挑橫梁，與上拉鋼絲繩形成懸挑結構，腳手架立桿直接坐落在工字鋼底座上。

主要材料：Ф48鋼管（扣件）、16號工字鋼（每根長3米）、Ф21.5鋼絲繩等。

2.2 架體搭設參數

內立桿距結構0.3m，立桿縱距根據結構布置情況分別取1.35m（側立面）和1.2m（正立面），立桿橫距0.9m，步距1.65m，連墻件為兩步三跨設置。

2.3 懸挑結構的設置方法

第一次懸挑時，考慮施工安全問題，懸挑結構采用樓板鉆孔固定的后置做法。第二次懸挑在混凝土結構施工時根據立桿位置埋設卡箍和吊環固定工字鋼，支撐大橫桿形成第二次懸挑（此處立桿與大橫桿增設防滑扣件）。因第一次懸挑相對難度較大，以下僅論述第一次懸挑時的具體做法。

按立桿縱距在26、27層樓板周邊放樣確定懸挑結構位置，鉆Ф14孔穿Ф12絲桿上雙螺帽做卡箍（26層固定工字鋼用）和吊環（27層拉結鋼絲繩用）。對于四角剪力墻處，局部打穿墻根以伸出工字鋼。

工字鋼上按立桿位置焊200mm長Ф25短鋼筋，外端部焊Ф12鋼筋拉環。鋼絲繩中部設花籃螺栓，接頭均采用雙繩夾鎖牢。

懸挑結構示意圖見圖1。

圖1　腳手架豎向剖面圖

3.設計驗算

架體部分符合常規做法，此處僅對第一次懸挑結構進行驗算。

3.1荷載計算

根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130，每米立桿承受的結構自重標準值按步距1.5m、縱距1.5m取為0.1394KN/m（偏安全），腳手板自重標準值為0.35KN/m2，欄桿與擋腳板自重標準值為0.14KN/m，安全網自重標準值為0.005KN/m2。考慮每三層樓高（六個步距）滿鋪一層腳手板，則每根立桿承受的豎向恒荷載標準值為：

0.1394×33＋0.35×1.35×0.9÷2×4 ＋0.14×1.35＋0.005×1.35×33＝5.86KN

施工均布活荷載標準值結構施工時為3KN/m2，裝修施工時為2 KN/m2。考慮裝修施工時三層同時進行，則每根立桿承受的豎向活荷載標準值為：

2×1.35×0.9÷2×3＝3.645KN

每根立桿所承受的豎向荷載設計值，即傳給懸挑結構的豎向荷載設計值為：

1.2×5.86＋1.4×3.645＝12.135KN

3.2工字鋼強度驗算

工字鋼自重為20.513kg/m×9.8N/kg＝0.2KN/m，計算簡圖如圖2，視擱置在結構上的部分為固定端，當不考慮鋼絲繩提供的拉力時，工字鋼受力最不利，此時：

Mmax＝0.2×1.3×1.3/2＋12.135×

（0.3＋1.2）＝18.37KN·m

Mmax/W＝18.37×106/（141×103）

＝130.3 N/mm2＜f=205N/mm2

故工字鋼強度合格。

圖2　懸挑結構計算簡圖

3.3卡箍強度驗算

如圖2，視工字鋼為完全剛性桿，當不考慮鋼絲繩提供拉力時，遠端卡箍受力最不利，這里僅考慮遠端卡箍受力（偏安全），則卡箍所受拉力為

12.135×（0.3＋1.2）/1.4＝13KN

所需鋼筋面積：13×103/210＝61.9mm2

選用Φ12鋼筋其截面面積為113×2 ＝226＞61.9，滿足要求。

3.4斜拉鋼絲繩驗算

假設卡箍不受力，荷載由鋼絲繩豎直分力平衡，則由圖2得鋼絲繩受力為（鋼絲繩傾角按45°計算，偏安全）

12.135×2/sin45°＝34.3KN

選用6×37直徑為21.5mm的鋼絲繩：

[Fg]＝αFg/K＝0.82×243.5/6＝33.3KN

（34.3－33.3）/34.3＝3%＜5%，可以。

3.5 吊環強度驗算

吊環選用HRB335級鋼筋，所需面積為：34.3×103/300＝114.3mm2，選用直徑Ф12mm鋼筋，面積為113mm2，可以。

4.結語

懸挑結構是懸挑式腳手架的關鍵，在具體工程中，應根據現場實際條件和計算確定懸挑結構的設計，做到技術上可靠、施工上可行，安全方便、滿足施工要求。

本工程根據其具體特點確定的懸挑結構做法，很好地滿足了復工后剩余結構及裝修施工的順利進行，尤其在形成懸挑結構時主要在已有的樓面結構上作業，確保了施工安全，取得了良好的效果。

參考文獻

[1] 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范．JGJ130-2011

[2] 建筑施工手冊（第四版）．北京：中國建筑工業出版社．2003

（作者單位：湖北理工學院土木建筑工程學院）

【中圖分類號】TU731.2

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2016）02-0063-02