《悬挑式脚手架应用技术》201010月科技委讲座内容

《悬挑式脚手架应用技术》201010月科技委讲座内容第一页，共66页。悬挑式脚手架应用技术主要内容1、前言2、悬挑式脚手架的工作原理3、悬挑式脚手架的结构形式4、悬挑脚手架的规范标准及法律法规5、编制专项方案时需要注意的一些问题和施工过程中需要重点监控的环节6、结语第二页，共66页。１、前言悬挑脚手架作为一种新型的脚手架应用技术，是建设部推广使用的10项建筑业新技术之一，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，发现不少技术管理人员对悬挑脚手架在认识上还存在一些不足，本次讲座针对悬挑脚手架的设计、安装和使用过程中存在的一些不可忽视的问题进行讲解，并结合工程实例图片，介绍悬挑脚手架应用技术，并就设计与施工方面的若干问题进行探讨，针对这些问题进行归纳总结分析，提出一些看法和建议，供大家参考。第三页，共66页。2、悬挑式脚手架的工作原理悬挑式脚手架的工作原理是通过悬挑承力结构将外脚手架的荷载传递到建筑结构上，避免外脚手架一次搭设过高而导致外脚手架结构承载力不够或稳定性能的下降。由于悬挑脚手架通过悬挑承力结构将整个高层外脚手架多次分段并向建筑结构卸载传力，分段的外脚手架结构自成体系，因而悬挑脚手架不仅能够满足高层外脚手架的搭设需要，还可根据施工的实际需要进行相对独立的拆除或翻搭。第四页，共66页。悬挑式脚手架应用技术3、悬挑式脚手架的结构形式悬挑承力结构从结构承力形式上可分为挑梁式、挑拉式、挑撑式、撑拉结合式四类。第五页，共66页。悬挑式脚手架应用技术(1)挑梁式采用型钢挑梁作为向上搭设外脚手架的承力结构。这种挑梁结构的受力如同悬臂梁，在梁的根部承受较大的弯矩和剪力，为了确保承力安全，型钢的规格往往较大，以采用工字钢或双槽钢做挑梁较为合适。挑梁锚固于混凝土楼板时，应注意楼板的抗冲切能力，必要时增加配筋。为增加外脚手架的安全性，可在架体高度一半处的节点上设置钢丝绳，吊拉于混凝土结构的边缘构件进行卸载。第六页，共66页。悬挑式脚手架应用技术(2)挑拉式采用型钢挑梁与斜拉杆构成的正三角承力结构承担上部的外脚手架荷载。由于斜拉杆对比斜压杆而言没有压杆稳定性的问题，所以挑拉结构作为悬挑外脚手架的承力结构具有较高的承载力，为推荐的悬挑脚手架主承力结构形式。型钢挑梁的设置间距同外脚手架立杆的柱距，挑梁与结构的连接一般设计成固接，也可设计成铰接。为保障斜拉杆与挑梁的共同工作，斜拉杆在构造上应设计成长度可调式。施工现场常用带麻芯的钢丝绳做拉杆。第七页，共66页。悬挑式脚手架应用技术(3)挑撑式采用型钢挑梁与斜撑杆构成的倒三角承力结构（斜撑杆可采用普通钢管扣件搭设）承担上部的外脚手架荷载，主要应用于剪力墙结构。当应用于框架结构时，三角架的布置可结合梁柱位置或采取三角架的高度为一个楼层层高的方法，设计时应确保斜撑杆的压杆稳定性。悬挑的钢梁可直接预埋入混凝土边缘构件或固定于楼板。为防止压杆失稳，斜撑杆应增加具有双向约束的支点，可用扣件钢管搭设形成支点。第八页，共66页。悬挑式脚手架应用技术(4)撑拉结合式采用型钢挑梁与斜拉杆及斜撑杆构成的承力结构承担上部的外脚手架荷载。由于结构的超静定次数增加，斜拉杆与斜压杆间的协同工作程度难以控制，因而设计时应以挑拉或挑撑中的一种结构形式承力为主，另外的撑或拉的方式为辅(做为第二道防线)，以确保结构安全。第九页，共66页。悬挑式脚手架应用技术4、悬挑脚手架的规范标准及法律法规4.1

l999年5月1日起施行的《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)，表3．0．4—2《悬挑式脚手架检查评分表》保证项目“悬挑梁及架体稳定”中明确规定悬挑梁或悬挑架应为型钢或是定型桁架，安装时必须按设计要求进行。4.2

2001年6月1日起实施的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ13O一2001)2002年版，第5.3.8条中规定高度超过50m的脚手架，可采用双管立杆、分段悬挑或分段卸荷等有效措施，必须另行专门设计。但是，规范中对双管立杆、分段悬挑或分段卸荷的脚手架的具体设计方法、搭设方法和构造措施并未做具体规定。第十页，共66页。悬挑式脚手架应用技术4.3

2009年5月建设部下发的建质[2009]87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定，悬挑式脚手架工程属于危险性较大的分部分项工程，当架体高度达到20m及以上时，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应组织专家对专项方案进行论证。4.4地方性法律法规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，我国部分地区已全面禁止使用。第十一页，共66页。悬挑式脚手架应用技术例如关于印发《珠海市建筑施工脚手架搭设安全技术要点》的通知(珠建安监[2004]06号文)中规定悬挑脚手架应采用钢构件承重梁（工字钢、槽钢等），禁止使用钢管扣件式悬挑架。钢管扣件式悬挑架属限制使用第十二页，共66页。悬挑式脚手架应用技术悬挑脚手架分段最大搭设高度全国各地要求不一，福建省规定最高24米（可采用工字钢或槽钢），上海市规定最高24米（宜采用工字钢），北京市规定最高24米，合肥市规定最高20米，武汉市规定最高18米（必须采用16号及以上的工字钢）。在施工过程中，凡广州以外地区的项目经理部要留意收集当地的法律法规，做到遵守地方性法律法规。第十三页，共66页。悬挑式脚手架应用技术4.5

2010年12月1日起实施的《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010填补了悬挑脚手架的计算和构造要求没有规范指导的局面，为安全技术工作奠定了理论基础，具体详见条文第5.7悬挑脚手架支承结构计算和第6.9悬挑脚手架。第十四页，共66页。悬挑式脚手架应用技术4.6《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130征求意见稿中有关悬挑架部分的内容，供大家在实际工作中参考执行：

3.8悬挑脚手架用工字钢

3.8.1悬挑脚手架用工字钢的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235A级钢的规定。

6.10

工字钢悬挑脚手架

6.10.1悬挑工字钢、U型螺栓的计算符合现行国家标准《钢结构设计规范》（GB50017）有关规定。固定钢梁的钢筋拉环强度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010）规定计算。

第十五页，共66页。悬挑式脚手架应用技术

6.10.2悬挑钢梁应使用16号以上工字钢，悬挑梁尾端应在两处以上使用直径16以上钢筋固定在钢筋混凝土结构上或由不少于两道的预埋U型螺栓固定，U型螺栓的直径不小于20mm，宽度为160mm

，悬挑前端应采吊拉卸荷，吊拉构件与水平工字钢夹角不小于60度（图6.10.2）。

第十六页，共66页。悬挑式脚手架应用技术

6.10.3连接材料U型螺栓应符合《钢结构设计规范》第3.3.8条第3款的规定。

6.10.4钢筋拉环、U型螺栓与工字钢间隙用木楔楔紧。

6.10.5悬挑钢梁悬出部分不宜超过2米，结构里端长度应为悬挑跨度的1.7倍，钢筋拉环、U型螺栓预埋位置宜为悬挑工字钢尾端向里30㎝处。钢筋预埋至砼板、砼梁底部，每侧平直段不小于0.6米，U型螺栓预埋至砼板、砼梁底部，2根1.5米长直径18二级钢筋放置U型筋上部。

6.10.6一次悬挑脚手架高度不应超过20米。

第十七页，共66页。悬挑式脚手架应用技术

6.10.7悬挑梁支承位置宜设置在结构梁上。悬挑端应按悬挑跨度起拱1％，悬挑梁前端竖直焊接长0.2米、直径25㎜的短管。

6.10.8锚固位置设置在楼板上时，楼板的厚度不得小于120mm。

6.10.9悬挑梁间距应按悬挑架架体立杆纵距设置，每一纵距设置一根。

6.10.10悬挑架的外立面剪刀撑应自下而上连续设置。剪刀撑设置应符合本规范6.6.2条的规定。

6.10.11连墙件设置应符合本规范第5.4条、第6.4条的规定。第十八页，共66页。悬挑式脚手架应用技术5、编制专项方案时需要注意的一些问题和施工过程中需要重点监控的环节5.1连墙件的竖向间距连墙件的水平间距一般不会有大的问题，但在竖向问距的设置上经常会遇到没办法固定的情况。特别是在框架、层高较大的结构中，设计者在编制方案时没有考虑固定的方式和稳定性。一般来说连墙件需要同钢筋混凝土构件中预埋件相连接，连接件应尽可能水平、垂直。而架子的步距一般为1．8m，它的整数倍不一定是楼层位置，对连墙件来说，与在外架的连接点处于三杆汇交处主节点上下300mm以内为好，比较符合受力特性和结构模式。因此，在编制该方案时必须同时考虑附墙件的固定位置，否则会出现无法固定的情况，给架体的稳定带来隐患。第十九页，共66页。悬挑式脚手架应用技术第二十页，共66页。5.2型钢悬挑梁在主体结构上的设置要求《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010条文6.9.2型钢悬挑梁锚固段长度不小于悬挑段长度的1.25倍，悬挑支承点应设置在建筑结构的梁板上，不得设置在外伸阳台或悬挑楼板上(有加固措施的除外)。第二十一页，共66页。悬挑式脚手架应用技术条文理解：型钢悬挑梁锚固段长度过小，型钢梁与楼板连接的压点处Ｕ形钢筋拉环的拉力变大，不利于锚固连接；型钢悬挑梁的锚固段长度过大，型钢梁的悬挑段外端位移值(挠度)增大，反而不利于架体稳定，也不经济。锚固段长度应不小于悬挑段长度1.25倍，是通过调查研究，总结以往施工经验的基础上确定的。第二十二页，共66页。在宽大的悬挑阳台部位，钢筋混凝土封口梁是承受荷载的支点，需要对阳台梁板结构的承载力进行验算。第二十三页，共66页。第二十四页，共66页。悬挑式脚手架应用技术悬挑梁间距按悬挑架架体立杆纵距设置，每一纵距设置一根。第二十五页，共66页。悬挑式脚手架应用技术悬挑钢梁悬出部分超长第二十六页，共66页。悬挑式脚手架应用技术5.3转角等特殊部位的措施悬挑脚手架的悬挑支承结构设置要经设计计算确定，不可随意布设，设置原则：悬挑梁间距按悬挑架架体立杆纵距设置，每一纵距设置一根。第二十七页，共66页。悬挑式脚手架应用技术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，会遇到立杆未直接落在悬挑梁上的情况，可沿脚手架立杆底部设置纵向钢梁作为支座，纵向钢梁支承悬挑梁上成为联梁型悬挑支座，确保立杆上的荷载通过纵向钢梁传递到型钢支承架及主体结构。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。第二十八页，共66页。悬挑式脚手架应用技术带联梁悬挑脚手架和无联梁悬挑脚手架图第二十九页，共66页。悬挑式脚手架应用技术对悬挑脚手架的特殊部位（如转角、楼梯口、阳台等）挑梁结构布置进行优化，避免个别挑梁受力过大及悬挑过长造成截面规格偏差较大、支座锚固困难。第三十页，共66页。悬挑式脚手架应用技术转角位立杆间距不方正第三十一页，共66页。悬挑式脚手架应用技术转角位立杆吊脚和悬挑段超长第三十二页，共66页。悬挑式脚手架应用技术转角位悬挑型钢重叠第三十三页，共66页。悬挑式脚手架应用技术转角位悬挑型钢重叠第三十四页，共66页。悬挑式脚手架应用技术转角位悬挑型钢悬挑长度过大第三十五页，共66页。悬挑式脚手架应用技术悬臂梁下加设型钢支撑，提高悬挑结构支撑单元的稳定性。

第三十六页，共66页。悬挑式脚手架应用技术悬臂梁下加设型钢支撑，提高悬挑结构支撑单元的稳定性。第三十七页，共66页。斜撑的支点要设置在下一层的结构板面上，导致斜撑杆件长度偏大，构件长细比偏大。第三十八页，共66页。转角位采用定型架

第三十九页，共66页。悬挑架转角室内部分悬挑架转角室外部分第四十页，共66页。悬挑脚手架转角设置薄弱且变形相对较大第四十一页，共66页。第四十二页，共66页。第四十三页，共66页。第四十四页，共66页。第四十五页，共66页。第四十六页，共66页。5.4斜拉钢丝绳作为安全储备《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010条文6.9.11钢丝绳、钢拉杆不得作为悬挑支撑结构的受力构件，即型钢悬挑梁外端设置钢丝绳或钢拉杆与建筑结构拉结并拉紧，是增加悬挑结构安全储备的措施，悬挑型钢按单跨外伸梁计算能独立承载上部全部荷载，钢丝绳作为安全储备在正常情况下不承担荷载，只有在悬挑型钢由于挠度过大，钢丝绳被张紧的情况下才产生拉力，从而改善了型钢的受力状态，提高了悬挑系统的承载能力。第四十七页，共66页。斜拉杆一般采用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。钢丝绳一般为φ12～φ18mm，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。一般情况下，建筑物主体结构自下而上施工，临边防护脚手架是随主体上升的，在安装型钢梁后，尚未拉钢丝绳之前，挑梁已经承受2～3层脚手架的荷载。在拉钢丝绳时，由于各种原因钢丝绳经常没有拉紧。第四十八页，共66页。5.5关于悬挑构件的截面选型《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010条文6.9.3型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。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，易产生横向弯扭变形。因此，在悬挑构件截面选型时，型钢悬挑梁宜优先采用双轴对称截面的型钢，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。第四十九页，共66页。第五十页，共66页。5.6型钢悬挑梁与建筑结构锚固的压点处楼板未设置上层受力钢筋当型钢悬挑梁与建筑结构锚固的压点处楼板未设置上层受力钢筋时，要经计算在楼板内配置用于承受型钢梁锚固作用引起负弯矩的受力钢筋。第五十一页，共66页。型钢悬挑梁与建筑结构锚固的压点处楼板未设置上层受力钢筋，导致产生楼板裂缝。第五十二页，共66页。型钢悬挑梁与建筑结构锚固的压点处楼板未设置上层受力钢筋，导致产生楼板裂缝。第五十三页，共66页。5.7型钢悬挑梁与楼板固定在设计中应对型钢悬挑梁的前端支点和后端支点采用钢板进行铺垫，实际施工中很多工地未做到这一点，有的操作工人预埋钢筋压环时比较随意，预埋位置不准确，特别是在特殊部位，未控制好压环与梁板结构边缘的距离。第五十四页，共66页。《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010明确规定型钢悬挑梁的锚固段压点应采用不少于2个(对)的预埋Ｕ型钢筋拉环或螺栓固定。Ｕ型钢筋拉环或螺栓应埋设在梁板下排钢筋的上边，并与结构钢筋焊接或绑扎牢固。用于锚固