附件1：
工字钢悬挑式扣件钢管脚手架施工工法
编制单位：中国建筑第八工程局
主要执笔人：于爱水 雷宁安 刘波
1 前言
1.1 脚手架的发展
1.1.1脚手架是在施工现场为安全防护、工人操作以及解决楼层间少量垂直和水平运输而搭设的支架，属于临时设施。
1.1.2脚手架原意是为施工作业需要所搭设的架子。
1我国在1949年前和50年代初期，都采用传统的杉木杆或毛竹搭设脚手架；
2从60年代到70年代，开始采用扣件式钢管脚手架和各种钢制工具式里脚手架；
3近年来，采用工字钢作为支撑系统的悬挑式扣件钢管脚手架开始应用于施工现场，并逐步显示出其广泛的应用前景。
1.2 工字钢悬挑式扣件钢管脚手架
1.2.1随着社会的发展和建筑施工技术的不断进步，工字钢悬挑式扣件钢管脚手架（以下简称工字钢悬挑架）技术应用越来越广泛，但是却没有一套完善的施工方法，由于目前建筑业普遍存在的工字钢悬挑架施工的不规范性，存在一定的安全隐患，针对其实际作业难度和建筑工程施工现场的特点，通过认真调查研究，总结实践经验，参考相关规范标准，并认真征求各方意见，特制定本工法。
1.2.2本工法已经实践验证，能促进工程施工质量和施工效率的提高，
达到较好应用效果。
2 特点
2.1工字钢悬挑架相对比较经济，具有工作可靠、搭拆方便、搭设灵活、尺寸不受限制、适应性强等特点。
2.2工字钢悬挑架分段悬挑，可以根据施工需要任意分段搭设和拆除，降低成本。
2.3工字钢悬挑架不必搭设在地基上，所以不会影响基础回填，可以缩短工期。
3 适用范围
3.1本工法适用于立面比较规则的小高层、高层及超高层建筑物施工，土建、室外装饰、室外安装施工，尤其是当拟建建筑物周边场地狭小或受限时，具有难以比拟的优势，可满足施工中常见的和一些特殊要求。
3.2当工程具备以下要素之一时，常常采用悬挑式脚手架施工：
3.2.1基础验收手续迟迟未办理完毕，工程基坑回填时间很长，在工程必须搭设脚手架时，基坑不能回填完毕；
3.2.2主体结构周围有群房；
3.2.3建筑物高度较大，采用落地式脚手架费用很高。
4 材料性能
4.1 构配件
4.1.1工字钢悬挑架主要由工字钢悬挑梁、钢管、扣件、脚手板、挡脚板、密目式安全网、安全平网及避雷装置等构配件组成。
4.1.2钢管
1脚手架钢管宜采用Q235A （3号）钢（含碳量为0.14-0.22%）的焊接钢管。
2钢管必须具有产品质量合格证和钢管材质检验报告，材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）的相应规定。Q235A 钢冶炼方便、成本较低、塑性好，在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全。其截面特性见表4.1.2。
3脚手架钢管供应长度一般为6.0～6.5m （每根重量不超过25Kg ，适合人工操作）。
1)用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度一般为4.0～
6.5m ；
2)用于小横杆的钢管长度一般为1.5～2.5m ，因脚手架宽度不同而略有差异。
4钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、孔洞、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕、深的划痕和严重锈蚀。
5作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：先对钢管除锈，再将内壁擦涂防锈漆两道，然后在外壁涂一道防锈漆和两道面漆。
4.1.3扣件
1扣件是钢管与钢管的连接，工字钢悬挑架使用的扣件分为三种：
1)两钢管90°交叉连接采用直角扣件；
2)两钢管呈任意角度交叉连接采用旋转扣件；
3)钢管与钢管接长采用对接扣件。
2扣件应采用可锻铸铁和钢板压制制作，必须具有产品质量合格证、生产许可证和专业检测单位测试报告。可锻铸铁扣件的材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831），钢板压制扣件使用较少，目前尚无国家产品标准，可参照现行建设部标准《钢管脚手架扣件》（JC22）的规定进行测试，其材质符合标准要求时才准许使用。
3脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N ·m 时，不得发生破坏。扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm ，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm 。
4扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、气孔、砂眼、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，扣件使用前应进行防锈处理：先除锈然后采用油浸防锈。
4.1.4工字钢悬挑梁
1工字钢悬挑梁宜采用Q235钢、16Mnq 钢、15MnVq 钢或15Mvq 钢，其材质应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700）、《低合金结构钢技术条件》（GB1591）、《桥梁碳素钢及普
通低合金钢板技术条件》（YB168）的规定。
2焊接构件的焊缝应符合相关焊接规范要求。
4.1.5脚手板
1脚手架作业层上铺放的脚手板主要有冲压式钢脚手板、焊接钢筋网脚手板、木脚手板、竹串片及竹笆片脚手板等几种。
2冲压式钢脚手板和焊接钢筋网脚手板的材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235-A 级钢的规定，必须具有产品质量合格证。钢脚手板不得有裂纹、开焊、硬弯等缺陷。
3木脚手板应采用杉木或松木制作，材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GBJ5）中Ⅱ级材质的规定，板的厚度不小于50mm ，宽度200-300mm ，两端使用10-14号镀锌钢丝捆紧。禁止使用开口、破裂、腐朽和有横透疖的木板。
4竹脚手板宜采用毛竹或楠竹制作，竹串片脚手板使用宽度不小于60mm 的竹片和直径5-10mm 、间距不大于600mm 的拼接螺栓制作，孔径应紧密配合，螺栓必须可靠牢固，出现滑丝后应立即更换。
4.1.6挡脚板（挡脚笆）
1挡脚板高度不应小于180mm ，挡脚笆的高度不小于400mm 。 2挡脚板与挡脚笆上如有孔眼，不应大于25mm 。
4.1.7密目式安全网
1应选用有国家认可的质量监督检验部门的检验合格报告、有生产单位质量检验合格证和安鉴证的密目网。密目式安全网宽（高）度不得小于1.2m ，网目密度不应低于2000目/100cm2，各边缘部位的开
眼环扣必须牢固可靠，环扣孔径不低于8mm 。不得有断纱、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。
2旧密目式安全网再次使用时必须经过耐冲击性能检验和耐贯穿性检验，合格后方可使用。
3密目式安全网的安装平面垂直于水平面，严禁作为安全平网使用。
4密目式安全网技术要求应符合GB 16909-97的规定。
5密目式安全网使用时应采用有足够强度、耐候性好的绳索绑扎，不得使用铁丝捆绑。
4.1.8安全平网
1安全平网使用直径9mm 以上的麻绳、棕绳、尼龙绳或其他耐候性不低于上述品种的材料编制网。外观应平整，宽度不得小于3m ，网眼尺寸不大于5cm ，每张安全平网重量一般不宜超过15kg 。 2水平设置时能承受不小于1.6kN 的冲击荷载。
3阻燃安全网必须具有阻燃性，其续燃、阻燃时间均不得大于4s 。
4.1.9拉接件及其预埋件
1拉接件及其预埋件均使用与架体同种规格钢管制作，采用直角扣件连接。
2预埋件长450mm 。
4.1.10避雷装置
1避雷装置：包括接闪器、接地极、接地线。
1)接闪器可用直径25～32mm ，壁厚不小于3mm 厚的镀锌钢管
或直径不小于12mm 的镀锌钢筋制作，设在拟建建筑物四角的脚手架立杆上，高度不小于1m ，并将最上层的横杆全部连通，形成避雷网络。
2)接地极：垂直接地极可用长度为1.5～2.5m 、厚度不小于
2.5mm 、直径为25～50mm 的钢管，直径不小于20mm 的圆钢或∟50×5等边角钢，水平接地极可选用长度不小于3m 、直径8～14mm 的圆钢或厚度不小于4mm 、宽25～40mm 的扁钢。
3)接地线：钢管脚手架架体可以替代接地线，相邻悬挑架之间用直径不小于8mm 的圆钢或厚度不小于4mm 的扁钢连接，接触面积不小于10cm 2，以保证接触可靠。
2避雷装置接地电阻不得大于30Ω。
4.2 材料堆放
4.2.1经检查合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐平稳，堆放场地不得有积水。
4.2.2定期对各种材料进行检查，防止发生锈蚀及破坏。
5 工艺原理
5.1 脚手架的受力特点
工字钢悬挑架搭设在沿建筑物外边缘布设的悬挑工字钢上，将脚手架荷载全部或部分传递给建筑结构，架体通过拉结件与建筑物牢固拉结，保持局部及整体稳定，确保施工效率和作业安全。
5.2 脚手架的设计计算
5.2.1横向、纵向水平杆的抗弯强度计算：
σ=M ≤f W
式中M —弯矩设计值，按M =1.2M Gk +1.4M Qk 计算。M Gk 为脚手板自
重标准值产生的弯矩，M Qk 为施工荷载标准值产生的弯矩。
W —截面模量，φ48×3.5mm 钢管的截面模量W =5.078⨯103mm 3。
2f —钢材的抗弯强度设计值，f =205N/mm。
1横向水平杆的抗弯强度
计算横向水平杆的内力时按简支梁计算，如图5.2.1：计算跨度取立杆的横距l b =1050mm，脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度
a
1
图5.2.1 横向水平杆计算简图 1) 脚手板自重标准值产生的弯矩计算
永久荷载标准值g K 包括每米立杆承受的结构自重标准值0.1248kN/m（纵距1.5m ，步距1.8m ），脚手板自重标准值0.35kN/m2（木脚手板），栏杆和挡脚板自重标准值0.14kN/m2。
g K =0.1248+0.35⨯(1.05+0.3+0.1)+0.14⨯1.05=0.7793kN/m=779.3N/m A 支座弯矩：
112M A =g K a 1=⨯779.3⨯0.32=35.07N ⋅m 22
B 支座弯矩：
112M B =g K a 2=⨯779.3⨯0.12=3.90N ⋅m 22
11M B -M A =3.90-35.07=31.17N ⋅m
脚手板自重标准值产生的弯矩：
g l M B -M A 2779.31.0531.172M Gk =⋅(-) -M A =⨯(-) -35.07=57.31N ⋅m 22g K l b 22779.3⨯1.05
2) 施工荷载标准值产生的弯矩计算
施工均布荷载标准值：
q k =3⨯(1.05-0.048) =3.006N/m=3006N/m
施工荷载标准值产生的弯矩：
M Qk 121=q k l b =⨯3006⨯1.052=414.26N/m 88
3) 横向水平杆的抗弯强度计算
弯矩设计值：
M =1.2M Gk +1.4M Qk =1.2⨯57.31+1.4⨯414.26=648.74N ⋅m 横向水平杆的抗弯强度：
M 648.74⨯103
22 σ===127.76N/mm
所以，横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。
2纵向水平杆的抗弯强度
按三跨连续梁进行弯曲强度计算，计算跨度取纵距l a =1500mm 。作业层横向水平杆间距应按不大于l a 设置，所以取2
F 为纵向水平杆跨中及支座处的最大荷载，分别按照恒荷载P 和活荷载Q 进行计算。
1)恒荷载作用
P =g K (l b +a 1+a 2)(l b +a 1-a 2) 779.3⨯(1.05+0.3+0.1)(1.05+0.3-0.1) ==672.61N 2l b 2⨯1.05
按照最不利荷载布置（第一、二、三跨跨中均受力时）计算跨中和支座最大弯矩
M 1=0.175Pl a
M B =M C =-0.15Pl a
2)活荷载作用
Q =11q k l b =⨯3006⨯1.05=1578.15N 22
按照两种活荷载最不利位置（第一、三跨跨中受力和第二跨跨中受力）考虑跨中最大弯矩：
M 1=0.213Ql a
按照两种活荷载最不利位置（第一、二跨跨中受力和第二跨跨中受力）考虑支座最大弯矩：
M B =M C =-0.175Pl a
根据以上分析，当恒荷载与活荷载最不利组合时，M 1跨中弯矩最大。
M Gk =0.175Pl a =0.175⨯672.61⨯1.5=176.56N ⋅m
M Qk =0.213Ql a =0.213⨯1578.15⨯1.5=504.22N ⋅m
M =1.2M Gk +1.4M Qk =1.2⨯176.56+1.4⨯504.22=917.78N ⋅m
M 917.78⨯103
22 σ===180.74N/mm
5.2.2横向、纵向水平杆的挠度计算
v ≤[v ]
式中v —挠度；
[v ]—容许挠度, 按规范取
l b
。 150
1横向水平杆的挠度计算 1)恒荷载作用下
K 1=
4M A 4⨯35.01
==0.163 22
g K l b 779.3⨯1.05
4M B 4⨯3.90K 2===0.018 22
g K l b 779.3⨯1.05
查《建筑结构静力计算手册》中梁在均布荷载作用下的最大挠度表，用K 1、K 2值采用插入法求得系数为0.115。
g K l b 4
v 1=0.115⨯
24EI
式中E —钢材的弹性模量，E =2.06×105N/mm2；
I —φ48×3.5mm 钢管的惯性矩，I ＝12.19cm 4。
2)活荷载作用下
5q k l 04
v 2=
384EI
恒荷载与活荷载叠加作用：
g K l b 45q k l b 4779.3⨯10-3⨯(1.05⨯103) 4
v =v 1+v 2=0.115⨯+=0.115⨯+54
24EI 384EI 24⨯2.06⨯10⨯12.19⨯105⨯779.3⨯10-3⨯(1.05⨯103) 4l 1.05⨯103
=0.18075+0.49117=0.672mm
384⨯2.06⨯10⨯12.19⨯10150150所以，横向水平杆的挠度满足要求。
2纵向水平杆的挠度计算 1)恒荷载作用下
3Pl a
v 1=1.146⨯
100EI
2)活荷载作用下
3Ql a
v 2=1.615⨯
100EI
恒荷载与活荷载叠加作用
672.61⨯150031578.15⨯15003
v =v 1+v 2=1.146⨯+1.615⨯54
100⨯2.06⨯10⨯12.19⨯10100⨯2.06⨯105⨯12.19⨯104=4.46mm
l 1500==10mm 150150
所以，纵向水平杆的挠度满足要求。
5.2.3纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑移承载力应符合要求
R ≤R c
式中R —纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
R c —扣件抗滑移承载力设计值，按规范取R c =8.00kN 。 纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的竖向作用力包括横向水平杆荷载F 和由M 1产生的竖向剪力V ：
F =1.2P +1.4Q =1.2⨯672.61+1.4⨯1578.15=3016.54N
V =1.2⨯0.65P +1.4⨯0.575Q =1.2⨯0.65⨯672.61+1.4⨯0.575⨯1578.15=1795.05N
R =F +V =3016.54+1795.05=4811.59N
1立杆的稳定性计算公式
N M w
+≤f ϕA W
式中N —计算立杆段的轴向力设计值；
ϕ—轴心受压构件的稳定系数； λ —长细比，λ=—计算长度； l 0
A —立杆的截面面积，查规范附录B 表B ，φ48×3.5mm 钢管的截面面积A =489mm 2；
M w —计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；
W —截面模量，查表φ48×3.5mm 钢管截面模量
l 0
； i
W =5.078⨯103mm 3；
f —钢材的抗压强度设计值，Q235钢材f =205N /mm 2。
2水平风荷载标准值
ωk =0.7μZ ⋅μS ⋅ω0
式中ωk —风荷载标准值(kN/m2) ；
μZ —风压高度变化系数，取μZ ＝1.31；
μS —脚手架风荷载体型系数，查规范，现取μS =1.3⨯0.089=0.1157； ω0—基本风压(kN/m2) ，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定，现取ω0=0.75kN/m2。
ωk =0.7μZ μS ω0=0.7⨯1.31⨯0.1157⨯0.75=0.080kN/m2
3计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩
0.85⨯1.4ω⋅l ⋅h 20.85⨯1.4⨯0.080⨯103⨯1.5⨯1.82
M K ===46.27N ⋅m
1010
4轴向受压构件的稳定系数
1) 轴向受压构件的稳定系数ϕ，根据立杆长细比λ规范用表取值，当λ>250时，按ϕ=
2) 立杆计算长度
7320
λ
2
计算。
l 0=k μh
式中k —计算长度附加系数，取k =1.155；
μ—考虑脚手架整体因素的单杆计算长度系数，按规范用表取
μ=1.5；
h —立杆步距。
l 0=k μh =1.155⨯1.5⨯1.8=3.12m
3) 立杆的长细比
λ=
l 0
i
式中i —截面回转半径，查表得φ48×3.5mm 钢管i =15.78mm 。
λ=
l 03.12
==197.7 -3i 15.78⨯10
根据立杆长细比λ，查规范，轴向受压构件的稳定系数ϕ=0.186。
5立杆段的轴向力设计值
N =1.2(N G 1K +N G 2K ) +0.85⨯1.4∑N QK
1)脚手架结构自重标准值产生的轴向力N G 1K 本工程架体最高一段为13步，实际架高H =13⨯1.8=23.4m
N G 1K =H ⋅g k =23.4⨯0.1248=2.920kN =2920N 2)构配件自重标准值产生的轴力和N Q 2K
N G 2K =18.4⨯3+14.6⨯13=245N
3)施工荷载标准值产生的轴力总和∑N QK
1
外立杆可按一纵距内施工荷载总和的取值。
21N =∑QK 2⨯(3+0.35⨯5) ⨯103⨯1.05⨯1.5=3740.6N
4) 立杆段的轴向设计值
N =1.2(N G 1K +N G 2K ) +0.85⨯1.4∑N QK =1.2⨯(3145+259.6) +0.85⨯1.4⨯3740.6=8536.83N
6验算立杆的稳定性
M W 8536.8346.27⨯10322+=+=102.97N/mm
所以，立杆的稳定性满足要求。 5.2.5拉结件计算
1风荷载产生的拉结件轴向力设计值
N lw =1.4ωk ⋅A w ；
式中A w —每个拉结件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。
2拉结件的轴向力设计值：
N l =N lw +N o
式中N o —拉结件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)，双排
架取N o =5。
根据规范要求，结合工程实际情况，拉接件现按照二步三跨布置。
N l =N lw +N o =1.4ωk ⋅A w +N o =1.4⨯0.080⨯1.8⨯2⨯1.5⨯3+5=6.81kN
所以，拉结件的抗拉、抗压强度符合要求。 5.2.6悬挑工字钢基础承载力计算
1工字钢型号选择 截面抵抗矩：
W xreq =
M
γx ⋅f
式中∑M —工字钢悬挑段承受的弯矩值总和；
γx —工字钢截面塑性发展系数，取γx =1.05；
f —钢材的抗弯强度设计值。
M =8536.83⨯(1.6+0.55) ⨯103==8.130⨯104mm 3=81.30cm 3 γx ⋅f 1.05⨯215
W xreq
查热轧普通工字钢截面特性表，14号工字钢截面抵抗矩
W =102cm 3>W xreq =81.30cm 3，所以悬挑梁不得小于14号工字钢。
2工字钢强度计算
1) 抗剪强度
τmax =1.2⨯
V h ⋅t w
式中V max —最大剪力设计值，取V max =N ；
h —工字钢高度；
t w —工字钢腹板厚度。
τmax =1.2⨯
V max 8536.83
=1.2⨯=13.3N/mm2
所以，工字钢梁抗剪强度符合要求
2) 局部承压强度
σc =
ψF
t w l z
式中ψ—集中荷载增大系数，取ψ=1.0；
F —集中荷载；
l z —集中荷载假定按45 扩散在腹板计算高度上边缘的分布长
度，计算公式：l z =a +2h y ；
a —集中荷载沿跨度方向上的分布长度；
h y —工字钢梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离。 l z =a +2⨯h y =48+2⨯9.1=66.2mm
1.0⨯8536.83
σc ===23.45N/mm2
t w l z 5.5⨯66.2
ψF
所以，工字钢梁局部承压强度符合要求。
以上就是工字钢悬挑架的设计计算过程，实际应用时应根据施工现场情况，因地制宜，进行设计计算。
6 工艺流程及操作规程
6.1 工艺流程
6.1.1先制作工字钢悬挑梁，将工字钢上表面的脚手架底座（可采用φ25以上钢筋）及下表面的斜撑连接钢管焊接牢固。
6.1.2在工字钢悬挑层的下一层，工字钢的正下方梁中央预埋不小于φ16的钢筋，穿过尺寸200×200mm 2的垫块，作为工字钢斜撑底座。 6.1.3在悬挑层将悬挑梁锚固筋预埋到梁板内，然后浇注梁板混凝土，待混凝土强度达到10MPa 后，再进行工字钢悬挑梁安装，在混凝土强度达到15Mpa 后才能逐步施加脚手架荷载。
6.1.4工字钢悬挑梁制作见图6.1.4（图中未注明尺寸单位均为mm ，下同）。
图6.1.4 悬挑梁构造示意图
1. 钢筋 2.钢管 3.工字钢 4.底座垫板
6.1.5工字钢锚固示意图
图6.1.5 工字钢锚固示意图
1. 钢筋混凝土 2. 锚固筋 3. 板底筋 4. 工字钢悬挑梁
注：锚固筋锚固深度不宜小于10mm 。
6.1.6工字钢悬挑架搭设流程详见图6.1.6：
图
工字钢悬挑架搭设流程
为脚手架搭设循环工序。
6.1.7工字钢悬挑梁安装完毕后，即搭设钢管斜撑，并在斜撑上部靠
近工字钢处设置水平连接钢管，以增强架体基础的整体性，详见 图6.1.7。
6.1.8拉接件设置详图。
6.2 操作规程
6.2.1工字钢悬挑架每一悬挑段不宜超过25m 。
6.2.2开始搭设时应按拉结要求设置临时拉结杆，直至拉结件安放稳定后，方可根据情况拆除。
6.2.3当脚手架搭设到拉结件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置拉结件。
6.2.4纵向水平杆的搭设应四周交圈，用直角扣件与内外立杆固定。
6.2.5在双排脚手架中，横向水平杆靠墙的一端的外伸长度不应大于杆件总长的0.4倍，且不应大于500mm ，距外墙装饰面的距离不大于100mm 。
6.2.6脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻拉结件以上二步。
6.2.7当脚手架施工操作层高出拉结件两步时，应采取临时稳定措施，直至上一层拉结件搭设完成后方可根据情况拆除。
6.2.8剪刀撑、横向剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设
6.2.9扣件安装应符合下列规定：
1扣件规格必须与钢管外径相同；
2螺栓拧紧力矩不应小于40N ·m ，且不应大于65 N·m ；
3在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm ； 4扣件开口应朝上或朝内；
5各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm 。
6.2.10作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合：
1栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；
2上栏杆上皮高度应为1.2m ；
3挡脚板高度不应小于180mm ；
4中栏杆居中设置。
6.2.11脚手板的铺设应符合下列规定：
1脚手板应满铺、铺稳，离开墙面120～150mm ；
2采用对接或搭接时，脚手板的探头应用直径3.0mm 的镀锌钢丝固定在支撑杆件上；
3转角、斜道平台口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接、防止滑动；
4顶层作业层的脚手板往下，宜每隔12m 满铺一层脚手板。
6.2.12拉接件设置
1拉接件与架体、拉接预埋件采用直角扣件连接，直角扣件外皮距钢管端部距离不小于150mm ；
2拉接预埋件预埋到梁内，预埋深度200～250mm 。
6.2.13脚手架拆除
1拆除顺序：先搭的后拆，后搭的先拆。
2准备工作：
1)应全面检查脚手架的扣件连接、拉结件、支撑体系等是否符合构造要求；
2)根据检查结果制定完善的拆除方案和安全防护措施；
3)拆除前对作业工人进行拆除安全技术交底；
4)清除脚手架上垃圾及杂物。
3拆除作业应由上至下、逐层拆除，严禁上下同时作业。
4拉结件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将拉结件整层或数层拆除后再拆除脚手架，分段拆除高差不应大于两步，如高差大于两步应增设连墙杆加固。
5分段拆除时，对不拆除的脚手架两端应按规定设置连墙杆和横向斜撑加固。
7 机具设备
7.1 主要机具设备
7.1.1钢卷尺（GB 10633-89）
1型号：制动式（5m ），摇卷盒式（50m ）。
2功能：5m 制动式钢卷尺用于搭设时测量步距和跨距，50m 摇卷盒式钢卷尺用于搭设前确定跨距。
7.1.2游标卡尺（GB/T 1214.2-1996）
1型号：Ⅰ型（测量范围0～150mm ，游标0.02mm ）。
2功能：测量钢管直径及厚度。
7.1.3水准仪（配5m 塔尺）
1型号：DS3-Z
2功能：保证悬挑梁处在同一标高。
7.1.4经纬仪
1型号：J2-2
2功能：检验脚手架架体垂直度。
7.1.5线锤
1型号：钢制或铜制（0.25Kg ）。
2功能：控制脚手架架体的垂直度。
7.1.6扭力扳手（GB/T 15729-1995）
1型号：预制式（20～100N ·m ）
2功能：紧固扣件螺栓（40～65 N·m ）。
7.2 辅助机具
7.2.1电焊机
1型号：BS 1-330
2功能：悬挑梁与预埋锚固筋的焊接。
7.2.2型材切割机（ZBK 64013-89）
1型号：J3G-400
2功能：钢管拉接件下料。
7.2.3接地电阻测试仪
1型号：ZC29B-2
2功能：量测脚手架避雷接地电阻值。
7.2.4手提式二氧化碳灭火器（GB 4399-84）
8 劳动组织
8.1 工种构成
8.1.1电焊工
1人员数量
根据每层脚手架拉接点个数确定，160个以下拉接点需要1人， 160～320个拉接点需要2人， 320个以上拉接点不少于3人。
2技术要求
必须经过岗位培训考试合格，取得省级以上认证机构核发的焊工特种作业操作证，并在有效使用期内，方可上岗作业。
8.1.2架子工
1人员数量
根据每层脚手架周长确定，1人/30m，且不得少于4人。 2技术要求
必须经过岗位培训考试合格，取得省级以上认证机构核发的架子工特种作业操作证，并在有效使用期内，方可上岗作业。
8.1.3切割机操作工
1人员数量：1人
2技术要求
必须经过机械操作培训，经考试合格后方可上岗作业。
8.1.4辅助操作工
人员数量：与架子工人数相同。
8.2 注意事项
8.2.1工人作业前必须进行体检，身体健康者方可上岗。
8.2.2必须保证架子工的正常休息时间及作业环境良好。
8.2.3进行脚手架搭设或拆除时必须派专人进行监督。
9 质量标准及检验方法
9.1 搭设准备工作
9.1.1按照要求对钢管、扣件、脚手板等构配件进行检查验收，不合格产品不得使用。
9.1.2楼板强度已达到要求。
9.1.3工字钢悬挑梁已锚固完毕
1悬挑梁锚固强度符合设计要求；
2锚固不得少于两道；
3内侧锚固点距内侧端部距离宜为200～250mm ；
4两道锚固间距不得小于1000mm ；
5悬挑梁外伸长度相等，外立杆底座距端部距离宜为200mm ； 6悬挑梁已做好斜撑。
9.2 脚手架搭设、使用及拆除
9.2.1本工法必须遵照执行以下现行规范及规程：
1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130）； 2《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59）；
3《密目式安全立网》（GB 16909）；
4《安全网》（GB 5725）；
5《安全帽》（GB 2811）；
6《安全带》（GB 6095）；
7《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33）。
9.2.2架体步距、跨距、横距应符合设计要求，垂直度应符合规范要
求。
9.2.3首层平网从挑架层开始设置，施工操作层下方必须设一道层间平网，非施工操作层每三层至少设一道，且不超过10m 。
9.2.4每搭完一步脚手架后，应按要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
9.2.5脚手架在下列阶段进行检查和验收：
1悬挑梁安装完成后，上部架体搭设前；
2作业层上施加荷载施工前；
3每搭设完10～13米高度后；
4达到设计高度后；
5遇有六级大风和大雨后，寒冷地区开冻后；
6停用超过一个月。
9.2.6脚手架使用中，应定期检查项目：
1杆件的设置和连接是否符合构造要求；
2悬挑梁是否松动，立杆是否悬空；
3荷载是否超限；
4拉结件是否牢固可靠；
5扣件螺栓是否松动；
6立杆沉降与垂直度的偏差是否符合规范要求；
7安全防护措施是否符合要求。
9.2.7密目网在使用中至少每周进行一次检查，当发现下列情况时应及时进行修理或更换：
1严重的变形或磨损；
2断裂或破洞；
3霉变；
4系绳松脱；
5搭接处脱开。
10 安全措施
10.1脚手架的构架、结构、拉结件等必须进行设计，复核其承载力，制定完整的脚手架搭设、使用和拆除施工方案。
10.2脚手架的作业人员必须佩戴安全帽、安全带，穿防滑鞋。 10.3当有六级或六级以上大风和雾、雨、雪、冰雹天气时应停止脚手架搭设与拆除作业，并应将积水、冰、霜、雪、雹清扫干净后再施工，作业时应有防滑措施。暴风雪及台风暴雨后，应对高处作业安全设施逐一加以检查，发现有松动、变形、损坏或脱落等现象，应立即修理完善。
10.4脚手架应有可靠的安全防护设施，按照相关规定沿着脚手架外围搭设一道水平安全网。
10.5防护栏杆必须自上而下用安全立网封闭
10.6施工作业场所有坠落可能的物件，应一律先行撤除或加以固定。 10.7脚手架不得作为材料堆放场，其上只能堆放少量的物料，且应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。
10.7工具应随手放入工具袋；作业中的走道、通道板和登高用具，应随时清扫干净；拆卸下的物件应及时清理运走，不得任意乱置或向
下丢弃。传递物件禁止抛掷。
10.8在脚手架上进行电、气焊作业，必须有防火措施和专人看管。 10.9搭设和拆除脚手架时，地面应设围拦和警示标志，并派人专人看守，严禁非操作人员入内。
10.10脚手架若在相邻建筑物、构筑物或塔吊防雷装置的保护范围内 （60°），就不必设防雷装置，否则应按照表10.10的规定确定是否安装防雷装置。
10.11钢管下料和工字钢悬挑梁锚固焊接时，应配备灭火器，以防发生火灾。
11 效益分析
11.1 经济效益
11.1.1质量方面
1本工程采用工字钢悬挑架，经计算完全满足强度要求。
2工字钢悬挑架分段搭设，可以分段卸荷，大大降低了对钢管、扣件等构配件的强度要求，增大了脚手架结构的安全系数，确保了施工质量。
11.1.2工期方面
1本工程为教学用楼，由于新学年的招生需要，业主要求9个月
内完工，大大短于正常工期，所以许多工作就需要穿插进行。
2脚手架在1～3层为落地式钢管脚手架，到4层悬挑，当结构施工达到4层以上时，落地式脚手架即可拆除， 依照统筹法，穿插进行基础回填以及其它工作，与全落地式脚手架相比较，可以节省工期1个月，保证了后续工作的顺利进行。
11.1.3成本方面
1落地式脚手架在搭设第一段悬挑式脚手架期间拆除，便于基础回填，拆下的钢管、扣件等构配件用于搭设第二段悬挑式脚手架，待后期第二段悬挑式脚手架拆除后，再搭设1～3层的落地式脚手架用于外墙抹灰和装饰。
2本工程建筑面积30801.73m 2，其中1～3层建筑面积6482.76 m 2，根据《山东省建筑工程综合定额》（建筑分册(二) ）, 对全落地钢管脚手架和工字钢悬挑架费用进行比较，详见表11.1.3。
11.2 社会效益
工字钢悬挑架是扣件式钢管落地脚手架的发展和改进，是一种先进的搭设技术，反映了一个施工企业的先进水平，树立了企业的良好形象，增强了企业的市场竞争能力。
12 工程实例
工字钢悬挑架已经在多个工程中应用过，均取得较好效果，具体工程实例见表12。
表12 工字钢悬挑架应用实例
附件1：
工字钢悬挑式扣件钢管脚手架施工工法
编制单位：中国建筑第八工程局
主要执笔人：于爱水 雷宁安 刘波
1 前言
1.1 脚手架的发展
1.1.1脚手架是在施工现场为安全防护、工人操作以及解决楼层间少量垂直和水平运输而搭设的支架，属于临时设施。
1.1.2脚手架原意是为施工作业需要所搭设的架子。
1我国在1949年前和50年代初期，都采用传统的杉木杆或毛竹搭设脚手架；
2从60年代到70年代，开始采用扣件式钢管脚手架和各种钢制工具式里脚手架；
3近年来，采用工字钢作为支撑系统的悬挑式扣件钢管脚手架开始应用于施工现场，并逐步显示出其广泛的应用前景。
1.2 工字钢悬挑式扣件钢管脚手架
1.2.1随着社会的发展和建筑施工技术的不断进步，工字钢悬挑式扣件钢管脚手架（以下简称工字钢悬挑架）技术应用越来越广泛，但是却没有一套完善的施工方法，由于目前建筑业普遍存在的工字钢悬挑架施工的不规范性，存在一定的安全隐患，针对其实际作业难度和建筑工程施工现场的特点，通过认真调查研究，总结实践经验，参考相关规范标准，并认真征求各方意见，特制定本工法。
1.2.2本工法已经实践验证，能促进工程施工质量和施工效率的提高，
达到较好应用效果。
2 特点
2.1工字钢悬挑架相对比较经济，具有工作可靠、搭拆方便、搭设灵活、尺寸不受限制、适应性强等特点。
2.2工字钢悬挑架分段悬挑，可以根据施工需要任意分段搭设和拆除，降低成本。
2.3工字钢悬挑架不必搭设在地基上，所以不会影响基础回填，可以缩短工期。
3 适用范围
3.1本工法适用于立面比较规则的小高层、高层及超高层建筑物施工，土建、室外装饰、室外安装施工，尤其是当拟建建筑物周边场地狭小或受限时，具有难以比拟的优势，可满足施工中常见的和一些特殊要求。
3.2当工程具备以下要素之一时，常常采用悬挑式脚手架施工：
3.2.1基础验收手续迟迟未办理完毕，工程基坑回填时间很长，在工程必须搭设脚手架时，基坑不能回填完毕；
3.2.2主体结构周围有群房；
3.2.3建筑物高度较大，采用落地式脚手架费用很高。
4 材料性能
4.1 构配件
4.1.1工字钢悬挑架主要由工字钢悬挑梁、钢管、扣件、脚手板、挡脚板、密目式安全网、安全平网及避雷装置等构配件组成。
4.1.2钢管
1脚手架钢管宜采用Q235A （3号）钢（含碳量为0.14-0.22%）的焊接钢管。
2钢管必须具有产品质量合格证和钢管材质检验报告，材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）的相应规定。Q235A 钢冶炼方便、成本较低、塑性好，在结构中能保证在超载、冲击、焊接、温度应力等不利条件下的安全。其截面特性见表4.1.2。
3脚手架钢管供应长度一般为6.0～6.5m （每根重量不超过25Kg ，适合人工操作）。
1)用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度一般为4.0～
6.5m ；
2)用于小横杆的钢管长度一般为1.5～2.5m ，因脚手架宽度不同而略有差异。
4钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、孔洞、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕、深的划痕和严重锈蚀。
5作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：先对钢管除锈，再将内壁擦涂防锈漆两道，然后在外壁涂一道防锈漆和两道面漆。
4.1.3扣件
1扣件是钢管与钢管的连接，工字钢悬挑架使用的扣件分为三种：
1)两钢管90°交叉连接采用直角扣件；
2)两钢管呈任意角度交叉连接采用旋转扣件；
3)钢管与钢管接长采用对接扣件。
2扣件应采用可锻铸铁和钢板压制制作，必须具有产品质量合格证、生产许可证和专业检测单位测试报告。可锻铸铁扣件的材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831），钢板压制扣件使用较少，目前尚无国家产品标准，可参照现行建设部标准《钢管脚手架扣件》（JC22）的规定进行测试，其材质符合标准要求时才准许使用。
3脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N ·m 时，不得发生破坏。扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm ，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm 。
4扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、气孔、砂眼、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，扣件使用前应进行防锈处理：先除锈然后采用油浸防锈。
4.1.4工字钢悬挑梁
1工字钢悬挑梁宜采用Q235钢、16Mnq 钢、15MnVq 钢或15Mvq 钢，其材质应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700）、《低合金结构钢技术条件》（GB1591）、《桥梁碳素钢及普
通低合金钢板技术条件》（YB168）的规定。
2焊接构件的焊缝应符合相关焊接规范要求。
4.1.5脚手板
1脚手架作业层上铺放的脚手板主要有冲压式钢脚手板、焊接钢筋网脚手板、木脚手板、竹串片及竹笆片脚手板等几种。
2冲压式钢脚手板和焊接钢筋网脚手板的材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235-A 级钢的规定，必须具有产品质量合格证。钢脚手板不得有裂纹、开焊、硬弯等缺陷。
3木脚手板应采用杉木或松木制作，材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GBJ5）中Ⅱ级材质的规定，板的厚度不小于50mm ，宽度200-300mm ，两端使用10-14号镀锌钢丝捆紧。禁止使用开口、破裂、腐朽和有横透疖的木板。
4竹脚手板宜采用毛竹或楠竹制作，竹串片脚手板使用宽度不小于60mm 的竹片和直径5-10mm 、间距不大于600mm 的拼接螺栓制作，孔径应紧密配合，螺栓必须可靠牢固，出现滑丝后应立即更换。
4.1.6挡脚板（挡脚笆）
1挡脚板高度不应小于180mm ，挡脚笆的高度不小于400mm 。 2挡脚板与挡脚笆上如有孔眼，不应大于25mm 。
4.1.7密目式安全网
1应选用有国家认可的质量监督检验部门的检验合格报告、有生产单位质量检验合格证和安鉴证的密目网。密目式安全网宽（高）度不得小于1.2m ，网目密度不应低于2000目/100cm2，各边缘部位的开
眼环扣必须牢固可靠，环扣孔径不低于8mm 。不得有断纱、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。
2旧密目式安全网再次使用时必须经过耐冲击性能检验和耐贯穿性检验，合格后方可使用。
3密目式安全网的安装平面垂直于水平面，严禁作为安全平网使用。
4密目式安全网技术要求应符合GB 16909-97的规定。
5密目式安全网使用时应采用有足够强度、耐候性好的绳索绑扎，不得使用铁丝捆绑。
4.1.8安全平网
1安全平网使用直径9mm 以上的麻绳、棕绳、尼龙绳或其他耐候性不低于上述品种的材料编制网。外观应平整，宽度不得小于3m ，网眼尺寸不大于5cm ，每张安全平网重量一般不宜超过15kg 。 2水平设置时能承受不小于1.6kN 的冲击荷载。
3阻燃安全网必须具有阻燃性，其续燃、阻燃时间均不得大于4s 。
4.1.9拉接件及其预埋件
1拉接件及其预埋件均使用与架体同种规格钢管制作，采用直角扣件连接。
2预埋件长450mm 。
4.1.10避雷装置
1避雷装置：包括接闪器、接地极、接地线。
1)接闪器可用直径25～32mm ，壁厚不小于3mm 厚的镀锌钢管
或直径不小于12mm 的镀锌钢筋制作，设在拟建建筑物四角的脚手架立杆上，高度不小于1m ，并将最上层的横杆全部连通，形成避雷网络。
2)接地极：垂直接地极可用长度为1.5～2.5m 、厚度不小于
2.5mm 、直径为25～50mm 的钢管，直径不小于20mm 的圆钢或∟50×5等边角钢，水平接地极可选用长度不小于3m 、直径8～14mm 的圆钢或厚度不小于4mm 、宽25～40mm 的扁钢。
3)接地线：钢管脚手架架体可以替代接地线，相邻悬挑架之间用直径不小于8mm 的圆钢或厚度不小于4mm 的扁钢连接，接触面积不小于10cm 2，以保证接触可靠。
2避雷装置接地电阻不得大于30Ω。
4.2 材料堆放
4.2.1经检查合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐平稳，堆放场地不得有积水。
4.2.2定期对各种材料进行检查，防止发生锈蚀及破坏。
5 工艺原理
5.1 脚手架的受力特点
工字钢悬挑架搭设在沿建筑物外边缘布设的悬挑工字钢上，将脚手架荷载全部或部分传递给建筑结构，架体通过拉结件与建筑物牢固拉结，保持局部及整体稳定，确保施工效率和作业安全。
5.2 脚手架的设计计算
5.2.1横向、纵向水平杆的抗弯强度计算：
σ=M ≤f W
式中M —弯矩设计值，按M =1.2M Gk +1.4M Qk 计算。M Gk 为脚手板自
重标准值产生的弯矩，M Qk 为施工荷载标准值产生的弯矩。
W —截面模量，φ48×3.5mm 钢管的截面模量W =5.078⨯103mm 3。
2f —钢材的抗弯强度设计值，f =205N/mm。
1横向水平杆的抗弯强度
计算横向水平杆的内力时按简支梁计算，如图5.2.1：计算跨度取立杆的横距l b =1050mm，脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度
a
1
图5.2.1 横向水平杆计算简图 1) 脚手板自重标准值产生的弯矩计算
永久荷载标准值g K 包括每米立杆承受的结构自重标准值0.1248kN/m（纵距1.5m ，步距1.8m ），脚手板自重标准值0.35kN/m2（木脚手板），栏杆和挡脚板自重标准值0.14kN/m2。
g K =0.1248+0.35⨯(1.05+0.3+0.1)+0.14⨯1.05=0.7793kN/m=779.3N/m A 支座弯矩：
112M A =g K a 1=⨯779.3⨯0.32=35.07N ⋅m 22
B 支座弯矩：
112M B =g K a 2=⨯779.3⨯0.12=3.90N ⋅m 22
11M B -M A =3.90-35.07=31.17N ⋅m
脚手板自重标准值产生的弯矩：
g l M B -M A 2779.31.0531.172M Gk =⋅(-) -M A =⨯(-) -35.07=57.31N ⋅m 22g K l b 22779.3⨯1.05
2) 施工荷载标准值产生的弯矩计算
施工均布荷载标准值：
q k =3⨯(1.05-0.048) =3.006N/m=3006N/m
施工荷载标准值产生的弯矩：
M Qk 121=q k l b =⨯3006⨯1.052=414.26N/m 88
3) 横向水平杆的抗弯强度计算
弯矩设计值：
M =1.2M Gk +1.4M Qk =1.2⨯57.31+1.4⨯414.26=648.74N ⋅m 横向水平杆的抗弯强度：
M 648.74⨯103
22 σ===127.76N/mm
所以，横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。
2纵向水平杆的抗弯强度
按三跨连续梁进行弯曲强度计算，计算跨度取纵距l a =1500mm 。作业层横向水平杆间距应按不大于l a 设置，所以取2
F 为纵向水平杆跨中及支座处的最大荷载，分别按照恒荷载P 和活荷载Q 进行计算。
1)恒荷载作用
P =g K (l b +a 1+a 2)(l b +a 1-a 2) 779.3⨯(1.05+0.3+0.1)(1.05+0.3-0.1) ==672.61N 2l b 2⨯1.05
按照最不利荷载布置（第一、二、三跨跨中均受力时）计算跨中和支座最大弯矩
M 1=0.175Pl a
M B =M C =-0.15Pl a
2)活荷载作用
Q =11q k l b =⨯3006⨯1.05=1578.15N 22
按照两种活荷载最不利位置（第一、三跨跨中受力和第二跨跨中受力）考虑跨中最大弯矩：
M 1=0.213Ql a
按照两种活荷载最不利位置（第一、二跨跨中受力和第二跨跨中受力）考虑支座最大弯矩：
M B =M C =-0.175Pl a
根据以上分析，当恒荷载与活荷载最不利组合时，M 1跨中弯矩最大。
M Gk =0.175Pl a =0.175⨯672.61⨯1.5=176.56N ⋅m
M Qk =0.213Ql a =0.213⨯1578.15⨯1.5=504.22N ⋅m
M =1.2M Gk +1.4M Qk =1.2⨯176.56+1.4⨯504.22=917.78N ⋅m
M 917.78⨯103
22 σ===180.74N/mm
5.2.2横向、纵向水平杆的挠度计算
v ≤[v ]
式中v —挠度；
[v ]—容许挠度, 按规范取
l b
。 150
1横向水平杆的挠度计算 1)恒荷载作用下
K 1=
4M A 4⨯35.01
==0.163 22
g K l b 779.3⨯1.05
4M B 4⨯3.90K 2===0.018 22
g K l b 779.3⨯1.05
查《建筑结构静力计算手册》中梁在均布荷载作用下的最大挠度表，用K 1、K 2值采用插入法求得系数为0.115。
g K l b 4
v 1=0.115⨯
24EI
式中E —钢材的弹性模量，E =2.06×105N/mm2；
I —φ48×3.5mm 钢管的惯性矩，I ＝12.19cm 4。
2)活荷载作用下
5q k l 04
v 2=
384EI
恒荷载与活荷载叠加作用：
g K l b 45q k l b 4779.3⨯10-3⨯(1.05⨯103) 4
v =v 1+v 2=0.115⨯+=0.115⨯+54
24EI 384EI 24⨯2.06⨯10⨯12.19⨯105⨯779.3⨯10-3⨯(1.05⨯103) 4l 1.05⨯103
=0.18075+0.49117=0.672mm
384⨯2.06⨯10⨯12.19⨯10150150所以，横向水平杆的挠度满足要求。
2纵向水平杆的挠度计算 1)恒荷载作用下
3Pl a
v 1=1.146⨯
100EI
2)活荷载作用下
3Ql a
v 2=1.615⨯
100EI
恒荷载与活荷载叠加作用
672.61⨯150031578.15⨯15003
v =v 1+v 2=1.146⨯+1.615⨯54
100⨯2.06⨯10⨯12.19⨯10100⨯2.06⨯105⨯12.19⨯104=4.46mm
l 1500==10mm 150150
所以，纵向水平杆的挠度满足要求。
5.2.3纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑移承载力应符合要求
R ≤R c
式中R —纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
R c —扣件抗滑移承载力设计值，按规范取R c =8.00kN 。 纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的竖向作用力包括横向水平杆荷载F 和由M 1产生的竖向剪力V ：
F =1.2P +1.4Q =1.2⨯672.61+1.4⨯1578.15=3016.54N
V =1.2⨯0.65P +1.4⨯0.575Q =1.2⨯0.65⨯672.61+1.4⨯0.575⨯1578.15=1795.05N
R =F +V =3016.54+1795.05=4811.59N
1立杆的稳定性计算公式
N M w
+≤f ϕA W
式中N —计算立杆段的轴向力设计值；
ϕ—轴心受压构件的稳定系数； λ —长细比，λ=—计算长度； l 0
A —立杆的截面面积，查规范附录B 表B ，φ48×3.5mm 钢管的截面面积A =489mm 2；
M w —计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；
W —截面模量，查表φ48×3.5mm 钢管截面模量
l 0
； i
W =5.078⨯103mm 3；
f —钢材的抗压强度设计值，Q235钢材f =205N /mm 2。
2水平风荷载标准值
ωk =0.7μZ ⋅μS ⋅ω0
式中ωk —风荷载标准值(kN/m2) ；
μZ —风压高度变化系数，取μZ ＝1.31；
μS —脚手架风荷载体型系数，查规范，现取μS =1.3⨯0.089=0.1157； ω0—基本风压(kN/m2) ，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定，现取ω0=0.75kN/m2。
ωk =0.7μZ μS ω0=0.7⨯1.31⨯0.1157⨯0.75=0.080kN/m2
3计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩
0.85⨯1.4ω⋅l ⋅h 20.85⨯1.4⨯0.080⨯103⨯1.5⨯1.82
M K ===46.27N ⋅m
1010
4轴向受压构件的稳定系数
1) 轴向受压构件的稳定系数ϕ，根据立杆长细比λ规范用表取值，当λ>250时，按ϕ=
2) 立杆计算长度
7320
λ
2
计算。
l 0=k μh
式中k —计算长度附加系数，取k =1.155；
μ—考虑脚手架整体因素的单杆计算长度系数，按规范用表取
μ=1.5；
h —立杆步距。
l 0=k μh =1.155⨯1.5⨯1.8=3.12m
3) 立杆的长细比
λ=
l 0
i
式中i —截面回转半径，查表得φ48×3.5mm 钢管i =15.78mm 。
λ=
l 03.12
==197.7 -3i 15.78⨯10
根据立杆长细比λ，查规范，轴向受压构件的稳定系数ϕ=0.186。
5立杆段的轴向力设计值
N =1.2(N G 1K +N G 2K ) +0.85⨯1.4∑N QK
1)脚手架结构自重标准值产生的轴向力N G 1K 本工程架体最高一段为13步，实际架高H =13⨯1.8=23.4m
N G 1K =H ⋅g k =23.4⨯0.1248=2.920kN =2920N 2)构配件自重标准值产生的轴力和N Q 2K
N G 2K =18.4⨯3+14.6⨯13=245N
3)施工荷载标准值产生的轴力总和∑N QK
1
外立杆可按一纵距内施工荷载总和的取值。
21N =∑QK 2⨯(3+0.35⨯5) ⨯103⨯1.05⨯1.5=3740.6N
4) 立杆段的轴向设计值
N =1.2(N G 1K +N G 2K ) +0.85⨯1.4∑N QK =1.2⨯(3145+259.6) +0.85⨯1.4⨯3740.6=8536.83N
6验算立杆的稳定性
M W 8536.8346.27⨯10322+=+=102.97N/mm
所以，立杆的稳定性满足要求。 5.2.5拉结件计算
1风荷载产生的拉结件轴向力设计值
N lw =1.4ωk ⋅A w ；
式中A w —每个拉结件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。
2拉结件的轴向力设计值：
N l =N lw +N o
式中N o —拉结件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)，双排
架取N o =5。
根据规范要求，结合工程实际情况，拉接件现按照二步三跨布置。
N l =N lw +N o =1.4ωk ⋅A w +N o =1.4⨯0.080⨯1.8⨯2⨯1.5⨯3+5=6.81kN
所以，拉结件的抗拉、抗压强度符合要求。 5.2.6悬挑工字钢基础承载力计算
1工字钢型号选择 截面抵抗矩：
W xreq =
M
γx ⋅f
式中∑M —工字钢悬挑段承受的弯矩值总和；
γx —工字钢截面塑性发展系数，取γx =1.05；
f —钢材的抗弯强度设计值。
M =8536.83⨯(1.6+0.55) ⨯103==8.130⨯104mm 3=81.30cm 3 γx ⋅f 1.05⨯215
W xreq
查热轧普通工字钢截面特性表，14号工字钢截面抵抗矩
W =102cm 3>W xreq =81.30cm 3，所以悬挑梁不得小于14号工字钢。
2工字钢强度计算
1) 抗剪强度
τmax =1.2⨯
V h ⋅t w
式中V max —最大剪力设计值，取V max =N ；
h —工字钢高度；
t w —工字钢腹板厚度。
τmax =1.2⨯
V max 8536.83
=1.2⨯=13.3N/mm2
所以，工字钢梁抗剪强度符合要求
2) 局部承压强度
σc =
ψF
t w l z
式中ψ—集中荷载增大系数，取ψ=1.0；
F —集中荷载；
l z —集中荷载假定按45 扩散在腹板计算高度上边缘的分布长
度，计算公式：l z =a +2h y ；
a —集中荷载沿跨度方向上的分布长度；
h y —工字钢梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离。 l z =a +2⨯h y =48+2⨯9.1=66.2mm
1.0⨯8536.83
σc ===23.45N/mm2
t w l z 5.5⨯66.2
ψF
所以，工字钢梁局部承压强度符合要求。
以上就是工字钢悬挑架的设计计算过程，实际应用时应根据施工现场情况，因地制宜，进行设计计算。
6 工艺流程及操作规程
6.1 工艺流程
6.1.1先制作工字钢悬挑梁，将工字钢上表面的脚手架底座（可采用φ25以上钢筋）及下表面的斜撑连接钢管焊接牢固。
6.1.2在工字钢悬挑层的下一层，工字钢的正下方梁中央预埋不小于φ16的钢筋，穿过尺寸200×200mm 2的垫块，作为工字钢斜撑底座。 6.1.3在悬挑层将悬挑梁锚固筋预埋到梁板内，然后浇注梁板混凝土，待混凝土强度达到10MPa 后，再进行工字钢悬挑梁安装，在混凝土强度达到15Mpa 后才能逐步施加脚手架荷载。
6.1.4工字钢悬挑梁制作见图6.1.4（图中未注明尺寸单位均为mm ，下同）。
图6.1.4 悬挑梁构造示意图
1. 钢筋 2.钢管 3.工字钢 4.底座垫板
6.1.5工字钢锚固示意图
图6.1.5 工字钢锚固示意图
1. 钢筋混凝土 2. 锚固筋 3. 板底筋 4. 工字钢悬挑梁
注：锚固筋锚固深度不宜小于10mm 。
6.1.6工字钢悬挑架搭设流程详见图6.1.6：
图
工字钢悬挑架搭设流程
为脚手架搭设循环工序。
6.1.7工字钢悬挑梁安装完毕后，即搭设钢管斜撑，并在斜撑上部靠
近工字钢处设置水平连接钢管，以增强架体基础的整体性，详见 图6.1.7。
6.1.8拉接件设置详图。
6.2 操作规程
6.2.1工字钢悬挑架每一悬挑段不宜超过25m 。
6.2.2开始搭设时应按拉结要求设置临时拉结杆，直至拉结件安放稳定后，方可根据情况拆除。
6.2.3当脚手架搭设到拉结件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置拉结件。
6.2.4纵向水平杆的搭设应四周交圈，用直角扣件与内外立杆固定。
6.2.5在双排脚手架中，横向水平杆靠墙的一端的外伸长度不应大于杆件总长的0.4倍，且不应大于500mm ，距外墙装饰面的距离不大于100mm 。
6.2.6脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻拉结件以上二步。
6.2.7当脚手架施工操作层高出拉结件两步时，应采取临时稳定措施，直至上一层拉结件搭设完成后方可根据情况拆除。
6.2.8剪刀撑、横向剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设
6.2.9扣件安装应符合下列规定：
1扣件规格必须与钢管外径相同；
2螺栓拧紧力矩不应小于40N ·m ，且不应大于65 N·m ；
3在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm ； 4扣件开口应朝上或朝内；
5各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm 。
6.2.10作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合：
1栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；
2上栏杆上皮高度应为1.2m ；
3挡脚板高度不应小于180mm ；
4中栏杆居中设置。
6.2.11脚手板的铺设应符合下列规定：
1脚手板应满铺、铺稳，离开墙面120～150mm ；
2采用对接或搭接时，脚手板的探头应用直径3.0mm 的镀锌钢丝固定在支撑杆件上；
3转角、斜道平台口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接、防止滑动；
4顶层作业层的脚手板往下，宜每隔12m 满铺一层脚手板。
6.2.12拉接件设置
1拉接件与架体、拉接预埋件采用直角扣件连接，直角扣件外皮距钢管端部距离不小于150mm ；
2拉接预埋件预埋到梁内，预埋深度200～250mm 。
6.2.13脚手架拆除
1拆除顺序：先搭的后拆，后搭的先拆。
2准备工作：
1)应全面检查脚手架的扣件连接、拉结件、支撑体系等是否符合构造要求；
2)根据检查结果制定完善的拆除方案和安全防护措施；
3)拆除前对作业工人进行拆除安全技术交底；
4)清除脚手架上垃圾及杂物。
3拆除作业应由上至下、逐层拆除，严禁上下同时作业。
4拉结件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将拉结件整层或数层拆除后再拆除脚手架，分段拆除高差不应大于两步，如高差大于两步应增设连墙杆加固。
5分段拆除时，对不拆除的脚手架两端应按规定设置连墙杆和横向斜撑加固。
7 机具设备
7.1 主要机具设备
7.1.1钢卷尺（GB 10633-89）
1型号：制动式（5m ），摇卷盒式（50m ）。
2功能：5m 制动式钢卷尺用于搭设时测量步距和跨距，50m 摇卷盒式钢卷尺用于搭设前确定跨距。
7.1.2游标卡尺（GB/T 1214.2-1996）
1型号：Ⅰ型（测量范围0～150mm ，游标0.02mm ）。
2功能：测量钢管直径及厚度。
7.1.3水准仪（配5m 塔尺）
1型号：DS3-Z
2功能：保证悬挑梁处在同一标高。
7.1.4经纬仪
1型号：J2-2
2功能：检验脚手架架体垂直度。
7.1.5线锤
1型号：钢制或铜制（0.25Kg ）。
2功能：控制脚手架架体的垂直度。
7.1.6扭力扳手（GB/T 15729-1995）
1型号：预制式（20～100N ·m ）
2功能：紧固扣件螺栓（40～65 N·m ）。
7.2 辅助机具
7.2.1电焊机
1型号：BS 1-330
2功能：悬挑梁与预埋锚固筋的焊接。
7.2.2型材切割机（ZBK 64013-89）
1型号：J3G-400
2功能：钢管拉接件下料。
7.2.3接地电阻测试仪
1型号：ZC29B-2
2功能：量测脚手架避雷接地电阻值。
7.2.4手提式二氧化碳灭火器（GB 4399-84）
8 劳动组织
8.1 工种构成
8.1.1电焊工
1人员数量
根据每层脚手架拉接点个数确定，160个以下拉接点需要1人， 160～320个拉接点需要2人， 320个以上拉接点不少于3人。
2技术要求
必须经过岗位培训考试合格，取得省级以上认证机构核发的焊工特种作业操作证，并在有效使用期内，方可上岗作业。
8.1.2架子工
1人员数量
根据每层脚手架周长确定，1人/30m，且不得少于4人。 2技术要求
必须经过岗位培训考试合格，取得省级以上认证机构核发的架子工特种作业操作证，并在有效使用期内，方可上岗作业。
8.1.3切割机操作工
1人员数量：1人
2技术要求
必须经过机械操作培训，经考试合格后方可上岗作业。
8.1.4辅助操作工
人员数量：与架子工人数相同。
8.2 注意事项
8.2.1工人作业前必须进行体检，身体健康者方可上岗。
8.2.2必须保证架子工的正常休息时间及作业环境良好。
8.2.3进行脚手架搭设或拆除时必须派专人进行监督。
9 质量标准及检验方法
9.1 搭设准备工作
9.1.1按照要求对钢管、扣件、脚手板等构配件进行检查验收，不合格产品不得使用。
9.1.2楼板强度已达到要求。
9.1.3工字钢悬挑梁已锚固完毕
1悬挑梁锚固强度符合设计要求；
2锚固不得少于两道；
3内侧锚固点距内侧端部距离宜为200～250mm ；
4两道锚固间距不得小于1000mm ；
5悬挑梁外伸长度相等，外立杆底座距端部距离宜为200mm ； 6悬挑梁已做好斜撑。
9.2 脚手架搭设、使用及拆除
9.2.1本工法必须遵照执行以下现行规范及规程：
1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130）； 2《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59）；
3《密目式安全立网》（GB 16909）；
4《安全网》（GB 5725）；
5《安全帽》（GB 2811）；
6《安全带》（GB 6095）；
7《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33）。
9.2.2架体步距、跨距、横距应符合设计要求，垂直度应符合规范要
求。
9.2.3首层平网从挑架层开始设置，施工操作层下方必须设一道层间平网，非施工操作层每三层至少设一道，且不超过10m 。
9.2.4每搭完一步脚手架后，应按要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
9.2.5脚手架在下列阶段进行检查和验收：
1悬挑梁安装完成后，上部架体搭设前；
2作业层上施加荷载施工前；
3每搭设完10～13米高度后；
4达到设计高度后；
5遇有六级大风和大雨后，寒冷地区开冻后；
6停用超过一个月。
9.2.6脚手架使用中，应定期检查项目：
1杆件的设置和连接是否符合构造要求；
2悬挑梁是否松动，立杆是否悬空；
3荷载是否超限；
4拉结件是否牢固可靠；
5扣件螺栓是否松动；
6立杆沉降与垂直度的偏差是否符合规范要求；
7安全防护措施是否符合要求。
9.2.7密目网在使用中至少每周进行一次检查，当发现下列情况时应及时进行修理或更换：
1严重的变形或磨损；
2断裂或破洞；
3霉变；
4系绳松脱；
5搭接处脱开。
10 安全措施
10.1脚手架的构架、结构、拉结件等必须进行设计，复核其承载力，制定完整的脚手架搭设、使用和拆除施工方案。
10.2脚手架的作业人员必须佩戴安全帽、安全带，穿防滑鞋。 10.3当有六级或六级以上大风和雾、雨、雪、冰雹天气时应停止脚手架搭设与拆除作业，并应将积水、冰、霜、雪、雹清扫干净后再施工，作业时应有防滑措施。暴风雪及台风暴雨后，应对高处作业安全设施逐一加以检查，发现有松动、变形、损坏或脱落等现象，应立即修理完善。
10.4脚手架应有可靠的安全防护设施，按照相关规定沿着脚手架外围搭设一道水平安全网。
10.5防护栏杆必须自上而下用安全立网封闭
10.6施工作业场所有坠落可能的物件，应一律先行撤除或加以固定。 10.7脚手架不得作为材料堆放场，其上只能堆放少量的物料，且应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。
10.7工具应随手放入工具袋；作业中的走道、通道板和登高用具，应随时清扫干净；拆卸下的物件应及时清理运走，不得任意乱置或向
下丢弃。传递物件禁止抛掷。
10.8在脚手架上进行电、气焊作业，必须有防火措施和专人看管。 10.9搭设和拆除脚手架时，地面应设围拦和警示标志，并派人专人看守，严禁非操作人员入内。
10.10脚手架若在相邻建筑物、构筑物或塔吊防雷装置的保护范围内 （60°），就不必设防雷装置，否则应按照表10.10的规定确定是否安装防雷装置。
10.11钢管下料和工字钢悬挑梁锚固焊接时，应配备灭火器，以防发生火灾。
11 效益分析
11.1 经济效益
11.1.1质量方面
1本工程采用工字钢悬挑架，经计算完全满足强度要求。
2工字钢悬挑架分段搭设，可以分段卸荷，大大降低了对钢管、扣件等构配件的强度要求，增大了脚手架结构的安全系数，确保了施工质量。
11.1.2工期方面
1本工程为教学用楼，由于新学年的招生需要，业主要求9个月
内完工，大大短于正常工期，所以许多工作就需要穿插进行。
2脚手架在1～3层为落地式钢管脚手架，到4层悬挑，当结构施工达到4层以上时，落地式脚手架即可拆除， 依照统筹法，穿插进行基础回填以及其它工作，与全落地式脚手架相比较，可以节省工期1个月，保证了后续工作的顺利进行。
11.1.3成本方面
1落地式脚手架在搭设第一段悬挑式脚手架期间拆除，便于基础回填，拆下的钢管、扣件等构配件用于搭设第二段悬挑式脚手架，待后期第二段悬挑式脚手架拆除后，再搭设1～3层的落地式脚手架用于外墙抹灰和装饰。
2本工程建筑面积30801.73m 2，其中1～3层建筑面积6482.76 m 2，根据《山东省建筑工程综合定额》（建筑分册(二) ）, 对全落地钢管脚手架和工字钢悬挑架费用进行比较，详见表11.1.3。
11.2 社会效益
工字钢悬挑架是扣件式钢管落地脚手架的发展和改进，是一种先进的搭设技术，反映了一个施工企业的先进水平，树立了企业的良好形象，增强了企业的市场竞争能力。
12 工程实例
工字钢悬挑架已经在多个工程中应用过，均取得较好效果，具体工程实例见表12。
表12 工字钢悬挑架应用实例