东北财经大学网络教育本科毕业论文
悬挑扣件式钢管脚手架
——在高层中建筑施工中的应用
作 者 学籍批次 学习中心 层 次 专 业 指导教师
蔡红梅 0509 三明奥鹏 专升本 工程管理 刘岳鑫
内 容 摘 要
悬挑式脚手架是目前建筑施工中常用的一种施工工艺，普遍用于建筑施工中的主体或装修工程的作业及其安全防护需要，它之所以被广泛使用是因为它具有搭设方便，安全性能好，也比较经济，悬挑式脚手架是指架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑梁上的脚手架，采用钢管、扣件作悬挑支承结构，因些也存在着重大的安全隐患，为了消除当前悬挑式脚手架存在的重大安全隐患，防止重大安全事故的发生，确保建筑施工悬挑式脚手架的施工安全，本文作者以三明市梅列区的一高层建筑为例，对施工现场悬挑式脚手架的制作、安装、搭设、拆卸、作用、检验活动及对建筑施工过程中安全监督实施监督管理进行剖析。
关键词：（关键词文字） 悬挑式扣件钢管脚手架、设计说明、参数验算、技术方案、安全监
督管理
目 录
一、工程概况………………………………………………………………………………………3 二、设计说明 …………………………………………………………………………………….3 三、搭设参数验算 ……………………………………………………………………………….3
(一)荷载验算 ……………………………………………………………………………….3 (二)立杆稳定性验算 ……………………………………………………………………… 4 (三)悬挑梁的受力计算 …………………………………………………………………… 5 四、工字钢I12.6悬臂梁(转角处)验算 ……………………………………………………….7 五、阳台梁板（边梁、挑梁）验算………………………………………………………………7 六、悬挑式扣件钢管脚手架的技术方案 ………………………………………………………8 (一)悬挑式扣件钢管脚手架的组成基本要素 ……………………………………………8 (二)悬挑式扣件钢管脚手架的悬挑梁做法 ………………………………………………8 (三)材料要求 ……………………………………………………………………………… 8 (四)悬挑式扣件钢管脚手架搭设 …………………………………………………………8 (五)悬挑式扣件钢管脚手架安全防护设施的搭设 ………………………………………9 (六)悬挑式扣件钢管脚手架交底与验收 …………………………………………………9
(七)悬挑式扣件钢管脚手架的拆除 ………………………………………………………9 (八)安全技术措施 …………………………………………………………………………10 参考文献 ………………………………………………………………………………………….11
悬挑扣件式钢管脚手架
——在高层建筑施工中的应用
目前，悬挑式扣件钢管脚手架在国内高层建筑施工中已经得到了广泛的应用。此种脚手架的优点在于：搭设方便，安全性能好，也比较经济。据调查显示，在三明市梅列区的高层建筑施工中的项目大部分采用了此种形式的脚手架。但是在实际应用中还存在一些问题。本文根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）的规定对三明市江滨路旧城改造工程的悬挑扣件式钢管脚手架进行了设计，并安全应用。
一、工程概况
三明市江滨路旧城改造工程位于三明市中心区，建筑面积23182m2。本工程地下1层，地上23层，框架剪力墙结构，建筑总高度71.25m。为节约成本，本工程八层以下采用落地式竹脚手架；高度为24.85m；八层楼板面以上开始搭设悬挑式扣件钢管脚手架。根据福建省建设厅有关技术公告的要求，悬挑式扣件钢管脚手架单段搭设高度不得超过24m。现场分二段搭设悬挑式扣件钢管脚手架；每段8层，高度为2.9m×8=23.2m。布置标高为24.85～48.05m，48.05～71.25m。
二、设计说明
脚手架用48×3.5钢管和扣件搭设成双排架，立杆下部支承在用I12.6工字钢制作的水平悬挑梁上，工字钢悬挑顶端用12.5的6×19钢丝绳与上一层边梁或墙柱上拉接，工字钢伸进楼层的一端套在预埋钢筋套环内焊接牢固。
悬挑式扣件钢管脚手架为双排脚手架，搭设高度为2.9×8=23.2m，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆纵距1.5m，立杆的横距1.05m，步距1.80m。内立杆离墙面距离0.30m,大横杆间隔布置4根。剪力撑在外侧立面上沿高度和长度连续布置，采用的钢管类型为48×3.5钢管，允许施工2层，竹笆片共铺设3层。作业层设扶手栏杆和挡脚板。脚手架外立杆内侧挂密目式安全网封闭施工。其余搭设要求按照JGJ130—2001规定执行。悬挑式扣件钢管脚手架转角处每三个楼层设一道钢管卸荷作为附加安全保险。本地区基本风压0.45KN/m2。
三、搭设参数验算
（一）荷载验算
1. 脚手架结构自重
根据JGJ130—2001规范中附表A-1得：
（1）每米立杆承受的结构自重标准值:gk=0.1248 kN/m （2）NG1 = 0.1248 kN/m×23.2mm=2.895kN 2. 外立杆配件自重：
（1）脚手板的自重标准值:0.35 kN/m2
外立杆：g1-1 = 0.35×3×1.5×1.05/2=0.827kN
内立杆：g2-1 =0.827kN＋0.2×1.5×0.35×2=1.037KN （2）扶手栏杆及挡脚板，按2层计算，查表4.2.1-2 g1-2=2×0.11×1.5=0.33KN （3）安全网
g1-3=23.2×1.5×0.01=0.348KN （4）内伸横杆及脚手板 钢管自重为3.85kg/m=0.038KN/m
g2-2 =1.5×0.038×2＋1.5×0.2×0.35×2=0.324KN
（5）合计
外立杆：g1 = g1-1+ g1-2 +g1-3
=0.827kN+0.33KN+0.348KN
=1.505KN
内立杆：g2 = g2-1+ g2-2
=1.037KN+0.324KN =1.361KN 3. 施工活荷载
外立杆：Q1=1.5×1.05×2×2/2=3.15KN
内立杆：Q2=1.5×(1.05/2+0.2)×2×2=4.35KN 4. 总设计垂直荷载
外立杆：N1 =1.2×(2.895+1.361)+1.4×4.35 = 9.69KN
内立杆：N2 =1.2×(2.895+1.505)+1.4×3.15 =11.2KN （二）立杆稳定性验算 1. 内立杆稳定性验算
查规范5.3.3表得 =1.5 ； 计算长度附加系数 k=1.155 = kh/i
=1.155×1.5×1.8/1.58×10-2 =197.4
查规范表C得：=0.187
内立杆稳定性验算，根据规范5.3.1-1公式 N2/A =11200/（0.187×489） =122.48N/㎜2ƒ=205N/㎜2 经验算内立杆的稳定性满足要求。
2. 外立杆稳定性验算
本地区基本风压为：0=0.45KN/m2。
外立杆上端标高为71.25m；风压变化值为z=1.7 脚手架挡风面积为：1.8×1.5/2=1.35
密目式安全网的挡风系数取=0.5，查规范表4.2.4, 风载体型系数为s=1.3，
则脚手架所承受的风载标准值为： k=0.70·z·s
=0.7×1.7×0.45×1.3×0.5=0.348 KN/m2。 由风载产生的弯距根据规范5.3.4公式得： M= 0.85×1.4MWK
=（0.85×1.4klah2）/10 la—立杆纵距
=0.85×1.4×0.348×1.5×1.82/10 =0.2013 KN·m 外立杆稳定性验算：
N1/A+ M/W
=9690/（0.187×489）+201.3/5.08 =145.59 N/㎜2ƒ=205N/㎜2
经验算外立杆的稳定性满足要求。 （三）悬挑梁的受力计算
I12.6工字钢截面特性:截面高度H=126mm；截面宽度B=74mm；翼缘厚度tf=8.4mm；腹板厚度tw=5.0mm；截面面积A=1810mm2；惯性矩Ix=4880000mm4；惯性矩Iy=469000mm4；截面模量Wx=77460mm3；截面模量Wy=12676mm3；回转半径ix=51.9mm；回转半径iy=16.1mm；单位重量:14.208kg/m；
γx——截面塑性发展系数，对工字形截面：γx=1.05； Wx----对x 轴的净截面抵抗矩，查得：Wx=77460mm3；
f ----型钢的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f=215N/mm2。 悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁来计算。
悬臂单跨梁计算简图
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为楼板支点。 l=4.0m；m=1.4m；m1=0.30m；m2=1.35m；m3=0.05m 水平钢梁自重计算荷载：q=1.2×0.14208=0.170kN/m 支座反力计算：RA=18.366 kN； RB=-2.582 kN
在验算悬挑梁时，我们可以不考虑钢丝绳的拉力，只作为附加安全保险。 1. 抗弯强度验算
MA =（N2×m1/ m）×（m2－m1）
=(11.2×0.3/1.4)×(1.35－0.3) =2.52KN·m
截面应力σ= Mmax /（γx×Wx）=2.52×106/(1.05×77460)=30.98N/mm2＜f=215N/mm2，安全。
2. 抗剪强度验算 N =N1+ N2×m1/ m
=9.69+11.2×0.3/1.4 =12.09KN VA =-(2N+ qm)
=-(2×12.09+0.170×1.4) =-24.418kN τ=VS/Itw
=24.418×103×114030/(4880000×5.0) =114.14 N/mm2＜fv=125 N/mm2 ，安全。 3. 整体稳定验算：
悬臂梁跨长1.4米折算成简支梁，其跨度为2×1.4=2.8米，查得整体稳定系数υb=1.44﹥0.6；υb,=1.07-0.282/υb=0.874
σ= Mmax /υb,W
=2.52×106/(0.874×77460)
=37.22N/mm2＜f=215N/mm2， 安全。
4. 锚固钢筋的承载力验算: 浇筑楼板混凝土时预埋υ16钢筋固定槽钢末端，根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）第7.9.8条规定，吊环采用Ⅰ级钢筋制作，吊环埋入深度不应小于30d，并应焊接或绑扎钩住结构主筋。每个吊环可按两个截面计算，吊环拉应力不应大于50N/㎜2。
拉环受力Ns =N/cos300
=12.09×2/1.732
=13.96KN
吊环钢筋面积： As =Ns/(2×50) =13.98×103/100 =139.8㎜2
υ16钢筋的截面为200.96㎜2﹥139.8㎜2 ，符合要求。 5. 钢丝绳验算：
根据MA=2.52= F×(m2+ m3)×2.9/(m2m3)22.92
算得：F=2kN
设6*19类优质钢丝绳一根，直径11.0mm， 查得:钢丝绳破断力总和Fg为60.9 kN， 换算系数α为0.85， 钢丝绳安全系数K为3.5。
钢丝绳允许拉力[Fg]= αFg/K=0.85×60.9/3.5=14.79 kN F=2kN＜[Fg] =14.79 kN，满足安全。 6. 焊缝验算：
焊缝的计算长度: 取lW=80mm, 焊缝的计算厚度: 取t=16mm；
σ = F/（lW·t）= 2×10/(80×16)=1.85N/mm＜ft=215 N/mm，满足要求。
四、工字钢I12.6悬臂梁（转角处）验算
静荷载按上述2倍立杆轴向压力计算： N1 = 1.2×2 (NG1+ g1)+1.4 Q1
=1.2×2×(2.895+1.505)+1.4×3.15 =14.97kN
N2 =1.2×2 (NG1 +g2)+1.4 Q2
=1.2×2×(2.895+1.361)+1.4×4.35 =16.3kN
MA=（N2×m1/ m）×（m2－m1）
=(16.3×0.3/1.4)×(1.35-0.3)
=3.6775KN.m
截面应力：σ= Mmax /（γx×Wx）=3.6775×106/(1.05×77460)=45.1 N/mm2＜f=215N/mm2，安全。
稳定验算：σ= Mmax /υb,W=3.6775×106/(0.874×77460)=54.32 N/mm2＜f=215N/mm2， 满足。
五、阳台梁板（边梁﹑挑梁）验算
阳台边梁为受集中力﹑自重及扭矩的连续梁，需验算以下受力简图情况的截面： P P P
P
C
B A
1.5 1.5 1.5 1.0
1.65
4.05
挑梁为受集中力及
弯矩的悬臂梁: RA M A B
经程序计算，以上梁截面强度符合要求。 六、悬挑式扣件钢管脚手架的技术方案
（一）悬挑式扣件钢管脚手架的组成基本要素
1. 悬挑式扣件钢管脚手架由立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、扫地杆、悬挑梁组成，形成一个闭合之空间框架。
2. 扣件螺栓拧紧力矩应在40N·m～65N·m之间，以保证“空间框架结构”的节点具有足够的刚性与传递荷载的能力。
3. 悬挑式扣件钢管脚手架与建筑物之间必须设置足够数量、分布均匀的拉结，以便在悬挑式扣件钢管脚手架的侧向提供约束，防止悬挑式扣件钢管脚手架横向失稳或倾覆，并可靠传递风载荷。
4. 悬挑梁必须坚实，具有足够的承载能力，防止架体沉降。 5. 设置剪刀撑与横向支撑保证架体的纵向与横向刚度。 （二）悬挑式扣件钢管脚手架的悬挑梁做法
悬挑梁使用I12.6工字钢，设置应满足受力要求。为了使工字钢的安放稳定及楼层结构的稳定性，根据福建省建设厅技术公告的要求，工字钢伸进楼层长度与悬挑部分长度的比例为2：1。所以工字钢伸进楼层长度应为2.8m，并穿进预埋钢筋套环内焊接牢固，钢筋套环距工字钢末端0.15m。在工字钢上、下翼缘正对立杆的位置焊接υ25高100mm钢筋桩，立杆下端套在钢筋桩上，以防止立杆滑移；因为要在工字钢悬挑端部拉钢丝绳，所以在工字钢下部也焊接同样的钢筋桩。
（三）材料要求
1. 悬挑式扣件钢管脚手架钢管应选用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的外径48mm，壁厚3.5mm的A3钢管，表面平整光滑、无裂纹、分层和硬弯。搭设前进行保养，防锈并统一涂成红色，力求外表美观。
2. 悬挑式扣件钢管脚手架搭设使用的扣件应符合建设部《钢管脚手架扣件标准》要求，规格与钢管匹配。采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、沙眼等锻造缺陷，贴和面应平整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。扣件表面应进行防锈处理。
（四）悬挑式扣件钢管脚手架搭设 1. 搭设顺序
搭设悬挑梁→搭设立杆→搭设立杆→搭设纵向水平杆→搭设横向水平杆→ 搭设立杆→搭设立杆→搭设第二步纵向水平杆→搭设第二步横向水平杆„„。悬挑式扣件钢管脚手架排底的时候，首先必须在转角开口处设置立杆并依次向其它展开。 2. 搭设要求
立杆的对接扣件应交错布置，两个相邻立杆节点不应设置在同步同跨内；两个相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。 悬挑式扣件钢管脚手架设置剪刀撑与横向支撑， 悬挑式扣件钢管脚手架剪刀撑应按规范设置连续剪刀撑，每道剪刀撑跨越立杆的根数为4—6根之间。每道剪刀撑宽度不应小于4 跨，且不小于6m，斜杆与桁架大横杆水平面的倾角宜在45°～60°之间。由于建筑平面形状不同，脚手架一个立面总距大于3000mm小于6000mm的单独设置设置交叉剪刀撑，立面距离小于3000mm的设置之字型斜撑。剪刀撑的搭接长度不得小于1000mm，且每一个搭接处使用的旋转扣件不得小于两个。
脚手架中每隔6跨设置一横向支撑，支撑斜杆在1—2步内由底至上成之字型连续布置。 3．连墙件的设置：
连墙件采用硬拉结，即纵横向水平钢管与楼层梁板相顶紧且与架体通过扣件刚性拉结。连墙件应均匀布置，悬挑式扣件钢管脚手架每个拉结间距不得超过三步三跨，且每个拉结屏蔽
的钢管支模架投影面积不得大于40m；在规定距离如不存在预埋钢管，则采用钢管夹持墙体作为拉结固定点的办法；使钢管拉结的控制范围在规范的规定范围内。连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直，连墙杆与架体连接可稍下斜，绝对不允许上翘。
（五）悬挑式扣件钢管脚手架安全防护设施的搭设 1. 栏杆
悬挑式扣件钢管脚手架作业层外侧设置双栏杆，两道栏杆的高度分别为1.2m、0.6m。栏杆应涂上红白或（黑黄）的安全色。
2. 脚手板与挡脚板
脚手板与挡脚板均采用竹笆， 脚手板四个角均需要铁丝与架体扎牢，在主体施工过程共铺设三道脚手板，装饰作业时根据施工需要铺设脚手板，但保证同时施工的作业层数处不得超过规范与方案。
挡脚板设置在脚手架外立杆的外侧，四个角均需要铁丝与架体扎牢，挡脚板每三步设置一道。
（六）悬挑式扣件钢管脚手架交底与验收
1. 悬挑式扣件钢管脚手架搭设前应对架子班组进行安全技术交底，交底内容必须有针对性，并双方履行签字手续。
2. 悬挑式扣件钢管脚手架搭完毕后，先进行自检，再经专职验收人员、搭设人员共同检查验收，验收合格后办妥脚手架验收手续。在脚手架醒目处挂合格标牌，方可投入使用。 3. 过程验收包含钢管、扣件的检查，悬挑式扣件钢管脚手架搭设是否符合规范，安全设施承挂情况。
4. 悬挑式扣件钢管脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。悬挑式扣件钢管脚手架在使用过程中应定期检查，对检查出的问题及时整改。项目部每半个月至少检查一次。 （七）悬挑式扣件钢管脚手架的拆除 1. 拆除前的准备工作
（1）全面检查悬挑式扣件钢管脚手架扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。 （2）编制拆除悬挑式扣件钢管脚手架安全技术措施、方案并对作业人员进行技术交底。 （3）清除悬挑式扣件钢管脚手架上的杂物。 2. 悬挑式扣件钢管脚手架拆除的一般顺序
（1）拆除顺序应遂层由上而下进行，严禁上下同时作业。
（2）所有连墙件应随脚手架遂层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除悬挑式扣件钢管脚手架；分段拆除脚手架高差不得超过两步，如高度超过两步应增设连墙件。 （3）当悬挑式扣件钢管脚手架拆除至最后一根立杆位置时，应先采取加固措施后，再拆除连墙件。
（4）当悬挑式扣件钢管脚手架分段、分片拆除时，对不拆除的脚手架两端应设置连墙件与连续横向支撑加固。
（5）拆除悬挑式扣件钢管脚手架时严禁作业人员向下、向外抛丢物品，钢管须传至地面或用垂直输送设备运至地面；扣件用麻袋装袋再传至地面。 3. 架料退场
各构配件必须及时分段集中运送至地面，严禁抛扔。架料应及时保养，防止钢管、扣件锈蚀。
（八）安全技术措施 1. 技术保障措施
（1）架子搭设完毕，用合格密目网铺于架子的底部。悬挑式扣件钢管脚手架底步处竹笆片必须满铺；并且每片竹笆片都要用铁丝与钢管扎牢。
（2）钢管与扣件进场前应经过检查挑选，所用扣件在使用前应清理加油一次，扣件一定
要上紧，不得松动。
（3）悬挑式扣件钢管脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的，未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设钢管支模架各构件。其中在钢管支模架使用期间，下列杆件严禁拆除：a、主节点处纵横向水平杆；b、连墙件。
（4）悬挑式扣件钢管脚手架上严禁悬挂起重设备。
2. 质量保证措施
（1）操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育，并持有效证件上岗。
（2）技术人员在悬挑式扣件钢管脚手架搭设或拆除前必须对作业人员下达安全技术交底，并传达至所有操作人员。
（3）悬挑式扣件钢管脚手架必须严格依据本施工方案进行搭设，搭设脚手架时，技术人员必须在现场监督搭设情况，保证搭设质量达到设计要求。
（4）悬挑式扣件钢管脚手架搭设完毕，依据专项施工方案与单项作业验收表对脚手架进行验收，发现不符合要求处，必须限期立即整改。
3. 安全保障措施
（1）操作人员必须持证上岗，严禁无证操作。
（2）架子在搭设（拆除）过程要做到文明作业，不得从架子上掉落工具、物品；同时必须保证自身安全，高空作业需穿防滑鞋、佩带安全带及佩戴安全帽。未佩带安全防护用品不得上架子。
（3）在架上施工的各作业人员应注意自身安全，不得随意向下、向外抛掉物品，不得随意拆除安全防护装置。
（4）雨、雪及六级及六级以上大风严禁进行脚手架搭设及拆除作业。
（5）应设专人负责对悬挑式扣件钢管脚手架进行经常检查和保修。
（6）在6级大风和大雨后或是停用超过三个月，复工前，必须对脚手架进行检查。主要检查保修项目有：各主节点处各杆件的安装、连墙件等构造是否符合专项施工方案的要求；扣件螺栓是否松动；安全防护措施是否符合要求。
(7)在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看护。
(8)悬挑式扣件钢管脚手架临街面必须有防止坠物伤人的防护措施。
(9)悬挑式扣件钢管脚手架搭设及拆除期间，地面应设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
参考文献：
1. 中国建筑工业出版社，《建筑施工手册》（第四版），2003年
2. 李昴，《钢结构设计规范》 GB50017-2003，2003年
3. 李明顺，《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002，2002年
4. 中国工程建设标准化协会，《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001 ，2001年
5. 中国建筑科学研究院，《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130-2001，
2001年
6. 天津建工集团总公司，《建筑施工安全检查标准》 JGJ59-1999，1999年
7. 全国钢标准化技术委员会，《直缝电焊钢管》 GB/T13793，2006年
8．国家质量监督检验检疫总局，《低压流体输送用焊接钢管》 GB/T3092，2001年
9．中华人民共和国建设部，《钢管脚手架扣件标准》 GB15831，2006年
10．中国建筑第七工程局第三建筑公司，《建筑施工安全文明工地标准》 DBJ13-81-2006 ，2006年
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悬挑扣件式钢管脚手架
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蔡红梅 0509 三明奥鹏 专升本 工程管理 刘岳鑫
内 容 摘 要
悬挑式脚手架是目前建筑施工中常用的一种施工工艺，普遍用于建筑施工中的主体或装修工程的作业及其安全防护需要，它之所以被广泛使用是因为它具有搭设方便，安全性能好，也比较经济，悬挑式脚手架是指架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑梁上的脚手架，采用钢管、扣件作悬挑支承结构，因些也存在着重大的安全隐患，为了消除当前悬挑式脚手架存在的重大安全隐患，防止重大安全事故的发生，确保建筑施工悬挑式脚手架的施工安全，本文作者以三明市梅列区的一高层建筑为例，对施工现场悬挑式脚手架的制作、安装、搭设、拆卸、作用、检验活动及对建筑施工过程中安全监督实施监督管理进行剖析。
关键词：（关键词文字） 悬挑式扣件钢管脚手架、设计说明、参数验算、技术方案、安全监
督管理
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一、工程概况………………………………………………………………………………………3 二、设计说明 …………………………………………………………………………………….3 三、搭设参数验算 ……………………………………………………………………………….3
(一)荷载验算 ……………………………………………………………………………….3 (二)立杆稳定性验算 ……………………………………………………………………… 4 (三)悬挑梁的受力计算 …………………………………………………………………… 5 四、工字钢I12.6悬臂梁(转角处)验算 ……………………………………………………….7 五、阳台梁板（边梁、挑梁）验算………………………………………………………………7 六、悬挑式扣件钢管脚手架的技术方案 ………………………………………………………8 (一)悬挑式扣件钢管脚手架的组成基本要素 ……………………………………………8 (二)悬挑式扣件钢管脚手架的悬挑梁做法 ………………………………………………8 (三)材料要求 ……………………………………………………………………………… 8 (四)悬挑式扣件钢管脚手架搭设 …………………………………………………………8 (五)悬挑式扣件钢管脚手架安全防护设施的搭设 ………………………………………9 (六)悬挑式扣件钢管脚手架交底与验收 …………………………………………………9
(七)悬挑式扣件钢管脚手架的拆除 ………………………………………………………9 (八)安全技术措施 …………………………………………………………………………10 参考文献 ………………………………………………………………………………………….11
悬挑扣件式钢管脚手架
——在高层建筑施工中的应用
目前，悬挑式扣件钢管脚手架在国内高层建筑施工中已经得到了广泛的应用。此种脚手架的优点在于：搭设方便，安全性能好，也比较经济。据调查显示，在三明市梅列区的高层建筑施工中的项目大部分采用了此种形式的脚手架。但是在实际应用中还存在一些问题。本文根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）的规定对三明市江滨路旧城改造工程的悬挑扣件式钢管脚手架进行了设计，并安全应用。
一、工程概况
三明市江滨路旧城改造工程位于三明市中心区，建筑面积23182m2。本工程地下1层，地上23层，框架剪力墙结构，建筑总高度71.25m。为节约成本，本工程八层以下采用落地式竹脚手架；高度为24.85m；八层楼板面以上开始搭设悬挑式扣件钢管脚手架。根据福建省建设厅有关技术公告的要求，悬挑式扣件钢管脚手架单段搭设高度不得超过24m。现场分二段搭设悬挑式扣件钢管脚手架；每段8层，高度为2.9m×8=23.2m。布置标高为24.85～48.05m，48.05～71.25m。
二、设计说明
脚手架用48×3.5钢管和扣件搭设成双排架，立杆下部支承在用I12.6工字钢制作的水平悬挑梁上，工字钢悬挑顶端用12.5的6×19钢丝绳与上一层边梁或墙柱上拉接，工字钢伸进楼层的一端套在预埋钢筋套环内焊接牢固。
悬挑式扣件钢管脚手架为双排脚手架，搭设高度为2.9×8=23.2m，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆纵距1.5m，立杆的横距1.05m，步距1.80m。内立杆离墙面距离0.30m,大横杆间隔布置4根。剪力撑在外侧立面上沿高度和长度连续布置，采用的钢管类型为48×3.5钢管，允许施工2层，竹笆片共铺设3层。作业层设扶手栏杆和挡脚板。脚手架外立杆内侧挂密目式安全网封闭施工。其余搭设要求按照JGJ130—2001规定执行。悬挑式扣件钢管脚手架转角处每三个楼层设一道钢管卸荷作为附加安全保险。本地区基本风压0.45KN/m2。
三、搭设参数验算
（一）荷载验算
1. 脚手架结构自重
根据JGJ130—2001规范中附表A-1得：
（1）每米立杆承受的结构自重标准值:gk=0.1248 kN/m （2）NG1 = 0.1248 kN/m×23.2mm=2.895kN 2. 外立杆配件自重：
（1）脚手板的自重标准值:0.35 kN/m2
外立杆：g1-1 = 0.35×3×1.5×1.05/2=0.827kN
内立杆：g2-1 =0.827kN＋0.2×1.5×0.35×2=1.037KN （2）扶手栏杆及挡脚板，按2层计算，查表4.2.1-2 g1-2=2×0.11×1.5=0.33KN （3）安全网
g1-3=23.2×1.5×0.01=0.348KN （4）内伸横杆及脚手板 钢管自重为3.85kg/m=0.038KN/m
g2-2 =1.5×0.038×2＋1.5×0.2×0.35×2=0.324KN
（5）合计
外立杆：g1 = g1-1+ g1-2 +g1-3
=0.827kN+0.33KN+0.348KN
=1.505KN
内立杆：g2 = g2-1+ g2-2
=1.037KN+0.324KN =1.361KN 3. 施工活荷载
外立杆：Q1=1.5×1.05×2×2/2=3.15KN
内立杆：Q2=1.5×(1.05/2+0.2)×2×2=4.35KN 4. 总设计垂直荷载
外立杆：N1 =1.2×(2.895+1.361)+1.4×4.35 = 9.69KN
内立杆：N2 =1.2×(2.895+1.505)+1.4×3.15 =11.2KN （二）立杆稳定性验算 1. 内立杆稳定性验算
查规范5.3.3表得 =1.5 ； 计算长度附加系数 k=1.155 = kh/i
=1.155×1.5×1.8/1.58×10-2 =197.4
查规范表C得：=0.187
内立杆稳定性验算，根据规范5.3.1-1公式 N2/A =11200/（0.187×489） =122.48N/㎜2ƒ=205N/㎜2 经验算内立杆的稳定性满足要求。
2. 外立杆稳定性验算
本地区基本风压为：0=0.45KN/m2。
外立杆上端标高为71.25m；风压变化值为z=1.7 脚手架挡风面积为：1.8×1.5/2=1.35
密目式安全网的挡风系数取=0.5，查规范表4.2.4, 风载体型系数为s=1.3，
则脚手架所承受的风载标准值为： k=0.70·z·s
=0.7×1.7×0.45×1.3×0.5=0.348 KN/m2。 由风载产生的弯距根据规范5.3.4公式得： M= 0.85×1.4MWK
=（0.85×1.4klah2）/10 la—立杆纵距
=0.85×1.4×0.348×1.5×1.82/10 =0.2013 KN·m 外立杆稳定性验算：
N1/A+ M/W
=9690/（0.187×489）+201.3/5.08 =145.59 N/㎜2ƒ=205N/㎜2
经验算外立杆的稳定性满足要求。 （三）悬挑梁的受力计算
I12.6工字钢截面特性:截面高度H=126mm；截面宽度B=74mm；翼缘厚度tf=8.4mm；腹板厚度tw=5.0mm；截面面积A=1810mm2；惯性矩Ix=4880000mm4；惯性矩Iy=469000mm4；截面模量Wx=77460mm3；截面模量Wy=12676mm3；回转半径ix=51.9mm；回转半径iy=16.1mm；单位重量:14.208kg/m；
γx——截面塑性发展系数，对工字形截面：γx=1.05； Wx----对x 轴的净截面抵抗矩，查得：Wx=77460mm3；
f ----型钢的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f=215N/mm2。 悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁来计算。
悬臂单跨梁计算简图
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为楼板支点。 l=4.0m；m=1.4m；m1=0.30m；m2=1.35m；m3=0.05m 水平钢梁自重计算荷载：q=1.2×0.14208=0.170kN/m 支座反力计算：RA=18.366 kN； RB=-2.582 kN
在验算悬挑梁时，我们可以不考虑钢丝绳的拉力，只作为附加安全保险。 1. 抗弯强度验算
MA =（N2×m1/ m）×（m2－m1）
=(11.2×0.3/1.4)×(1.35－0.3) =2.52KN·m
截面应力σ= Mmax /（γx×Wx）=2.52×106/(1.05×77460)=30.98N/mm2＜f=215N/mm2，安全。
2. 抗剪强度验算 N =N1+ N2×m1/ m
=9.69+11.2×0.3/1.4 =12.09KN VA =-(2N+ qm)
=-(2×12.09+0.170×1.4) =-24.418kN τ=VS/Itw
=24.418×103×114030/(4880000×5.0) =114.14 N/mm2＜fv=125 N/mm2 ，安全。 3. 整体稳定验算：
悬臂梁跨长1.4米折算成简支梁，其跨度为2×1.4=2.8米，查得整体稳定系数υb=1.44﹥0.6；υb,=1.07-0.282/υb=0.874
σ= Mmax /υb,W
=2.52×106/(0.874×77460)
=37.22N/mm2＜f=215N/mm2， 安全。
4. 锚固钢筋的承载力验算: 浇筑楼板混凝土时预埋υ16钢筋固定槽钢末端，根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）第7.9.8条规定，吊环采用Ⅰ级钢筋制作，吊环埋入深度不应小于30d，并应焊接或绑扎钩住结构主筋。每个吊环可按两个截面计算，吊环拉应力不应大于50N/㎜2。
拉环受力Ns =N/cos300
=12.09×2/1.732
=13.96KN
吊环钢筋面积： As =Ns/(2×50) =13.98×103/100 =139.8㎜2
υ16钢筋的截面为200.96㎜2﹥139.8㎜2 ，符合要求。 5. 钢丝绳验算：
根据MA=2.52= F×(m2+ m3)×2.9/(m2m3)22.92
算得：F=2kN
设6*19类优质钢丝绳一根，直径11.0mm， 查得:钢丝绳破断力总和Fg为60.9 kN， 换算系数α为0.85， 钢丝绳安全系数K为3.5。
钢丝绳允许拉力[Fg]= αFg/K=0.85×60.9/3.5=14.79 kN F=2kN＜[Fg] =14.79 kN，满足安全。 6. 焊缝验算：
焊缝的计算长度: 取lW=80mm, 焊缝的计算厚度: 取t=16mm；
σ = F/（lW·t）= 2×10/(80×16)=1.85N/mm＜ft=215 N/mm，满足要求。
四、工字钢I12.6悬臂梁（转角处）验算
静荷载按上述2倍立杆轴向压力计算： N1 = 1.2×2 (NG1+ g1)+1.4 Q1
=1.2×2×(2.895+1.505)+1.4×3.15 =14.97kN
N2 =1.2×2 (NG1 +g2)+1.4 Q2
=1.2×2×(2.895+1.361)+1.4×4.35 =16.3kN
MA=（N2×m1/ m）×（m2－m1）
=(16.3×0.3/1.4)×(1.35-0.3)
=3.6775KN.m
截面应力：σ= Mmax /（γx×Wx）=3.6775×106/(1.05×77460)=45.1 N/mm2＜f=215N/mm2，安全。
稳定验算：σ= Mmax /υb,W=3.6775×106/(0.874×77460)=54.32 N/mm2＜f=215N/mm2， 满足。
五、阳台梁板（边梁﹑挑梁）验算
阳台边梁为受集中力﹑自重及扭矩的连续梁，需验算以下受力简图情况的截面： P P P
P
C
B A
1.5 1.5 1.5 1.0
1.65
4.05
挑梁为受集中力及
弯矩的悬臂梁: RA M A B
经程序计算，以上梁截面强度符合要求。 六、悬挑式扣件钢管脚手架的技术方案
（一）悬挑式扣件钢管脚手架的组成基本要素
1. 悬挑式扣件钢管脚手架由立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、扫地杆、悬挑梁组成，形成一个闭合之空间框架。
2. 扣件螺栓拧紧力矩应在40N·m～65N·m之间，以保证“空间框架结构”的节点具有足够的刚性与传递荷载的能力。
3. 悬挑式扣件钢管脚手架与建筑物之间必须设置足够数量、分布均匀的拉结，以便在悬挑式扣件钢管脚手架的侧向提供约束，防止悬挑式扣件钢管脚手架横向失稳或倾覆，并可靠传递风载荷。
4. 悬挑梁必须坚实，具有足够的承载能力，防止架体沉降。 5. 设置剪刀撑与横向支撑保证架体的纵向与横向刚度。 （二）悬挑式扣件钢管脚手架的悬挑梁做法
悬挑梁使用I12.6工字钢，设置应满足受力要求。为了使工字钢的安放稳定及楼层结构的稳定性，根据福建省建设厅技术公告的要求，工字钢伸进楼层长度与悬挑部分长度的比例为2：1。所以工字钢伸进楼层长度应为2.8m，并穿进预埋钢筋套环内焊接牢固，钢筋套环距工字钢末端0.15m。在工字钢上、下翼缘正对立杆的位置焊接υ25高100mm钢筋桩，立杆下端套在钢筋桩上，以防止立杆滑移；因为要在工字钢悬挑端部拉钢丝绳，所以在工字钢下部也焊接同样的钢筋桩。
（三）材料要求
1. 悬挑式扣件钢管脚手架钢管应选用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的外径48mm，壁厚3.5mm的A3钢管，表面平整光滑、无裂纹、分层和硬弯。搭设前进行保养，防锈并统一涂成红色，力求外表美观。
2. 悬挑式扣件钢管脚手架搭设使用的扣件应符合建设部《钢管脚手架扣件标准》要求，规格与钢管匹配。采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、沙眼等锻造缺陷，贴和面应平整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。扣件表面应进行防锈处理。
（四）悬挑式扣件钢管脚手架搭设 1. 搭设顺序
搭设悬挑梁→搭设立杆→搭设立杆→搭设纵向水平杆→搭设横向水平杆→ 搭设立杆→搭设立杆→搭设第二步纵向水平杆→搭设第二步横向水平杆„„。悬挑式扣件钢管脚手架排底的时候，首先必须在转角开口处设置立杆并依次向其它展开。 2. 搭设要求
立杆的对接扣件应交错布置，两个相邻立杆节点不应设置在同步同跨内；两个相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。 悬挑式扣件钢管脚手架设置剪刀撑与横向支撑， 悬挑式扣件钢管脚手架剪刀撑应按规范设置连续剪刀撑，每道剪刀撑跨越立杆的根数为4—6根之间。每道剪刀撑宽度不应小于4 跨，且不小于6m，斜杆与桁架大横杆水平面的倾角宜在45°～60°之间。由于建筑平面形状不同，脚手架一个立面总距大于3000mm小于6000mm的单独设置设置交叉剪刀撑，立面距离小于3000mm的设置之字型斜撑。剪刀撑的搭接长度不得小于1000mm，且每一个搭接处使用的旋转扣件不得小于两个。
脚手架中每隔6跨设置一横向支撑，支撑斜杆在1—2步内由底至上成之字型连续布置。 3．连墙件的设置：
连墙件采用硬拉结，即纵横向水平钢管与楼层梁板相顶紧且与架体通过扣件刚性拉结。连墙件应均匀布置，悬挑式扣件钢管脚手架每个拉结间距不得超过三步三跨，且每个拉结屏蔽
的钢管支模架投影面积不得大于40m；在规定距离如不存在预埋钢管，则采用钢管夹持墙体作为拉结固定点的办法；使钢管拉结的控制范围在规范的规定范围内。连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直，连墙杆与架体连接可稍下斜，绝对不允许上翘。
（五）悬挑式扣件钢管脚手架安全防护设施的搭设 1. 栏杆
悬挑式扣件钢管脚手架作业层外侧设置双栏杆，两道栏杆的高度分别为1.2m、0.6m。栏杆应涂上红白或（黑黄）的安全色。
2. 脚手板与挡脚板
脚手板与挡脚板均采用竹笆， 脚手板四个角均需要铁丝与架体扎牢，在主体施工过程共铺设三道脚手板，装饰作业时根据施工需要铺设脚手板，但保证同时施工的作业层数处不得超过规范与方案。
挡脚板设置在脚手架外立杆的外侧，四个角均需要铁丝与架体扎牢，挡脚板每三步设置一道。
（六）悬挑式扣件钢管脚手架交底与验收
1. 悬挑式扣件钢管脚手架搭设前应对架子班组进行安全技术交底，交底内容必须有针对性，并双方履行签字手续。
2. 悬挑式扣件钢管脚手架搭完毕后，先进行自检，再经专职验收人员、搭设人员共同检查验收，验收合格后办妥脚手架验收手续。在脚手架醒目处挂合格标牌，方可投入使用。 3. 过程验收包含钢管、扣件的检查，悬挑式扣件钢管脚手架搭设是否符合规范，安全设施承挂情况。
4. 悬挑式扣件钢管脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。悬挑式扣件钢管脚手架在使用过程中应定期检查，对检查出的问题及时整改。项目部每半个月至少检查一次。 （七）悬挑式扣件钢管脚手架的拆除 1. 拆除前的准备工作
（1）全面检查悬挑式扣件钢管脚手架扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。 （2）编制拆除悬挑式扣件钢管脚手架安全技术措施、方案并对作业人员进行技术交底。 （3）清除悬挑式扣件钢管脚手架上的杂物。 2. 悬挑式扣件钢管脚手架拆除的一般顺序
（1）拆除顺序应遂层由上而下进行，严禁上下同时作业。
（2）所有连墙件应随脚手架遂层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除悬挑式扣件钢管脚手架；分段拆除脚手架高差不得超过两步，如高度超过两步应增设连墙件。 （3）当悬挑式扣件钢管脚手架拆除至最后一根立杆位置时，应先采取加固措施后，再拆除连墙件。
（4）当悬挑式扣件钢管脚手架分段、分片拆除时，对不拆除的脚手架两端应设置连墙件与连续横向支撑加固。
（5）拆除悬挑式扣件钢管脚手架时严禁作业人员向下、向外抛丢物品，钢管须传至地面或用垂直输送设备运至地面；扣件用麻袋装袋再传至地面。 3. 架料退场
各构配件必须及时分段集中运送至地面，严禁抛扔。架料应及时保养，防止钢管、扣件锈蚀。
（八）安全技术措施 1. 技术保障措施
（1）架子搭设完毕，用合格密目网铺于架子的底部。悬挑式扣件钢管脚手架底步处竹笆片必须满铺；并且每片竹笆片都要用铁丝与钢管扎牢。
（2）钢管与扣件进场前应经过检查挑选，所用扣件在使用前应清理加油一次，扣件一定
要上紧，不得松动。
（3）悬挑式扣件钢管脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的，未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设钢管支模架各构件。其中在钢管支模架使用期间，下列杆件严禁拆除：a、主节点处纵横向水平杆；b、连墙件。
（4）悬挑式扣件钢管脚手架上严禁悬挂起重设备。
2. 质量保证措施
（1）操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育，并持有效证件上岗。
（2）技术人员在悬挑式扣件钢管脚手架搭设或拆除前必须对作业人员下达安全技术交底，并传达至所有操作人员。
（3）悬挑式扣件钢管脚手架必须严格依据本施工方案进行搭设，搭设脚手架时，技术人员必须在现场监督搭设情况，保证搭设质量达到设计要求。
（4）悬挑式扣件钢管脚手架搭设完毕，依据专项施工方案与单项作业验收表对脚手架进行验收，发现不符合要求处，必须限期立即整改。
3. 安全保障措施
（1）操作人员必须持证上岗，严禁无证操作。
（2）架子在搭设（拆除）过程要做到文明作业，不得从架子上掉落工具、物品；同时必须保证自身安全，高空作业需穿防滑鞋、佩带安全带及佩戴安全帽。未佩带安全防护用品不得上架子。
（3）在架上施工的各作业人员应注意自身安全，不得随意向下、向外抛掉物品，不得随意拆除安全防护装置。
（4）雨、雪及六级及六级以上大风严禁进行脚手架搭设及拆除作业。
（5）应设专人负责对悬挑式扣件钢管脚手架进行经常检查和保修。
（6）在6级大风和大雨后或是停用超过三个月，复工前，必须对脚手架进行检查。主要检查保修项目有：各主节点处各杆件的安装、连墙件等构造是否符合专项施工方案的要求；扣件螺栓是否松动；安全防护措施是否符合要求。
(7)在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看护。
(8)悬挑式扣件钢管脚手架临街面必须有防止坠物伤人的防护措施。
(9)悬挑式扣件钢管脚手架搭设及拆除期间，地面应设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
参考文献：
1. 中国建筑工业出版社，《建筑施工手册》（第四版），2003年
2. 李昴，《钢结构设计规范》 GB50017-2003，2003年
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10．中国建筑第七工程局第三建筑公司，《建筑施工安全文明工地标准》 DBJ13-81-2006 ，2006年