淺析懸挑腳手架在高層公寓樓中的應(yīng)用

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(無錫市恒力建筑安裝工程有限公司，江蘇 宜興 214200)

引言

某城市一小區(qū)新建1棟高層公寓樓，層數(shù)25層，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0m。7層以下為商業(yè)及辦公用房，7層以上為商住房，建筑面積18 651m2，房屋總高度85m。由于該公寓樓的高度和建筑面積比較大，施工單位決定采用懸挑腳手架施工方案，以減少周轉(zhuǎn)材料的使用，7層以上每6層設(shè)一挑，懸挑高度18m。按照此方案施工，不僅提高了施工速度，而且節(jié)約了投資，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 懸挑腳手架的施工方案

1.1 材料及布置方式

該工程懸挑腳手架采用雙排形式，縱橫向水平桿及立桿等均采用Φ48mm×3 500mm的鋼管；腳手板為木板，擋腳板為竹串片，均一步一設(shè)；鋼管橫向支撐采用Φ48mm×3 500mm的鋼管，6跨一設(shè)；懸挑主梁采用16號工字鋼，錨固點(diǎn)采用壓環(huán)鋼筋；連墻件按照兩步3跨的間距設(shè)置，用扣件連接。

1.2 搭設(shè)流程

懸挑腳手架搭設(shè)的流程為：定位放線→現(xiàn)澆板上預(yù)埋壓環(huán)鋼筋，澆筑混凝土梁板→16號工字鋼固定→工字鋼上滿鋪木板→搭立桿→大橫桿→小橫桿→設(shè)置支撐桿件→小橫桿上鋪腳手板→護(hù)欄→擋腳板→密目安全網(wǎng)布設(shè)。

1.3 施工要點(diǎn)

(1)水平懸挑梁必須保證有足夠的錨固強(qiáng)度和界面抗屈服能力，水平懸挑梁的縱向間距與上部腳手架立桿的縱向間距相同，立桿直接支承在懸挑梁上。上部腳手架立桿與挑梁支承處應(yīng)有可靠的定位連接措施，以確保上部架體的穩(wěn)定。在懸挑梁上要焊接長度150～200mm的Φ40mm鋼管，立桿套在其外，并同時在立桿下部設(shè)置掃地桿。

(2)在建筑物的轉(zhuǎn)角處，采用設(shè)置預(yù)埋件焊接工字鋼三角架的方式設(shè)置懸挑架。

(3)懸挑梁的尾端應(yīng)在兩處以上使用Φ16mm的壓環(huán)鋼筋固定在鋼筋混凝土構(gòu)件上，如圖1所示。錨固位置設(shè)在現(xiàn)澆樓板上時，樓板厚度須≮120mm，樓板上應(yīng)預(yù)先配置用于承受懸挑梁錨固端作用的負(fù)彎矩受力鋼筋。懸挑前端應(yīng)采用吊拉的方式卸荷，吊拉構(gòu)件與水平工字鋼的夾角≮60°。

圖1 壓環(huán)鋼筋梁示意圖

(4)陽臺處的懸挑梁支承點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)梁上，不得設(shè)置在外伸陽臺或懸挑板上，且須在懸挑構(gòu)件根部加設(shè)墊塊，以防懸挑構(gòu)件受力。

(5)樓梯間處的工字鋼懸挑梁采用內(nèi)置橫壓梁的方法，橫壓梁擱置在樓梯間兩側(cè)的框架梁上，采用預(yù)埋件固定，如圖2所示。因壓梁布置在樓梯間處，需要做好安全警示，以保證施工人員上下的安全。

圖2 樓梯間懸挑梁示意圖

2 懸挑腳手架主要承重部分的驗(yàn)算

2.1 相關(guān)參數(shù)

該工程懸挑腳手架及立桿設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，懸挑主梁設(shè)計(jì)參數(shù)見表2，荷載設(shè)計(jì)參數(shù)見表3，計(jì)算簡圖如圖3所示。

表1 腳手架及立桿設(shè)計(jì)參數(shù)

表3 荷載設(shè)計(jì)參數(shù)

2.2 立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

2.2.1 作用于立桿上的荷載

作用于立桿上的荷載包括：立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值、腳手板傳來的自重標(biāo)準(zhǔn)值、欄桿與擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值、圍護(hù)材料的自重標(biāo)準(zhǔn)值、立桿施工活荷載和組合風(fēng)荷載等。根據(jù)表1至表3的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，在不考慮風(fēng)荷載作用下，單立桿的軸心力設(shè)計(jì)值為11.24kN；在組合風(fēng)荷載作用下，單立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值及彎矩分別為10.98kN和0.17kN·m。

圖3 懸挑腳手架計(jì)算簡圖

2.2.2 立桿長細(xì)比驗(yàn)算

(1)立桿計(jì)算長度：

l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7(m)

(2)長細(xì)比：

因[λ]=210，λ<[λ]，故滿足要求。查表得：φ=0.188。

2.2.3 立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

(1)不考慮風(fēng)荷載的作用，單立桿的軸心力設(shè)計(jì)值N=11.24kN，則：

σ=N/φA=140.95(N/mm2)

因[f]=205N/mm2，σ<[f]，故滿足要求。

(2)組合風(fēng)荷載作用，單立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值N=10.98kN，彎矩M=0.17kN·m，則：

σ=N/φA+MW/W=175.81(N/mm2)

因[f]=205N/mm2，σ<[f]，故滿足要求。

2.3 懸挑主梁的驗(yàn)算

2.3.1 懸挑主梁所受的均布荷載

q=1.2×gk=0.25(kN/m)

懸挑主梁的計(jì)算簡圖如圖4所示，其撓度曲線如圖5所示。

圖4 懸挑主梁的計(jì)算簡圖

圖5 懸挑主梁的撓度曲線

2.3.2 彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算

σmax=Mmax/W=116.97(N/mm2)

因[f]=215N/mm2，σmax<[f]，故滿足要求。

2.3.3 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

因[f]=125N/mm2，τmax<[f]，故滿足要求。

2.3.4 撓度驗(yàn)算

υmax=7.75mm

[υ]=2×lx/250=10(mm)

因υmax<[υ]，故滿足要求。

2.3.5 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

懸挑梁為壓彎構(gòu)件，壓彎構(gòu)件的整體強(qiáng)度為：

σmax=Mmax/γW=111.4(N/mm2)

因[f]=215N/mm2，σmax<[f]，故滿足要求。

根據(jù)GB50017—2012《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的附表，得到懸挑主梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)φb=0.97。則：

σmax=Mmax/φbW=120.68(N/mm2)

因[f]=215N/mm2，σmax<[f]，故滿足要求。

3 結(jié)語

該工程高層公寓樓的懸挑腳手架施工方案，充分考慮了高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用工字鋼懸挑主梁以及鋼管橫立桿相結(jié)合的施工工藝，與整體爬升式腳手架相比，縮短了工期，加快了施工速度。而與傳統(tǒng)的落地腳手架方案相比，減少了周轉(zhuǎn)材料，節(jié)約了開支。該懸挑腳手架施工方案得到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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