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悬挑式脚手架在高层建筑施工中的应用及计算方式

  摘要:随着我国城镇化建设步伐的不断加快,可利用的土地 资源愈来愈少,一定程度上限制了我国城镇化的推进速度,为有效规避因土地资源不足带来的不利影响,近年来高层、超高层建筑在城市建设中变得越来越多。一览建筑文库,脚手架作为高层建筑施工过程中的一种必备工具,悬挑式脚手架近年来被广泛应用于高层建筑的建造过程中。本文就悬挑式脚手架在高层建筑施工中的应用做了一些探讨,并结合工程实例进行了相关计算分析。

  
  引言
  近年来随着我国建筑业的蓬勃发展,土地资源变得越来越珍稀,直接诱发了高层建筑的大量涌现。施工脚手架工程作为高层建筑施工中的一项重要的分项工程,其在施工中的安全性一直以来都受到广大工程技术人员的关注。
  新型脚手架是建设部推广的十大施工新技术之一。为了满足高层建筑施工的要求,在实际施工过程中常见的主要有两种脚手架形式,即附着升降式脚手架和悬挑式脚手架。其中附着升降式脚手架主要特点是操作简单、施工安全、机械效率高,缺点是造价高;悬挑式脚手架一般使用普通钢管脚手架的杆配件直接悬挑搭设,一次性投入不大,尤其适用于广大施工企业资金紧张的情形。其特点主要是施工方便、造价低,可周转使用,安装、拆除灵活等,但在脚手架使用前要进行认真、准确的计算。
  1 计算依据
  1.1工程施工图纸
  1.2施工组织设计
  l.3《建筑施工计算手册》
  l.4《建筑结构静力计算说明》
  l.5《建筑施工脚手架工程技术规范》
  2 施工准备
  2.1技术交底
  按照施工规范及施工组织设计中有关脚手架的要求,建设项目的单位工程负责人与脚手架施工作人员进行技术交底。
  2.2 相关材料的质量验收
  脚手架工程一般需要用到槽钢、钢丝绳、钢管等多种材料,这些材料使用前必须进行质量检查,保证质量。检查方面主要包括出厂合格证及检测报告、几何尺寸及壁厚等外观检查、钢管和配件的力学性能(承载力和稳定性)等。
  2.3 构配件的堆放
  对于检验合格的构配件,要根据规格、品种等方面整齐堆放,保证堆放处不要有积水,以免损坏材料。
  2.4 场地清理
  保证场地平整、排水通畅,对脚手架搭设场地内的杂物进行清理。
  3 悬挑式脚手架的搭设
  3.1选择合格的工作人员
  这里的合格人员包括管理人员和直接操作人员(即架子工),这两类人员对悬挑式脚手架的施工质量及安全关系密切,其中管理人员主要是指施工方案的编制及审核人员、质检员、施工工长和安全员。脚手架施工前,管理人员应向工人进行技术交底,保证施工安全和施工的顺利进行。
  3.2悬挑式脚手架搭设时应遵循的相关要求及注意事项
  (1)在实际的脚手架搭设过程中,要依据模板的具体施工方法事先确定内立杆与主体的距离;结合主体结构的层高和柱距,选择多个搭设高度和悬挑杆间距,采用合理的施工荷载进行设计验算,最后优化确定出最佳的施工方案。
  (2)脚手架搭设前须有经审批合格的施工方案,主体结构中的预埋件应按照施工方案及时埋设。
  (3)操作人员在脚手架施工过程中要统一指挥,必须戴好安全帽、系好安全带,严格按照预定程序进行。
  (4)脚手架上的施工荷载必须符合设计要求,不得超载或局部受到集中荷载,以免出现意外。
  (5)剪力墙、斜杆等整体拉接杆件以及连墙杆要随着搭升的架子一起及时设置;剪刀撑呈45°,按每6跨设置,剪刀撑的搭设要采用双扣件,保证扣件间长度要不小于600mm。
  (6)脚手架在使用中的架面负荷一般不大于2kN/m2,严禁随意拆除连杆墙等安全设施。
  (7)安装脚手架撑拉杆件时,要注意杆件的松紧程度,避免使杆件过度变形。
  (8)所用到的钢管应尽量选择顺直并且无锈蚀的材料;为保证结构安全,斜撑和悬挑钢管必须是专用的。
  (9)如遇超过一月的停工,复工后架体需经过加固后方可使用,拉杆要重新紧固打油处理。
  4 算例
  4.1工程简介 一览建筑文库
  某地一经济适用房,主体工程三、四号楼的结构类型是高层剪力墙结构,地上25层,地下1层,建筑总高度81.8m,总建筑面积约22000m2。 
  4.2悬挑脚手架的搭设方式
  Φ48X3.0mm钢管脚手架的纵、横距分别为1.5m和0.85m,步距1.5m,十二步架,高度是18米,二步二跨的连墙件布置。采用16号工字钢的悬挑水平钢梁,悬挑段长度为1.35m,内锚固段长度为1.65m,钢丝绳直径为16mm,圆钢支座卡环直径为16mm。
  4.3脚手架稳定性计算
  (1)荷载参数
  活荷载标准值 NQ =3×(0.85+0.3)×1.5×2/2=5.18kN;
  静荷载标准值 NG =3.13kN;
  立杆轴向压力设计值 N=1.2NG + 0.85×1.4 NQ = 9.91kN;
  风荷载标准值 Wk =0.7×0.45×1.82×0.58=0.33 kN/m2;
  风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW =0.85×1.4 WkLah2/10 =0.85×1.4×0.33×1.5×1.82/10 =0.19kN?m;
  (2)立杆稳定性计算
  立杆的稳定性计算公式(考虑风荷载时):σ= N/ψ+ MW/W ≤[f];
  其中, [f]表示钢管立杆抗压强度设计值,一般取[f]=205.00 N/mm2;
  计算长度l0 =1.16×1.50×1.8 =3.13m;
  l0/i=196;
  查表ψ=0.188;
  σ=9910.00/(0.188×424.00)+190000.00/4490.00
  =166.64N/mm2;
  显然有:σ=166.64N/mm2 ≤[f]=205.00 N/mm2成立,故满足要求。
  (3)悬挑梁的受力计算
  水平悬挑水平钢梁的计算按纯悬挑构件考虑,作为起到保护作用的材料,钢丝绳不参与受力计算。
  受脚手架集中荷载 P=1.2×3.13+1.4×3.83 =11.00kN;
  ① 受力计算
  Mmax =15.94kN?m;
  ②悬挑梁的强度计算
  最大应力σ=M/1.05W =15.94×106/(1.05×102×103)
  =148.83N/mm2
  小于水平支撑梁的抗压强度设计值205.00N/mm2,满足要求。
  5 小结
  高层悬挑式脚手架安全可靠,施工方便,能有效保障高层建筑的工程施工安全,在高层建设施工中应用越来越广泛。


点击次数: 316   更新时间:2019-10-31  【打印此页】  【关闭
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