螺栓连接型钢悬挑脚手架施工工法(附图附计算)

N cb dtf cb 22 10 305 67100 N 67.1KN
取最小值为53.19KN
二个螺栓可以承受: 53.19×2=106.38KN,远大于 17.02KN，安全。 5） 工字钢计算： 由于钢管脚手架立杆底部纵向水平杆具有阻止工字钢悬挑梁侧向位移的作用，可以视作侧向支承 点。侧向支承点间的距离为 850 ㎜，与 16 号工字钢上翼缘宽度 88 ㎜之比为 9.66＜16，根据钢结构设 计规范规定，不需计算悬挑梁的强度和整体稳定性。但应计算悬挑梁的刚度。本工法中 16 号工字钢悬 挑梁的刚度计算如下： 因脚手架内立杆距结构边梁外侧的距离为 200 ㎜， 内外立杆间距 850 ㎜， 则外立杆距结构边梁外侧 的距离为 1050 ㎜，悬挑梁总长度为 1200 ㎜。查结构静力计算用表之悬挑梁，可知： 内立杆产生的挠度为： ω1=（F×200 ×1200/6EI）×（3-200/1200） 外立杆产生的挠度为： ω2=（F×1050 ×1200/6EI）×（3-1050/1200） 16 号工字钢的惯性矩 弹性模量 I=1130 ㎝ =11.3×10 ㎜
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图 4.0.2-1 连墙件制作详图 4.0.3 安全计算 以常用脚手架搭设规格为例进行计算，其主要参数如下： 搭设高度：15.0m； 立杆纵距：1.50m，立杆横距：0.85m，立杆步距：1.80m，内立杆距墙面：200mm； 连墙件：采用 2 步 3 跨，竖向间距 3.60m，水平间距 4.50m。 施工均布荷载：3.0kN/m2，同时施工 2 层，脚手板共铺设 8 层。 悬挑水平钢梁：采用 16 号工字钢，外悬挑长度 1.20m。 悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面钢丝绳距离建筑物 1.10m。
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加工后由质量检测人员进行外观检查，检查焊缝厚度，焊缝厚度不均匀、不饱满的应补焊。协同监理单 位按标准抽样送至专业检测机构进行焊缝密实度检测。均附合要求后，悬挑钢梁方可运至施工现场。
5 4 6 4 2 2
E=2.06×10 ，
立杆轴向力
F=8.51KN=8510N ω2=1.29 ㎜
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分别代入上式可以求得： ω1=0.082 ㎜；
总挠度ω=ω1+ω2=1.37 ㎜＜[ω]=2400/400=6 ㎜。符合要求。 6）钢丝绳安装后，考虑悬挑架全部荷载下安全计算： 此状态下，挑梁受力简图如图 4.0.3-3
图 4.0.3-3 钢丝绳拉结后，增加的荷载仅为三层的架体自重，受力状态则是螺栓连接端变为铰支，钢丝绳拉结 端为简 支。内侧 锚板和连 接螺栓主 要承受剪 力及很小 的压力。 经计算水 平悬挑钢 梁最大剪 力为 Vmax=8.95kN 均小于 6M 高时的最大剪力，故能满足要求，不需详细计算。 钢丝绳、连墙件等计算均同普通外挑脚手架，故不详细叙述。通过安全验算可知，脚手架非常安全。
图 5.2.1-1 悬挑部位布置示意图 3 施工方案设计 脚手架施工专项方案设计应包括以下内容： 1）悬挑脚手架的平面、立面、剖面图。 2）预埋件布置图及其节点详图。 3）连墙件的布置图及构造详图。
图 5.2.1-2 独梁式部位布置示意图
4）悬挑架特殊部位处理（转角、通道口处等） ，必须在专项方案中提出详细技术要求，绘制节点详 图指导施工。 5）悬挑脚手架施工荷载限值。 6）悬挑脚手架的主要构件的受力验算。 7）悬挑脚手架对主体结构相关位置的承载能力验算。 5.2.2 工厂化加工悬挑钢梁、螺栓 考虑到悬挑钢梁为钢构件，宜委托有资质的钢结构生厂厂家加工制作。当施工单位自己加工时，应 由专业资质的电焊人员进行。钢梁的长度和根数按方案及施工图计算，要保证脚手架的底座尺寸。钢梁
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 二肢螺栓连接型型钢悬挑脚手架的工艺流程
悬挑脚手架方案设计
悬挑钢梁、螺栓工厂化加工
结构施工预埋螺栓
悬挑钢梁进场验收和安装
第一～三步脚手架搭设
安装脚手架连墙件
上层结构施工、预埋拉环
拉结钢丝绳
脚手架随楼层向上安装(同步安装连墙件)
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在本流程中有几个时间点需要重点掌握，混凝土结构初期强度较低应避免安装脚手架，应控制在混 凝土强度达到 50%时再受力。
5. 2 操作要点
5.2.1 悬挑脚手架方案设计 1 熟悉施工图纸：主要熟悉建筑平面、立面图，结构平面图。需了解建筑周边梁板的结构、周边的 线条、阳台、隔板等的设计。 2 初步设计：包括悬挑脚手架起步位置、每次悬挑高度、悬挑钢梁悬挑长度。考虑到现代建筑设计 追求个性，平面与立面有较多变化，给脚手架布置增加了难度。所以在方案初步设计时，应有针对性选 择脚手架悬挑方案， 对于在梁侧面不易悬挑时可选择传统悬挑方案， 如建筑周边为悬挑构件(如阳台等)、 独梁式的构件。此时，本工法与传统悬挑脚手架结合采用，取长补短。如下图示：
2 工法特点
2.0.1 本工法相对于普通悬挑脚手架的优点有： 1 节约一半的型钢材料、装拆方便，所有材料均可重复使用，节约大量成本。 2 墙体不留孔洞，不影响砌体施工，有利于外墙防渗。 3 由于钢梁固定在砼墙梁外侧，基本不影响室内装饰施工，外墙装修施工也一定程度得到改善，为 保证质量和工期创造了条件。 4 搭设灵活、尺寸不受限制、适应性强等特点。 2.0.2 螺栓连接型钢悬挑脚手架基于普通的悬挑脚手架， 将伸入楼层内的型钢部分取消， 用螺栓将悬挑 型钢固定在结构框架梁的外侧。节约大量钢材。 2.0.3 建筑结构施工时，采用特制“L”型预埋螺栓埋设于结构外框架梁。悬挑型钢与连接钢板采用工 厂化加工，检验合格后运到现场与“L”型预埋螺栓连接固定。实现工厂化生产。 2.0.4 脚手架立杆与结构间连墙件采用工具式连墙装置（本公司专利技术的产品） ，能可靠传递脚手架 水平荷载，使脚手架与主体结构形成可靠连接，增强架体整体稳定性。
螺栓连接型钢悬挑脚手架施工工法
1 前言
随着高层与超高层建筑的发展， 高层建筑外脚手架施工技术越来越受到广泛的重视和研究。 悬挑式 脚手架是建设部推广的建筑业十大新技术之一,由于具有一次投入少（节省大量的周转材料） 、适用范围 广、不受层高和场地限制、有利于现场文明施工管理等特点,在高层建筑施工中应用日益广泛。为进一 步提高外墙防渗施工质量， 节约外架施工成本， 我公司根据以往多项工程施工经验， 积极开展技术攻关， 在现有建设部推广的悬挑式脚手架技术基础上进行创新， 并通过现场实物堆载实验加以验证， 最终形成 本工法。 本工法在施工便利性、外墙防渗、施工成节约等方面与传统外脚手架相比均有了很大程度提高，经 我公司数项工程应用，深受项目部欢迎和主管部门赞扬。 几年来,工法在应用过程中,不断总结经验成果，在国内公开刊物上发表和交流。如《螺栓连接型钢 悬挑脚手架施工技术》一文，发表在省级公开刊物上。本工法关键技术申请专利一项，专利号： 200920241525.9。
4 工艺原理
4.0.1 传统悬挑脚手架的悬挑钢梁设置方法为：悬挑的工字钢或槽钢放置楼面结构上，悬挑钢梁的 长度为悬挑长度 2 倍或以上， 钢梁的锚固段以不少于二个锚固筋固定， 悬挑钢梁的外侧以钢丝绳与上层 拉结。本工法与传统悬挑脚手架不同之处在于：悬挑钢梁只需保留悬挑部分，悬挑钢梁通过改造增加腿 板和加劲板，采用二根预埋于梁内的螺栓将悬挑钢梁固定于建筑结构梁的外侧面(约于梁全高度一半的 位置)。除此连接部位外，其它处的设置相同与传统悬挑脚手架。 悬挑钢梁的设置如下图所示：
4.0.3-1 1 脚手架荷载： 1）恒荷（标准值） a.钢管脚手架每米立杆承受的结构自重=0.1248KN/m。 b.竹笆脚手片=0.05KN/㎡；栏杆、踢脚杆自重标准值=0.14KN/m。
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百度文库
c.密目安全网自重标准值取 0.002KN/㎡ 2） 活荷载（标准值） a.施工活荷载（按结构脚手架取值，并考虑 2 层同时作业）取 3KN/㎡（查 JGJ130-2001 表 4.2.2） 则 3×2=6KN/㎡ b.作用于脚手架上的水平风荷载： ωk=0.7μz·μs·ωo（见 JGJ130-2001 4.2.3 式） ωk——风荷载标准值（KN/㎡） ωo——基本风压，台州市椒江洪家取 0.55 KN/㎡ μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载》 （GBJ9）规定，按脚手架顶部高 度采用； μs——风荷载体型系数，μs=1.3Φ=1.3×0.089=0.1157。 （Φ的取值按步距 1.8m，立杆纵距 1.5m，查 JGJ130-2001 表 A-3，取Φ=0.089） ，则： 2 钢丝绳未安装时： 挑梁在此时为纯悬挑梁。 其脚手架高度可按一整根立杆长度 6m 计。 挑梁承受 6m 高的脚手架结构自 重标准值、脚手片、栏杆、挡脚板、安全网和二层施工荷载。 1） 荷载计算： a. 脚手架自重标准值产生的对每根立杆压力：NG1K=0.1248×6=0.75 KN b. 脚手片、栏杆、挡脚板、安全网产生的压力：NG2K=（0.85×1.5×0.05×0.5+0.14×1.5+1.5× 1.8×0.002）×4=0.99 KN c. 二层施工荷载产生的对立杆压力 NQK=2×3×1.8×0.85×0.5=4.59（KN） 立杆轴向力设计值为：N=1.2（NG1K+ NG2K）+1.4NQK=8.51（KN） 2） 构件受力计算：此状态下，挑梁受力简图如图 4.0.3-2 所示： ωk=0.0445μz
b t
2
d e 2
4
ft
b
19.655 2
4
170 51578 N 51.578 KN 。两根穿
梁螺栓可以抵抗 103.2KN 的拉力，远大于 66.5KN，安全。 单个螺栓的抗剪承载力设计值：
b NV nV
d 2
4
f vb 1
22 2
4
140 53191.6 N 53.19 KN
3 适用范围
3.0.1 当工程具有下列条件之一的，可采用本工法： 1 地下室结构施工完成后，回填土不能及时回填，而主体结构工程必须立即进行时，可在二层面开 始悬挑。
1
2 高层或超高层建筑采用落地架搭设不能满足要求时。 3 高层建筑主体结构有裙房，而脚手架又不宜搭设裙房上时，可从裙房上一层面开始搭设悬挑架。 4 对于外立面变化较大的建筑如圆弧形等则有更强的适用性。
图 4.0.3-2（钢丝绳安装前受力简图） 3）焊缝计算： 以 I16 工字钢做悬挑梁，按悬挑梁计算，对内侧锚板产生的弯矩为 M=8.51×（0.2＋1.05）=10.64 （KN·m） ，剪力 Q=为 8.51×2=17.02（KN） 。
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此弯矩对上翼缘焊缝产生拉力，对下翼缘焊缝产生压力。对上翼缘焊缝产生的拉力为 10.64÷ 0.16=66.5（KN） 。 上翼缘焊缝高度按 6 ㎜计，焊缝长度按 80×2=160 ㎜计（以 16 号工字钢为例，其上翼缘宽度是 88 ㎜，实际制作时，要求工字钢与锚板间周边围焊，焊缝高度≮6 ㎜） ，角焊缝抗拉强度设计值取 160N/ ㎜ 。则上翼缘焊缝可承受的拉力为： 160×0.7×6×160=107520（N）=107.52KN＞66.5KN，安全。 4） 螺栓计算： 对两根预埋螺栓产生的拉力 66.5KN，预埋螺栓采用 Q235 钢、公称直径 22 ㎜的普通粗制螺栓，其 单根螺栓的抗拉承载能力为： N
型钢连接处详图
图 4.0.1-1 悬挑钢梁 注： 预埋螺栓在结构施工时埋入， 在拉结上节点(一般为上层)混凝土强度达到设计值后拉结钢丝绳。 4.0.2 连墙件布设。 为保证脚手架不影响室内工程施工，同时方便装拆，复重使用，脚手架的连墙件采用专利工具式连 墙装置。其制作图如 4.0.2-1 所示。从悬挑梁所在结构层的上一层开始，层层布设，水平间距≤4.5m。 当混凝土结构强度达到 C15 以上时，即可安装连墙装置。工具式连墙装置采用 4M10 金属胀锚螺栓， 钢管一侧以扣件与脚手架连接， 一侧以配套的螺栓与焊接在连墙钢管上的钢板连接。 根据建筑施工手册， 砼强度达到 C15 以上时，M10 金属胀锚螺栓钻孔直径φ14.5、钻孔深度 60mm、允许拉力达 7KN、允 许剪力 5.2KN。此时连墙件抗拉承载力 28KN，完全大于旋转扣件的抗滑承载力 8KN。如下图所示：