悬挑式脚手架应用技术

4.7.1国内外外挂式和悬挑式脚手架应用技术发展概况

外挂式及悬挑式外脚手架是高层建筑外脚手众多结构形式中的二种，它是随着高层建筑施工的需要而发展形成。高层建筑施工中根据搭设外脚手用的管材不同，而分为普通钢管扣件式、碗扣式及门式，不论采用何种管材，当搭设高度过高后，结构的自重增大，立杆垂直偏差增大，支架的稳定性的下降，结构的不安全因素上升。为了保证结构的稳定性，此时往往要采取一些特殊措施，如采用普通钢管扣件搭设的外脚手架需根据稳定承载能力的需要在底部设置双立杆，这样不仅增大了外脚手架搭设工作量，同时地基处理也显得非常关键。另外现代高层建筑的地下室往往较深，对回填土的质量要求也较高，在地下水位较高的地区地下室的外墙还设有附加防水层，这样在施工上部结构时不具备落地搭设的工作条件，此时采用悬挑的方法来进行搭设外脚手架的技术便随着工程施工的需要而产生了。悬挑式脚手架即通过在建筑结构上安装悬挑的承力结构，再利用此承力结构承力向上搭设外脚手架。高层建筑的外脚手架通过多次设悬挑承力架将超高的外脚手分为多段的相对独立结构，从而提高了外脚手架结构的安全性。外挂式脚手架则由于其承力结构位于脚手架结构的上方，因而多用于结构装饰工程，或已有建筑的清洁维护。某些悬挑搭设的外脚手为增加安全性，也可在上部增设吊拉措施。

悬挑外脚手技术发展经历了三个阶段，第一阶段主要采用普通钢管扣件搭设成三角架结构作为上部继续搭设外脚手的承力架，这种搭设方法的优点是可以延用外脚手本身的搭设材料，但每次使用时都需重新搭设费工费时，且普通钢管扣件搭设的三角架承载能力低，搭设的质量离散性较大，安全不易保障。第二阶段则采用型钢三角挑架（或型钢挑梁）作为上部继续搭设外脚手架的承力架，这种承力架可多次周转使用。型钢三角架的承载能力较高，但其斜撑杆受结构形式及支撑位置的限制，多应用于剪力墙结构；当应用于框架结构时，需按结构梁柱位置设置三角架并在三角架上方安装型钢次梁，或加长斜撑杆使三角架高度达到一层的高度。型钢挑梁则不受建筑结构形式的限制，在框架结构中应用起来更为简便，只需通过预埋于边梁及板上的U型卡件将型钢梁与结构连接；当应用于剪力墙结构时则需设埋件焊接或螺铨连接。第三阶段则采用型钢挑梁与钢丝绳构成挑拉的三角结构来承担上部外脚手的荷载，这种承力架具用更高的安全性与通用性，因而目前得到了广泛的应用。

4.7.2主要技术内容

悬挑式脚手架的主要技术包括两大部分，一是悬挑承力结构的制作安装技术；二是依靠悬挑承力结构向上搭设外脚手架的搭设技术。依靠承力结构向上搭设外脚手架的技术与普通外脚手架搭设的技术要求一致，本节主要介绍承力结构的施工技术。

悬挑承力结构从结构承力形式上可分为四类，1）挑梁式；2）挑撑式；2）挑拉式；3）撑拉结合式。

（1）挑梁式

采用型钢挑梁作为向上搭设外脚手的承力结构。这种挑梁结构的受力如同悬臂梁，在梁的根部承受较大的弯矩和剪力，为了确保承力安全，型钢的规格往往较大。可应用于各类结构施工，在框架结构施工中应用更为便利。

（2）挑撑式

采用型钢挑梁与斜撑杆构成的三角承力结构（也可采用普通钢管扣件搭设成的三角承力结构）承担上部的外脚手架荷载。主要应用于剪力墙结构，当应用于框架结构时，三角架的布置可结合梁柱位置或采取三角架的高度为一层层高的方法，设计时应确保斜撑杆的压杆稳定性。

（3）挑拉式

采用型钢挑梁与斜拉杆构成的三角承力结构承担上部的外脚手架荷载。由于斜拉杆对比斜压杆而言没有压杆稳定性的问题，因而挑拉结构作为悬挑外脚手的承力结构具有较高的承

由于悬挑脚手架通过悬挑承力结构将整个高层外脚手架多次分段并向建筑结构卸载传力，分段的外脚手架结构自成体系，因而悬挑脚手架不仅能够满足不同高度的外脚手架的搭设需要，还可根据施工的实际需要进行相对独立的拆除或翻搭。

4.7.4适用范围和应用前景

悬挑外脚手架可根据不同的结构形式及搭设高度选择不同结构形式的悬挑承力结构承力，因而可适用于各种高层建筑结构的施工。这种承力方式还可与一些特殊的高空悬挑结构支模施工相结合发挥它的重要作用，因而具有广阔的应用前景。

4.7.5技术指标和技术措施

悬挑脚手架结构承力系统需首先满足悬挑承力架结构的安全，包括1）构成悬挑承力结构的各个构件的安全；2）悬挑承力结构与建筑结构连接的安全；3）建筑结构构件本身的安全。其次应满足在悬挑承力结构之上搭设的外脚手架的结构安全，包括脚手架的局部稳定与整体稳定等。

为了减少悬挑承力结构向建筑结构的传力，保障建筑结构本身的安全，分段悬挑搭设的外脚手架不宜超过25m；为保障悬挑承力架与结构连接的节点安全，应尽可能将传力进行分散，避免局部的受力破坏；在选用撑拉结合悬挑承力结构时，应采取措施确保斜拉杆与斜压杆的共同工作。

挑拉式悬挑脚手架设计计算算例：

（1）悬挑脚手架有关参数如下：

采用φ48×3.5钢管搭设，双排钢管脚手架距墙身300mm 、横距1000mm 、纵距1500mm 、步距1800mm ；搭设高度17m ；连墙件三步两跨布置。

（2）脚手架计算 1）架体部分 a.纵向水平杆 ①强度验算

作用于纵向水平杆上的均布荷载：

q=1.4(Q p +Q k )C=1.4×（0.3+3.0）×1=4.62 KN/m 最大弯矩：

M=0.117ql=0.117×4.62×1.5=0.811 kN ·m

φ48×3.5钢管截面力学参数： W=5.08cm 3 ；I=12.19×104 cm 4

最大应力：

σ=M/W=0.811×106/(5.08×103)=162.0 KN/m 2<[σ]= 215KN/m 2

节点扣件抗滑，纵向水平杆节点处为双扣件，抗滑承载力为12KN ，承受1.5m 范围内传来的集中力为6.93kN ，因此节点扣件抗滑满足承载要求。

经以上计算水平杆的强度满足要求。 ②刚度验算

作用于纵向水平杆上的荷载：

q k =(Q p +Q k )C =（0.3+3.0）×1=3.3 KN/m

最大挠度：

v=0.99 q k l 4/100EI=0.99×3.3×15004/（100×2×105×12.19×104

）

=6.78mm<[v]=l/150=10mm

经以上计算水平杆的刚度满足要求。

纵向水平杆计算简图

横向水平杆计算简图

立柱

b.横向水平杆的计算 ①强度验算

最大弯矩 M=1.1qlC

=1.1×4.62×1.5×1 =7.623 kN ·m