文章编号:1009—9441(2012)01—0029—03 新式悬挑脚手架施工工艺及验算 口口张勤力,贾东卒L(河南省第五建筑安装工程(集团)有限公司,河南郑州摘要:新式悬挑脚手架是在传统悬挑脚手架的基础上改进 450007) 件图见图2和图3。 而成。整个结构受力合理,通过验算均满足要求。整个悬挑 架安装方便,经济实用。 关键词:脚手架;新型悬挑式;施工工艺 中图分类号:TU 731.2 文献标识码:B 引言 传统型悬挑工字钢脚手架,由于工字钢穿过外 围剪力墙(填充墙),给后期装修工程留下较多的尾 活,在楼梯间、电梯井处等没有楼板的部位,无法正 常悬挑工字钢,工字钢拆除时较为麻烦。鉴于上述 图1 新式悬挑脚手架的结构示意图 原因,我们在传统的悬挑工字钢脚手架的基础上进 行改进,形成了新型悬挑脚手架,即将工字钢的一端 焊上小钢板,通过螺杆固定在框架梁(剪力墙)上, 另一端通过钢丝绳斜拉,中间承受上部脚手架荷载, 形成简支梁受力体系,该体系安全经济,实用方便。 Ll.. 1工艺原理与适用范围 1.1工艺原理 lL 图2固定板 新式悬挑脚手架的工字钢一端通过螺杆固定在 框架梁边,另一端由钢丝绳斜拉,中部承担扣件式钢 管脚手架内外两排立杆的集中力,整个受力模型可 以简化为简支梁,而传统的悬挑脚手架是一次超静 定结构,相比起来传统的悬挑脚手架因为有一个多 余约束而更安全,但经过科学合理的设计,新式悬挑 脚手架也完全满足安全要求。 1.2适用范围 新式悬挑脚手架的适用范围非常广泛,只要有 截面尺寸>200 mm X 400 mm的边框梁或厚度> 图3悬ttg"r字钢 2.1制作预制构件 200 mm的外围剪力墙的工程均可使用,特别是高层 (1)将14号热轧工字钢满焊在尺寸为200 mm X 中的楼梯、电梯井等悬挑层没有楼板等部位,新式悬 挑脚手架更显出它的优越性_l J。每段新式悬挑脚 手架悬挑高度≤24 m。 300 mm X 10 mm的Q235钢板上,称为固定板,焊脚 尺寸为5 mm,焊缝质量等级不低于二级;工字钢的 定位尺寸如图2。 (2)在工字钢的正上方满焊尺寸为100 mm× 200 mm×10 mm的直角三角形Q235钢板,短直角 边与固定板焊接,长直角边与工字钢上翼缘中间焊 ・29・ 2新式悬挑脚手架施工工艺 新式悬挑脚手架的结构示意图见图1,其他构 建材技术与应用1/2Ol2 接,焊脚尺寸均为5 mm(如图2和图3),用来增强 工字钢纯悬挑时焊缝的抗剪和抗拉能力。 (3)在固定板距上边缘60 mm处钻孔,直径为 18 mm,用来穿M16的对拉螺杆(如图2)。 (4)在工字钢上距钢板一端300 mm和900 mm 处,满焊 25 mm、长100 mm的短钢筋,短钢筋应 垂直于工字钢上翼缘面,不能倾斜(如图3)。 (5)用 15 mm的钢筋弯成U形环,焊接在工 字钢的另一端,以穿拉钢丝绳。 (6)用 15 mm的钢筋制作预埋拉环,预埋在 悬挑层上一层的框架梁内,以穿拉钢丝绳。 (7)用100 mm×200 mm×10 mn'l钢板制作成 垫块,在中间相应位置钻两个 18 mm的圆孔,用 作梁内侧对拉螺杆的垫块。 (8)M16的对拉螺杆根据梁宽确定长度,即梁 宽+110 mm,配套相应的垫片和螺帽。 (9)钢丝绳采用 14 mm、6×19+1绳,钢丝绳 2.5穿拉钢丝绳 待上一楼层的混凝土强度达到1.2 MPa后,方 可穿拉钢丝绳,顺序为先下后上,钢丝绳穿过拉环后 都至少有1.2 in的富余长度,折180。与主绳并列, 并用3个绳卡卡紧,第1个绳卡距拉环250 mm,第 2个绳卡距第1个绳卡200 mill,第3个绳卡与第 2个绳卡之间设安全弯,间距为300 nlm。最后一个 绳卡距绳头长度《140 mm。穿拉上端的钢丝绳时, 应对钢丝绳施加约700 N的拉力,拉紧钢丝绳。 2.6搭设脚手架及使用 按施工方案,正常搭设上部的扣件式钢管脚手 架。每一悬挑段高≯24 m,达到该高度后另设悬挑 层。每一悬挑段内设计为两个同时施工层,施工时 不得在脚手架上堆积>3 000 N/ram 的荷载_2 J。按 照JGJ l30—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全 技术规范》的要求,对脚手架进行定期检查。 悬挑脚手架的拆除由上至下进行,由专职安全 员全程现场跟班作业。 公称抗拉强度为1 850 N/ram ,配套相应的绳卡。 (10)内径为 17 mm的PVC及相配套的堵 头。 2.2制作预留孔 3新式悬挑脚手架结构验算 由于工字钢的抗弯和混凝土梁的抗扭相对较为 安全,不是薄弱环节,故本文未将其作为验算内容, 验算只针对相对薄弱的环节,立杆纵距为1.5 nl,大 横杆步距为1.8 ITI。 验算时,每段悬挑脚手架按24 In考虑,由于共 同作用时整个受力结构的受力模型简化为静定的简 支梁,故钢丝绳与螺杆各承担上部竖向荷载的一 半 j。每个悬挑段内按2个施工层计算。 3.1恒载标准值 根据施工方案确定脚手架的立杆纵距,一般可 为1.5 nl;并确定工字钢悬挑的起始位置,可以起始 轴线为参考点,在CAD上画出悬挑工字钢的布置 图;根据布置图在相应梁的部位预埋两根内径为 17 mm的PVC管,并安装堵头,中心间距为80 inn, 标高为梁底以上250 mm至梁内侧板底以下50 mm 范围内,并穿上 16 mm的短钢筋;拆模后抽出短 钢筋,即形成预留孔(也可直接预埋对拉螺杆)。两 个预留孑L应里外平行,距离相等,均垂直于梁侧面, 所有预留孔应在同一标高。 2.3安装悬挑工字钢 (1)立杆承受的结构自重:N =124.8×24= 2 995,2(N) (2)脚手板自重(竹笆脚手板,0.35 kN/m ,共 3层):N2=350×1.5×0.9÷2×3=708.8(N) 单个悬挑工字钢重约46 kg,两人配合安装,工 作面应该是安全可靠的脚手架。将悬挑工字钢的钢 板孔对准梁侧的预留孔,扶正工字钢,插入M16螺 (3)栏杆与挡脚板自重(竹串片挡脚板,钢管栏 杆,共3层): =140×1.5×3=630(N) (4)脚手架上吊挂的安全设施自重(包括安全 网):A,4=(5×9.8÷6÷1.5)×1.5×24=196(N) 杆,套上垫片、拧上螺帽,梁内侧加装垫板,螺帽均为 两个,将工字钢位置调整正确后,拧紧螺帽。 2.4预埋拉环 恒载标准值合计:N=2 995.2+708.8+630+ 196=4 530(N) 3.2活载 Q=3 000×1.5×0.9÷2×2=4 050(N) 3.3荷载设计值 1.2×4 530+1.4×4 050=11 106(N) 绑扎上一楼层钢筋时,在边框梁上与悬挑工字 钢相对应的位置预埋钢筋拉环,钢筋拉环距梁外边 缘100 mm,埋人混凝土内的长度《90 mm,外露长 度70 mm。拉环绑扎时可用定位固定,中心位置应 与底层的悬挑工字钢在一条竖直线上。 ・工字钢自重设计值:1.2×16.877×1.3×9.8= Research&Application of Building Materials 30・ 258(N) 3.8试验验算 3.4钢丝绳强度验算 总外力对钢板底边的力矩和为零。 11 106 X(0.3+1.2)+258×0.65一Tr×1.3=0 Ty=12 943.6 N 对新式悬挑脚手架进行破坏性试验验算,整个 结构受力合理,通过验算均满足要求。 4新式悬挑脚手架使用注意事项 (1)制作悬挑脚手架时,焊缝质量必须严格控 制,焊缝等级至少应为二级。 (2)在固定钢丝绳时,必须要施加向上的预拉 : : :slnot sin,l 13 688.7(N) 即钢丝绳上的总拉力为13 688.7 N。 钢丝绳采用 14 mm、6 X 19+1绳,钢丝强度 应力,以保证钢丝绳的抗拉与固定螺杆的抗剪,能以 接*分的比例承担上部荷载,避免工字钢承受全 为1 850 N/mm ,钢丝破断拉力总和为134 kN,钢丝 绳穿过拉环后通过绳卡锁紧,为单钢丝绳受力,钢丝 部或较大比例的上部荷载。 绳的容许拉力为: (3)安装工字钢前,应仔细检查工字钢与钢板 S=otPg/K=0.85×134/6=18.98(kN) 之间的焊缝,若发现有裂纹,则禁止使用,必须重新 式中: ——钢丝绳破断拉力换算系数,取不均衡系 施焊,焊接牢固后方可使用。螺杆与螺帽若有滑丝 数0.85; 现象,则该螺杆或螺帽应报废。 安全系数,取值为6。 (4)预埋拉环时,外露长度不能过长,以免后期 因为T<S,故满足要求。 有较大荷载时引起拉环弯曲变形,而造成悬挑工字 3.5螺杆抗剪验算 钢承担过大比例的外部荷载。 根据静力平衡得总剪力:2Q=T =12 943.6(N) 参考文献: 单个M16螺杆上的剪力:Q=6 471.8 N [1]张学形.全工具式悬挑钢管脚手架施工技术[J].建筑施 =詈= =44.9(MPa) 工,2009(11):1001—1002. [2]JGJ 130—2011,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 因为[ ]=120 MPa, <[.r],故满足要求。 范[S]. 3.6焊缝抗剪验算 [3]JGJ 162--2008,建筑施工模板安全技术规范[S]. 工字钢与钢板满焊,抗剪验算仅考虑腹板竖向 作者简介:张勤力(1974一),男,河南郑州人,工程师,主要 焊缝及三角形钢板焊缝,其长度为: 从事建筑施工技术工作。 Z :(140—9.1×2—2×5)×2+(100—2 X 5)× 收稿151期:2011—12—14 2=403.6(mm) (编辑盛晋生) ~ = h=0 7 X 5 4 × 03 6_9.. 一2(MPa) ~ . “十二五”工业领域重点行业 因为[7-]:160 MPa, <[ ],故满足要求。 3.7钢丝绳与工字钢连接验算 淘汰落后产能I1标任务下达 3.7.1拉环验算 经淘汰落后产能工作部际协调小组第三次会 钢丝绳与工字钢的连接通过 12 mm钢筋弯 议审定,2011年12月26日工业和信息化部向各 成的U形环,焊接在工字钢端部的腹板上。 省、自治区、直辖市下达了“十二五”期间 [ ]:2×215× 4_ :48 6 o7.2(N) 工业领域19个重点行业淘汰落后产能目标任务 (工信部产业[2011]612号)。同时要求各地认真 因为T<[ ],故满足要求。 贯彻执行《淘汰落后产能工作考核实施方案》(工信 3.7.2焊缝验算 部联产业[2011]46号)有关规定,尽快将目标任务 拉环焊接在工字钢的腹板上,满焊,共4条焊 分解形成年度计划,落实到具体企业,并采取综合 缝,单条焊缝长100 mm。 措施,加强监督考核,确保落后设备(生产线)彻底 [Q]=4h z =4×0.7×5×(100—2×5)× 拆除,不得向中西部地区和周边国家转移,全面完 160=201 600(N) 成“十二五”期间淘汰落后产能工作各项目标任务。 因为T<[Q],故满足要求。 建材技术与应用1/2012 ・31・