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【摘要】随着经济的发展，城市化进程加快，城市建设规模不断扩大，高层建筑日趋增多，近几年昆明发展速度加快，城中村改造也如火如荼地进行，而拔地而起的多是高层建筑，建筑施工中，外脚手架也成了安全防护的重点对象，必须编制专项施工组织设计，指导施工现场外脚手架的施工，以确保施工安全。
【关键词】建筑施工；外脚手架；计算
在前几年，昆明地区高层外脚手架一般在低处采用落地脚手架，高处采用钢管悬挑架，即用φ48钢管作挑杆，挑架搭设高度9～12米（三～四层），如果层层斜撑卸载，可搭设15～18米。但是钢管悬挑脚手架一些不安全因素，首先φ48扣件式钢管是拉压杆件，主要承受压力，其抵抗矩W小，不利于作抗弯构件；二、Q235钢材锈蚀，钢管在使用中忽视防腐保护，减少钢管的有限断面，影响其承载力；三、钢管多次使用，出现变形，其抗弯抗压能力降低；四、钢管悬挑架是以扣件连接撑杆，当扣件质量存在问题或扣件承载力8kN或设计承载力时，其安全性也不能保证。所以建设厅安全监督站禁止再使用钢管悬挑脚手架。
我公司率先使用型钢脚手架，怡锦苑小区施工时使用工字钢挑架，对本工程挑架的设计和施工作一下介绍，供大家交流。
1.工程概况
本工程位于教场西路，荷叶山脚，场地为坡地，共8栋，其中6栋高层，2栋多层，建筑面积115000m2。其中高层地上19层，地下2层，总高58.5米，为剪力墙结构。采用工字钢挑架，从第二层开如挑，每次挑6层，共挑3段。
2.工字钢悬挑式扣件钢管脚手架的的计算
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。本工程为双排悬挑脚手架，采用单立杆，搭设高度18米，立杆纵距1.8米，立杆横距1.05米，步距1.5米，拉结点采用2步3跨，即竖向3米横向5.4米，悬挑钢梁悬臂段1.5米，锚固段1.5，采用的钢管类型为48×3.5。按每12米高满铺一层脚手板,施工荷载按2层装饰荷载计。
2.1荷载选取
（1）施工活荷载标准值：按两层装修荷载即每层2.0kN/m2。
（2）脚手板荷载标准值：按三层木脚手板计，即每层0.35kN/m2。
(3)栏杆、木脚手板挡板荷载标准值：0.14kN/m。
(4)吊挂安全网及其他安全设施荷载标准值:0.005kN/m2。
(5)风荷载标准值,按下式计算: wk=0.7μz·μs·wo
其中:μz—风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB5009-2001附录表7.2.1的规定采用:
μz=1.25;
μs—风荷载体型系数：μs=0.60
wo—基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》GB5009-2001B附表D.4的规定,w0=0.3kN/m2
wk=0.7×1.25×0.6×0.3=0.1575kN/m2
(6)钢管架自重荷载载标准值:按每米立杆计,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）附表A,查得双排架步距1.5,纵距1.8的结构自重gk1=0.1495kN/m。
2.2小横杆验算
(1)小横杆自重P1=0.038kN/m
(2)活荷载P2=(1.05-2×0.048)×1.8×2=3.43kN/m
(3)脚手板荷载P3=(1.05-2×0.048)×1.8×0.35=0.60kN/m
(4)荷载计算值
48×3.5钢管的抵抗矩W=5.08cm3
q=1.2×0.038+1.2×0.6+1.4×3.43=5.39kN/m
M=ql2/8=5.39×(1.05-2×0.048)2/8=0.613kN·m=M/w=0.613×103/5.08=120.7N/㎜＜[205]N/㎜
满足要求,扣件明显满足抗滑要求。
q=5.39kN/m
（5）挠度验算
V=5ql4/384EI
标准荷载q=0.038+3.43+0.6=4.068kN/m
V=5×4.068×(1050-2×48)4/(384×2.06×105×121900)=1.75㎜＜10㎜
1.75/(1050-2×48)=1.83×10-3＜1/150
挠度验算符合要求。
2.3大横杆能满足要求（计算略）
2.4立杆验算
（1）gk1=0.1495kN/m(架体自重标准值)
Ngk1=0.1495×18=2.69kN
（2）gk2=0.0904kN/m(构配件轴力标准值)
Ngk2=0.0904×18=1.63kN
(3)Ngk3=3×0.35×1.8×(1.05-2×0.048)/2=0.5kN
(由三层脚手板产生的轴力标准值)
(4)Nqk=2×2.0×1.8×(1.05-2×0.048)/2=3.20kN
(由施工荷载产生的轴力标准值)
注意:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中,对立杆验算时没有考虑第(3)项,由脚手板产生的确轴力标准值,或是包含在第(2)项中,工程技术人员计算脚手架时,要全面考虑荷载。
N=1.2(2.69+1.63+0.5)+1.4×3.20=10.26kN
(5)不组合风荷载的立杆稳定验算
λ=l0/ =kμh/i
k=1.155
μ=1.50(查脚手架立杆的计算长度系数表)
h=1.5m
i=1.58㎝(回转半径)
λ=1.155×1.50×1.5×100/1.58=164.5
查得φ=0.262
σ=N/φA=10.26×1000÷0.262÷4.89÷100=80.08N/㎜
小于205N/㎜,满足要求.
(6)组合风荷载的立杆稳定验算
=0.85×1.4wklah2/10=0.85×1.4×0.1575×1.8×1.52/10=0.076kN·m
N=1.2(2.69+1.63+0.5)+0.85×1.4×3.20=9.59kN
σ=N/φA+Mw/W=9.59×1000÷0.262÷4.89÷100+76÷5.08=89.81N/㎜
小于205N/㎜,满足要求
2.5连墙件计算
NLw=1.4·wk·Aw=1.4x0.1575×5.4×3=3.57kN
NL=NLw+5=3.57+8=8.57KN
大于扣件的抗滑力8kN,因此选用双扣件扣牢连连墙。
2.6工字钢悬挑梁的计算
本工程采用I16，重量20.5kg/m,截面积26.1㎝2,Wx为141㎝3。
悬挑脚手架支座大样图
Mmax=10.26×1.4+10.26×0.35+0.5×0.205×1.52=18.19kN·m
整体稳定验算φb=1.5φ'b=0.859
σ=Mmax/φ'bWx=18.19×1000÷141＋0.859=151.39N/㎜小于[f]。
支座力计算:
边支座R1=(18.19-0.5×0.205×1.52)÷1.5=11.97kN
支座R2=11.97+10.26×2=3×0.205=33.1KN(对支座的压力)
采用Φ16钢筋套环,能承受R1产生的拉力。
2.7配置Φ14的钢丝蝇拉蝇，更保证外架的安全。
3.工字悬挑钢外脚手架施工应注意的问题
3.1在钢梁上搭设立杆，必须有防止立杆防脱的措施，一般在钢梁的立杆位置焊长100Φ25钢筋来固定立杆。
3.2使用拉绳拉结工字钢，必须使拉蝇与工字钢在同个平面内，不得使拉蝇对工字钢梁产生侧向力。
3.3钢丝绳、花篮螺栓、钢丝夹具必须有出厂合格证，且型号匹配。所有构配件质量必须符合规定要求，通过检验，合格后方准使用。
3.4工字钢支座的布置严格按设计方案图的尺寸进行布置。不得随意改动方案，严禁违章作业。
3.5施工期间注意观察钢丝绳受力状况，发现异常情况及时通报相关部门及人员，及时采取措施。
3.6安装好后班组长要严格检查支设是否符合设计要求，检查无缺陷后，方可请工长、质量安全员、技术负责人检查验收。架子在施工过程中要定期检查和维护。
3.7搭设脚手架的扣件使用前必须由专职安全员逐一检查，对裂纹和螺杆有滑丝的扣件禁止使用，避免因扣件松动或扣件破坏造成脚手架局部失稳，最终导致整体失稳。
4.安全管理措施
4.1搭设工字钢悬挑外架，必须严格按照施工组织设计实施，搭设前必须对外架施工人员进行安全教育和技术交底。
4.2安装钢梁，一般需要塔吊配合进行，必须有技术人员和专职安全员现场指挥安装，并在操作区设置禁戒线，禁止非工作人员进入。
4.3在施工期间，要定期对外架进行检查，对拉结点被拆除的要及时恢复，对扣件有松动的要加以紧固。专职安全员要不定期经常对外架进行检查，发现隐患，立刻整改。
4.4大风暴雨后要对外架进行检查整改，大风和下雨天不得进行外架施工。
4.5外架拆除要编制拆除方案，拆除顺序严格按方案和公司的操作规程执行，在物体高空坠落范围外设置安全禁界线，在各个位置设有专人负责来往人员的安全，禁止非外架施工施工人員穿越禁界线，进入危险区。
4.6外架施工人员必须拴好安全带，戴好安全帽，做好自身防护，施工中，禁止向外向下抛掷扣件、钢管和工具。
5.工字钢悬挑外脚手架实施效果
本工程6栋高层均从第二层开始搭设悬挑工字钢扣件式脚手外架，整体效果好，无明显变形，避免落地脚手架了因地基基础承载力不好，或排水不好造成脚手架的不均匀沉降而导致脚手架倒塌。现在施工的“书香大地”工程，20万平方米的高层建筑也使用工字钢悬挑外脚手架；而“贵研自然界”工程，虽是多层建筑，因场地不好，也采用工字钢悬挑外脚手架。近年来，工字钢悬挑外脚手架在公司普遍使用，反映较好，安全可靠性高。■
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
【关键词】建筑施工；外脚手架；计算
在前几年，昆明地区高层外脚手架一般在低处采用落地脚手架，高处采用钢管悬挑架，即用φ48钢管作挑杆，挑架搭设高度9～12米（三～四层），如果层层斜撑卸载，可搭设15～18米。但是钢管悬挑脚手架一些不安全因素，首先φ48扣件式钢管是拉压杆件，主要承受压力，其抵抗矩W小，不利于作抗弯构件；二、Q235钢材锈蚀，钢管在使用中忽视防腐保护，减少钢管的有限断面，影响其承载力；三、钢管多次使用，出现变形，其抗弯抗压能力降低；四、钢管悬挑架是以扣件连接撑杆，当扣件质量存在问题或扣件承载力8kN或设计承载力时，其安全性也不能保证。所以建设厅安全监督站禁止再使用钢管悬挑脚手架。
我公司率先使用型钢脚手架，怡锦苑小区施工时使用工字钢挑架，对本工程挑架的设计和施工作一下介绍，供大家交流。
1.工程概况
本工程位于教场西路，荷叶山脚，场地为坡地，共8栋，其中6栋高层，2栋多层，建筑面积115000m2。其中高层地上19层，地下2层，总高58.5米，为剪力墙结构。采用工字钢挑架，从第二层开如挑，每次挑6层，共挑3段。
2.工字钢悬挑式扣件钢管脚手架的的计算
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。本工程为双排悬挑脚手架，采用单立杆，搭设高度18米，立杆纵距1.8米，立杆横距1.05米，步距1.5米，拉结点采用2步3跨，即竖向3米横向5.4米，悬挑钢梁悬臂段1.5米，锚固段1.5，采用的钢管类型为48×3.5。按每12米高满铺一层脚手板,施工荷载按2层装饰荷载计。
2.1荷载选取
（1）施工活荷载标准值：按两层装修荷载即每层2.0kN/m2。
（2）脚手板荷载标准值：按三层木脚手板计，即每层0.35kN/m2。
(3)栏杆、木脚手板挡板荷载标准值：0.14kN/m。
(4)吊挂安全网及其他安全设施荷载标准值:0.005kN/m2。
(5)风荷载标准值,按下式计算: wk=0.7μz·μs·wo
其中:μz—风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB5009-2001附录表7.2.1的规定采用:
μz=1.25;
μs—风荷载体型系数：μs=0.60
wo—基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》GB5009-2001B附表D.4的规定,w0=0.3kN/m2
wk=0.7×1.25×0.6×0.3=0.1575kN/m2
(6)钢管架自重荷载载标准值:按每米立杆计,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）附表A,查得双排架步距1.5,纵距1.8的结构自重gk1=0.1495kN/m。
2.2小横杆验算
(1)小横杆自重P1=0.038kN/m
(2)活荷载P2=(1.05-2×0.048)×1.8×2=3.43kN/m
(3)脚手板荷载P3=(1.05-2×0.048)×1.8×0.35=0.60kN/m
(4)荷载计算值
48×3.5钢管的抵抗矩W=5.08cm3
q=1.2×0.038+1.2×0.6+1.4×3.43=5.39kN/m
M=ql2/8=5.39×(1.05-2×0.048)2/8=0.613kN·m=M/w=0.613×103/5.08=120.7N/㎜＜[205]N/㎜
满足要求,扣件明显满足抗滑要求。
q=5.39kN/m
（5）挠度验算
V=5ql4/384EI
标准荷载q=0.038+3.43+0.6=4.068kN/m
V=5×4.068×(1050-2×48)4/(384×2.06×105×121900)=1.75㎜＜10㎜
1.75/(1050-2×48)=1.83×10-3＜1/150
挠度验算符合要求。
2.3大横杆能满足要求（计算略）
2.4立杆验算
（1）gk1=0.1495kN/m(架体自重标准值)
Ngk1=0.1495×18=2.69kN
（2）gk2=0.0904kN/m(构配件轴力标准值)
Ngk2=0.0904×18=1.63kN
(3)Ngk3=3×0.35×1.8×(1.05-2×0.048)/2=0.5kN
(由三层脚手板产生的轴力标准值)
(4)Nqk=2×2.0×1.8×(1.05-2×0.048)/2=3.20kN
(由施工荷载产生的轴力标准值)
注意:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中,对立杆验算时没有考虑第(3)项,由脚手板产生的确轴力标准值,或是包含在第(2)项中,工程技术人员计算脚手架时,要全面考虑荷载。
N=1.2(2.69+1.63+0.5)+1.4×3.20=10.26kN
(5)不组合风荷载的立杆稳定验算
λ=l0/ =kμh/i
k=1.155
μ=1.50(查脚手架立杆的计算长度系数表)
h=1.5m
i=1.58㎝(回转半径)
λ=1.155×1.50×1.5×100/1.58=164.5
查得φ=0.262
σ=N/φA=10.26×1000÷0.262÷4.89÷100=80.08N/㎜
小于205N/㎜,满足要求.
(6)组合风荷载的立杆稳定验算
=0.85×1.4wklah2/10=0.85×1.4×0.1575×1.8×1.52/10=0.076kN·m
N=1.2(2.69+1.63+0.5)+0.85×1.4×3.20=9.59kN
σ=N/φA+Mw/W=9.59×1000÷0.262÷4.89÷100+76÷5.08=89.81N/㎜
小于205N/㎜,满足要求
2.5连墙件计算
NLw=1.4·wk·Aw=1.4x0.1575×5.4×3=3.57kN
NL=NLw+5=3.57+8=8.57KN
大于扣件的抗滑力8kN,因此选用双扣件扣牢连连墙。
2.6工字钢悬挑梁的计算
本工程采用I16，重量20.5kg/m,截面积26.1㎝2,Wx为141㎝3。
悬挑脚手架支座大样图
Mmax=10.26×1.4+10.26×0.35+0.5×0.205×1.52=18.19kN·m
整体稳定验算φb=1.5φ'b=0.859
σ=Mmax/φ'bWx=18.19×1000÷141＋0.859=151.39N/㎜小于[f]。
支座力计算:
边支座R1=(18.19-0.5×0.205×1.52)÷1.5=11.97kN
支座R2=11.97+10.26×2=3×0.205=33.1KN(对支座的压力)
采用Φ16钢筋套环,能承受R1产生的拉力。
2.7配置Φ14的钢丝蝇拉蝇，更保证外架的安全。
3.工字悬挑钢外脚手架施工应注意的问题
3.1在钢梁上搭设立杆，必须有防止立杆防脱的措施，一般在钢梁的立杆位置焊长100Φ25钢筋来固定立杆。
3.2使用拉绳拉结工字钢，必须使拉蝇与工字钢在同个平面内，不得使拉蝇对工字钢梁产生侧向力。
3.3钢丝绳、花篮螺栓、钢丝夹具必须有出厂合格证，且型号匹配。所有构配件质量必须符合规定要求，通过检验，合格后方准使用。
3.4工字钢支座的布置严格按设计方案图的尺寸进行布置。不得随意改动方案，严禁违章作业。
3.5施工期间注意观察钢丝绳受力状况，发现异常情况及时通报相关部门及人员，及时采取措施。
3.6安装好后班组长要严格检查支设是否符合设计要求，检查无缺陷后，方可请工长、质量安全员、技术负责人检查验收。架子在施工过程中要定期检查和维护。
3.7搭设脚手架的扣件使用前必须由专职安全员逐一检查，对裂纹和螺杆有滑丝的扣件禁止使用，避免因扣件松动或扣件破坏造成脚手架局部失稳，最终导致整体失稳。
4.安全管理措施
4.1搭设工字钢悬挑外架，必须严格按照施工组织设计实施，搭设前必须对外架施工人员进行安全教育和技术交底。
4.2安装钢梁，一般需要塔吊配合进行，必须有技术人员和专职安全员现场指挥安装，并在操作区设置禁戒线，禁止非工作人员进入。
4.3在施工期间，要定期对外架进行检查，对拉结点被拆除的要及时恢复，对扣件有松动的要加以紧固。专职安全员要不定期经常对外架进行检查，发现隐患，立刻整改。
4.4大风暴雨后要对外架进行检查整改，大风和下雨天不得进行外架施工。
4.5外架拆除要编制拆除方案，拆除顺序严格按方案和公司的操作规程执行，在物体高空坠落范围外设置安全禁界线，在各个位置设有专人负责来往人员的安全，禁止非外架施工施工人員穿越禁界线，进入危险区。
4.6外架施工人员必须拴好安全带，戴好安全帽，做好自身防护，施工中，禁止向外向下抛掷扣件、钢管和工具。
5.工字钢悬挑外脚手架实施效果
本工程6栋高层均从第二层开始搭设悬挑工字钢扣件式脚手外架，整体效果好，无明显变形，避免落地脚手架了因地基基础承载力不好，或排水不好造成脚手架的不均匀沉降而导致脚手架倒塌。现在施工的“书香大地”工程，20万平方米的高层建筑也使用工字钢悬挑外脚手架；而“贵研自然界”工程，虽是多层建筑，因场地不好，也采用工字钢悬挑外脚手架。近年来，工字钢悬挑外脚手架在公司普遍使用，反映较好，安全可靠性高。■
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”