【工法】新式上拉式悬挑脚手架，你需要的做法都在这里建筑安全技术与管理3天前一、前言悬挑脚手架在建筑施工过程中给安全施工提供了条件，一直沿用了好多年，除了附着式爬升架外没有任何新式的跟新与换代，传统悬挑架一直采用简单粗放式的安装与拼接，悬挑材料重量大，安装过程中劳动强度大，危险性大，搬运材料困难，上拉式脚手架使用材料轻便，属于快速安装型的工具式脚手架，在作业层安装过程中，安装周期缩短，给挑架层施工节约了时间，节省了大量的工字钢用量，节材效果显著。
相比于附着式爬升脚手架具有工艺简单、安全系数高的优点。
二、工法特点2.1本工法操作方便，适应范围广，安全可靠。
2.2本工法改变了传统用钢丝绳卸载的施工方法，改用梁端上部用Φ20钢筋连接，由花篮螺栓拧紧受力可起到固定、卸荷、减轻钢梁支座弯矩作用，且花篮螺栓和钢筋可回收二次利用，与常规使用的钢丝绳比较更安全，且经济合理，降低成本。
2.3本工法将传统工字钢悬挑梁受力变为简支梁受力，工字钢截面特征呈对称，受力明确，钢梁尾端用螺栓固定，钢梁悬挑端上部由花篮螺栓拧紧受力，属于轴心受力的最佳状态，抗弯性能较好。
2.4本工法改变了传统型钢梁在楼面锚固的施工方法，改用型钢挑梁由螺栓固定在建筑物上，悬挑钢梁长度比传统悬挑钢梁缩短一半以上，降低了成本，而且悬挑钢梁不必伸入建筑物内，无需墙面预留洞口，墙面施工时无须再次封补，对后续作业楼层面地坪施工不影响，无需等悬挑钢梁拆除后再进行地坪施工，降低了洞口渗水的质量通病又缩短了工期。
2.5本工法悬挑钢梁上部基本与混凝土楼层面持平，铺上旧模板后防护到位，便于清理。
三、适用范围本工法适用于高层悬挑脚手架施工，尤其对住宅建筑周围剪力墙比较集中的建筑；可以减少大量的预留孔。
四、工艺原理利用高强螺杆将挑架工字钢与主体结构连接，采用制作的定型拉杆将工字钢另一端上拉作为主要的受力点，拉杆与主体结构用高强螺栓与上部结构拉结。
不在利用工字钢进行悬挑受力，更加充分的利用了钢材抗拉的优越性能。
五、施工工艺5.1工艺流程上拉式脚手架的设计→材料的选择→受力性能验算→悬挑工字钢与拉杆的制作→焊缝探伤→专家论证→悬挑梁的安装→架体搭设→上拉杆件的安装→底部封口→验收→使用→外架监测5.2施工方法5.2.1上拉式脚手架的设计：5.2.2材料的选择5.2.3受力性能验算: 1.基本参数2.荷载布置参数3.主梁参数附图如下：（一）主梁验算荷载计算：①斜拉杆受力计算荷载取值(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248NG1 = 0.125×21.000=2.625kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35NG2 = 0.350×2×1.500×(1.200+3.750)/2=2.599kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14。
NG3 = 0.140×1.500×2/2=0.210kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4 = 0.005×1.500×19.000=0.142kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.576kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 3.000×1×1.500×1.200/2=2.700kN2）挑梁工字钢自重（I16工字钢）qk=1.3*0.205=0.2665考虑偶尔影响系数（包括动力系数）取1.3脚手架集中荷载 P=1.2×5.576+1.4×2.70=10.47kNq=0.266*1.2=0.319KN/m1、主梁强度验算：图一：工字钢受力弯矩图图一：工字钢受力弯矩图RB=15.69kN RA=6.1kNM1=6.1×0.4-0.319×0.4×0.2=2.42kN.mM2=10.47×0.1-0.319×0.16×0.08=1.05 kN.m所以Mmax=2.42kN.mσmax=Mmax/W≤[f]=2420000/140900=17.17N/mm2≤[f]=215N/mm2 符合要求！2.整体稳定性验算水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下σ=M/φbWx ≤ [f]其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到φb值为0.93。
得最大应力σ=2420000 /( 0.93×141000 )= 18.47N/mm2水平钢梁的稳定性计算σ=18.47小于 [f]=215N/mm2 满足要求！3、挠度验算Νmax=5qla4/384EI+19P1la3/384EI=0.027mm≤[ν]=1260/250=5.04mm与10mm 所以符合要求！(二)主梁与墙连接验算图二:工字钢主梁与埋件节点大样挑梁与墙连接选用2根M20高强螺栓连接Nv=RA=6.1kN=0.9*1*0.3*（2*155）=83.7KNNv＜[Nvb]=83.7KN 满足要求！(三)主梁工字钢与钢板焊接强度验算正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：6.1*103/5*（88-10）*2=7.94kN≤βf=1.22×160=195.2 N/mm2 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）：6.1*103/5*（88-10）*2=4.14kN≤f=160 N/mm2所以满足要求！（四）穿墙螺栓处混凝土承载力验算说明：混凝土设计强度为C30，承载力构件厚度为200mm，外架在搭设过程中，由于上部脚手架是落在下部架体结构之上，应对混凝土进行两种承载力的验算，第一种承载力验算是下部悬挑梁处混凝土承载力验算，一种是上部何时可以独立受力的承载力验算。
1、下部悬挑梁处混凝土承载力验算，根据本工程外架设计原则，以及施工工期推算，下层工字钢需承受7层外架和两道工字钢自身的重量，此时混凝土强度已达到100%，先进行承载力验算NV≤1.35BbB1fcbdBb=0.39,B1=1.73,fc=20.1 N/mm2b墙厚按200mm计算穿墙螺栓直径20mm(2根)代入公式=1.35*0.39*1.73*20.1*200*20*2=146463.9N=146.46KN 现场工况荷载混凝土受力21.8＜146.46KN2、上部独立受力的承载力验算。
上部施工完2层，此时混凝土龄期为10天左右，混凝土强度至少达到C15.NV≤1.35BbB1fcbdBb=0.39,B1=1.73,fc=7.2N/mm2b墙厚按200mm计算穿墙螺栓直径20mm(2根)代入公式=1.35*0.39*1.73*7.2*200*20*2=52464.7N=52.4KN现场工况荷载混凝土受力5.62＜52.4KN此时拧紧花篮螺栓，卸掉上部悬挑架对下部悬挑架的受力，满足要求。
（五）斜拉杆上各节点验算1、斜杆受力计算T*sinα=RBT=15.69/0.928=16.9KN选Φ20普通螺栓，净截面Ai=225 mm2拉杆正应σ=T/A=16900/225=75.14 N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。
2.、M20，10.9级高强螺栓验算M20高强螺栓预应力P值，查表得P=155 KN本高强螺栓摩擦型连接的同时承受摩擦面间的剪力和螺栓杆轴方向的外拉力，其承载力应满足剪力 Nv=T垂直=T*sina=16.9×0.928=15.7 KN外拉力Nt=T水平=T*cosa=16.9×0.371=6.27KN=0.9*1*0.3*155=41.85 KN=124 KN所以=15.7/41.85+6.27/124=0.43≤1满足要求。
3.斜杆与钢板的焊缝连接验算图三：斜杆与钢板的焊缝连接大样斜杆拉力T=16.9KN，焊缝长度lf为100mm，焊缝高度hf=6mm 焊缝拉应力应满足：τ=16900/[6×（100-12）×4]=8.1 N/mmτ＜[lf]=160，满足剪切要求。
4.斜拉杆与悬挑梁端之间连接的验算M20 ，10.9级高强螺栓验算纯剪切 N=T=16.9KNM20 螺栓抗剪设计强度=0.9*1*0.3*155=41.85 KN所以N＜[Nvb]，满足要求！节点35.悬挑梁端头钢板与挑梁焊缝强度验算焊缝高度hf=5mm焊缝长度lf=120mm①正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：=14.3≤βf=1.22×160=195.2 N/mm2②侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）：=3.27kN≤f=160 N/mm2所以满足要求！6.节点5：花篮处焊缝强度验算项目采用成品花篮螺栓，计划采用M27级花篮螺栓，经厂家提供的检测报告，可承受4.5T=45KN力，拉杆计算受力16.9KN，因此满足要求。
7．节点6：主梁拉环验算节点6拉环形式：σ=N/A=9700/400=24.25N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2符合要求！（三）转角及阳台部位悬挑工字钢验算斜杆与水平夹角αtgα=α=60.5°sinα=0.87cosα=0.492斜杆拉力T*sinα=RBT=15.69/0.87=18.03KN（1）斜拉杆截面选择选Φ20普通螺栓，净截面Ai=225 mm2拉杆正应力 18030/225=80.1N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。
（2）各节点高强螺栓验算①节点1： M20，10.9级高强螺栓验算M20高强螺栓预应力P值，查表得P=155 KN本高强螺栓摩擦型连接的同时承受摩擦面间的剪力和螺栓杆轴方向的外拉力，其承载力应满足剪应力Nv=T垂直=T*sina=13.66N/mm2外拉力Nt=T水平=T*cosa=8.88N/mm2=0.9*1*0.3*155=41.85=12413.6/41.85+8.88/124=0.325+0.072=0.397＜1，满足要求。
②节点1：斜杆与钢板的点焊缝连接斜杆拉力T=18.03KN，焊缝长度lf为100mm焊缝高度hf=6mm，见下图。
焊缝剪应力=8.54N/mm2τ＜[lf]=160，满足剪切要求。