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1、第八章第八章 高层建筑施工用脚手架高层建筑施工用脚手架 为满足结构施工和外装饰施工的需要，高层建筑施工为满足结构施工和外装饰施工的需要，高层建筑施工时都需要搭设外脚手架。按照建筑结构和施工组织的不同；时都需要搭设外脚手架。按照建筑结构和施工组织的不同；结构施工和外装饰施工可以采用同一架子，也可以采用不结构施工和外装饰施工可以采用同一架子，也可以采用不同的脚手架。同的脚手架。脚手架的种类有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手脚手架的种类有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架和门式钢管脚手架等。架和门式钢管脚手架等。高层建筑外脚手架的构造形式应按工程特点和施工组高层建筑外脚手架的构造形式应按工程特点和施
2、工组织的要求选用，首先要满足施工的需要，同时还四角虑材织的要求选用，首先要满足施工的需要，同时还四角虑材料用量，搭拆难易，安全保障程度等，需综合考虑经技术料用量，搭拆难易，安全保障程度等，需综合考虑经技术经验比较后加以确定。经验比较后加以确定。高层建筑施工用的外脚手架，常用的构造形式有悬挑高层建筑施工用的外脚手架，常用的构造形式有悬挑式脚手架、附着升降式脚手架、悬吊式脚手架等。式脚手架、附着升降式脚手架、悬吊式脚手架等。第一节第一节 悬挑式脚手架悬挑式脚手架 一、悬挑式脚手架的构造一、悬挑式脚手架的构造 悬挑式脚手架是搭设在由正在施工的建筑物结构外缘悬挑式脚手架是搭设在由正在施工的建筑物结构外
3、缘挑出构件上的脚手架，其荷载最后全部传给建筑结构。挑出构件上的脚手架，其荷载最后全部传给建筑结构。按悬挑构件的构造形式的不同，悬挑式脚手架分为斜按悬挑构件的构造形式的不同，悬挑式脚手架分为斜拉式和下撑式。斜拉式是在由建筑结构伸出的型钢挑梁端拉式和下撑式。斜拉式是在由建筑结构伸出的型钢挑梁端部加钢丝绳斜拉，钢丝绳另一端固定到顶埋在建筑物内的部加钢丝绳斜拉，钢丝绳另一端固定到顶埋在建筑物内的吊环上，见图吊环上，见图4 41a1a。下撑式悬跳脚手架是在跳梁端部下。下撑式悬跳脚手架是在跳梁端部下面加一斜杆支撑，见图面加一斜杆支撑，见图4 4lblb。在挑梁所耗的材料及挑梁。在挑梁所耗的材料及挑梁的制作
4、和安装、拆卸用工方面，斜拉式都远低于下撑式，的制作和安装、拆卸用工方面，斜拉式都远低于下撑式，但在使用方面斜拉式不如下撑式方便。但在使用方面斜拉式不如下撑式方便。图图4-24-2所示是一种三角式挑架的具体构造。挑梁由工所示是一种三角式挑架的具体构造。挑梁由工字钢制作，挑梁的一端埋置在墙体结构的混凝土内，另一字钢制作，挑梁的一端埋置在墙体结构的混凝土内，另一端利用螺栓与钢管制作的斜杆连接，斜杆下端焊接到混凝端利用螺栓与钢管制作的斜杆连接，斜杆下端焊接到混凝土结构中的预埋钢板上。土结构中的预埋钢板上。当结构中钢筋过密，挑梁无法埋入时，可采用预埋件，当结构中钢筋过密，挑梁无法埋入时，可采用预埋件，将
5、挑梁与预埋件焊接。预埋件的锚固筋要采用锚塞焊，并将挑梁与预埋件焊接。预埋件的锚固筋要采用锚塞焊，并由计算确定。由计算确定。挑梁与结构的连接还可根据结构情况和工地条件采用挑梁与结构的连接还可根据结构情况和工地条件采用其他可靠的形式。如利用连接杆件和连接螺栓与结构柱连其他可靠的形式。如利用连接杆件和连接螺栓与结构柱连接。接。钢底梁用螺栓与挑架连接。底梁宜先在地面整体组装钢底梁用螺栓与挑架连接。底梁宜先在地面整体组装后利用塔式起重机吊装安装于悬挑三角架上，也可以分件后利用塔式起重机吊装安装于悬挑三角架上，也可以分件吊至悬挑三角架上组装。吊至悬挑三角架上组装。钢底梁安装后，在其上安装钢底梁安装后，在其
6、上安装8 8槽钢的小横梁做为脚槽钢的小横梁做为脚手架立柱的支座。槽钢小横梁与钢底梁的连接宜用可移动手架立柱的支座。槽钢小横梁与钢底梁的连接宜用可移动和可校正的压板方式固定，不宜用螺栓连接。在槽钢小横和可校正的压板方式固定，不宜用螺栓连接。在槽钢小横梁的槽钢槽口内电焊短钢管，做为脚手架立柱的定位销，梁的槽钢槽口内电焊短钢管，做为脚手架立柱的定位销，如图如图4-34-3所示。所示。挑架间距视柱网而定，最大间距不宜超过挑架间距视柱网而定，最大间距不宜超过6m6m。挑架。挑架上脚手架搭设的高度一般取上脚手架搭设的高度一般取4 41010个楼层高度，最高不得个楼层高度，最高不得超过超过25m25m。脚手
7、架随建筑结构的升高，向上逐段搭设，下。脚手架随建筑结构的升高，向上逐段搭设，下方不用的脚手架则逐段拆除。脚手架与建筑物外皮的距离方不用的脚手架则逐段拆除。脚手架与建筑物外皮的距离为为20cm20cm。每。每3 3步架应设一道与建筑物拉结的杆件。步架应设一道与建筑物拉结的杆件。悬挑脚手架的另一种做法是在楼扳上预埋钢筋环，外悬挑脚手架的另一种做法是在楼扳上预埋钢筋环，外伸的横向水平构件伸的横向水平构件(钢管、型钢等钢管、型钢等)插入钢筋环内固定，在插入钢筋环内固定，在横向水平构件上搭设脚手架。架子的上部用钢丝绳和花篮横向水平构件上搭设脚手架。架子的上部用钢丝绳和花篮螺丝与楼板拉结，或用斜钢管支撑在
8、下层楼板上，如图螺丝与楼板拉结，或用斜钢管支撑在下层楼板上，如图4-4-4 4所示。所示。利用建筑物外墙利用建筑物外墙上的窗口搭设的插口上的窗口搭设的插口架，可视为悬挑脚手架，可视为悬挑脚手架的一种特殊形式。架的一种特殊形式。其做法是利用悬臂杆其做法是利用悬臂杆件插入窗口内，用双件插入窗口内，用双扣件与室内立柱连接，扣件与室内立柱连接，借助别杠与建筑物固借助别杠与建筑物固定，如图定，如图4 45 5所示。所示。二、悬挑式脚手架的计算。二、悬挑式脚手架的计算。悬挑脚手架的计算包括脚手架的计算和下部钢底梁、悬挑脚手架的计算包括脚手架的计算和下部钢底梁、挑架的计算。此处只介绍钢底梁与挑架的计算。挑架
9、的计算。此处只介绍钢底梁与挑架的计算。1 1钢底梁的计算钢底梁的计算 钢底梁承受上方脚手架立柱传来的集中荷载钢底梁承受上方脚手架立柱传来的集中荷载F F和本身和本身的自重。按简支梁计算，偏于安全，计算简图如图的自重。按简支梁计算，偏于安全，计算简图如图4 46 6所所示。示。(1)(1)抗弯强度计算抗弯强度计算钢底梁抗弯强度计算如下：钢底梁抗弯强度计算如下：（4-14-1）式中式中 MxMx，MyMy绕绕x x轴和轴和y y轴的弯矩轴的弯矩(对于工字截面，对于工字截面，x x轴为强轴，轴为强轴，y y轴为轴为弱轴弱轴)(N)(N mm)mm)；Wnx,WnyWnx,Wny对对x x轴和轴和y
10、y轴的净截面抵抗矩轴的净截面抵抗矩(mm(mm3 3)；截面塑性发展系数：对于工字形截面截面塑性发展系数：对于工字形截面1 10505；对其他截面可按；对其他截面可按GBJ17-88GBJ17-88表表5 52 21 1采用；采用；f f钢材的抗弯强度设计值钢材的抗弯强度设计值(N/mm(N/mm2 2)。(2)(2)抗剪强度计算抗剪强度计算钢底梁抗剪强度计算采用公式钢底梁抗剪强度计算采用公式(4(42)2)：（4-24-2）式中式中V V计算截面沿胶板平面作用的剪力计算截面沿胶板平面作用的剪力(N)(N)；S S计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩(m
11、m(mm3 3)；I I毛截面惯性矩毛截面惯性矩(mm(mm4 4)；t tw w腹板厚度腹板厚度(mm)(mm)；f fv v钢材的抗剪强度设计值钢材的抗剪强度设计值(N(Nmmmm2 2)；(3)(3)局部承压强度计算局部承压强度计算钢底梁局部承压强度计算如下：钢底梁局部承压强度计算如下：(4-3)(4-3)式中式中 F F集中荷载集中荷载(N)(N)；集中荷载增大系数，此处集中荷载增大系数，此处1 10 0；l lz z集中荷载在腹扳计算高度上边缘的假定分布长度集中荷载在腹扳计算高度上边缘的假定分布长度(mm)(mm)，按下式计算：，按下式计算：l lz z=2h=2hy y(其中：其中
12、：a a为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，h hy y为梁顶面至腹板计算为梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离，单位均为高度上边缘的距离，单位均为mm)mm)。(4)(4)整体稳定验算整体稳定验算钢底梁整体稳定验算采用公式钢底梁整体稳定验算采用公式(4-4)(4-4)：(4-4)(4-4)式中式中 MxMx绕强轴作用的最大弯矩绕强轴作用的最大弯矩(N(Nmmmm)；WxWx按受压纤维确定的梁毛截面抵抗矩按受压纤维确定的梁毛截面抵抗矩(m(m3 3)；b b梁的整体稳定系数，按梁的整体稳定系数，按GBJl7GBJl78888附录一确定附录一确定;f f钢材的设计强度
13、钢材的设计强度(N(Nmmmm2 2)。(5)(5)挠度计算挠度计算 钢底梁挠度计算如下：钢底梁挠度计算如下：f fmaxmax =f=f1 1 +f+f2 2 (4(45)5)式中式中 f fmaxmax钢梁最大挠度钢梁最大挠度(mm)(mm)；实例实例 钢底梁跨度为钢底梁跨度为6m6m，上部有，上部有1616排脚手架，脚手架立排脚手架，脚手架立柱纵距为柱纵距为1 15m5m，横距为，横距为1m1m，脚手架步高，脚手架步高1 18m8m，钢梁选用，钢梁选用125125号工字钢，计算简图见图号工字钢，计算简图见图4 47 7。(1)(1)荷载计算荷载计算每根立柱传下的荷载：每根立柱传下的荷载：
14、F=14290NF=14290N梁自重：梁自重：q q0.3810N/mm0.3810N/mm2 2；M MA A=0=0 F F(6000+4500+3000+1500)-R(6000+4500+3000+1500)-RB B6000+q6000+q(6000)(6000)2 28=08=0 R RB B=(2.14=(2.1410108 8+1.71+1.716 6)/6)/610103 3=3.6=3.610104 4 N N R RA A=R=RB B=3.6=3.610104 4 N N(2)(2)内力计算内力计算 Q Qmaxmax=R=RA A=3.6=3.610104 4 N
15、N M Mmaxmax=R=RA A6000/2-F6000/2-F(3000+1500)-0.38(3000+1500)-0.38600060002 2/8=4.19/8=4.1910107 7N Nmmmm(3)(3)验算验算抗弯强度抗弯强度查得查得x x1 10505，则，则 剪应力剪应力 查得查得I/S=216mm,tI/S=216mm,tw w=8=8则：则：支座局部承压支座局部承压设支座长度为设支座长度为3030，h hy y=13=13，则，则l lz z=a+2h=a+2hy y5656，查得，查得=1=1，则：，则：整体稳定性整体稳定性查查GBJ17GBJ178787附录附录
16、-表表1 13 3得得b b0 07676 挠度挠度集中荷载引起的挠度为集中荷载引起的挠度为 f=l/250=6000/250=24mmf=l/250=6000/250=24mm则则ffff。2 2三角挑架的计算三角挑架的计算 三角挑架的计算简图如图48所示；(1)(1)内力计算内力计算 将斜杆简化成一根弹簧，则钢挑梁在荷载作用下产生的位移与弹簧支座反力产生将斜杆简化成一根弹簧，则钢挑梁在荷载作用下产生的位移与弹簧支座反力产生的位移差，应等于斜杆的压缩距离在反力方向上的投影，于是得出：的位移差，应等于斜杆的压缩距离在反力方向上的投影，于是得出：（4-64-6）式中式中 pp钢挑梁外端在荷载作用下产生的位移钢挑梁外端在荷载作用下产生的位移(mm)(mm)；弹簧支座在外力作用下的变形模量弹簧支座在外力作用下的变形模量(N(Nmm)mm)；N Nz z钢梁外端支座的垂直分力钢梁外端支座的垂直分力(N)(N)；斜杆的压缩距离在反力方向上的投影斜杆的压缩距离在反力方向上的投影(mm)(mm)，式中式中 N N斜杆内力斜杆内力(N)(N)；l lc c斜杆长度斜杆长度(mm)(mm)；E E斜杆的
