1、高層建筑懸挑腳手架施工方案中存在的問(wèn)題 【轉(zhuǎn)】施工安全計(jì)算 2010-04-24 21:56:56 閱讀847 評(píng)論0 字號(hào)：大中小 引用高層建筑懸挑腳手架施工方案中存在的問(wèn)題 【摘要】懸挑腳手架以其投入低、周轉(zhuǎn)快、節(jié)約工期等特點(diǎn)在高層建筑施工中廣泛應(yīng)用。懸挑腳手架專(zhuān)項(xiàng)施工方案的合理、可靠，是確保腳手架安全的重要因素之一。本文就施工方案中與計(jì)算、構(gòu)造措施有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題與廣大同行探討?！娟P(guān)鍵詞】懸挑腳手架施工方案編制隨著高層建筑日趨增多，懸挑腳手架在建筑施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。相對(duì)于落地式鋼管腳手架，懸挑式腳手架具有投入低、周轉(zhuǎn)快、節(jié)約工期等優(yōu)點(diǎn)。懸挑腳手架施工方案是否完整、合理、可靠，是否能正

2、確指導(dǎo)施工人員制作、安裝、搭設(shè)懸挑腳手架，是確保架體安全的重要因素之一。根據(jù)危險(xiǎn)性較大工程安全專(zhuān)項(xiàng)施工方案編制及專(zhuān)家論證審查辦法，懸挑腳手架必須編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案。方案主要編制依據(jù)有建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001（以下簡(jiǎn)稱(chēng)JGJ130-2001規(guī)范）、建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)JGJ59-99、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003，個(gè)別地區(qū)還有相應(yīng)的地方標(biāo)準(zhǔn)等。方案應(yīng)有設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(包括對(duì)架體整體穩(wěn)定性、支撐桿件的受力計(jì)算)，有針對(duì)性較強(qiáng)的、較具體的搭設(shè)、維護(hù)及拆除等安全技術(shù)措施，并應(yīng)有平面、立面圖以及節(jié)點(diǎn)詳圖。以下結(jié)合筆者在施工方案編制、審核中遇到的問(wèn)題與廣大同行探討。1

3、、關(guān)于搭設(shè)高度目前懸挑腳手架施工方案編制的主要依據(jù)是JGJ130-2001規(guī)范，該規(guī)范對(duì)懸挑腳手架并沒(méi)有限高的規(guī)定，而各省的做法不盡相同，如福建省建設(shè)廳在2004年6月1日起實(shí)施的建筑施工懸挑式腳手架安全技術(shù)若干規(guī)定（試行）中規(guī)定每段搭設(shè)高度不得大于24m；上海市建設(shè)和交通委員會(huì)在2006年12月1日起實(shí)施的懸挑式腳手架安全技術(shù)規(guī)程DG/TJ08-2002-2006（以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海規(guī)程）中第1.0.3條規(guī)定：每道型鋼支承架上部的腳手架高度不宜大于24m。方案編制時(shí)一般先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步擬定每段懸挑腳手架的高度及各項(xiàng)參數(shù)，再核算外腳手架本身的力學(xué)性能，如不能通過(guò)驗(yàn)算，再逐個(gè)調(diào)整參數(shù)，繼續(xù)驗(yàn)算直至強(qiáng)度、

4、剛度、穩(wěn)定性、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度等各項(xiàng)要求均滿(mǎn)足。編制時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。對(duì)于高層建筑而言，風(fēng)荷載是重要的水平荷載，是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和位移的重要因素。對(duì)于外腳手架也不例外，隨著高度的增加，風(fēng)荷載的作用會(huì)逐漸增大。在立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算中，對(duì)于基本風(fēng)壓較大的地區(qū)，有風(fēng)組合為控制組合，因此在分段懸挑時(shí)，應(yīng)使上一步懸挑高度小于下一步的，確保立桿的穩(wěn)定性。2、關(guān)于鋼管壁厚在JGJ130-2001規(guī)范中，腳手架鋼管列出了兩種規(guī)格：外徑48mm、壁厚3.5mm和外徑51mm、壁厚3.0mm，推薦采用3.5mm的鋼管，逐步淘汰3.0mm的鋼管。目前我國(guó)建筑市場(chǎng)鋼管和扣件采用租賃方式，市場(chǎng)租賃到的鋼管壁厚多為3.2mm3

5、.0mm，達(dá)不到規(guī)范要求的3.5mm。并且材料經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用后，鋼管銹蝕使壁厚減薄，鋼管慣性矩還要減少。因此筆者建議在編制方案時(shí)對(duì)材料壁厚進(jìn)行折減，外徑48mm、壁厚3.5mm的鋼管，按3.0mm厚度計(jì)算，以確保安全。3、關(guān)于懸挑梁的截面選型懸挑腳手架應(yīng)采用型鋼制作的懸挑梁、懸挑桁架或附著式鋼三角架，不得采用鋼管。目前懸挑梁多采用普通工字鋼或槽鋼，由于普通工字鋼具有雙軸對(duì)稱(chēng)截面，受力明確，傳力直接，得到廣泛使用。對(duì)于型鋼梁型號(hào)規(guī)格的選擇，一般僅選擇危險(xiǎn)性較大的有代表性的幾根梁進(jìn)行驗(yàn)算，通常選擇凸陽(yáng)臺(tái)、飄窗等懸挑長(zhǎng)度較長(zhǎng)處。實(shí)際上，在建筑物的陽(yáng)角處，雖然型鋼梁懸挑長(zhǎng)度并不是最長(zhǎng)的，但此處是兩側(cè)立

6、桿的交匯點(diǎn)，其承受的荷載是最大的，且不易固定。但很多方案編制人員忽略了此處的計(jì)算，仍按普通位置設(shè)置，造成一定的安全隱患。上海規(guī)程第4.6.6條規(guī)定：轉(zhuǎn)角等特殊部位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取加強(qiáng)措施，并且在專(zhuān)項(xiàng)方案中應(yīng)有驗(yàn)算和構(gòu)造詳圖。4、關(guān)于斜拉鋼絲繩筆者曾參與某大型住宅小區(qū)施工，該小區(qū)共有20棟住宅樓及部分公共建筑，分別由八家施工單位施工。在懸挑腳手架施工中發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：相同高度的住宅樓，不同施工單位在同一高度懸挑，懸挑高度相同，均采用普通工字鋼懸挑、鋼絲繩斜拉方式，采用的工字鋼規(guī)格卻不同，有I14、I16、I18，個(gè)別陽(yáng)臺(tái)部位采用I22a。相差如此之大，究其原因，是各施工單位對(duì)鋼絲繩是否考慮受

7、力的理解不一樣。懸挑腳手架按其受力型式分為斜撐式、懸臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式懸挑架，即普通型鋼懸挑、鋼絲繩斜拉。而鋼絲繩是否受力，直接影響到受力模型，也直接影響到型鋼梁的選擇。如果鋼絲繩按受力考慮，則型鋼梁的力學(xué)模型為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（前端錨固點(diǎn)不考慮受力）；如果不考慮鋼絲繩受力，僅作為一種安全儲(chǔ)備，則型鋼梁的力學(xué)模型為懸挑結(jié)構(gòu)。兩種力學(xué)模型的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。 圖1斜拉式懸挑架計(jì)算簡(jiǎn)圖多數(shù)專(zhuān)家的意見(jiàn)是鋼絲繩作為柔性材料，承擔(dān)荷載的多少不易確定，計(jì)算時(shí)應(yīng)按以下兩種情況共同確定型鋼與鋼絲繩的規(guī)格：一是型鋼梁完全受力，鋼絲繩不考慮受力，僅作為一種安全儲(chǔ)備，按懸挑結(jié)構(gòu)核算型鋼的承載能力，從而選擇型

8、鋼；二是鋼絲繩完全受力，以鋼絲繩的破斷拉力作為極限荷載，按簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)核算鋼絲繩的承載能力，從而選擇鋼絲繩。上海規(guī)程第4.6.7條規(guī)定：鋼絲繩等柔性材料不得作為懸挑結(jié)構(gòu)的受拉桿件。但腳手架的專(zhuān)業(yè)搭設(shè)人員則認(rèn)為鋼絲繩是可以受力的，并且腳手架的大部分荷載是由鋼絲繩來(lái)承擔(dān)的，計(jì)算模型按懸挑結(jié)構(gòu)考慮與實(shí)際并不相符。筆者認(rèn)為，在斜拉式懸挑腳手架搭設(shè)和使用過(guò)程中，鋼絲繩雖已受力，但各繩張緊程度并不一致，說(shuō)明各繩受力的大小不一樣。如果按簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)作為計(jì)算模型，以鋼絲繩的破斷拉力作為極限荷載，這樣選擇的型鋼偏??；但如果完全按懸挑結(jié)構(gòu)計(jì)算，選擇的型鋼則很大，造成了很大的浪費(fèi)。能否將兩種模型進(jìn)行綜合，考慮型鋼梁和鋼絲繩

9、各承擔(dān)一部分荷載，使方案安全經(jīng)濟(jì)？可以考慮對(duì)鋼絲繩的極限荷載進(jìn)行折減，如折減30%40%，以確保安全，這還需要進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定。5、關(guān)于型鋼梁的固定型鋼梁與主體混凝土結(jié)構(gòu)的固定可采用預(yù)埋螺栓固定、鋼筋拉環(huán)錨固，不得采用扣件連接，連接強(qiáng)度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定，見(jiàn)圖2。當(dāng)采用鋼筋拉環(huán)錨固時(shí)，拉環(huán)應(yīng)錨入樓板30d，并壓在樓板下層鋼筋下面。如不能保證鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，也可以將拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋上面，同時(shí)在拉環(huán)上部?jī)蓚?cè)各附加兩根直徑1416的鋼筋，并與樓板鋼筋綁扎牢固，以確保拉環(huán)不會(huì)從混凝土樓板中拔出。 a) 預(yù)埋螺栓固定b)鋼筋拉環(huán)錨固（拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋下面） c)鋼筋拉環(huán)錨固（拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋上

10、面） d)鋼筋拉環(huán)大樣圖2型鋼梁與主體混凝土結(jié)構(gòu)的固定方式6、關(guān)于連墻件的設(shè)置JGJ130-2001規(guī)范規(guī)定，連墻件宜靠近主節(jié)點(diǎn)設(shè)置，偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于300mm，在實(shí)際施工中并不易實(shí)現(xiàn)。施工方案一般按兩步三跨或兩步兩跨設(shè)置，腳手架的步距一般為1.5m1.8m，為了方便施工人員行走，通常采用1.8m，由于層高很難與步距的整數(shù)倍匹配，因此連墻件的位置有可能會(huì)在洞口等無(wú)法設(shè)置的地方。編制人員在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮此問(wèn)題，避免出現(xiàn)無(wú)法固定的情況，給架體的穩(wěn)定帶來(lái)隱患。7、關(guān)于主體結(jié)構(gòu)相關(guān)位置的承載力驗(yàn)算型鋼梁固定在主體結(jié)構(gòu)上，腳手架上的荷載通過(guò)型鋼梁傳到支承的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，如果外腳手架懸挑太高或型鋼梁懸

11、挑太長(zhǎng)，該荷載超過(guò)了型鋼梁的支承構(gòu)件的承載能力，將會(huì)引起構(gòu)件的損傷或破壞，將導(dǎo)致外架的失穩(wěn)和垮塌。但在施工方案中卻經(jīng)常忽略對(duì)支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗(yàn)算。型鋼梁支承在梁、樓板或墻上，對(duì)于墻，一般認(rèn)為可以不再驗(yàn)算，對(duì)于梁、板，則需要驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度，驗(yàn)算內(nèi)容包括：支承點(diǎn)混凝土的抗彎、抗剪、抗扭、局部承壓承載力，如采用鋼筋拉環(huán)，還應(yīng)驗(yàn)算混凝土的抗拔承載力。如不滿(mǎn)足承載力的要求，或者降低懸挑腳手架的高度，或者對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)。8、關(guān)于抗風(fēng)渦流的措施抗風(fēng)渦流的措施在施工方案中是經(jīng)常被忽略的，僅在連墻件的設(shè)置中會(huì)出現(xiàn)一句“架高超過(guò)40m且有風(fēng)渦流作用時(shí)，應(yīng)采取抗上升翻流作用的連墻措施”，這實(shí)際是引用JGJ130

12、-2001規(guī)范中的6.4.7條。但具體應(yīng)采取什么連墻措施來(lái)抵抗上升翻流作用？方案中鮮有提及?？陀^地說(shuō)，落實(shí)該條規(guī)定有一定的難度。如何確定風(fēng)渦流作用力的大??？規(guī)范并未提及，國(guó)內(nèi)也乏有相關(guān)數(shù)據(jù)可供參考。風(fēng)渦流產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，在不同建筑物的不同平、立面產(chǎn)生的作用力大小不同，在不易定量分析計(jì)算的情況下可采取如下預(yù)防措施：在與連墻桿對(duì)應(yīng)的外立桿處設(shè)置剛性斜拉桿與上層主體結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件連接，或?qū)⑦B墻件改為雙扣件，間距加密。9、保證水平方向穩(wěn)定的構(gòu)造措施限制腳手架的側(cè)向變形、保證腳手架的側(cè)向穩(wěn)定也是施工中應(yīng)注意的問(wèn)題。一般情況下，按規(guī)范要求設(shè)置剪刀撐、縱向和橫向掃地桿，能很好的限制腳手架的側(cè)向變形，起到保證腳手架側(cè)向穩(wěn)定、加強(qiáng)腳手架整體性的作用。但在基本風(fēng)壓較大和臺(tái)風(fēng)地區(qū)，除設(shè)置剪刀撐、縱向和橫向掃地桿外，還應(yīng)考慮在型鋼梁之間設(shè)置保證水平方向穩(wěn)定的構(gòu)造措施?？梢栽谛弯摿褐g設(shè)置橫桿或斜桿，也可以在型鋼梁的上部掃地桿位置處設(shè)置水平斜撐，有效防止側(cè)向失穩(wěn)。對(duì)于選擇槽鋼作為型鋼支承架的腳手架，更要注意防止立桿放置偏心而引起的平面外失穩(wěn)，可以在槽鋼內(nèi)側(cè)焊接鋼板作用加勁肋，加強(qiáng)槽鋼的平面外剛度。參考文獻(xiàn)：1建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001