建筑工程师论文发表外墙悬挑脚手架设计计算

来源：职称论文发表咨询网作者：qifan时间：2016-08-11 15:55

　　摘要：随着建筑业的发展，对于施工企业在建筑工程施工中所采用的脚手架的安全和质量也有了越来越高的越高。目前，在建筑工程施工中，悬挑脚手架以其施工方便、造价低、便于周转使用和安装、拆除灵活等特点得以广泛应用，在使用脚手架之前必须要进行认真准确的设计和计算。本文围绕外墙悬挑脚手架的设计计算进行了简要阐述，以供同仁参考借鉴。

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　　引言：外墙围护脚手架是高层建筑工程施工过程中的一项必不可少的安全防护措施和操作平台，随着高层建筑的发展，悬挑脚手架的应用日益广泛。在建筑工程开工到竣工的全过程，外墙悬挑脚手架设计计算都起着至关重要的作用。

　　一、概述

　　总的来说，悬挑脚手架主要有每层一挑及多层悬挑两种悬挑方式。所谓每层一挑，就是将立杆底部顶在楼板、梁或者是墙体等部位并采取固定措施，然后在上面搭设横杆、铺脚手板从而形成一个施工层，在这一施工层完成之后再转入上层重新搭设。而多层悬挑则是将脚手架分段，利用悬挑梁(架)作脚手架基础进行分段悬挑、分段搭设脚手架。这种方法通常用于搭设50m以上的脚手架，每段的搭设高度不得大于20m。现阶段，在工程施工中应用最多的悬挑形式如下图所示：

　　二、悬挑脚手架设计要求

　　一)脚手架材质

　　悬挑架构配件所采用的材料材质和性能必须要符合现行国家标准及规范的相关要求，并且在材料进场时应按相关规定进行验收和质量检验。对于焊接件严重变形或者是锈蚀严重的，螺栓连接件变形、磨损、锈蚀严重的，悬挑支承件变形、磨损严重的均不得投入使用。

　　一般情况下，钢管脚手架应选用外径48mm、壁厚3.5mm的A3钢管，并且要保证表面平整光滑，无锈蚀、裂纹、压痕和硬弯等现象。在进行搭设之前要做统一保养和除锈。搭设过程中所使用的扣件都要满足《钢管脚手扣件标准》的具体要求。

　　在对悬挑架的构配件进行加工之前，应进行严格的设计计算并绘制设计图纸，在加工完之后还要进行检验，特别是要对焊接件的焊缝进行探伤检验。

　　一般情况下，应选用型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等作为悬挑架的支承结构应，为了保证结构的稳固性，应采用螺栓联结节点，也可以通过焊接的方式进行连接，但要注意不能使用扣件来连接，并通过设计计算最终确定其与建筑结构的固定方式，并要经过工程设计单位认可。

　　在制作悬挑梁之前，要进行准确计算，并结合计算结果选用型钢的型号、规格及悬挑端尺寸等，并采用水平支承于建筑梁板结构上的形式与建筑结构进行连接，固端长度应大于1.5倍的外挑长度，且要与建筑物连接可靠。

　　二)构造设计

　　一般来说，脚手架的立杆纵距应为1.50m，横距为1.00m，步高2.10m，共六步架，高大约为15m。里排立杆离墙面的距离应控制在20mm，小横楞里端与墙面的距离一般应为15mm，另一端伸出牵杠外边15mm。大横楞每步4根，在其上面铺设脚手片。在脚手架的外边一侧，每步均在外立杆里侧设0.2m的高踢脚杆和1m的高防护栏杆，并且要外挂安全网。

　　脚手架与主体结构的拉撑，水平方向每二根立杆间距应为3.0m，垂直方向每两步设置一个拉撑点，拉撑连杆采用钢管并应与脚手架保持垂直，设在立杆和横楞的交接处。沿脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架外侧面沿水平方向每隔6m用斜杆搭成剪刀撑，斜杆一般采用长钢管并应与水平成45°或60°夹角。三角挑架、大小横杆、立杆及斜杆均为φ48×3.5mm钢管。

　　三、悬挑梁受力计算

　　下图为简化后的悬挑梁受力图，在途中，q为挑梁结构自重，N1、N2表示的是脚手架内外立杆对悬挑梁的压力，F1是锚环对悬挑梁的拉力，F2则为悬挑梁对混凝土结构的压力，N1、N2 为脚手架内外立杆传递给悬挑梁的压力：

　　在荷载较大，且悬挑梁挠度或者是其本身承受的内力超过相关规范要求时，一般要选用更大的悬挑梁，或者是在悬挑端设置卸荷钢丝绳，并将其斜拉在上一层结构之上，第二种方法成本相对较低。在这种情况下，可以假设C 点有一个支座，根据力法原理，B点处位移为零，由此可以得出 F1、F2、F3。

　　首先，撤掉B 点的支座，加上支座反力 F2，根据力法原理(B 点挠度为 0) ：

　　式中的q、N1、b、c 均为已知数值，可解出 F2;

　　把 A 点作为支点，根据力矩平衡原理：

　　由上述式子可以得出F3Y，

　　把挑梁作为受力杆件进行受力平衡分析：F1+q(a+c)+N1+N2=F2+F3Y

　　可以得出 F1; 弯矩：

　　在上式中：

　　钢丝绳的拉力为F3，F3X和F3Y分别为钢丝绳拉力在水平和垂直方向的分力;

　　Υc是在没有钢丝绳作用下 C 点的挠度;