房建工程典型悬挑脚手架施工方案的编制要点探讨

杨代文，仲鑫

(中建二局第一建筑工程有限公司，北京 100176）

1 引言

外脚手架作为施工操作平台，它既可以保证施工人员的在高处操作时的安全[1]，又可以让施工人员完成外墙保温等装饰装修施工工序，是房建工程施工中不可或缺的重要工具之一，同时也能体现施工企业良好的形象，因此，确保外脚手架的施工质量及搭设美观十分重要。而具有良好的形象和质量的前提是方案设计策划满足规范要求，特别是方案策划中的计算要全面分析措施外脚手架与主体结构间的受力关系。高层房屋建筑工程中悬挑脚手架的应用非常常见，锚固式型钢悬挑脚手架较为常规，主要遵循规范中1.25 倍锚固长度的原则[2]；花篮螺杆上拉式型钢悬挑脚手架在房建工程中使用相对较少，悬挑型钢根部锚固于建筑的结构梁上；还有工具式全钢爬架，可随结构施工整体提升。本文主要从示例项目的典型悬挑脚手架设计策划过程来探讨房建工程典型型钢悬挑脚手架施工方案的编制要点。

2 工程概况

本工程位于海南省三亚市,包括3#、4#、6#、7#、11#、12#楼6 栋19 层住宅和1 栋10 层办公楼，建筑高度57.4～59.6 m，建筑面积约1.4×105m2，结构形式为框架-剪力墙。项目地面设有人行路径、绿地、泳池等设施，总体呈南低北高的趋势。

3 方案设计概况

本文以住宅6#楼为例进行型钢悬挑脚手架设计策划分析，探讨房建工程中典型型钢悬挑脚手架的施工方案的编制要点。

6#楼塔楼首层层高为3.95 m，2～14 层标准层层高为2.9 m，15～17 层层高为3 m，18 层层高3.05 m，屋面层层高4.8 m。

型钢悬挑脚手架范围内搭设双排扣件式脚手架，内立杆离墙300 mm，脚手架常规位置步距1 800 mm，立杆纵距1 500 mm，立杆横距850 mm，脚手板两步一设，连墙件2 步3 跨设置[3]。根据当地脚手架市场调研，脚手架立杆、横杆及连墙件杆件采用φ48 mm×3.0 mm 规格的无缝钢管，杆件连接件采用可锻铸铁铸造扣件，脚手板为圆钢焊接的规格1 000 mm×800 mm 钢笆网，悬挑型钢采用工型16#、18#、20a#热轧工字钢，保险钢丝绳采用6×19a 纤维芯、公称抗拉强度为1 570 N/mm2、直径为φ16 mm 的钢丝绳，钢丝绳吊环采用φ20 mm 圆钢制作，型钢主梁与结构楼板的内外锚固点采用φ20 mm U 形螺栓制作，安全网采用绿色阻燃型密目式安全网，材料均需满足现行标准规范要求。

悬挑架搭设范围内，建筑存在飘窗、悬挑阳台等影响脚手架搭设的结构存在，根据结构图纸设计情况，将其整理后得出悬挑脚手架的悬挑高度、型钢悬挑长度等搭设参数。型钢选用原则如下[4]：非悬挑阳台悬挑型钢和小洞口搁置主梁型钢选用16 号工字钢；悬挑阳台部位悬挑型钢选用18 号工字钢；电梯井两侧3 排架和结构洞口外3 排架处型钢主梁选用20a 号工字钢；悬挑型钢主梁内锚固点不在楼板上时洞口采用20a 号工字钢与悬挑型钢主梁焊接作为内锚固点（洞口压锚），且设置φ20 mm 的U 形螺栓对2 道工字钢进行锁固，作为加强措施。所有悬挑的内锚固点不得设置在阳台板上。

4 悬挑型钢脚手架代表性部位的方案设计策划

4.1 构件组成

本工程悬挑脚手架采用双排全封闭扣件式钢管脚手架，局部为3 排，主要包括立杆、横杆、纵/横向扫地杆、工字钢、连墙件、剪刀撑、钢丝绳、安全网、脚手板及挡脚板等构件。

4.2 工字钢布置原则

挑梁采用热轧工字钢沿建筑外墙均匀分布且遇暗柱须避开，间距最大为1 500 mm。阳台部位处材料选用18 号工字钢（局部采用20a#），其他部位架体材料选用16 号工字钢。

在剪力墙部位，工字钢挑出结构边长度为1 250 mm、1 850 mm（电梯井两侧工字钢挑出结构边2 100 mm）。工字钢预留楼内的长度不得小于悬挑长度的1.25 倍，否则即使计算通过，也应该增加1 道钢丝绳拉结措施。

4.3 工字钢埋设

剪力墙处工字钢埋设：工字钢穿过混凝土墙面，采用预埋U 形螺栓锚固，预埋螺栓锚入梁板内，在梁板位置分3 处固定悬挑梁，即结构边缘1 处，挑梁后端间隔200 mm 各设置1 处。

转角处工字钢埋设：转角处阳角部位等型钢应优先采用扇形布置[5]，对于斜角工字钢主梁上无法布置立杆的情况采用焊接联梁的方式，保证立杆作用于工字钢上面，联梁需与混凝土主梁一样在立杆位置设置定位钢筋。

4.4 钢丝绳拉结

工字钢挑梁端用φ16 mm 钢丝绳拉结，钢丝绳的另一端用绳卡与拉环连接，在外立杆与小横杆交接处斜拉1 道钢丝绳。钢丝绳设置时，将钢丝绳一端用预埋件固定在梁上，另一端固定在悬挑工字钢外端底部，通过焊接长度为200 mm、直径为25 mm 的三级钢筋作为定位筋和防滑措施将钢丝绳卡住。钢丝绳的斜拉角度不得小于45°。

在阳台、转角处及悬挑端大于1 800 mm 时，在内外立杆处的悬挑工字钢主梁下斜拉2 道钢丝绳，并且须焊接定位筋作为防滑措施将钢丝绳卡住，其余部位仅需斜拉1 道钢丝绳，斜拉钢丝绳间距与悬挑工字钢间距相当。

4.5 剪刀撑设置

在外侧立面纵向满设剪刀撑，并应由底至顶连续设置，按照规范要求，外架开口处必须设置连墙件和横向斜撑，例如，卸料平台的位置。

4.6 连墙件设置

连墙件布置原则：连墙件需在每个转角处设置1 道，并从转角处开始每3 跨2 步设置1 道，根据楼层实际情况，竖向间距一般采用1 层1 道。

特殊部位如施工电梯通道两侧、（临时）开口处、外立面钢管双扣件连接。脚手架的转角和拐弯处，也应设连墙杆，以加强脚手架的横向刚度。当设置连墙件遇到剪力墙时，处理方法为取消剪力墙处连墙件，在此剪力墙两侧的最近立杆处增设连墙件。

4.7 安全网及挡脚板铺设

密目式安全网应设置在脚手架外侧、外排立杆内侧，且必须全封闭设置，使安全网充分绷紧张拉，用铁丝系牢在架管上。在模板施工作业层3 层范围内满铺脚手板和挡脚板，脚手板采用钢笆网，挡脚板为180 mm 厚高冲压钢挡脚板，设在安全网内侧，挡脚板应沿脚手板铺设层连续设置。

4.8 特殊部位处理

本项工程悬挑层四周外围均存在悬挑阳台，最大悬挑长度2 200 mm，如果按照JGJ 130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中悬挑型钢的外锚固点不设置在悬挑阳台上，则型钢长度需达到8 m 长，且型钢挠度计算不容易通过。鉴于上述原因，经与设计院沟通，在本工程设计在阳台悬挑梁下增加型钢支撑，将悬挑梁临时变化为简支梁承载临时脚手架带来的施工荷载。优化模型中，需要对阳台悬挑梁下的型钢支撑做轴心受压构件（16#工字钢）强度稳定性分析，并按照简支梁加大原悬挑梁的底部配筋。

5 悬挑型钢脚手架典型部位计算方式的简要说明

5.1 钢管脚手架的稳定性及立杆传递的荷载计算

确定脚手架参数、确定荷载设计参数[6]，根据参数对立杆静荷载进行计算得出各排立杆传递的荷载，并对立杆稳定性和连墙件承载力进行验算，确定架体满足稳定性要求。

5.2 非悬挑阳台悬挑型钢主梁受力计算

根据型钢布置参数，依托“钢管脚手架的稳定性及立杆传递的荷载计算”的结果将架体各排立杆荷载传递到悬挑型钢上，对型钢的内外锚固点的支座反力进行计算，验算悬挑型钢的整体稳定性，确定锚固段与楼板连接和混凝土局部承压满足受力要求。

5.3 阳角部位型钢主梁受力计算

需要根据现场情况提前设定各型钢主梁的角度和内锚固点的坐标，依托“钢管脚手架的稳定性及立杆传递的荷载计算”的结果将架体各排立杆荷载传递到联梁上，对各排联梁进行受力计算得出联梁在主梁处的支座反力，再根据此结果计算各悬挑型钢的支座反力并验算型钢稳定性，最后对悬挑主梁与结构连接节点进行受力验算，确定锚固点压环钢筋满足材料应力要求。

5.4 悬挑阳台部位悬挑梁的加强计算

先按照“非悬挑阳台悬挑型钢主梁受力计算”模型计算出型钢的内外锚固点的支座反力，将阳台两端悬挑梁跨度范围内的型钢外锚固点的支座反力传到阳台悬挑梁上，设计加强悬挑梁配筋并通过在悬挑端增加轴心受压构件（型钢）优化为简支梁计算模型，对轴心受压构件进行强度验算和稳定性验算，并对轴心受压构件与悬挑梁和剪力墙结构间的连接形式进行强度验算。

6 结语

近年来，房地产行业加速发展，大小施工企业繁多，企业技术人员呈现出年轻化，其作为技术方案的主力军，工程技术人员对危险性较大的分部分项工程专项方案的策划设计往往存在要素不完整、计算模型不正确或有照搬照抄等现象，导致危险性较大工程事故率不能有效降低。本文通过对房建工程典型悬挑脚手架的施工方案编制要点进行探讨，期望给广大技术人员的深入研究提供参考，减少因方案错误引起的安全事故。