組合懸挑架施工技術的應用

GXF360 2017-05-27

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組合懸挑架施工技術的應用

王昆

(合肥工大建設監(jiān)理有限責任公司，安徽合肥 230009)

摘要：高層建筑在進行主體施工時，需搭設外腳手架用以安全防護和提供作業(yè)平臺。通過簡述組合懸挑架的施工技術和相關計算等，展示此施工工藝安全、高效和節(jié)約的安全施工措施特點，為推廣使用提供參考依據(jù)。

關鍵詞：挑拉式；組合；懸挑架；施工工藝；設計計算

0 引言

高層建筑在進行主體施工時,需搭設外腳手架用以安全防護和提供作業(yè)平臺。外腳手架的搭設方式多種多樣,而組合懸挑腳手架采用的是懸挑鋼梁和拉桿依附在建筑主體四周結(jié)構(gòu)梁上的拉挑組合懸挑方式,該技術具有安裝相對簡單、節(jié)約型鋼材料、對懸挑層后期外墻和樓面施工影響較小等優(yōu)點。本文主要介紹該施工技術在實際應用上的可行性和控制要點。

1 組合懸挑腳手架工藝要求

(1) 組合懸挑外腳手架的懸挑梁主材采用16#工字鋼,拉桿采用Φ24 mm圓鋼。

(2) 懸挑梁按結(jié)構(gòu)施工平面布置圖,沿建筑物外墻四周每隔1.35～1.5 m架設1根標準長度為1.4 m標準成品懸挑工字鋼(局部長度可以根據(jù)實際需要調(diào)整);根據(jù)工程結(jié)構(gòu)布局懸挑梁布置應盡量避開受力較小結(jié)構(gòu)[1](如空調(diào)板)。立桿鋼管應固定在懸挑梁上,若局部不能立在懸挑梁上,則應在相鄰的2根懸挑梁上架設焊接1根10#工字鋼作為副梁,以供支撐立桿鋼管[2]。

(3) 成品懸挑梁和可調(diào)節(jié)拉桿均用Φ24 mm×300 mm穿墻螺栓與主體結(jié)構(gòu)連接,拉桿上部與上層結(jié)構(gòu)用連接,拉桿下部與成品懸挑梁型鋼端部采用Φ24 mm×120 mm螺栓連接,如圖1所示。

(4) 懸挑梁上部和底部可采用模板硬隔離做法,上部隔離措施是防止架體上物體墜入,底部隔離措施主要是美觀效果和二次隔離。

(5) 其他位置鋼管腳手架搭設按文獻[2]相關要求執(zhí)行;相關檢查按文獻[3]規(guī)范進行。

圖1 組合懸挑架連接節(jié)點

2 組合懸挑腳手架搭設

2.1 搭設程序

安裝懸挑鋼梁→安裝最多三步鋼管外腳手架→安裝拉桿→完成剩余步數(shù)外腳手架→循環(huán)進行第2、第3、第4道懸挑腳手架安裝(按照建筑總層數(shù)33層,標準層高度為2.9 m建筑物)。

2.2 操作要點

(1) 成品工字鋼懸挑梁按常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范制作,所有焊縫按II級標準施焊,并按鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范要求進行驗收[4]。

(2) 用塔吊將成品懸挑梁吊至安裝部位上方,將懸挑梁徐徐放下,兩邊用麻繩拉緊調(diào)整,使懸挑梁處于垂直主體結(jié)構(gòu)安裝位置方向,一端擱置在下層架體大橫桿上,另一端對準主體結(jié)構(gòu)上的預留套管,并穿入穿墻螺桿,放入墊片,緊固螺帽;緊接著做好懸挑架上立桿及底部大橫桿安裝工作,待上層結(jié)構(gòu)完成即可安裝可調(diào)式拉桿固定,并用調(diào)節(jié)螺絲調(diào)緊?？烧{(diào)式拉桿安裝完成前,最多只可搭設三步腳手架;挑梁下面擱置在下層鋼管橫桿上時,立桿與橫桿連接處應設2個雙扣件,如圖2所示。

圖2 組合懸挑架安裝示意圖

(3) 對穿螺桿在結(jié)構(gòu)上預埋設孔位置為樓層結(jié)構(gòu)面以下200 mm,并做好穿墻螺栓防松措施。

(4) 避雷針按照相關規(guī)范要求設在房屋四角腳手架的立桿上,并形成避雷網(wǎng)絡。按腳手架長度不超過50 m設置1個接地裝置,埋入地面下深度不淺于500 mm。接地連接須保證接觸可靠,防止松動。接地裝置完成后,要用電阻表測定電阻是否符合要求,沖擊接電電阻值不得大于30 Ω[3]。

3 組合懸挑架腳手架結(jié)構(gòu)設計計算

懸挑腳手架承載能力按概率極限狀態(tài)設計法的要求,采用分項系數(shù)設計表達式進行設計[5],本文重點進行組合懸挑梁設計計算。

3.1 腳手架參數(shù)計算

(1) 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載[6],考慮第2道懸挑架時需搭設在下層架體上,且搭設高度增加三步架體,因此,需要考慮懸挑槽鋼自重和取值為22.8 m高度架體。經(jīng)計算,結(jié)構(gòu)自重、腳手板自重、欄桿與擋腳手板自重、吊掛自重、工字鋼自重分別為2.964 kN、1.97 kN、0.9 kN、0.171 kN、0.14 kN, 則靜荷載標準值為以上自重總和,即6.68 kN。

(2) 活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和[7],內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值,則活荷載標準值為2.85 kN。

(3) 考慮風荷載時,則底部立桿的最大軸向壓力N=1.2NG+0.85×1.3NQ=11.17 kN;不考慮風荷載時,則底部立桿的最大軸向壓力N=1.2NG+1.3NQ=12.11 kN。

3.2 組合懸挑梁計算

組合懸挑梁示意圖如圖3所示。

圖3 組合懸挑梁示意圖

(1) 受力分析計算。N=P1=P2=12.11 kN(不考慮風荷載的最大取值), 1.15P3=0.3P1+1.25P2,P3=(0.3P1+1.25P2)/1.15=16.32 kN=RCY,RAY=7.90 kN, P=16.32/sin66.682=17.77 kN,RCX=16.32/tan66.682=7.03 kN。

按最不利情況計算彎距,即M1=0.95P2-0.85P3=-2.368 kN·m,M2=0.1P1=1.211 kN·m, 取最大值MAB=2.37 kN·m。

(2) 選用16#工字鋼計算AB桿強度,截面積A=26.13 cm2,抵抗距WX=141 cm2,則RAY/A+MAB/WX=171 N/mm2<205>2,滿足要求。

(3) 計算Φ24 mm拉桿強度,有效截面積A=353 mm2,P=18.04 kN,則P/A=50.3 N/mm2<205>2,滿足要求。Φ24 mm螺桿承受拉力=60.01 kN>20.22 kN,滿足要求。

(4) 穿墻螺栓驗算。選用Φ24 mm螺栓1只,有效截面積A=352.5 mm2,螺栓拉力RCX=7.03 kN,剪力RCY=16.57 kN, NV=RCY=16.32 kN,NT=RCX=7.03 kN,則按下式驗算,,滿足要求。

(5) 懸挑梁與主體結(jié)構(gòu)連接穿墻螺桿計算。NV=RAY=7.9 kN,NT=RAX～RAY=7.9 kN,則,滿足要求。

(6) 焊縫驗算。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范及使用材料性能要求(Q235A鋼)的抗拉、抗壓和抗彎角焊縫強度均為160 N/mm2;斜拉鋼筋與連接板焊縫高度為4 mm,共有4條有效焊縫,計算時取2條有效焊縫。則tf=N/helw=39.67 N/mm2<160>2,滿足要求。

由于托板與工字鋼連接焊縫長度與受力方向垂直(正面角焊縫),lw=400 mm。

安裝拉桿后,tf=N/helw=7.05 N/mm2<160>2,滿足要求。未安裝拉桿按荷載50%計算,tf=N/helw=10.8 N/mm2<160>2,滿足要求。