普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系應用_圖文

1、普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系應用汪少波蘇州中正建設工程有限公司【摘 要】:本文簡單敘述了目前懸挑腳手架懸挑型鋼后端在樓面結(jié)構(gòu)上的常規(guī)錨固體系做法,分析了其中的一些缺點和不足,通過對懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系的改進,在保證安全性和使用功能的前提下,節(jié)約了材料(無損耗,可反復周轉(zhuǎn)應用,提高了預埋精度,施工更加方便快捷,是較為理想的懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系新型施工方法。【關(guān)鍵詞】:懸挑腳手架懸挑型鋼錨固體系1引言近年來民用建筑工程的業(yè)務出現(xiàn)了比較明顯的轉(zhuǎn)折,就是項目總體數(shù)量在逐漸減小,但項目規(guī)模卻急劇擴大,建筑高度不斷增高,幾乎90%以上民用建筑都設計有地下室,由于地下室施工結(jié)

2、束后需要拆除外墻模板、施工防水并回填土,因此對主體結(jié)構(gòu)的施工進度造成一定影響,另外地下室外側(cè)新回填土沉降對落地腳手架的變形及安全影響非常大,為了減少或避免這種影響,很多項目從二層樓面甚至從一層樓面(室內(nèi)外有一定高差時就開始搭設懸挑腳手架來保證正常的施工安全和操作面,小高層、高層建筑中懸挑腳手架更是普遍被采用,限于成本,整體提升腳手架應用比較有限,主要應用于超高層建筑。綜上所述,懸挑腳手架是目前應用非常廣泛的一種腳手架,雖然懸挑的型鋼可以回收反復周轉(zhuǎn)使用,但是需要預埋的錨固螺栓數(shù)量較大,其所發(fā)生的成本值得重視,也需要一種更好的施工方法來達到節(jié)材和降低成本的目的。2普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體

3、系的現(xiàn)狀及缺點2.1普通懸挑腳手架懸挑型鋼錨固體系的現(xiàn)狀2.1.1 目前懸挑腳手架懸挑型鋼錨固體系的設置是根據(jù)建設部2011年發(fā)布的JGJ130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架體系安全技術(shù)規(guī)范中第6章中的構(gòu)造規(guī)定設置的。2.1.2 實際施工中除了特殊部位、使用需要,幾乎所有項目在實施中都會將懸挑腳手架架體的高度限制在20m以內(nèi),其優(yōu)點主要有以下幾點:1. 不需要進行專家論證,經(jīng)過專項設計計算并審核審批后即可實施。2. 懸挑工字鋼的規(guī)格適中(一般采用16#20#工字鋼,能夠有效控制采購成本,廢棄后容易處理。3. 腳手架搭設質(zhì)量容易控制,其應用經(jīng)過長期實踐,安全性有充足保證。4. 利于周轉(zhuǎn)和同一

4、項目翻用。2.1.3 超過20m的懸挑腳手架需要進行專項設計并組織專家論證,應用實踐也比較少,型鋼、螺栓等構(gòu)配件采購成本較大,架體搭設質(zhì)量控制難度增加,不利于安全,因此在實踐中較少采用。2.1.4 根據(jù)規(guī)范懸挑腳手架懸挑型鋼后端的錨固體系有2種方式,如圖2.1.4-1懸挑鋼梁穿墻構(gòu)造、圖2.1.4-2懸挑鋼梁樓面構(gòu)造。 圖2.1.4-1 懸挑鋼梁穿墻構(gòu)造1木楔楔緊 圖2.1.4-2 懸挑鋼梁樓面構(gòu)造2.1.5 根據(jù)新規(guī)范懸挑型鋼在靠樓面后端的錨固體系采用2根“U”形錨固螺栓(直徑不小于16mm的HPB235級鋼筋與建筑結(jié)構(gòu)梁板可靠固定,并在預埋螺栓彎折部位上部設置2根18加強筋,如圖2.1.5

5、所示。 圖2.1.5 懸挑鋼梁U型螺栓固定構(gòu)造1木楔側(cè)向楔緊;22根1.5m長直徑18mmHRB335鋼筋2.1.6 本文所有論述均是針對數(shù)量最多的架體高度在20m以內(nèi)的懸挑腳手架,簡稱普通懸挑腳手架,所有架體超過20m的懸挑腳手架均應另行設計,本文僅供參考,不能套用。2.2普通懸挑腳手架懸挑型鋼錨固體系的缺點2.2.1 通過2.1節(jié)我們可以知道,普通懸挑腳手架最直接的缺點就是懸挑型鋼的錨固體系是預埋的,使用后無法回收利用,預埋圓鋼用量較大,使用完成只能用氧氣乙炔割除,浪費嚴重,不利于節(jié)材和降低措施成本。2.2.2 預埋、固定工作量大,容易漏埋,檢查時不易察覺,施工效率不高。2.2.3 U型螺

6、栓要在鋼筋綁扎完成后安裝,螺栓固定困難,費工費時,固定欠佳的螺栓在混凝土澆筑時容易走位或破壞。2.2.4 預埋位置不易控制,成品精度較差,安裝完成后不美觀、不整齊。3普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系改進應考慮的因素3.0.1 懸挑型鋼后端錨固體系應考慮較好的通用性和安全儲備,較好的通用性主要指對架體高度20m以下懸挑腳手架不同鋼管壁厚、立桿縱距、立桿橫距、荷載定義、防護設施等條件下,懸挑型鋼后端錨固體系均能較好的適用。安全儲備主要指在上述因素影響下荷載組合產(chǎn)生的最大值在懸挑型鋼后端產(chǎn)生的上拉力不超過懸挑型鋼錨固體系的容許荷載,有一定的安全余量。3.0.2 錨固體系應安裝簡便、規(guī)格統(tǒng)一,最重要

7、的是能夠回收和反復周轉(zhuǎn)使用,不產(chǎn)生廢料。3.0.3 錨固體系的安裝不應影響當層樓面模板安裝及后期拆除,也不應影響鋼筋的綁扎。3.0.4 懸挑鋼梁的安裝及錨固體系的裝配緊固在當層樓面混凝土澆注完成,混凝土終凝后即能實施(懸挑腳手架的搭設仍必須考慮樓面混凝土強度的增長,對懸挑鋼梁外端應予以適當支撐加固。3.0.5 錨固體系在使用完成后應拆除方便,錨固體系對樓面結(jié)構(gòu)造成的影響應盡可能降低,并便于恢復。4懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系綜合考慮腳手架施工規(guī)范、施工現(xiàn)場實際情況以及第3章中敘述的因素,設計一種方便拆卸的埋件是一種較為理想的選擇,結(jié)合施工中的一些應用信息,可以考慮2種埋件方式的錨固體系

8、。4.1單件式懸挑型鋼錨固體系4.1.1 將每套錨固體系設計成為統(tǒng)一規(guī)格配件的錨固件組合,方便加工、安裝和周轉(zhuǎn)使用,其形式如圖4.1.1單件式型鋼錨固體系構(gòu)造示意圖。 圖4.1.1 單件式型鋼錨固體系構(gòu)造示意圖4.1.2 該體系可通用于型鋼在邊梁內(nèi)側(cè)、型鋼后端的固定,模板安裝完成后即可進行埋件的安裝,埋件用洋釘固定于模板面即可,安裝十分方便。4.1.3 錨固體系預埋的鋼板采用Q235鋼,其質(zhì)量應符合GB/T700碳素結(jié)構(gòu)鋼的規(guī)定。螺桿采用直徑16mm的HPB235熱軋光圓鋼筋加工,其質(zhì)量應符合GB1499.1-2008鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋的規(guī)定。4.1.4 緊固型鋼采用的636熱軋等邊角鋼

9、質(zhì)量應符合GB/T9787-1988的規(guī)定。螺栓采用4.8級普通螺栓。由于腳手架荷載具有一定的動荷載特征,因此緊固角鋼的螺帽應采用雙螺帽進行加固。4.1.4 螺桿與鋼板采用穿孔塞焊滿焊,焊縫應飽滿,并按三級焊縫驗收標準進行檢查驗收。4.1.5 埋件安裝完成后即可進行板筋的綁扎,板筋(上下層鋼筋均位于預埋件鋼板面上方。4.1.6 在混凝土澆筑前,用直徑2025的PVC套管(長度大于板厚并低于螺桿絲牙位置套在埋件螺桿上,上口及絲牙用電工膠布或膠帶紙封閉纏繞保護。4.1.7 樓面混凝土澆筑完成后并達到一定強度后,拆除保護膠帶,即可安放型鋼并進行固定。4.1.8 錨固體系安裝完成后的效果如圖4.1.6

10、單件式型鋼錨固體系固定效果示意圖。 圖4.1.6 單件式型鋼錨固體系固定效果示意圖 4.2 組合式懸挑型鋼錨固體系4.2.1 單件式懸挑型鋼錨固體系配件統(tǒng)一,安裝、預埋、加固方便,位置準確,精度高,但是對于高層建筑來說,從數(shù)量來講,預埋量還是比較大,因此可以考慮將懸挑型鋼后端的兩道錨固體系整合為一套錨固體系,如圖4.2.1組合式型鋼錨固體系構(gòu)造示意圖。 圖4.2.1 組合式型鋼錨固體系構(gòu)造示意圖 4.2.2 采用組合式型鋼錨固體系可以將預埋的數(shù)量減少一半,可以大大減輕預埋工作量,提高預埋件的預埋質(zhì)量和精度。4.2.3 組合式型鋼錨固體系從受力及安全角度講,要優(yōu)于單件式型鋼錨固體系,但重量及尺寸

11、是單件式型鋼錨固體系埋件的2倍。由于組合式型鋼錨固體系埋件鋼板面積較大,也有利于鋼筋混凝土樓面結(jié)構(gòu)沖切受力。4.2.4 組合式型鋼錨固體系的預埋、安裝加固方法同單件式型鋼錨固體系完全相同。固定件安裝完成后的縱橫剖面效果如圖4.2.4組合式型鋼錨固體系固定效果示意圖。 圖4.2.4 組合式型鋼錨固體系固定效果示意圖4.3普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系整體安裝效果圖樓面混凝土澆筑完成,混凝土終凝并有一定強度后即可安裝懸挑腳手架懸挑型鋼及其加固件,并根據(jù)樓面混凝土強度增長情況控制腳手架搭設高度,普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系整體安裝完成后的效果如圖4.3普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體

12、系安裝整體效果示意圖。 圖4.3 普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系安裝整體效果示意圖4.4普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端錨固體系施工要點4.4.4 懸挑型鋼后端錨固體系在加工前應結(jié)合公司承接項目的情況以及懸挑腳手架應用的實際情況確定錨固體系各個組成件的具體規(guī)格和尺寸,使錨固體系配件具有較好的使用寬容性。4.4.2 普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系施工總體流程為:樓面排架搭設樓面模板安裝樓面梁鋼筋綁扎錨固體系埋件安裝(PVC套管及膠帶保護同時完成樓面板鋼筋綁扎(水電預埋樓面混凝土澆筑懸挑型鋼安裝錨固體系緊固件安裝懸挑腳手架搭設腳手架使用腳手架拆除懸挑型鋼拆除緊固件及預埋件拆除樓面孔洞及板底

13、修復。4.4.3 如果預埋件下端板周邊的倒角加工困難,可以加工成直邊,并可以考慮在埋件固定后,用2mm的雙面膠帶貼在端板周邊,雙面膠外露面比較光滑,也較為容易拆除埋件。埋件在澆筑混凝土前宜涂刷脫模劑。4.4.4 在設計腳手架搭設方案時,應注意立桿的布置位置,適當調(diào)整立桿縱距,避免預埋件與梁發(fā)生沖突。4.4.5 要特別注意建筑物陰陽角、立面凹凸變化部位、有高差部位等這些特殊情況,根據(jù)工程實際情況進行布置,并進行適當?shù)尿炈阋员ＷC安全。4.4.6 由于新澆筑的樓面混凝土強度增長需要一定時間,因此懸挑型鋼安裝加固完成后,應利用下層的腳手架對懸挑型鋼外端進行臨時支撐加固后方可開始搭設上層腳手架(可在腳手

14、架設計時考慮適當荷載,上層腳手架的搭設高度應根據(jù)樓面混凝土強度增長情況以及規(guī)范規(guī)定逐步增加,待樓面混凝土強度不低于C20后,拆除臨時支撐。4.4.7 懸挑鋼梁在邊梁位置的加固主要是為了固定鋼梁的位置,可以不采用前文的錨固體系,進行適當簡化,比如預埋2根鋼筋廢料,進行適當固定。另外型鋼在該處應按規(guī)范設置墊板以滿足局部承壓并進行驗算。4.4.8 懸挑鋼梁后端錨固體系拆除時,先松開螺帽(不要拿掉,移除型鋼,用方木或橡皮榔頭等軟性工具垂直敲擊螺桿頂部,使埋件下端板脫離樓面板底,在下層樓面搭設移動平臺,上下層作業(yè)人員互相配合拆除埋件。不能直接拆除螺栓及加固件,敲擊螺桿使埋件直接掉落到下層樓面。4.4.9

15、 埋件、緊固用的角鋼及螺栓拆除后進行清理、上油,集中儲放,以備下次使用。4.4.10 加固體系拆除干凈后,鑿除PVC套管,采用水泥砂漿將板底修補平整,然后用水泥漿將空洞灌平樓面。5普通懸挑腳手架懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系應用的條件本文中設計的懸挑型鋼后端可拆卸錨固體系有一些限制條件,在施工應用中必須進行嚴格核對并計算腳手架荷載以及懸挑型鋼后端反力,懸挑型鋼后端反力不得超過抗拔容許荷載,以確保懸挑腳手架安全。5.1保證條件5.1.1 采用本文標準后端可拆卸錨固體系是,在腳手架立桿最大荷載作用下計算的懸挑型鋼后端錨固點的上拔反力不得超過25kN(詳見后文計算。5.1.2 錨固體系使用的材料必須符合

16、4.1.3條及4.1.4條的規(guī)定。5.1.3 腳手架架體小橫桿、大橫桿、立桿、懸挑型鋼、樓面邊局部承壓經(jīng)及樓板結(jié)構(gòu)反彎承載力經(jīng)過計算均滿足規(guī)范要求。5.2一般條件5.2.1 腳手架為應用最廣泛的裝修腳手架。5.2.2 腳手架使用荷載考慮2層裝修荷載,每層荷載為2.0kN/m2。5.2.3 懸挑型鋼后端第一錨固點(靠腳手架側(cè)距樓板邊的距離至少為懸挑鋼梁懸挑段長度的1.25倍。5.2.4 腳手架立桿橫距為1m或1.2m。腳手架立桿縱向間距不得大于1.8m。5.2.5 腳手架立桿的橫距及縱距應通過使用材料規(guī)格(如壁厚及荷載進行計算(要保證小橫桿、大橫桿的強度和撓度符合容許值,還要保證立桿的強度和穩(wěn)定

17、性滿足要求。,并結(jié)合柱網(wǎng)跨度、樓面梁分布等實際情況綜合確定。5.2.6 對于一些特殊部位例如懸挑長度較大的部位、建筑物陰陽角還應該進行專門的細化設計,本文僅供參考。5.2.7 腳手架步距按照1.8m搭設。5.2.8 竹排片按照每層鋪設考慮,外立面防護按照每步2道欄桿、安全網(wǎng)全封閉設置。5.2.9 腳手架內(nèi)擋空隙按照200mm設計,內(nèi)擋防護按照規(guī)范設置。5.2.10 樓板厚度120mm180mm,如果樓板厚度小于120mm應采取加固措施。5.2.11 鋼管為直徑48mm,壁厚2.753.5mm的普通碳素鋼管。5.2.12 如有必要,樓面邊梁及樓板應進行驗算。5.3普通懸挑腳手架常規(guī)設計參考(參數(shù)

18、值5.3.1 普通懸挑腳手架斷面簡圖懸挑腳手架按照帶懸臂的單跨梁計算,懸出端C受腳手架荷載N的作用,里端B為與樓板的錨固點,A為墻支點,L為m的1.25倍。普通懸挑腳手架懸挑型鋼計算簡圖如圖5.3.1型鋼懸臂單跨梁計算簡圖, 圖5.3.1 型鋼懸臂單跨梁計算簡圖5.3.2 裝修腳手架,鋼管采用482.75,腳手架橫距1000mm,縱距1800mm,型鋼采用18#工字鋼,架體高度19.8m。腳手架立桿軸力取不組合風荷載的作用10.84kN(大于組合風載值,經(jīng)計算,小橫桿的強度=156.3N/mm2(滿足要求,18#工字鋼的強度=95.04N/mm2,整體穩(wěn)定強度=108.73N/mm2,最大撓度

19、Vmax=9.93mmv= 11.2mm(滿足要求,按照1.25倍懸挑長度,支座反力RA=32.28kN;RB=-9.84kN,其余均滿足要求。5.3.3 裝修腳手架,鋼管采用483.5,腳手架橫距1200mm,縱距1800mm,型鋼采用20#工字鋼,架體高度19.8m,腳手架立桿軸力取不組合風荷載的作用12.65kN,經(jīng)計算,小橫桿的強度=186.0N/mm2(滿足要求,20#工字鋼的強度=97.57N/mm2,整體穩(wěn)定強度=111.617N/mm2,最大撓度Vmax=8.2886mmv= 12.8mm(滿足要求,按照1.25倍懸挑長度,支座反力RA=37.58kN;RB=-11.28kN,

20、其余均滿足要求。6懸挑型鋼后端錨固體系驗算以下驗算均按照1套單件式懸挑型鋼錨固體系,后端的第2套作為安全儲備。6.1普通螺栓驗算(單根16mm桿軸方向受拉承載力按下列公式計算N =d4f式中:d e螺栓在螺紋處的有效直徑,可近似取14mm;f 普通螺栓抗拉強度實際值,取170N/mm2。經(jīng)計算N =26169.5N=26.2kN2根M16螺栓可共同承受約52.4kN6.2M16螺栓與鋼板穿孔塞焊焊縫強度驗算(單根按照正面角焊縫(作用力垂直于焊縫長度方向進行計算 =Nh l f則N f h l式中h 角焊縫計算厚度,可取0.7h ,h 為焊腳尺寸,取8mm; 根據(jù)規(guī)范,按直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu),

21、 =1.0;f 角焊縫的強度設計值,取160 N/mm2;l 角焊縫計算長度,取34.3mm(實際焊縫長度減去2h 。N通過焊縫形心的拉力經(jīng)計算N30732.8N=30.7kN2根M16螺栓的焊縫可共同承受約61.4kN。6.3螺桿強度(單根剔除螺紋加工影響,螺桿凈截面積按照直徑14考慮,則:N153.9210=3231.9N=32.3kN2根螺桿可共同承受64.6kN。6.4636角鋼承載力驗算6.4.1 636角鋼受力簡圖如圖6.4.1緊固角鋼受力簡圖。 圖6.4.1 緊固角鋼受力簡圖6.4.2 角鋼彎曲拉應力驗算角鋼中點彎矩M=角鋼中點橫截面最大拉應力 =f則 f 因此N 式中 fQ23

22、5 鋼抗拉強度設計值，取 215 N/mm2； W 636 角鋼抗彎截面模量，取 6.0cm3； l角鋼跨度，為 160mm。 經(jīng)計算 N32250N32.25kN 6.4.3 角鋼撓度計算 荷載取 Nmax32.25kN，撓度按下式計算。 f = N l 48EI 式中 E鋼材的彈性模量，E206000 N/mm2； I截面慣性矩，取 27.12 cm4； 經(jīng)計算f =0.04926mm，可見角鋼撓度是很小的，由于是臨時加固構(gòu)件，可不考慮撓度的 影響。 6.4.4 角鋼彎曲壓應力驗算 查表Z 1.78cm 則y W 6.31.784.52cm = 15.24 cm3； = 84.65 N/m

23、m2f 角鋼中點橫截面最大壓應力 6.4.5 抗剪驗算 由于角鋼截面不是對稱截面，其橫截面的剪應力分布比較復雜，從安全角度近似考慮橫截 面的平均剪應力是最大剪應力的 0.5 倍，即0.5 則N f A 式中f Q235 鋼材抗剪強度設計值，取 125 N/mm2； A636 熱軋等邊角鋼橫截面積，為 728.8 mm2 。按螺栓孔內(nèi)側(cè)橫截面面積約為 620.8mm2； 經(jīng)計算 N77600N77.6kN 螺桿孔螺帽位置剪切橫截面積約為 339.3mm2（取安全值孔內(nèi)表面積） 經(jīng)計算單根螺桿處可承受剪切拉力 N59375.8N59.38kN 可見角鋼抗剪完全能滿足要求。 6.5 樓板抗沖切驗算

24、= = N f A ，則抗剪驗算按下式計算。 11 6.5.1 樓板受沖切承載力的計算簡圖如圖 6.5.1 板受沖切承載力計算示意圖。 圖 6.5.1 板受沖切承載力計算示意圖 6.5.2 樓板受沖切承載力按照下式計算（按不配置箍筋或彎起鋼筋板計算） F (0.7 f + 0.15 , u h 公式中的系數(shù) ，按照下列兩個公式計算，取其中較小值。 = 0.4 + = 0.5 + 1.2 h 4u 式中F 局部荷載設計值（埋件鋼板反力設計值） ； 截面高度影響系數(shù)，h800mm，取 1.0； f 混凝土軸心抗拉強度設計值，按照 C30，取 1.43 N/mm2； , 臨界截面周長上兩個方向混凝土

25、有效預壓應力按長度的加權(quán)平均值， 其值宜控制 在 1.03.5 N/mm2 范圍內(nèi)，可計算或按照較小值取值； u 臨界截面周長； h 截面有效高度，取兩個配筋方向的截面有效高度的平均值； 局部荷載作用面積形狀的影響系數(shù)； 臨界截面周長與板截面有效高度之比的影響； 局部荷載作用面長邊與短邊尺寸的比值；不宜大于 4，比值小于 2 時取 2； 板柱結(jié)構(gòu)中柱類型的影響系數(shù)，按照中柱取值， = 40； 當樓面板厚為 100 時（混凝土標號按 C30） ，經(jīng)計算F 不宜大于 49333.92N，即 49.33kN。 在計算中所有參數(shù)均按照保守取值。 隨著樓板厚度增加，可有效增加抗沖切容許荷載。 6.5.3 樓板的反彎驗算要根據(jù)錨固體系的布置并結(jié)合結(jié)構(gòu)設計進行綜合考慮計算， 本文不再 論述。 6.6 驗算結(jié)論 經(jīng)過 6.1 節(jié)6.5 節(jié)的各項驗算可以看出，由角鋼抗彎承載力控制的上拉荷載是該錨固體系 的控制因素，即要控制腳手架荷載在型鋼后端錨固體系所產(chǎn)生的上拉反力不得超過 32.25kN， 后端的 2 套錨固體系中的 1 套作為安全儲備，另外根據(jù)腳手架安全技術(shù)規(guī)范，考慮多個鋼筋拉 12