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摘要:悬挑脚手架作为外排栅脚手架的常用搭设形式,在实际搭设施工前,一般要求进行方案设计,然后才能进行具体的实施。而作为建筑物弧线段等特殊部位,在方案设计和实际搭设施工时,需要根据实际情况对立杆及工字钢的布置做出对应调整,同时也需要对立杆布置、工字钢布置和选材等方面,进行对应的细化,从而才能满足悬挑脚手架弧形段搭设效果的合理化和可实施化。
关键词:悬挑脚手架、工字钢
工程概况:江门市中心医院外科住院大楼工程位于江门市蓬江区海傍街,其建筑面积6.4万m2,建筑高度100m。该工程外排栅采用分段的形式进行搭设。其中,28.5m七层裙楼部分采用落地式脚手架进行搭设,上部结构分别在8层和16层设置悬挑工字钢,采用悬挑脚手架的方式进行搭设。根据工程项目的布局特点,电梯大堂前后面为弧形布局,外排栅的搭设需根据项目的布局特点进行设计,关于悬挑工字钢的选择实施要点总结如下:
悬挑工字钢的选材主要考虑立杆布置、楼面特征以及上部荷载三个方面。立杆布置,主要影响了悬挑工字钢的悬挑端长度;楼面结构特征,主要影响了悬挑工字钢的排布方向、排布间距(此部分和立杆布置相互影响,需最终综合考虑布置)、锚固端长度等上部荷载,和前两个因素共同影响,从而决定了悬挑工字钢的截面形式和型号。其具体影响情况如下:
(1)、立杆布置对工字钢选择的影响:立杆的布置不仅要满足安全可靠性原则,同时,也要尽可能的做到经济适用。在弧形面进行脚手架的搭设与在一般建筑面进行脚手架的搭设不同,他需要将弧形面转化为折线面,然后进行立杆的排布,因此它存在一个离墙最近点和离墙最远点。为了满足施工界面要求和施工规范,在脚手架立杆布置时,需选择最近点作为搭设面的控制点,对于其余转角等超出安全规范要求距离的部分,可采用增长小横杆等方式加强安全防护。立杆的排布和弧形面的折线形转化,需充分考虑外立面的施工要求和结构柱的位置进行布置,并保证立杆纵向间距满足施工规范要求。立杆布置在满足上述要点及规范要求的同时,也基本确定了工字钢悬挑段长度和上部荷载传递的节点支座等,从而影响建模时的相关设计参数,进而影响工字钢的尺、截面和选材等。
(2)、楼面特征对工字钢选材的影响:对弧形面进行折线转化的过程,实际上就是将楼面结构弧形边线进行合理的多边形外切平移转化,而一般情况下,悬挑工字钢的布置方向刚好与切线方向垂直。工字钢的排布间距则取决于楼面结构弧线段长度、弧度以及立柱间距等因素。因此,每一区段的工字钢在排布时,其悬挑部分长度会有所差异,而这将反过来影响工字钢的锚固段长度。同时,当楼面结构存在如卫生间等特殊部位时,为了减小对防水等施工质量的影响,锚固件需根据实际情况进行调整,从而也将影响工字钢锚固段的实际长度。
(3)、荷载对工字钢选材的影响:荷载对工字钢的选材的影响一般是同上两个因素共同作用的结果,通过上两个因素,建立对应的安全计算模型,然后通过荷载受力计算,最终选择工资钢的型号或是截面尺寸,亦或是验算工字钢的选择和设计方案的合理与否,反过来影响立杆或是工字钢的排布或是分布情况。
以上要素是决定工字钢选材的主要因素,但由于我们的设计方案一般是通过安全计算简图的形式转化而来,在实际施工过程中,会出现方案设计和实际施工过程中存在的数据误差,也将影响工字钢的选择,虽然此方面主要影响的是工字钢的开料长度,但结合市场上一般工字钢的规格尺寸,也可能对工字钢的实际安装长度造成影响。
比如:做方案设计时,立杆间距800mm,则悬挑段的理论设计长度为150mm+800mm+100mm=1050mm(其中150mm为内侧立杆离墙距离,100mm为外侧立杆离工字钢顶端距离),锚固段按1.25倍计算,则其锚固段长度为1312.5mm+100mm=1412.5mm(100mm为锚固段预留长度),因此,其方案设计长度为2412.5mm;而在实际搭设施工时,立杆间距一般指的是静距,因此工字钢的实际长度需增加96mm;而离墙间距150mm,并非是指的是锚固点距立杆间距,一般情况下,工字钢的第一道锚固点距结构边缘为100mm,因此工字钢的实际开料长度仍需继续增加100mm;另外,按照规范要求,工字钢的第二道锚固其实是双锚固,其间距200m,所以,工字钢的实际开料长度需再增加200m。综上,工字钢的实际开料长度需超过2808.5mm,按照一般工字钢的出厂尺寸,开料加工完成长度为3.0m刚好能满足施工要求,但由于存在弧形面,离墙最近点的工字钢3.0m基本能满足规范要求,而折线点处的离墙较远点,假设其悬挑端长度为250mm,则其方案设计长度为2.25*1200+100=2800mm,其设计长度在3.0m以内,但实际施工开料尺寸为需大于3.2m才能满足要求。同时考虑到市场上的工字钢尺寸,一般情况下,其实际安装尺寸为4.0m。(此部分的计算与施工规范要求有一定的出入,在考虑计算时,为了保证实际工况与计算模型更好的对应,锚固段与悬挑端的长度比例是按照计算模型设置,即按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》2011版图5.6.5悬挑脚手架型钢悬挑梁计算示意图来确认)
因此,在进行悬挑脚手架弧形段工字钢的分部和选择时,要根据建筑物的布局特点,进行充分的细化,合理选择工字钢的排布情况,同时,根据立杆布置和上部荷载计算,建立对应的计算模型并转化成设计方案,最终根据设计方案,按照实际施工要求进行细化和调整,最终完成可实施的悬挑工字钢的分布和安装方案,从而做到从方案设计到方案实施的一步到位,较少相应的返工或是补救措施,避免不必要的麻烦,从而提高工作效率。