张云华
湖南省中欣建筑工程有限公司 身份证号：43021919781205****
摘 要：建筑企业所应用的施工规范，并没有对悬挑阳台和转角剪力墙等部位外脚手架加固措施进行明确地规定，本文结合某高层建筑具体情况对高层建筑阳台、转角等部位的悬挑钢梁、斜撑进行力学验算，并对该高层建筑悬挑脚手架进行设计，最后对悬挑脚手架施工进行深入地探讨，可供相关人员参考。
关键词：高层建筑； 悬挑外脚手架； 阳台； 转角
1引言
高层建筑施工过程中需要采用外脚手架进行安全防护，悬挑外脚手架底部支撑大多应用钢筋将钢梁一端与混凝土构件进行有效固定，建立起稳定的杠杆支撑系统。在高层建筑阳台部位应用上述支撑方式时，钢梁悬挑会比较长，会承受较大的荷载与挠度，支撑系统的稳定性会变差。而在高层建筑转角部位应用该支撑方式，由于钢梁分布很密，不同锚固段间存在着干涉，无法满足悬挑区段长度1.25倍的设计要求，还存在钢梁从边缘构件、结构柱穿过等问题，存在建筑体钢筋被打断的风险。
2工程概况
某高层建筑设计为安全一级，乙类，抗震等级为三级，采取剪力墙结构方式，地面粗糙度为A。建筑体地上部分为25层，地下三层，总建筑面积为34615.43平方，高度为76.6米，墙顶标高为77.8米。地下部分建筑层高为2.8米，阳台宽度为2.0米，建筑梁板混凝土强度达到C30，每层楼板厚度为0.12米。按照高层建筑施工组织要求，外脚手架为落地式和悬挑式组合方式，第一层板到十八层板采用落地式脚手架，十八层以上采用悬挑钢管双排脚手架防护方式。将十八层作为悬挑层，总计进行一次悬挑，标高设计为80.2米，悬挑高度为30米，步距设置 为1.8米，立杆纵向间距为1.5米、横向间距为0.8米，对高层建筑悬挑脚手架阳台、转角和普通部位的建筑构件内力进行验算。
3高层建筑悬挑脚手架设计
3.1一般部位
应用安全设施计算软件等对高层建筑一般部位进行验算，得到立杆轴向力为9.86千牛，应用16#工字钢，悬挑区段长度值为1.2米，总计为3.5米。抗弯强度为每平方毫米82.52牛，远低于每平方毫米215牛的标准；抗剪强度为每平方毫米25.4牛，满足安全防护设计要求；整体稳定性为每平方毫米109.54牛，达到稳定性要求；挠度值为1.75毫米，不超过4.4毫米的安全要求。
3.2阳台部位
该高层建筑的阳台无法作为悬挑钢梁支承段，需要将悬挑钢梁支撑点设置于建筑结构梁上，但钢梁悬挑区段长度较大，如果应用悬挑端和1.25倍锚固段钢梁支撑方式，钢梁承受载荷和截面都比较大，不便于后续吊装作业，将阳台部位脚手架下支撑应用悬挑端、1.25倍锚固段和斜支撑的方式。
应用安全设施计算软件对悬挑钢梁进行验算， 立杆的轴向力为9.85千牛，悬挑钢梁应用18#工字钢，悬挑区段长度值为2.8米，总长度为8米。抗弯强度为每平方毫米43.22牛；抗剪强度为每平方毫米22.15牛，远低于每平方毫米125牛；整体稳定性为每平方毫米77.12牛，可以满足每平方毫米215牛的要求；挠度值为1.21毫米，满足低于11.6毫米的要求。
对斜支撑进行验算，应用Q235工字钢作为斜支撑，以轴心压杆进行验算，轴力值为31.15千牛，杆件截面厚度值为7.8毫米。长细比为137.13，低于150的标准要求；稳定性为0.26，低于1.0设计要求；强度为每平方毫米21.15牛，不超过每平方毫米215.00牛，可以满足使用要求；局部稳定性为16，可以满足稳定要求。
3.3转角部位
一般建筑工程施工采用的悬挑脚手架下部支撑，多采用悬挑端和1.25倍锚固长度的钢梁的组合方式。设置的悬挑梁需要经过后砌筑的外隔墙，会在高层建筑物墙体中留下较多的孔洞，外脚手架体系被完全拆卸以后，还应该对墙体孔洞进行专业封堵处理，如果采用的堵漏工艺不合理，建筑外墙容易出现渗漏，孔洞附近抹灰会出现空鼓。高层建筑转角部位受力十分复杂，钢梁安装与设置都比较集中，很多钢梁在建筑体中为交叉分布，一些钢梁的末端锚固长度不能满足施工规范要求，还有一些钢梁经过边缘建筑构件、结柱构，会使纵向排列的钢筋被打断，会对高层建筑物主体结构施工质量产生很大的影响，无法达到设计要求。为防止在高层建筑施工过程中出现质量和安全事故，需要对该高层建筑转角部位十八层剪力墙及该层以下1.1米预埋好钢板，斜支撑两侧各自和悬挑钢梁前端和该层以下埋设好的钢板进行焊接固定，这样就可以建立起十分稳定的三角形力学体系。通过深入分析发现，斜支撑计算长度为1.62米，长细比为103.78，小于标准150的要求，悬挑钢梁最高应力为195.34兆帕，低于允许应力值215兆帕，斜支撑最高应力为38.75兆帕，不超过允许应力205兆帕。
4悬挑脚手架施工
4.1施工技术参数
该高层建筑项目施工选用壁厚为3.0毫米、管径为48毫米的Q235扣件钢管用于架设双排脚手架，内立杆距离建筑体墙面距离为0.2米，阳台部位内立杆距离墙体为2.0米，阳台宽度为1.8米，立杆步距也为1.8米，立杆的纵向距离为1.5米。高层建筑工程施工总计悬挑一次，钢梁位于建筑十八层，从该层开始悬挑，悬挑高度为34米。
大多建筑部位悬挑钢梁都应用16#工字钢，钢梁间距离为1.5米，悬挑区段长度值为1.2米，内锚固区段长度为1.8米。悬挑钢梁内杆设置在十八层，外立杆安装于二十层，应用直径为16毫米钢丝绳作为卸荷保护，卸荷点根据立杆间距来进行设置，上、下吊点垂直方向的距离为2.8米，在高层建筑十九层和二十层层结构边梁中埋设吊环，吊环直径为20毫米。
阳台悬挑采用长度为1.8米的18#工字钢梁，钢梁间距为1.6米，悬挑区段长度为2.8米，锚固区段长为4.2米，可以满足施工规范中锚固长度不小于1.25倍悬挑长度的规定。悬挑梁内杆设置于十八层，外杆安装于二十三层，都应用直径为16毫米钢丝绳用于卸荷，根据立杆间距来设置卸荷点，上、下吊点垂直方向距离为5.6米，将直径为20毫米的吊环埋设于二十层、二十五层结构边梁。高层建筑阳台外挑长度比较大，钢梁下层框架埋设钢板，斜支撑应用10#工字钢，上、下支点各自和悬挑梁前端、预埋钢板焊接固定。为降低斜撑长细比，提升外架整体稳定性，不拆除钢梁下层阳台区间内支撑体系，立杆和斜撑都采用水平杆拉结方式来形成整体。
转角悬挑梁为16#工字钢，斜支撑选用10#工字钢，悬挑与支撑相距1.5米，高层建筑剪力墙悬挑长度为1.1米，悬挑层及以下1.1米都埋设有钢板，钢梁一端和预埋钢板进行焊接固定，斜支撑两端各自与钢梁前端、悬挑层以下1.1米埋设钢板进行焊接，可以建立起稳定外支撑体系。悬挑钢梁内立杆在十八层、外立杆在二十三层均采用直径为16毫米的钢丝绳进行卸荷，卸荷点根据立杆间距来进行设置，上、下吊点垂直距离为2.8米，将直径为20毫米吊环埋设于十九层、二十层结构边梁。
4.2施工方法与工艺
按照悬挑钢梁、斜支撑和预埋件等技术要求进行工厂预制，根据设计图纸在高层建筑阳台、转角部位安装好预埋件，再进行混凝土构件的浇筑作业。混凝土构件强度达到设计要求后进行悬挑钢梁安装，再进行斜支撑、脚手架扫地杆等安装，树立起中间立杆，对大、横杆安装安全防栏，从终形成闭合架体，铺满脚手架板。搭设第二步脚手架，与高层建筑墙体进行拉接，在转角部位、立杆外侧设置剪刀撑，挂设好密目安全网，然后按照上序流程与工艺进行搭设，最后接好钢丝绳。
4.3安全保障措施
脚手架高层大于40米，存在风涡流影响因素情况下，可应用抗上升翻流连墙保护方法，该高层建筑脚手架在末道卸荷吊环设置有钢丝绳，下端与埋设在此楼层连墙杆扣件进行连接，上端与脚手架外立杆、连墙杆扣件进行可靠连接。为防止脚手架立杆发生变形，需要对外架回顶处理，悬挑架底应用模板进行封闭，施工作业楼层脚手架板利用钢筋网片进行铺设。悬挑工字梁端部与定位桩进行焊接固定，立杆底部设置在定位桩上。立杆接长与对接扣件进行可靠连接，立杆接头间距应该不低于0.5米。
4.4搭设注意事项
在进行正式搭设前需要对架管进行全面筛选检查，不同规格长度的架管需要分类堆放，根据制定好的施工方案选择架管长度。脚手架与通道连接需要预留出足够尺寸，可以将横杆断开，立杆严禁断开。大横杆上、下横杆接头需要错开布置，将其放置在不同立杆纵向间距，小横杆需要贴近大横杆进行布置，大横杆以上采用直角扣件和立杆进行紧固连接。外立杆平面剪力撑应该与水平保持45-60度倾角，外侧立面高度、长度区间内进行连续设置剪刀撑。工字钢需要根据总平面布置图进行设置，在保证搭设质量的基础上尽量做好分布均匀，满足标准化施工要求。悬挑工字钢不可以直接落在高层建筑阳台和混凝土板。施工作业层架设的脚手架达到满铺要求，可以更好地保证施工作业安全，，与建筑墙面距离应该不超过50毫米。在进行脚手板对接铺设过程中，端头设置有踩脚杆，搭设与拆除应该达到相关安全技术规范要求，应用密目安全网进行封闭保护。在进行悬挑工字梁安装时，当主、次梁存在间隙，需要根据间隙来焊接短钢筋棍，应该进行满焊，这样才能更好地保证脚手架的稳定性。
5结语
综上所述，对高层建筑阳台、转角等部位脚手架搭设进行详细的验算，并根据以往的高层建筑施工经验总结如下：1）高层建筑一般部位的脚手架下支撑可应用悬挑端和1.25倍锚固段钢梁组合安装方式，脚手架的安装与拆除都比较简便，可以达到强度、稳定性和挠度要求。2）高层建筑阳台部位脚手架下支撑可应用悬挑端、1.25倍锚固区段钢梁和斜支撑组合方式，该种形式脚手架承受载荷更为科学合理，构件挠度有所降低，可以进一步提高脚手架稳定性，悬挑梁截面和重量都比较小，满足施工作业现场固定塔吊设备安全吊装运输的要求。3）在高层建筑转角部位悬挑层及以下1.1米埋设钢板，可以形成稳定外支撑体系，不存在转角部位钢梁交叉排列引起的末端锚固段不足问题，有利于节省施工材料，安装与拆卸也更为便利，更好地保证建筑剪力墙完整性，避免出现建筑外墙出现渗漏和孔洞附近抹灰空鼓现象。
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