駱駿，余政兵

（1重慶建工集團(tuán)第十一建設(shè)有限責(zé)任公司 重慶 400050 2重慶建工集團(tuán)第四建設(shè)有限責(zé)任公司 重慶 400020）

1 問題的提出

高層建筑發(fā)展日新月異，高層建筑除滿足功能需要外，還被視作城市風(fēng)景的重要組成部分，甚至成為城市的地標(biāo)。高層建筑體型越來越復(fù)雜，不可避免地出現(xiàn)高空大跨度懸挑構(gòu)件，且懸挑跨度越來越大，而懸挑腳手架體系是高空大跨度懸挑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和施工安全得以保證的關(guān)鍵。國內(nèi)某些省市都相應(yīng)制定、頒布了指導(dǎo)腳手架設(shè)計和施工的文件或技術(shù)規(guī)程，如福建省頒發(fā)了 《建筑施工懸挑式腳手架安全技術(shù)若干規(guī)定》，用于對懸挑腳手架的審查；上海市頒布的《懸挑式腳手架安全技術(shù)規(guī)程》，對懸挑腳手架的設(shè)計和施工起到指導(dǎo)性的作用[1]。但懸挑腳手架的搭設(shè)對建筑結(jié)構(gòu)的影響問題還沒有得到足夠的重視。懸挑結(jié)構(gòu)腳手架體系是以建筑主體結(jié)構(gòu)為支承的，懸挑結(jié)構(gòu)施工時，施工荷載、懸挑腳手架體系的自重以及懸挑構(gòu)件的自重都傳遞給了主體結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)承載力不足、出現(xiàn)裂縫、產(chǎn)生過大變形等問題在懸挑腳手架設(shè)計和施工過程中都應(yīng)給予重視。

2 工程概況及懸挑腳手架

挑平面尺寸為3.65mX8.55m。為滿足施工要求，需搭設(shè)跨度為4.6～5.0m的懸挑施工外架。該懸挑施工外架懸挑跨度大、位置高、承載力要求高，施工難度大。

根據(jù)該工程的特點(diǎn)，選擇采用懸挑腳手架體系完成屋面局部懸挑鋼構(gòu)架的施工。對比常用的幾種懸挑承力架后，決定采用吊拉式懸挑型鋼承力架作為腳手架的支承架，支承架下部設(shè)置鋼管支架作為安全儲備。為保證鋼結(jié)構(gòu)施工人員和鋼結(jié)構(gòu)下方行人的安全，懸挑承力架從31層高度處開始搭設(shè)。懸挑承力架懸挑橫梁采用[16槽鋼，間距1000mm，采用Φ21.5的鋼絲繩將懸挑橫梁拉結(jié)于上層邊梁上。懸挑承力架下部的鋼管支架斜撐采用Φ48X3.5雙排鋼管。在型鋼支承架上搭設(shè)的扣件式腳手架，架管采用Φ48X3.5鋼管，立桿縱距1000mm，立桿橫距1000mm，步距1500mm。腳手架的搭設(shè)高度為10m。懸挑型鋼腳手架體系見圖1。

圖1 懸挑腳手架體系

某高層住宅結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，共33層，結(jié)構(gòu)高度為99.6m。因建筑造型需要，在屋面設(shè)置了局部懸挑鋼構(gòu)架，其外

3 懸挑腳手架對結(jié)構(gòu)的影響分析

懸挑腳手架的搭設(shè)改變了荷載傳遞路徑，使得結(jié)構(gòu)某些部位的構(gòu)件在施工時和施工完成時內(nèi)力發(fā)生顯著變化。為此，建立ETABS模型，分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件在懸挑腳手架搭設(shè)前，屋面懸挑鋼構(gòu)架施工時及施工完成后內(nèi)力的變化。

將懸挑腳手架視為荷載作用，施加到結(jié)構(gòu)對應(yīng)位置模擬懸挑腳手架對結(jié)構(gòu)的作用。荷載計算如下[1][2]：

根據(jù) 《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130—2001)的相關(guān)規(guī)定，計算得到單根立桿內(nèi)力為NGk=3.37kN，NQk=3.0kN。將吊拉式懸挑型鋼承力架中懸挑橫梁按帶懸臂端的連續(xù)梁計算，由于鋼絲繩彈性模量較小，荷載作用下變形較大[3][4]，將其視為彈性支座，k=5624.7kN/m。懸挑承力架的計算簡圖如圖2、圖3所示。

圖3 活載作用時懸挑承力架計算簡圖

恒荷載作用下，懸挑承力架支座反力：

活荷載作用下，懸挑承力架支座反力：

水平力向右為正，豎向力向上為正。

因懸挑腳手架的搭設(shè)對相鄰構(gòu)件內(nèi)力影響較大，對其他構(gòu)件影響較小。為簡化建模過程，同時盡可能讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于真實的受力環(huán)境，建立28層～屋面（34層）部分結(jié)構(gòu)的ETABS模型，如圖4所示。

圖4 屋面懸挑鋼構(gòu)架施工前及施工完成時的ETABS模型

考慮兩種荷載效應(yīng)組合：(1)永久荷載效應(yīng)起控制作用的組合1.35DL+0.7x1.4LL；(2)可變荷載效應(yīng)起控制作用的組合1.2DL+1.4LL。離懸挑腳手架較遠(yuǎn)的構(gòu)件在施工過程中內(nèi)力變化很小?，F(xiàn)列出與懸挑腳手架相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力計算結(jié)果，見表1、表2，構(gòu)件在懸挑腳手架施工過程中的內(nèi)力變化見表3、表4。梁、剪力墻編號如圖1所示。

對比屋面懸挑腳鋼構(gòu)架施工前、施工時及完成施工后懸挑腳手架附近梁內(nèi)力可知：直接支承懸挑承力架的B1、B2梁，施工時彎矩、剪力、軸力比施工前和完成施工后的大，施工時的內(nèi)力是施工完成后內(nèi)力的1.3倍左右，懸挑腳手架的搭設(shè)對其影響較大；而B3梁在施工前、施工時及施工后內(nèi)力變化不大，懸挑腳手架的搭設(shè)對其影響較小。

對比屋面懸挑腳鋼構(gòu)架施工前、施工時及施工后懸挑腳手架附近剪力墻內(nèi)力可知：剪力墻W1、W3在施工過程中彎矩和剪力變化較大，軸力變化較小。而剪力墻W2施工時的軸力比完成施工后的大，彎矩和剪力變化較小。剪力墻W4、W5的內(nèi)力在施工過程中變化不大。

綜上所述，懸挑腳手架的搭設(shè)對直接支承懸挑型鋼的梁和墻的內(nèi)力影響較大，對周圍構(gòu)件的內(nèi)力影響較小。

另外，鋼絲繩將懸挑承力架拉結(jié)與32層B1、B2梁上，如圖5所示。鋼絲繩對其施加了水平荷載作用，每根鋼絲繩施加給邊梁的水平荷載為NGk=11.32kN，NQk=9.85kN。但由于梁與樓板共同工作，樓板平面外剛度很大，水平荷載對結(jié)構(gòu)的影響較

小。若鋼絲繩拉結(jié)處沒有樓板，鋼絲繩施加給邊梁的水平荷載會在梁平面外產(chǎn)生彎矩和剪力作用，這種情況下應(yīng)驗算梁平面外的承載力是否滿足要求。

表1 梁內(nèi)力（力：kN彎矩kN m）

表2 施工前、施工時梁內(nèi)力與施工后的比值

表3 剪力墻內(nèi)力（力：kN彎矩kN m）

表4 施工前、施工時剪力墻的內(nèi)力與施工后的比值

圖5 鋼絲繩與32層邊梁連接

通過以上分析，為保證懸挑腳手架搭設(shè)施工過程中建筑結(jié)構(gòu)的安全，減小懸挑腳手架對建筑結(jié)構(gòu)的影響，懸挑腳手架設(shè)計施工時應(yīng)做到以下兩點(diǎn)：

（1）懸挑腳手架搭設(shè)方案確定后，需對懸挑腳手架周圍的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行復(fù)核，并對可能出現(xiàn)承載力不足、產(chǎn)生裂縫、較大變形的構(gòu)件需采取適當(dāng)?shù)默F(xiàn)場臨時加固措施，如在梁下架設(shè)鋼管頂撐（如圖1所示）等，以保證結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全；（2）對于需承受荷載較大的懸挑腳手架，可采用分層卸荷的方式，盡可能將荷載分散到盡可能多的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上去，避免少數(shù)構(gòu)件集中受力的情況。

4 結(jié)語

本文分析了某高層住宅屋面局部懸挑鋼構(gòu)架懸挑腳手架施工過程中懸挑腳手架對建筑結(jié)構(gòu)的影響。分析結(jié)果表明，懸挑腳手架的搭設(shè)改變了原荷載傳遞路徑，使得某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件在懸挑鋼構(gòu)架施工過程中發(fā)生了變化。懸挑腳手架對建筑結(jié)構(gòu)的影響應(yīng)給予足夠的重視。在保證懸挑腳手架本身安全的同時，更應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。

[1]DG/TJ08-2002-2006，懸挑式腳手架安全技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ130—2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]張建，忠徐義軍.建筑施工懸挑式腳手架有關(guān)問題探討[J].建筑安全，2010，（02）.

[4]張根鳳.高層建筑懸挑式外腳手架搭設(shè)技術(shù)[J].工程質(zhì)量，2008，(15).