悬挑式钢管脚手架设计计算课件

悬挑式钢管脚手架设计计算本课程详细介绍悬挑式钢管脚手架的设计计算方法，以《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）为依据，系统讲解悬挑脚手架的结构特点、受力分析、设计方法与验算步骤通过本课程学习，您将掌握悬挑式脚手架的工程实际应用、设计原则、荷载计算以及结构验算方法，帮助工程技术人员规范设计、安全施工课程大纲基础概念悬挑式脚手架基本概念、分类与特点工程案例实际工程应用分析与经验总结设计计算荷载分析、结构设计与验算方法解决方案常见问题剖析与技术解决途径悬挑式钢管脚手架概述定义特点工作原理悬挑式钢管脚手架是一种依靠建利用悬臂梁原理，将荷载通过悬筑物外墙悬挑支撑的临时工作平挑梁传递至建筑结构，形成稳定台，无需地面支撑，完全依靠建的外挑支撑系统，为施工人员提筑物自身结构承重，通过悬臂原供安全的工作环境理形成稳定的施工平台应用范围主要应用于高层建筑外墙施工、幕墙安装、外立面装修、维护和修缮工程，特别适用于地面空间受限或不允许搭设满堂脚手架的场景悬挑脚手架分类按悬挑形式分类按支撑结构分类单排悬挑脚手架仅在建筑物钢管悬挑脚手架使用普通钢一侧设置悬挑支撑结构，适用管作为悬挑梁，经济实用型于小型维修工程双排悬挑脚钢悬挑脚手架采用工字钢或手架在建筑物两侧设置悬挑槽钢作为悬挑梁，承载力大支撑，稳定性更好，承载能力混合式悬挑脚手架结合钢管更强，适用于大型工程和型钢优势，灵活适应不同需求按连接方式分类螺栓连接式使用螺栓固定，安装拆卸方便，适合临时性工程焊接连接式采用焊接固定，连接牢固，适合长期使用扣件连接式使用专用扣件连接，灵活性高，是常用连接方式悬挑脚手架主要构件悬挑梁立杆与横杆包括主梁和次梁，是整个悬挑脚手架的核心立杆垂直设置，支撑工作平台；横杆水平连承重构件主梁直接与建筑物连接，承担整接立杆，增强整体刚度两者共同构成框架个系统的荷载；次梁垂直或平行于主梁布系统，保障结构稳定性置，分担和传递荷载连接件与工作平台斜撑系统连接件包括扣件、连接板等，确保各构件有包括剪刀撑和横向斜撑，增强结构稳定性，效连接工作平台由脚手板组成，为施工人防止变形合理布置斜撑是确保脚手架安全员提供工作场所，同时配置必要的防护设的关键措施施悬挑脚手架受力特点悬臂梁受力分析关键节点应力分布荷载传递路径悬挑梁作为典型悬臂结构，内端固定于悬挑梁与建筑物连接处承受最大应力，脚手架表面荷载经脚手板传至横杆，再建筑物，外端自由，产生显著的弯矩和是整个系统的薄弱环节立杆与横杆连由立杆传至悬挑梁，最终传递至建筑物剪力靠近固定端的弯矩最大，是结构接节点处应力集中，需特别注意扣件质结构风荷载直接作用于立面，通过立设计的控制截面随着悬挑长度增加，量和安装规范斜撑与主体结构连接点杆和横杆系统传递了解荷载传递路径弯矩呈二次方增长，对结构要求更高需精确计算拉压力，确保结构稳定有助于识别关键承载构件和薄弱环节悬挑脚手架应用案例一项目概况技术难点实施效果某35层住宅项目，建筑高度108米，外墙高空作业安全风险高，悬挑梁与主体结构项目成功完成外墙施工任务，脚手架稳定施工采用悬挑式钢管脚手架悬挑高度15连接可靠性要求严格大面积悬挑架体的性良好，最大水平位移控制在15mm以米，分布在建筑8-13层，为上部结构施工整体稳定性控制困难，风荷载影响显著内，垂直偏差不超过10mm，满足规范要提供工作平台悬挑跨度设计为

1.5米，满项目采用加强型悬挑梁设计，增设连墙件求结构监测数据显示，在六级大风条件足施工操作空间需求和剪刀撑，确保结构安全下，关键节点应力水平仍在安全范围内悬挑脚手架应用案例二项目背景某商业大厦幕墙安装工程，建筑为曲面玻璃幕墙设计，外形呈不规则形状特殊结构处理采用可调节悬挑角度的连接装置，适应曲面外墙需求安全控制要点加强风荷载计算，增设监测点，实时监控结构变形该项目最大的技术挑战在于幕墙曲面造型对脚手架的特殊要求设计团队创新采用了分段式悬挑梁系统，每个悬挑段的角度可独立调整，完美贴合建筑曲面施工过程中严格控制每道工序，确保悬挑点位精确定位最终工程安全完成，获得业主高度评价，成为行业典型案例设计规范与标准规范编号规范名称主要适用范围建筑施工扣件式钢管脚扣件式钢管脚手架设JGJ130-2011手架安全技术规范计、搭设与验收建筑施工承插型盘扣式盘扣式钢管支架设计与JGJ231-2010钢管支架安全技术规范施工建筑施工安全检查标准脚手架施工安全检查与GB51210-2016评定建筑施工安全检查评分脚手架安全等级评定JGJ59-2011标准钢结构设计标准型钢悬挑梁设计参考GB/T50017-2017这些规范为悬挑式钢管脚手架的设计、施工与验收提供了权威依据工程技术人员必须严格遵守相关规范要求，确保脚手架设计合理、施工规范、使用安全同时应关注规范更新情况，及时调整设计方法与参数悬挑脚手架设计流程初步方案确定根据工程特点和建筑结构，确定悬挑脚手架类型、布置形式和关键技术参数评估建筑结构承载能力，确定悬挑点位置初步拟定悬挑梁形式、截面尺寸和材料规格荷载计算与分析计算恒荷载、活荷载、风荷载等作用效应分析最不利荷载组合，确定设计荷载评估荷载传递路径，识别关键受力构件实施初步力学分析，验证方案可行性结构设计与校核设计悬挑梁、立杆、横杆尺寸与间距计算并校核各构件强度、刚度和稳定性设计关键连接节点和锚固系统确定脚手板类型和防护设施配置施工图纸绘制绘制总体布置图、节点详图、构造详图编写设计说明书和计算书提供材料表和技术要求完成设计文件审核和批准流程脚手架荷载分类恒荷载活荷载风荷载包括脚手架自身重量，如钢管、指施工人员、施工材料、工具设风力作用于脚手架表面产生的荷扣件、脚手板、栏杆等构件的重备等在脚手架上产生的荷载活载，与架体高度、地理位置、季量这些荷载可以通过材料规格荷载具有移动性和不确定性，设节等因素有关风荷载随高度增和数量准确计算，是设计中最基计时需考虑最不利工况根据施加而增大，是高层脚手架设计的本的荷载类型恒荷载作用方向工需要和工程特点，活荷载一般控制荷载设计时需考虑当地基固定，大小相对稳定，设计时通取

2.0~

3.0kN/m²，重型脚手架本风压和高度变化系数，计算脚常不考虑变化系数可取更高值手架各部位的风荷载值动荷载由施工振动、材料堆放冲击等引起的附加荷载动荷载具有瞬时性和冲击性，对结构安全影响较大设计时通过增加动力系数来考虑动荷载影响，一般取

1.3~

1.5特殊工况下需进行专门的动力分析荷载取值标准

4.05kg/m钢管自重标准钢管规格φ48×

3.6mm，每米重量约为

4.05kg设计计算时需累加所有钢管自重20-25kg/m²脚手板重量根据材质不同，普通木板约20kg/m²，钢板或铝合金板约25kg/m²

2.0-

3.0kN/m²施工荷载一般工况取

2.0kN/m²，重型脚手架取

3.0kN/m²，特殊工况需专门计算

1.5-

2.5kN/m²材料堆放荷载根据实际堆放材料种类和数量确定，轻型材料约

1.5kN/m²，重型材料可达

2.5kN/m²设计计算时，必须根据工程实际情况和最不利工况合理选取荷载值施工中应严格控制荷载，避免超载使用特殊工况下，应进行现场实测，以获取更准确的荷载数据作为设计依据风荷载计算方法基本风压确定风荷载计算公式风压高度变化系数基本风压w₀是设计风荷载计算的基础参风荷载标准值计算公式wₖ=风压高度变化系数μz随高度增加而增数，根据建筑所在地区的气象资料确大，计算公式为βgz·μs·μz·w₀定我国各地区基本风压值在其中βgz为风荷载体型系数，一般取μz=z/10²ᵏ

0.30~

0.70kN/m²之间，沿海和高海拔地

1.0；μs为风压高度变化系数，与高度和区风压值较大设计时应采用当地气象其中z为高度m，k为地面粗糙度系数，地面粗糙度有关；μz为风荷载形状系部门提供的50年一遇基本风压值城市中心区取

0.22，一般城区取

0.30，数，与结构形状有关；w₀为基本风压郊区取

0.35，开阔地带取

0.40荷载组合设计原则最不利荷载组合综合多种荷载同时作用的最不利情况荷载分项系数恒荷载

1.2，活荷载

1.4，风荷载

1.4荷载基本组合恒载+活载+风载最不利方向荷载组合是脚手架设计的关键环节，应遵循极限状态设计法，考虑结构在各种荷载作用下的安全性和适用性根据JGJ130-2011规范，常用的荷载组合方式为

1.2恒荷载+

1.4活荷载+

0.84风荷载，或

1.2恒荷载+

0.98活荷载+

1.4风荷载在实际工程中，应根据结构特点和工程环境，选择控制性的荷载组合进行设计对于高层脚手架，风荷载常常成为控制荷载；而对于低矮脚手架，活荷载通常更为关键安全系数的确定须考虑结构重要性、使用期限和失效后果等因素悬挑梁设计计算悬挑梁计算实例工程背景某18层住宅楼外墙施工，需在9层设置悬挑脚手架，悬挑跨度

1.5m，采用双排钢管脚手架，施工荷载

2.0kN/m²，风压标准值

0.45kN/m²荷载分析每榀悬挑梁间距

1.8m，脚手架自重

0.6kN/m²，总荷载为q=

0.6+

2.0×

1.8=

4.68kN/m，风荷载为w=

0.45×

1.8=

0.81kN/m内力计算最大弯矩M=q·L²/2=

4.68×

1.5²/2=

5.27kN·m；最大剪力V=q·L=

4.68×

1.5=

7.02kN截面验算选用25a工字钢h=250mm,b=124mm,Wx=324cm³，计算应力σ=M/W=

5.27×10³/324=

16.3MPa≤[σ]=215MPa，满足强度要求挠度f=qL⁴/8EI≤[f]=L/150，经计算同样满足要求立杆设计计算立杆间距确定轴向压力计算稳定性验算立杆横向间距一般为

0.9~

1.2m，纵向间单根立杆的轴向压力计算公式N=立杆稳定性验算公式N/φA≤f距一般为

1.5~

1.8m，应根据荷载大小和q₁+q₂·S其中:N为轴向压力，A为截面面积，f为脚手板跨度能力确定立杆间距过大会其中:q₁为恒荷载，q₂为活荷载，S为立杆钢材强度设计值，φ为稳定系数，与杆件增加横杆弯矩和立杆轴力，影响结构安承担的荷载面积，等于纵向间距与横向长细比λ有关λ=L/i，L为计算长度，i全；间距过小则浪费材料，增加工程成间距的乘积考虑荷载分项系数后，设为截面回转半径对于φ48×

3.6mm钢本计轴力为N=

1.2q₁S+

1.4q₂S管，i=

1.657cm，A=

5.13cm²横杆设计计算跨度确定横杆跨度等于立杆纵向间距，一般为

1.5~

1.8m荷载分析考虑脚手板传递的均布荷载和集中荷载弯矩计算最大弯矩M=qL²/8，q为横杆上的线荷载挠度控制最大挠度f≤L/150，确保使用舒适性横杆是支撑脚手板的重要构件，主要承受弯曲变形设计时应控制跨度，标准钢管φ48×

3.6mm的适宜跨度不超过

1.8m计算弯矩时需考虑均布荷载和可能的集中荷载组合，取最不利值进行验算强度验算采用公式σ=M/W≤f，其中W为截面模量，对φ48×

3.6mm钢管，W=

8.46cm³剪刀撑设计布置原则剪刀撑必须从底部第一步纵横向通长设置，沿立杆全高布置适宜角度为45°~60°，过陡或过缓均不利于受力相邻的剪刀撑应形成之字形或人字形，构成空间稳定体系受力分析剪刀撑受力符合杆件轴向力特点，以拉压为主根据相对位置，剪刀撑可能受拉或受压，设计时应同时验算拉力和压力两种工况，特别注意受压时的稳定性问题强度验算剪刀撑受拉强度验算σ=N/A≤ft剪刀撑受压稳定性验算σ=N/φA≤fc由于剪刀撑倾斜设置，其计算长度为实际长度，不进行折减安装要求剪刀撑杆件必须与立杆、横杆可靠连接，使用旋转扣件固定每个剪刀撑杆件应穿过不少于两根立杆，形成有效的约束安装过程中应保证扣件扭矩达到标准要求，确保连接可靠连接节点设计悬挑梁与主体连接扣件连接设计螺栓与焊接连接悬挑梁与建筑结构的连接是整个系统的关扣件是钢管脚手架最常用的连接方式，分型钢悬挑梁通常采用螺栓或焊接连接螺键常用连接方式包括预埋件连接、后锚为直角扣件和旋转扣件直角扣件用于相栓连接计算主要考虑抗剪和抗拉强度，应固连接、贯穿式连接等选择连接方式应互垂直的钢管连接，承载力为

11.9kN；旋按规范选择合适的螺栓等级和数量焊接考虑建筑结构类型、受力状况和施工便利转扣件用于非直角连接，承载力为连接要求焊缝质量可靠，应明确焊接方性预埋件连接可靠性高，但需提前规

6.0kN设计时应确保扣件数量充足，避法、焊条型号、焊缝尺寸和焊接工艺要划；后锚固连接施工灵活，但对建筑结构免节点成为薄弱环节扣件连接设计应考求对于重要节点，应进行无损检测，确有一定破坏虑扭矩要求和防滑措施保焊接质量锚固系统设计锚固点布置原则锚固力计算锚固点应布置在结构受力合理的位锚固力计算应考虑风荷载作用下的拉置，如楼板、梁、柱等构件上锚固力和水平推力每个锚固点的设计拉点间距水平方向不应超过

3.6m，竖力不应小于

1.5kN风荷载较大时，直方向不应超过

4.0m首层和顶层锚固力F=

1.4·α·w·S，其中α为风荷应加密布置锚固点，间距不应超过载分配系数，w为风荷载标准值，S

3.0m转角处和特殊部位应增设锚为锚固点控制的架体面积对于高度固点，确保连接可靠布置应考虑施超过50m的脚手架，应提高锚固力设工便利性和建筑结构承载能力计值锚栓选型锚栓类型应根据建筑结构材料和锚固力大小选择混凝土结构可采用膨胀螺栓、化学锚栓；砌体结构可采用拉爪式锚栓；钢结构可采用高强螺栓穿孔连接锚栓直径一般不小于12mm，埋入深度不少于80mm重要部位应采用抗拉强度更高的锚栓悬挑支撑点受力分析支撑点布置原则局部应力计算支撑点应选择在建筑结构强度较高的位计算支撑点的剪力、弯矩和支反力，分置，如楼板边缘、柱梁结合部等析应力集中现象失效风险控制支撑结构设计考虑最不利工况，设置监测点，定期检根据受力状况设计加强措施，如加垫查支撑点状态板、分散支撑、嵌固加深等支撑点是整个悬挑脚手架的受力关键局部应力集中可能导致支撑点破坏，引发整体坍塌事故设计时应精确计算支撑点受力，确保建筑结构有足够承载能力对于老旧建筑，应进行结构鉴定，必要时进行局部加固重载区域应采取分散力的措施，避免集中受力施工过程中应严格监控，发现异常立即处理单排悬挑脚手架计算要点结构特点与布置荷载传递路径单排悬挑脚手架仅设置一排立杆，荷载传递路径为脚手板→横杆→紧靠建筑外墙，结构简单，材料用立杆→悬挑梁→建筑结构由于仅量少立杆通常距墙200mm左右，有一排立杆，荷载无法分散，横杆横杆一端与立杆连接，另一端与建承受较大弯矩，悬挑梁受力也较集筑物连接适用于外墙装修、更换中计算时需特别关注横杆和悬挑窗户等简单施工，承载能力有限梁的强度与刚度关键构件设计横杆是单排架的关键构件，其跨度通常为

1.0~

1.2m按简支梁计算，验算强度和刚度立杆间距一般取

1.5~

1.8m，高度超过15m时应考虑风荷载影响悬挑梁间距应与立杆纵向间距一致，确保荷载直接传递单排悬挑脚手架计算实例某7层住宅外墙装修工程，架高20m，悬挑跨度

1.2m，立杆纵向间距

1.8m，横杆跨度

1.0m悬挑梁采用16a工字钢，经计算最大弯矩

3.15kN·m，应力

15.75MPa，满足要求横杆采用φ48×

3.6mm钢管，计算弯矩

0.5kN·m，应力

59.1MPa，同样满足要求双排悬挑脚手架计算要点双排架构造特点内外立杆荷载分配整体稳定性分析双排悬挑脚手架设置内外两排立杆，形脚手板传递的荷载由内外立杆共同承双排架的整体稳定性分析应考虑水平位成稳定的空间结构体系内排立杆距墙担，通常按比例分配对于对称布置的移和抗倾覆稳定性水平位移通常控制200mm左右，外排立杆距内排立杆双排架，内外立杆各承担50%的荷载；在H/200以内，H为架体高度抗倾覆稳

0.9~

1.2m两排立杆之间设置横杆和剪对于非对称布置，应按实际情况计算分定性分析中，应计算外立杆底部的拉刀撑，形成刚性框架双排架结构稳定配比例风荷载主要由外排立杆承担，力，确保悬挑梁能够承受这一拉力，必性好，承载能力强，适用于外墙施工、计算时应考虑这一特点内外立杆的轴要时增设拉结构件或加重配重高度超幕墙安装等复杂工程力计算应分别进行，确保各自满足承载过24m的双排架，应增设连墙件，提高力要求整体稳定性悬挑点设计与验算悬挑点受力分析计算悬挑点的弯矩、剪力和支反力混凝土结构嵌固设计确定预埋件尺寸和后锚固穿透深度钢结构连接设计设计适当的连接板、螺栓或焊缝最大悬挑长度确定根据受力分析和材料特性确定安全悬挑距离悬挑点是整个脚手架的受力核心，设计时需特别关注混凝土结构嵌固设计中，预埋件长度不应小于悬挑长度的

1.5倍，预埋钢筋应与结构钢筋焊接或绑扎后锚固连接应选择抗拔力强的膨胀螺栓或化学锚栓，埋入深度不少于150mm钢结构连接应考虑焊缝强度和螺栓抗剪能力，确保连接可靠最大悬挑长度一般不超过

2.5m，超过时应采用特殊加强措施钢管强度与变形计算扣件受力分析与选择

11.9kN

6.0kN直角扣件承载力旋转扣件承载力用于连接相互垂直的钢管，如立杆与横杆之间用于连接相交成任意角度的钢管，如剪刀撑与的连接立杆之间的连接65N·m扣件拧紧力矩确保扣件充分握紧钢管，防止滑移扣件是脚手架的关键连接构件，其质量直接影响整体结构安全按照JGJ130-2011规范，直角扣件的抗滑承载力标准值为

11.9kN，旋转扣件为

6.0kN设计时应考虑扣件的实际受力情况，确保不超过其承载能力重要节点应增设扣件，如立杆与横杆连接处采用双扣件连接扣件安装质量控制是施工中的关键环节扣件应完好无损，表面无裂纹、变形螺栓应拧紧至规定扭矩（65N·m），既能确保连接牢固，又不会损坏扣件扣件与钢管接触面应平整，确保传力可靠定期检查扣件松动情况，特别是在大风或振动条件下，及时紧固松动扣件脚手板设计与验算木质脚手板钢质脚手板铝合金脚手板木质脚手板采用松木或杉木制钢质脚手板采用冷轧钢板压制铝合金脚手板重量轻、强度作，厚度不小于50mm，宽度成型，常见厚度为高、耐腐蚀、不会产生火花，为200~250mm具有重量

1.5~

2.0mm，具有承载力高、适合特殊环境使用承载能力轻、成本低的特点，但耐久性耐久性好的特点表面一般做一般为

4.0kN/m²，最大跨度可较差，易受潮变形，防火性能防滑处理，提高安全性承载达

1.8m缺点是成本较高，易不佳承载能力一般为能力可达

5.0kN/m²，最大跨度受冲击损伤验算时需考虑金

3.0kN/m²，最大跨度不宜超过可达

2.0m缺点是重量较大，属材料的疲劳特性，确保长期

1.5m使用前应检查有无腐热传导性好，夏季表面温度使用安全朽、裂缝等缺陷高复合材料脚手板复合材料脚手板采用玻璃纤维增强塑料制成，兼具轻质和高强度特点，同时具有良好的耐腐蚀性和绝缘性承载能力可达

4.5kN/m²，最大跨度为

1.7m左右适合电力施工等特殊环境，但价格较高，不适合大规模普通工程使用防护设施设计防护栏杆设计挡脚板设计防护栏杆是脚手架边缘的基本防护措挡脚板设置在脚手架边缘的脚手板施，能有效防止人员坠落根据上，用于防止工具、材料等物品滑落JGJ130-2011规范，防护栏杆高度不伤人挡脚板高度不应小于应小于

1.2m，由上、中、下三道横180mm，可采用木板或金属板制杆组成上横杆距脚手板面高度应为作，厚度不小于20mm挡脚板应与

1.2m，中横杆设在上、下横杆之立杆固定，确保安装牢固挡脚板应间，下横杆应紧贴脚手板栏杆应采沿脚手架外侧及两端连续设置，形成用φ48×

3.6mm钢管制作，与立杆可完整的防护系统靠连接安全网设置安全网是防止人员坠落和物体飞落的重要防护设施根据规范要求，脚手架外侧应设置密目式安全网，网目不大于25mm×25mm安全网应从底部到顶部连续设置，覆盖整个脚手架外立面安全网与脚手架应每隔1m设置固定点，确保连接可靠，防止大风条件下脱落悬挑脚手架整体稳定性分析整体刚度要求确保脚手架作为整体具有足够的刚度抵抗各种荷载水平位移控制控制架体最大水平位移在H/200范围内抗倾覆验算3保证在极端荷载作用下脚手架不发生整体倾覆连墙件布置合理设置连墙件增强整体稳定性悬挑脚手架整体稳定性分析是确保结构安全的关键环节整体刚度主要通过剪刀撑和水平支撑系统提供，设计时应确保剪刀撑布置合理，形成空间稳定体系水平位移控制是评估结构刚度的重要指标，通常要求最大水平位移不超过架体高度的1/200，高度超过24m的脚手架，应通过连墙件控制位移抗倾覆验算考虑最不利荷载工况，如单侧最大风荷载或偏心荷载验算时应计算外立杆底部的拉力，确保悬挑梁能够抵抗这一拉力对于高度较大的脚手架，可能需要设置配重或拉结构件，增强抗倾覆能力连墙件是保证整体稳定性的重要构件，应按规范要求设置，一般水平间距不超过4m，竖向间距不超过4m连墙件设计计算连墙件是确保脚手架整体稳定性的关键构件，设计时应遵循水平间距不大于4m，竖向间距不大于4m的原则根据JGJ130-2011规范，脚手架高度大于24m时，必须设置连墙件；高度小于24m时，也应根据稳定性计算结果确定是否设置每个连墙点的抗拔设计值不应小于

1.5kN，风荷载较大区域应适当增大连墙件的构造可采用φ48×

3.6mm钢管制作，与脚手架立杆采用直角扣件连接，与建筑物连接处可根据建筑情况选择膨胀螺栓、穿墙螺栓或专用连接件连接点应避开建筑物的薄弱部位，如窗户玻璃、通风口等施工时应确保连墙件安装位置准确，连接牢固，特别是膨胀螺栓的安装质量，直接影响连墙件的抗拔能力脚手架设计软件应用PKPM软件功能介绍建模方法与技巧计算结果分析PKPM脚手架设计软件是专门用于建筑施PKPM脚手架建模可采用参数化输入或图软件计算结果输出包括内力分析、应力工脚手架设计的专业软件，包含悬挑脚形交互方式参数化输入适合规则性强校核、位移分析和稳定性评价等内容手架、满堂脚手架、附着升降脚手架等的脚手架，只需输入几何尺寸和荷载参使用者应重点关注超应力构件、过大变多种类型的设计模块软件基于国家最数；图形交互方式适合复杂形状的脚手形部位和稳定系数较低的区域，据此优新规范标准开发，能够自动进行荷载计架，可直观地绘制架体布置建模时应化设计方案结果分析还可通过颜色云算、结构分析、构件验算和施工图生注意单位统一，坐标系设置合理，构件图直观显示，便于识别薄弱环节完成成，大大提高设计效率和准确性属性定义准确，以确保计算模型与实际计算后，软件可自动生成计算书和施工结构一致图纸，满足设计文件要求有限元分析在脚手架设计中的应用建模方法与简化脚手架有限元建模通常采用线单元模拟钢管，节点采用刚接或铰接模拟建模时需要合理简化，如对称结构可只建半模型，大型脚手架可分区段建模对于重点分析的局部区域，应细化网格提高计算精度钢管截面特性、材料参数和连接方式应准确定义，确保模型真实反映实际结构边界条件设置边界条件设置是影响计算结果准确性的关键因素悬挑脚手架的边界条件包括悬挑梁与建筑物的连接约束、立杆底部的支撑条件以及连墙点的约束悬挑梁嵌固端通常设置为固定约束，连墙点可设置为弹性支撑，刚度根据实际连接方式确定不同的边界条件会导致计算结果显著差异，应根据实际工程情况合理选择荷载施加与组合有限元分析中，恒荷载可直接通过定义构件密度自动计算；活荷载可施加在脚手板所在位置；风荷载则需按高度分段施加，考虑压力系数和风速高度变化荷载组合应考虑最不利的工况，包括全部荷载组合、部分活荷载组合、最大风荷载组合等对于高层脚手架，还应考虑动力风荷载的影响结果分析与应用有限元分析结果包括构件内力、节点位移、结构频率和振型等结果分析应关注关键构件的应力水平、关键节点的位移量以及整体结构的变形模态通过位移云图可识别薄弱环节，通过应力云图可发现超应力区域分析结果用于优化设计，如调整立杆间距、增加剪刀撑或改变连墙件布置等计算实例一高层建筑外墙悬挑脚手架工程概况某25层住宅楼，建筑高度78m，需在外墙施工中设置悬挑式钢管脚手架工程位于二类风区，基本风压

0.45kN/m²，悬挑脚手架高度覆盖10~25层，总高度45m设计参数采用双排悬挑脚手架，悬挑跨度

1.8m，立杆横距

1.1m，纵距

1.8m，搭设高度45m主要荷载施工荷载

2.0kN/m²，材料堆放荷载

1.5kN/m²，架体自重按

0.6kN/m²计算计算过程悬挑梁受力分析最大弯矩M=qL²/2=

11.2kN·m，选用25a工字钢，应力σ=M/W=

34.6MPa≤[σ]立杆轴力计算内立杆N₁=

38.8kN，外立杆N₂=

42.3kN，均满足φ48×

3.6mm钢管承载力要求关键节点设计悬挑梁采用穿墙螺栓连接，M20高强螺栓，每榀设4个连墙件水平间距

3.6m，竖向间距

3.6m，采用φ48×

3.6mm钢管制作，与墙体连接采用膨胀螺栓M12@400剪刀撑每隔6m设置一道，角度保持在45°~60°之间计算实例二异形建筑悬挑脚手架工程特点特殊处理方案计算与验证某文化中心项目，外墙为复杂曲面结构，采用可调节式悬挑梁系统，主梁采用16a针对不同倾角段分别进行受力计算，采用建筑高度38m，外墙倾斜角度变化在工字钢，次梁采用槽钢，通过特制的角度三维有限元分析验证整体稳定性重点分0°~15°之间，需设置悬挑脚手架进行幕墙调节连接板实现不同角度的连接立杆底析特殊连接节点的应力集中情况，采用局安装常规悬挑脚手架难以适应曲面变部设置可调节底座，适应不同坡度外侧部加强措施解决采用分段安装策略，先化，需进行特殊设计处理设置可调节支撑杆，确保工作平台水平搭设标准段，再处理过渡段，最后完成特每个转角处设置特殊加强措施，防止局部殊段实际施工中，采用激光测量技术确变形保定位精确，架体稳定性良好计算实例三大跨度悬挑脚手架工程需求技术难点某商业大厦外装修工程，需设置悬挑跨度

2.5m的悬挑跨度大，常规工字钢难以满足强度和刚度要脚手架2求控制要点解决方案严格控制悬挑梁变形，加强监测与检查频率采用组合式悬挑梁设计，加设下部支撑系统该工程采用了创新的组合式悬挑梁设计，主梁采用30a工字钢，底部加设16a工字钢作为加强筋，两者间隔20cm，通过连接板和高强螺栓形成组合截面悬挑梁间距控制在

1.2m，比常规设计更密，以分散荷载每个悬挑点采用4个M24高强螺栓穿墙连接，内部设置分散板，减小局部应力集中计算书显示，组合梁最大弯矩为

18.6kN·m，合成截面模量为678cm³，计算应力为

27.4MPa，远小于设计强度166MPa，有足够安全储备最大挠度控制在12mm，满足L/200的要求施工过程中，安排专人每日检查悬挑梁变形情况，设置位移监测点，及时掌握架体状态变化，确保施工安全悬挑脚手架施工工艺流程测量放线精确测量悬挑点位置，在建筑物上弹出水平控制线和垂直控制线根据设计图纸，标注悬挑梁、立杆位置，确保定位准确测量时应使用激光水平仪或全站仪，确保测量精度测量数据应由专业人员复核，避免误差累悬挑梁安装积根据设计要求安装悬挑梁，确保水平度和标高准确悬挑梁与建筑物连接应严格按照设计图纸执行，采用螺栓连接时应检查扭矩，采用焊接时应进立杆搭设行焊缝检查梁端部应设置防滑装置，防止悬挑梁在安装过程中滑落安装完成后，应进行初步验收，确认悬挑梁位置和连接符合要求在悬挑梁上安装立杆，保证垂直度和间距符合设计要求立杆底部应与悬挑梁可靠连接，采用双扣件固定立杆长度一般控制在6m以内，超过6m时应采用对接，对接处必须采用对接扣件连接，并错开布置立杆垂直度横杆与斜撑安装偏差不应超过H/500且不大于50mm横杆安装高度应符合设计要求，一般首层距地面不大于200mm，标准步距为

1.8m横杆与立杆连接采用直角扣件，扣件应拧紧至规定扭矩斜撑脚手板铺设与防护设施安装应按设计位置布置，与立杆连接采用旋转扣件，确保角度正确，连接牢固所有扣件安装完成后，应进行专项检查脚手板铺设应严格按照设计要求进行，铺满工作层，不得留有空隙脚手板应与横杆固定，防止移位随后安装防护栏杆、挡脚板和安全网等防护设施，确保防护设施连续、完整防护栏杆高度不小于

1.2m，挡脚板高度不小于180mm，安全网应采用密目网，覆盖整个外立面悬挑脚手架质量控制关键节点控制材料控制悬挑梁与建筑物连接牢固，采用穿墙螺栓或钢管应符合标准，无明显变形、裂纹和锈预埋件立杆与悬挑梁连接可靠，采用双扣蚀扣件表面光洁，螺栓转动灵活型钢规件固定横杆与立杆连接紧密，扣件扭矩符格准确，表面平整进场材料应有质量证明合要求连墙件设置符合设计要求，连接可文件并进行抽样检验靠验收标准常见质量缺陷杆件垂直度偏差不大于H/500且不大于3悬挑梁固定不牢固，扣件松动或缺失，立杆50mm水平杆水平度偏差不大于L/300且垂直度超标，剪刀撑设置不规范，连墙件数不大于20mm立杆间距偏差不大于量不足或连接不可靠，防护设施不完善±50mm连墙件设置和连接符合设计要求安全检查与维护检查类型检查频率检查重点负责人员日常检查每日一次扣件松动、杆件变形、防护设施完整性专职安全员周期检查每周一次整体稳定性、连墙件状态、立杆垂直度项目工程师特殊检查大风、暴雨后悬挑梁变形、连接节点状态、整体位移技术负责人专项检查施工阶段变更时变更部位结构安全性、荷载影响评估设计工程师第三方检查重要节点验收时全面安全评估、符合性检查专业检测机构安全检查是确保悬挑脚手架安全使用的关键措施日常检查应重点关注扣件松动、杆件变形、防护设施完整性等项目，发现问题立即处理特殊天气后的检查尤为重要，特别是大风过后，应全面检查悬挑梁变形、连接节点和整体位移情况维护保养措施包括定期紧固松动扣件、更换损坏构件、清理工作平台杂物等使用过程中应严格控制荷载，避免超载使用可通过在关键位置设置载荷指示器或变形监测装置，实现超载预警和实时监测，及时发现安全隐患，确保施工安全悬挑脚手架常见问题分析悬挑梁变形过大连接节点松动悬挑梁变形超过允许值的主要原因包连接节点松动主要发生在扣件连接处、括选用强度不足的型钢，悬挑长度超悬挑梁与建筑物连接处以及连墙件与墙过设计值，实际荷载超过设计荷载，或体连接处原因包括初始安装不到悬挑梁与建筑物连接不牢固解决方位，扭矩不足；振动影响导致螺栓松法选用更高强度的型钢或增大截面尺动；扣件质量不合格；使用时间长产生寸，控制悬挑长度在安全范围内，严格疲劳松动解决方法严格控制扣件安控制施工荷载，加强悬挑梁与建筑物连装质量，使用扭矩扳手确保扭矩达标；接，必要时可采用组合梁或下部支撑方定期检查并紧固松动连接；重要节点采案用双重固定措施；更换质量不合格的连接件整体稳定性不足整体稳定性不足表现为架体水平位移过大、摇晃明显或局部变形严重原因包括剪刀撑设置不够或角度不当；连墙件数量不足或分布不合理；立杆垂直度不符合要求；基础沉降不均匀解决方法增设剪刀撑，并保持合适角度（45°~60°）；按规范要求设置足够数量的连墙件；校正立杆垂直度；检查并调整基础支撑条件悬挑脚手架失效案例分析一事故概况失效原因分析技术教训某18层住宅楼外墙施工中，设置在10层的调查发现主要原因有悬挑梁与建筑物连该事故反映了悬挑脚手架设计和施工中的悬挑脚手架在使用过程中突然坍塌，造成3接采用膨胀螺栓，数量不足且安装质量多项严重问题悬挑梁与建筑物连接是关人受伤，经济损失约50万元悬挑脚手架差；施工过程中超载使用，当天堆放了大键节点，必须保证连接可靠性；材料不得跨度为

1.8m，采用20a工字钢作为悬挑量墙砖；现场测量显示工字钢规格与设计擅自更换，必须符合设计要求；高大脚手梁，间距

2.0m，搭设高度为24m，事故发不符，实际使用16a代替了设计的20a；脚架必须按规范设置连墙件；施工荷载必须生时正值材料吊运过程手架高度超过了规范允许的最大值，且未严格控制，不得超载；施工前应进行安全按要求设置连墙件技术交底，提高施工人员安全意识悬挑脚手架失效案例分析二60km/h35m6m风速数据架体高度连墙间距事故发生时的最大风速，超过了设计考虑的工作风速脚手架搭设高度，风荷载随高度增加而显著增大实际连墙件间距，超出规范规定的4m最大间距某商业建筑外墙装修工程，使用悬挑式钢管脚手架，在一次强风天气中，脚手架外侧出现大面积安全网脱落，部分立杆变形，造成工程中断和安全隐患事故调查发现，风荷载是主要致因，但深层次原因是设计和施工存在多项缺陷技术分析表明设计阶段低估了风荷载，未考虑当地特殊风况；连墙件间距过大，未达到高层脚手架的加密要求；安全网选用普通密目网，风阻系数大；未设置泄风装置，形成了风帆效应；施工过程中未按大风预警要求采取临时加固措施改进建议包括设计时充分考虑当地风况特点，合理计算风荷载；严格控制连墙件间距，高层部分应加密设置；考虑采用透风型安全网，减小风阻系数；设置泄风装置，减小整体风荷载；制定完善的大风应急预案新材料在悬挑脚手架中的应用悬挑脚手架设计创新模块化设计快速装拆技术智能监测系统模块化设计是脚手架技术发展的重要快速装拆技术主要体现在连接方式创智能监测系统是提高脚手架安全性的趋势，将悬挑梁、立杆系统、连接件新上，如快插式连接、卡扣式连接替创新方向，通过在关键节点安装应力等标准化为可快速组装的模块这种代传统扣件连接，大大减少了安装时传感器、位移传感器等，实时监测脚设计显著提高了安装效率，减少现场间自锁式悬挑梁系统可一人操作安手架受力和变形情况数据通过无线施工时间，降低了安装误差模块之装，减少了高空作业风险某工程实传输至监控中心，建立脚手架健康监间采用标准化接口连接，确保结构稳践显示，采用快速装拆技术后，安装测系统当出现异常时，系统自动报定性和承载能力复杂工程可通过模效率提高约40%，拆除效率提高约警，提醒管理人员采取措施部分先块组合实现定制化方案50%，同时提高了安全性进系统还集成了视频监控和气象监测，形成全方位安全管控国际先进案例欧洲某大型工程采用了全铝合金材质的自升降悬挑脚手架系统，整体重量减轻40%，安装效率提高60%日本某高层建筑维护项目使用了机器人辅助安装的悬挑脚手架，减少了70%的人工操作国内某超高层项目采用BIM技术辅助设计的定制化悬挑脚手架，精确适应了复杂外形，保障了施工质量和安全悬挑脚手架施工注意事项高空作业安全措施悬挑脚手架施工属于高危作业，必须采取完善的安全防护措施作业人员必须佩戴安全帽、安全带，安全带应系挂在可靠的构件上搭设高度超过24m时，应设置爬梯间或安全通道，保证人员安全上下架体外侧必须设置密目安全网，防止物体坠落地面应设置警戒区和安全标志，防止无关人员进入危险区域搭设顺序控制悬挑脚手架搭设必须遵循正确的施工顺序先安装悬挑梁，确保连接牢固；再搭设立杆和第一道水平杆；然后按照由下到上、由里到外的顺序逐步搭设；剪刀撑和连墙件必须与主体结构同步安装，不得滞后；最后安装防护设施搭设过程中，必须确保已完成部分的稳定性，避免中间状态失稳材料提升与运输材料提升应使用专用提升设备，如小型电动葫芦或建筑电梯提升过程中应有专人指挥，避免材料碰撞建筑物或已搭设的脚手架重型构件提升应采用可靠的绑扎方法，防止脱落材料在脚手架上运输时应轻拿轻放，避免冲击荷载禁止使用脚手架作为材料滑道或直接在脚手架上抛掷材料特殊天气应对措施大风天气（风速超过

10.8m/s）应停止高空作业，提前加固脚手架，增设临时拉结构件暴雨前应清理排水孔，防止积水增加荷载雷电天气应停止作业，作业人员撤离至安全区域冬季施工应注意防滑，脚手板结冰时应及时清理夏季高温施工应采取防暑降温措施，避免中暑技术在脚手架设计中的应用BIM建模方法BIM脚手架BIM建模通常采用专业软件如Revit、Tekla或专用脚手架设计软件完成建模过程首先导入建筑模型，确定脚手架位置和范围；然后设置参数化构件库，包含标准钢管、扣件、悬挑梁等；接着按照设计规范自动或半自动生成脚手架模型；最后进行细节调整和优化BIM模型可精确表达每个构件的几何尺寸、材料属性和空间位置碰撞检测应用BIM技术的关键优势之一是实现脚手架与建筑结构、设备管线等的碰撞检测通过碰撞检测可提前发现悬挑梁与建筑构件的干涉、脚手架与外墙设备的冲突、安全通道的障碍等问题某工程实践中，BIM碰撞检测发现32处潜在冲突，提前调整设计方案，避免了施工返工，节约成本约15万元施工模拟与优化BIM技术可实现脚手架施工过程的4D模拟（三维+时间维度），直观展示各阶段的搭设状态和施工顺序通过模拟可优化施工工序，识别关键路径，合理安排人员和材料同时，还可进行荷载分析和结构验算，优化构件布置和规格，减少材料用量某高层项目通过BIM优化，脚手架材料用量减少12%，施工周期缩短8%悬挑脚手架验收规范验收准备搭设单位自检合格后，向监理或建设单位提出验收申请准备验收资料包括脚手架设计计算书、施工方案、材料合格证、搭设过程检查记录、自检报告等组织相关人员参加验收，包括项目负责人、技术负责人、专业工程师、监理工程师和安全员等主要检查项目检查悬挑梁位置、规格和连接方式是否符合设计要求验证立杆间距、垂直度和连接质量检查横杆、斜撑布置和连接情况核查连墙件数量、位置和连接可靠性检查脚手板铺设、防护栏杆、挡脚板和安全网等防护设施是否符合规范采用经纬仪、钢卷尺、水平仪等工具进行必要的实测验收标准立杆垂直度偏差不大于H/500且不大于50mm水平杆水平度偏差不大于L/300且不大于20mm立杆间距偏差不大于±50mm连墙件设置和连接符合设计要求脚手板铺设严密，无探头板和空隙防护栏杆高度不小于

1.2m，挡脚板高度不小于180mm扣件紧固，无松动，悬挑梁无明显变形验收文件与处理编制验收记录，详细记载检查情况、发现问题和处理意见所有参与验收的人员签字确认对于不符合要求的项目，要求搭设单位整改后重新验收验收合格后方可投入使用，验收资料归档保存使用过程中如有变更，应重新办理验收手续悬挑脚手架经济性分析造价构成分析人工费用材料费钢管、扣件、型钢等材料成本，约占总搭设、维护和拆除的人工成本，约占总成本的成本的60-70%20-25%其他费用机械设备费设计费、检测费、安全措施费等，约占总成本的提升设备、运输工具等使用费用，约占总成本的5-10%5-10%悬挑脚手架与传统满堂脚手架相比，具有一定的经济优势在高层建筑施工中，悬挑脚手架可节省约30-40%的材料用量，减少约25%的人工成本对于地面空间受限的项目，悬挑脚手架还可避免地面搭设费用和场地租赁费用，间接经济效益显著优化设计是降低脚手架成本的关键合理选择悬挑梁规格和间距可减少材料用量；精确计算荷载，避免过度设计；采用标准化构件，提高周转利用率；优化施工工序，提高安装效率某工程案例通过BIM技术优化设计，在保证安全的前提下，降低了约15%的脚手架工程造价，同时缩短了施工周期，取得了显著的经济效益设计计算常见错误与防范设计计算中的常见错误可能导致严重安全隐患荷载取值不当是最常见的错误，如低估风荷载影响、忽略动荷载效应、材料堆放荷载取值不足等荷载应根据实际工程情况和规范要求合理确定，必要时进行现场测试结构简化不合理也是常见问题，如忽略悬挑梁与建筑物连接的弹性变形、将扣件连接简化为刚性连接等，导致计算结果与实际情况不符稳定性验算不足是另一个严重问题，特别是高大脚手架的整体稳定性和局部稳定性验算常被忽视应加强对立杆失稳、悬挑梁侧向变形、整体倾覆等稳定性问题的分析连接节点设计不当也是事故的常见原因，如悬挑梁与建筑物连接强度不足、扣件数量不够、连墙件设置不合理等设计时应特别关注关键连接节点，确保传力路径清晰可靠总结与展望设计关键点回顾悬挑梁设计、荷载计算、节点连接和整体稳定性技术发展趋势模块化、智能化、轻量化和绿色环保规范更新动态3新材料应用规范、BIM设计标准和安全管理规定学习资源推荐专业书籍、技术手册、案例分析和培训课程本课程系统介绍了悬挑式钢管脚手架的设计计算方法，从基本概念到具体实例，全面涵盖了悬挑脚手架的理论知识和实践应用通过学习，您应已掌握悬挑脚手架的结构特点、受力分析、设计计算和安全控制要点，能够应对各类工程中的技术难题悬挑脚手架技术正朝着更安全、高效、经济的方向发展新材料、新工艺和信息技术的应用将进一步提升脚手架性能BIM技术与脚手架设计深度融合，实现精确化、可视化设计装配式、模块化发展趋势明显，提高施工效率智能监测系统的应用将大幅提升安全管理水平建议工程技术人员持续学习先进技术，不断提高专业能力，为建筑施工安全做出贡献。