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摘要：现在高层建筑越来越多，户外电梯成为高层施工必不可少的垂直运输设备，同时户外电梯通道防护架的设置和使用成了众多技术管理人员的的研究重点。本文结合施工现场实际和成功范例，对户外电梯的防护架进行研究。
关键词：户外电梯；悬挑结构；计算书；荷载
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
本工程为平煤神马建工集团有限公司建井三处高层商住楼，位于光明路与曙光街交叉口西北角，该工程总建筑面积58586.6m²，部分框支剪力墙结构，地下2层，地上32层，其中1至3层为商场，底商顶标高至15m。施工电梯安装在东面外墙北侧，东侧女儿墙顶标高100.8m，施工升降机基础标高-1.4m，从施工升降机基础顶面至女儿墙顶102.4米，该工程选用：SCD200/200型施工升降机。
二、构造要求及技术措施
1、扣件式钢管脚手架技术措施
（1）立杆。立杆布置详见附图，基础应平整，若立杆底部坐落在回填土上，需在立杆底部铺设12槽钢。立杆接头采用对接扣件连接，立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头交错布置，两相邻立杆接头避免出现在同步同跨内，并在高度方向均错开50cm；各接头中心距主节点距离不大于60cm。
（2）大横杆。大横杆置于小横杆之下，在立杆内侧，用直角扣件与立杆连接扣紧；大横杆采用对接扣件连接，接头交错布置，不在同步同跨内，相邻接头水平距离不小于50cm，各接头距立杆的距离不大于60cm。
（3）小横杆。每一立杆与大横杆相交处必须设置一根小横杆，且用直角扣件扣在大橫杆上。小横杆间距于立杆柱距相同。小横杆伸出外排大横杆边的距离不小于10cm。上下小横杆在立杆处交错布置，同层的相邻小横杆在立杆处相向布置。
（4）剪刀撑的连接采用搭接，搭接长度不小于1m，并用3个旋转扣件固定，端部扣件的边缘至杆端的距离不小于10cm。
（5）脚手板。脚手板采用钢架板，每层均满铺，并在外围设置安全网及护身栏杆。脚手板应平稳、铺稳，避免出现探头及空挡现象。
（6）连墙杆。连墙杆采用¢48×3.0的钢管，它与脚手架、建筑物的连接采用直角扣件。连墙杆横竖向顺序排列、均匀布置、与架体和结构里面垂直，并尽量靠近主节点。连墙杆伸出扣件的距离大于10cm。
（7）防护设施。脚手架满挂全封闭密目网。密目网用1.8×6.0m规格，用网绳绑扎在大横杆外立杆里侧。每层脚手架立杆于0.60m及1.2m处设置两道护身栏杆。
2、为确保施工电梯操作平台施工安全，采用悬挑式脚手架将施工电梯围护并搭设操作平台。脚手架搭设高度103米，17.93m以下（五层）主要承重立杆采用单立杆，生根与天然地基上，地面夯实后用碎石回填并压实，然后做100mm厚混凝土垫层，立杆下方垫槽钢，提高稳定性；五层以上立杆每7层悬挑一次，生根于外挑工字钢上，每一悬挑层设四道悬挑工字钢，每道工字钢用Φ12钢丝绳斜拉在上一结构层预埋环上，钢丝绳上加花篮螺栓以方便调节钢丝绳拉紧度。
三、搭设施工图
悬挑结构及立杆布置图
说明：1、操作平台横杆间距300mm，平台满铺钢架板；
2、悬挑工字钢预埋3道Φ16钢筋吊环进行固定，外端用Φ12钢丝绳斜拉卸载。
侧立面图
四、参数信息
1.脚手架參数
双排脚手架搭设高度为 20 m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.6m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙距离为0.20 m；
采用的钢管类型为 Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):5.000；
脚手架用途:施工通道脚手架；
同时施工层数:2 层；
3.风荷载参数
本工程地处河南平顶山，基本风压0.35 kN/m2；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；
脚手板自重标准值(kN/m2):0.500；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:7 层；
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外懸挑段长度1.4m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C30；
五、立杆荷载的计算
经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.088 kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值
NQ = 5×0.6×1.5×2/2 = 4.5 kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.088+ 0.85×1.4×4.5= 12.661 kN；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.088+1.4×4.5=13.606kN；
六、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0 = 0.35 kN/m2；
μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74；
μs -- 风荷载体型系数：取值为0.214；
经计算得到，风荷载标准值为:
Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.214 = 0.039 kN/m2；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.039×1.5×1.82/10 = 0.022 kN·m；
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = 12.661 kN；
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 13.606kN；
計算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ：μ = 1.5 ；
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 196 ；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.188
立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；
立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；
钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
考虑风荷载时σ = 12661.2/(0.188×424)+22438.551/4490 = 163.834 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 163.834 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
不考虑风荷载时σ = 13606.2/(0.188×424)=170.692 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 170.692 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
七、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
σ = M/φbWx ≤ [f]
其中φb -- 均勻弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
经过计算得到最大应力 σ = 4.016×106 /( 0.93×185000 )= 23.366 N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 σ = 23.366 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
八、结语
经过施工现场的成功安全使用，证明了该方案的可行性和安全性，为以后类似的工程提供了理论和实践基础，赢得了建设单位和监理单位的一直好评。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
[2]《建筑結构荷载规范》(GB 50009-2001)
[3]《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
[4]《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸
关键词：户外电梯；悬挑结构；计算书；荷载
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
本工程为平煤神马建工集团有限公司建井三处高层商住楼，位于光明路与曙光街交叉口西北角，该工程总建筑面积58586.6m²，部分框支剪力墙结构，地下2层，地上32层，其中1至3层为商场，底商顶标高至15m。施工电梯安装在东面外墙北侧，东侧女儿墙顶标高100.8m，施工升降机基础标高-1.4m，从施工升降机基础顶面至女儿墙顶102.4米，该工程选用：SCD200/200型施工升降机。
二、构造要求及技术措施
1、扣件式钢管脚手架技术措施
（1）立杆。立杆布置详见附图，基础应平整，若立杆底部坐落在回填土上，需在立杆底部铺设12槽钢。立杆接头采用对接扣件连接，立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头交错布置，两相邻立杆接头避免出现在同步同跨内，并在高度方向均错开50cm；各接头中心距主节点距离不大于60cm。
（2）大横杆。大横杆置于小横杆之下，在立杆内侧，用直角扣件与立杆连接扣紧；大横杆采用对接扣件连接，接头交错布置，不在同步同跨内，相邻接头水平距离不小于50cm，各接头距立杆的距离不大于60cm。
（3）小横杆。每一立杆与大横杆相交处必须设置一根小横杆，且用直角扣件扣在大橫杆上。小横杆间距于立杆柱距相同。小横杆伸出外排大横杆边的距离不小于10cm。上下小横杆在立杆处交错布置，同层的相邻小横杆在立杆处相向布置。
（4）剪刀撑的连接采用搭接，搭接长度不小于1m，并用3个旋转扣件固定，端部扣件的边缘至杆端的距离不小于10cm。
（5）脚手板。脚手板采用钢架板，每层均满铺，并在外围设置安全网及护身栏杆。脚手板应平稳、铺稳，避免出现探头及空挡现象。
（6）连墙杆。连墙杆采用¢48×3.0的钢管，它与脚手架、建筑物的连接采用直角扣件。连墙杆横竖向顺序排列、均匀布置、与架体和结构里面垂直，并尽量靠近主节点。连墙杆伸出扣件的距离大于10cm。
（7）防护设施。脚手架满挂全封闭密目网。密目网用1.8×6.0m规格，用网绳绑扎在大横杆外立杆里侧。每层脚手架立杆于0.60m及1.2m处设置两道护身栏杆。
2、为确保施工电梯操作平台施工安全，采用悬挑式脚手架将施工电梯围护并搭设操作平台。脚手架搭设高度103米，17.93m以下（五层）主要承重立杆采用单立杆，生根与天然地基上，地面夯实后用碎石回填并压实，然后做100mm厚混凝土垫层，立杆下方垫槽钢，提高稳定性；五层以上立杆每7层悬挑一次，生根于外挑工字钢上，每一悬挑层设四道悬挑工字钢，每道工字钢用Φ12钢丝绳斜拉在上一结构层预埋环上，钢丝绳上加花篮螺栓以方便调节钢丝绳拉紧度。
三、搭设施工图
悬挑结构及立杆布置图
说明：1、操作平台横杆间距300mm，平台满铺钢架板；
2、悬挑工字钢预埋3道Φ16钢筋吊环进行固定，外端用Φ12钢丝绳斜拉卸载。
侧立面图
四、参数信息
1.脚手架參数
双排脚手架搭设高度为 20 m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.6m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙距离为0.20 m；
采用的钢管类型为 Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):5.000；
脚手架用途:施工通道脚手架；
同时施工层数:2 层；
3.风荷载参数
本工程地处河南平顶山，基本风压0.35 kN/m2；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；
脚手板自重标准值(kN/m2):0.500；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:7 层；
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外懸挑段长度1.4m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C30；
五、立杆荷载的计算
经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.088 kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值
NQ = 5×0.6×1.5×2/2 = 4.5 kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.088+ 0.85×1.4×4.5= 12.661 kN；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.088+1.4×4.5=13.606kN；
六、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0 = 0.35 kN/m2；
μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74；
μs -- 风荷载体型系数：取值为0.214；
经计算得到，风荷载标准值为:
Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.214 = 0.039 kN/m2；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.039×1.5×1.82/10 = 0.022 kN·m；
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = 12.661 kN；
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 13.606kN；
計算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ：μ = 1.5 ；
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 196 ；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.188
立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；
立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；
钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
考虑风荷载时σ = 12661.2/(0.188×424)+22438.551/4490 = 163.834 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 163.834 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
不考虑风荷载时σ = 13606.2/(0.188×424)=170.692 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 170.692 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
七、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
σ = M/φbWx ≤ [f]
其中φb -- 均勻弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
经过计算得到最大应力 σ = 4.016×106 /( 0.93×185000 )= 23.366 N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 σ = 23.366 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
八、结语
经过施工现场的成功安全使用，证明了该方案的可行性和安全性，为以后类似的工程提供了理论和实践基础，赢得了建设单位和监理单位的一直好评。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
[2]《建筑結构荷载规范》(GB 50009-2001)
[3]《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
[4]《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸