附着升降脚手架
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2023年3月19日发(作者：苏洵)附着式升降脚手架简介
使用范围：附着式升降脚手架主要用于民用高层建筑主体施工中外墙
脚手架施工。
1、升降脚手架的主要功能：
1．1附着式升降脚手架具有在主体施工中外墙安全防护、允许的施
工荷载等使用功能，使用条件符合现行外脚手架使用规范。
1．2脚手架覆盖4层楼高，在建筑主体施工时，逐层提升以满足上
层扎筋、支撑、浇筑混凝土，下层拆模及物料周转，主体结构封
顶后逐层下降，可满足装饰装修作业需要。
1．3适应框架、剪力墙结构，可适应有阳台、挑板和凹凸变化较大
的结构。
1．4在升降过程中保持水平约束，防止倾覆，具有可靠的防坠装置，
防止坠落，具有同步监视功能。
1．5脚手架可以整体使用，也可以分片使用，可采用电动升降方式，
特殊工况也可以采用手动升降方式。
2、升降脚手架参数：
附着式升降脚手架设计参数确定是否合理，关系到能否最大限度
的满足施工现场实际需要，也关系到施工安全。主要参数如下：
最大单元跨度7.2m最大高度16.5m
脚手架离墙距离0.4m脚手架宽度0.8m
脚手架步高1.85m最大施工荷载3×2KN/m2
单元自重3～4T升降葫芦规格10T×6m
升降速度9cm/min额定制动荷载5.5T
制动最大滑移80mm单元跨度×高度步大于110m2
3、升降脚手架架体结构组成：
3．1附着式升降脚手架整个架体由水平支撑结构、竖向主框架和架
体板三部分组成，其中水平支撑结构和竖向主框架均为构件式组装，
用螺栓联成整体，架体板用钢管扣件联接。
3．2提升系统由提升梁、防坠梁、斜拉杆、穿墙螺栓、电动葫芦、
承力架、防倾装置、防坠装置等组成。见（架体剖面图）
3．3控制系统由上海蔚蓝建筑安装工程有限公司研制开发的L2000
—KCS40型控制系统组成。
3．4安全系统：
3．4．1水平支承结构的底部用密目安全网及小眼网双重兜过架体底
部。可靠地固定在架体上。在上部三层作业层架体外侧设置1.2m扶
手和0.6m挡脚杆和密目安全网等防护设施。第四步作隔离防护板。
以封闭脚手架与墙体之间的空隙，防止施工坠落物伤及下面操作人
员。见（桁架与墙体间全封闭处理及加固详图）
3．4．2每个机位设置防下坠装置，由防坠器、制动杆、防坠吊环、
防坠吊攀、承重梁、斜拉杆及空墙螺栓等组成与控制系统配合使用。
3．4．3每个机位设置防外倾装置，由导向导轨（10号工字钢制成）
和导轮等组合件组成，导向导轨与竖向主框架用螺栓连接，导轮组合
件用穿墙壁螺栓与墙体剪力墙壁（梁）连接。
3．4．4每个机位设置一套荷载限制装置，该装置由称重传感器、传
感器专用导线、显视屏、电控柜组成。该装置能显视各机位的即时荷
载和荷载设置，当超载或失载时能报警同时切断电源防止事故发生，
控制台同时具备如下功能：点控（单台升降）、群控（多台机同时升
降）、故障信号显视、漏电、缺相、短路等保护功能。
3．5脚手架几何尺寸：内外立杆间距0.8m，内立杆离墙距离0.4m，
立杆纵向间距≤1.6m，脚手架搭设8步（视建筑物层高，有时要搭9
步），1至2步为承重桁架，高1.8m，用Φ48×3.5钢管加工成一定形
状，用连接板绞链螺栓连接，2至8步用钢管、扣件搭设，步高1.85m，
8步（9步）以外外侧防护栏高1.8m，脚手架总高度14.7m～16.55m。
4、脚手架钢结构件制作：
4．1一般要求：
4．1．1附着式升降脚手架的钢结构件的制作严格按照规定顺序批准
的施工图加工制作，材料质量、规格、尺寸、加工精度等必须符合图
纸技术要求。
4．1．2对钢结构件主要传力的电焊焊缝的强度必须达到母材强度的
要求。
4．1．3对钢结构件电焊焊接的截面有突变的部位，焊缝必须有分散
应力的措施。
4．2钢结构件的材料要求：
4．2．1对制作脚手架钢结构件材料必须符合设计选用材料要求，其
材质要符合国家标准GB700—89的规定。
4．2．2制作钢结构件所选用的材料，其母材本身不得用有裂纹、夹
层、严重锈蚀的材料。
4．2．3电焊条应选用T422焊条。
4．3制作质量要求：
4．3．1钢结构件的制作充分运用了胎膜，工装夹具等先进的制作工
艺保证了构件的几何尺寸，严格执行了钢结构件的施工规范和验收规
范。
4．3．2附着式升降脚手架所选用的螺纹连接件一律选用标准件厂生
产的标准件，确保了连接件的强度。
4．3．3钢结构件的焊缝全数检查合格率100%。
5．脚手架安装搭设：
5．1架体一般搭设7至8步，最下面1至2步为水平支承结构，是
构件式装配用螺栓连接。
3、1升降承重架结构：
升降承重架结构的重要性载于脚手架的升降要以其为依托，防
倾、防坠等安全装置也依赖其发挥作用。它是附着式升降脚手架的核
心，是区别于其他脚手架的本质所在，也是区分步同类型脚手架的重
要依据。
3．1．1承重架结构有承重架、提升架、防坠架、斜拉杆、穿墙螺栓、
电动葫芦和重力传感器等组成。
3．1．2承重架式整个脚手架的钢性附着点，它要保证脚手架可承受
水平荷载。
2．2防坠落装置设计：
防坠落装置式保障升降脚手架安全使用的重要装置，在正常情况
下不起作用，在脚手架升降过程中发生意外时，确保不发生坠落等重
大事故。防坠落装置有底座和制动轨组成，防坠落装置的信号采集、
传递、反馈机构均设在底座上，制动轨则通过搭销轴与升降承重架连
接。正常升降状态下底座沿制动轨上下滑动，当动力系统失效时，底
座可通过一对契块紧紧地锁在制动轨上。制止坐落在底座上的脚手架
下落。底座上设信号采集、信号传递、反馈制动等部分。其中信号采
集利用弹簧构造，传递采用扛杆形式，防坠则采用自锁角摩擦制动。
防坠落装置有效运转必须考虑二个因素：
2．2．1对坠落信号能否准确并迅速作出判断。
2．2．2信号能否迅速传递到制动部分。
2．2．3制动部分制动承载能力是否足够。
如果考虑到施工现场湿作业比较多混凝土污染较严重，现场磕磕
碰碰较多，要实现这三项要求有一定难度。在防坠落装置设计中，首
先要考虑防坠落信号的传递，传递环节尽量要减少，最好一次传递的
构想，扛杆无疑是实现这一设想的较理想方式，在扛杆一端采集坠落
信号，另一端作出制动反应，整个过程连贯、简捷、明确。特别是扛
杆作为一个刚体其二端的位移比可以准确地设定。从而可以根据脚手
架各点升差允许误差选择防坠落装置的相应灵敏度。
2、3动力及控制系统设计：
动力系统选择电动葫芦作为升降动力，葫芦挂在提升梁上，可避
免频繁摘挂，减少因周转造成的葫芦损坏，减少周转工作量，减轻工
人劳动强度。
葫芦悬挂在提升梁上，使脚手架上吊点局部产生很大集中力，为
此设置了吊点横梁，横梁二端支承于竖向主框架上，在支承部位设一
桁架支座，确保在升降过程中脚手架不变形。
同步装置具有超载、欠载时自动切断电源功能，并能立即进行声
光报警。
2、4脚手架设计：
脚手架时施工所需操作平台和防护设施。因一次组装成型，多次
升降，脚手架的整体刚度问题显得十分重要，主要体现载：
2．4．1载升降过程中脚手架刚度大小直接影响到各提升点荷载分配。
2．4．2在升降过程中存在彼此约束的相互运动，脚手架刚度决定了
相互接触部位的内力分配。脚手架刚度越大升降结构安装精度要求越
高。
2．4．3在任何二次使用状态下，脚手架各部位总会出现高差变化，
可理解为支承位移，脚手架刚度决定了支座位移所引起的内力重分配
的程度。
附着式升降脚手架按照建设部《建筑施工安全检查标准》（JGJ59
—99）的要求采用如下组架方式：各提升点立面安装由型钢定型加工
的刚性主框架，在底部由型钢杆件组支撑桁架，水平支撑桁架二端以
竖向主框架为支座，采用绞接形式，水平支撑桁架为基础组装扣件式
钢管脚手架。
为避免升降不同步造成的各种内力变化，在脚手架提升点处设同
步装置。
设计计算
本计算竖主要内容：荷载计算、水平桁架杆件强度及稳定性验算、
焊缝验算、竖向框架稳定性验算、杆件强度及稳定性验算、附着支承
结构构件强度及稳定性验算、防坠器吊杆强度验算。
本计算书引用上海市《建筑施工附着式升降脚手架安全技术规程》
DGJ08—905—99及《钢结构设计规范》（GBJ17）钢结构公式计算。
一、荷载计算：
以一个单元架体为计算对象，分别按使用工况、升降工况及坠落工况
计算荷载，单元跨度7.2m，高14.7m，立杆横距0.8m，立杆纵距1.6m，
静恒载G=34KN。其中：
钢管Ф48×3.5
外立杆：14.7m×5根=73.5m
内立杆：13m×5根=65m
纵向水平杆：7.2m×46根=331.2m
横向水平杆：1.2m×40根=48m
桁架斜杆：2.246m×8根=17.968m
1.7m×4根=6.8m
框架斜撑杆：0.5m×24根=12m
机位斜撑杆：1.8m×2根=3.6m
剪刀撑：36m
合计：594m重量：594m×37.632N/m=22.353KN
扣件：
直角扣件：290只×13.2N/只=3.828KN
对接扣件：70只×18.4N/只=1.288KN
转角扣件：30只×14.6N/只=0.438KN
安全网：5kg/张×10张=50kg≈0.49KN
竹脚排：按6kg/m2×7.2×0.8×8步=276.48kg≈2.71KN
承力架：1只×0.784KN=0.784KN
防坠器：1只×0.15KN=0.15KN
防倾导轨：10#工字钢8m×110N/m=0.883KN
框架法兰：48片×0.6kg/片=28.8kg≈0.282KN
螺栓：M16×50、M14×40共150套，25kg≈0.245KN
桁架连接块：16块×2.3kg/块=36.8kg≈0.361KN
以上合计：33.812KN≈34KN
施工荷载：
使用工况Q
k使=2KN/m2×7.2m×0.8m×3步=8.64KN（规程10页）
升降工况、坠落工况Q
K升=0.5KN/m2×7.2m×0.8m×3步=8.64KN（规
程10页）
荷载效应组合S=K
ro
（r
G
S
GK
+r
Q
S
QK
）
使用工况K=1.3
升降工况、坠落工况K=1.8
r
o
重要系数取0.9
r
G
取1.2
r
Q
取1.4（规程11页、5页）
S使=1.3×0.9×（1.2×34+1.4×34.56）=104.35KN
S升=S坠=1.8×0.9×（1.2×34+1.4×8.64）=85.69KN
二、水平桁架杆件验算：（荷载按S使）
1、架杆件的内力
桁架为内外二档共8个节点、节点荷载F=
计算简图如下：
根据节点平衡原理计算杆件内力如下表：（计算过程省略）
杆件号
123456AA/BB/
内力—1.33F
2F
—1F—1.33F—0.66F
1.768F
—2F—2F
2、杆件强度验算：
组成桁架杆件的材料为Ф48×3.5钢管，力学性能如下：
截面积A=4.89cm2=489mm2
惯性矩I=12.19cm4=121900mm4
抵抗矩W=5.08m3=5080mm3
回转半径I=1.58cm=15.8mm
抗拉、压、弯曲强度设计值215N/mm2（规程12页）
抗剪强度设计值125N/mm2(规程12页)
A、杆2受拉力最大2F，简图如下：
A—A截面积489mm2
B—B截面积（36—18）×10×2=360mm2
B—B截面积验算：
B、杆2钢管与接头焊缝验算：
焊缝高度3.5mm，长度
T
D=3.14×48=150mm
验算
C、A/和BB/受压力最大，杆件长1=1800mm
D、节点验算：
节点绞链螺栓M16，由效截面积A=157mm2，受剪、剪切面2
个，最大剪力2F，受力简图如下：
三、承重架结构验算：（荷载S使）
结构受力图如下：
1、斜拉钢筋验算：有效截面积A=459.4mm2，受拉力，强度设计值取
170N/mm2
2、斜拉钢筋与板焊缝强度验算：
如下图：
3、调节杆重节焊缝验算：
如下图：
4、调节杆中节结构强度验算：
结构如上图：危险截面为I—I
5、穿墙螺栓强度验算：
由受力图可知穿墙螺栓受剪力和拉力组合作用，按下式验算：
式中：N
V
=S使N
r
=N
2
N
v
r为抗拉设计承载力=抗拉强度设计值×截面积=170N/mm2×
459.4mm2=78098N=78.098KN
Nb
T
为抗剪设计承载力=抗剪强度设计值×截面积=130N/mm2×
459.4mm2=59722N=59.722KN
对单根螺栓代入公式：
6、绞链螺栓强度验算：
螺栓M27×2根，受剪，每个螺栓剪切面2个，有效截面积459.4mm2
受力简图如下：
四、提升梁结构强度验算：
提升梁载升降工况时使用，荷载按S升=85.69KN
因提升梁结构之斜拉钢筋、穿墙螺栓与承重架结构一样，而荷
载小于承重架结构，所以不需再验算，只需验算绞链螺栓和挑
梁，计算受力图如下：
1、绞链螺栓强度验算：
铰链螺栓1根M27，有效截面积A=459.4mm2，受剪，剪切面2个。
如下图：
2、提升梁强度验算：
提升梁用16号工字钢制成，截面积A=2610mm2回转半径
i=18.9mm
3、提升梁耳板与工字梁焊缝强度验算：
如下图：
耳板双面打坡扣550，纯边宽2mm，焊缝厚度he=14mm，长度
=180mm
4、吊环用Ф25圆钢制成，截面积A=490mm2，大于斜拉钢筋截面积，
同时S升小于承重架的N
1
=124.052KN，不必验算。
五、防坠支承结构强度验算：
荷载=S升=65.69KN
计算简图如下：
1、防坠制动杆验算：制动杆用Ф25圆钢制成，截面积A=490mm2
2、防坠跳梁强度验算：
防坠跳梁系14号槽钢制成A=2131mm2回转半径I=16.9mm
六、竖向框架验算：
竖向框架是由每节1.85m的片架组成高11.05m的空间钢架，其组
成杆件均为Ф48×3.5钢管，结构简图、计算简图如下：
荷载：垂直按S是=105KN
水平荷载：风荷载、按基本风压W
0
=0.55KN/cm2（规范P11页）
风荷载标准W
K
按下式计算：W
K
=Kβ
2
U
s
U
z
W
o
(规范P10页)
按基本风压时K=0.7六级风压时K=1
150m高处U
z
=2.11(查表大全P88页)U
s
=1.3Ф
U
s
=1.3×1.6=0.78β
2
=1.65
W
K
=0.7×1.65×2.11×0.78×0.55=1.045KN/m2
1.045KN/m×1.4=1.463KN/m2r
Q
=1.4
风荷载沿框架高度平均值q=7.2m×1.463KN/m2=10.53KN/m
计算简图如下：
M
2
=0.28×qL
1
2=0.281×10.53×1.852=10.13KNm
M
3
=0.219×qL2=0.219×10.53×1.852=7.89KNm
M
4
=M
1
M
4
=M
2
框架截面积力学特性：
主肢管底部处轴力：
稳定系数=0.453
遇此情况，顶层栏杆周网应拆除，同时在两机位之间多加临时拉结点。
升降工况时，按六级风，垂直荷载按S升，水平荷载、垂直荷载小于
使用工况，所以不必验算，只要验算防倾导轨。
计算图如下：
六级风150m高时，风荷载：
W
K
=0.11×1.53×2.11×0.78=0.27KN/m×1.4=0.3878KN/m2
接风面积：7.2m×12.6m×0.6=54.432m2
导轨长3m，用螺栓固定在竖向框架立杆上，固定点如下图：
当架体上升或下降时，导轮移至导轨中点处时，导轨弯矩：
10号工字钢抵抗矩W=49cm3
当导轮在升降开始位置过未位置时导轨弯矩最大在支点处
M
A
=10.552×57.5=606.74KN/cm
防倾导轨与框架连接处强度验算：
连接构造，在框架小横杆处焊2块10mm厚钢板长110mm，在导
轨上同样焊2块同样大小的钢板，用M16螺栓2个连接，简图如
下：
当架提升降，导轮移至节点处时，节点受力最大为17.59KN
节点螺栓验算：螺栓M16×2个，有效面积156.7mm2，螺栓受剪，
每根螺栓切面2个。
焊缝验算：焊缝长度110—10=100mm高度6mm焊缝2条