脚手架稳定性计算ppt课件

脚手架稳定计算 1 目录 第一章 脚手架概述第二章 脚手架的基本构造第三章 脚手架计算 2 第一章脚手架概述 3 一 概述 在建筑安装工程施工中 为了满足施工作业需要而设置的各种操作架子 统称为脚手架 搭设脚手架的成品被称为架设材料或架设工具 它是施工企业最重要的常备施工周转材料 脚手架 是一种临时搭建的结构 备有通道 人员可以在上面工作或经过 或者用于放置材料和设备 搭建一个合格的脚手架 在保证高空作业人员生命安全方面 是最行之有效的方法 4 1 1概述 5 安全事故的比例 高空坠落 高空落物 交通事故等 1 1概述 6 高空坠落事故比例 1 1概述 7 搭设脚手架时必须有一个懂得技术和拥有丰富经验的人员在现场指导 否则的话 将会发生下面的情况 1 1概述 8 上海一建筑工地脚手架坍塌造成一死四伤 2008 09 脚手架倒塌 1 1概述 9 脚手架倒塌 西安南大街一脚手架倒塌 2007 11 1 1概述 10 脚手架知识缺乏缺少协调违反常规没有遵守指令没有执行图纸 信息没有进行常规检查 连墙件不足连墙件拆除材料破损 损坏基础不合格搭建错误斜撑不足斜撑错误 1 1概述 脚手架为什么会倒塌 11 1 2脚手架的分类 长期以来 我国普遍使用竹木脚手架 随着建筑业和建筑施工技术的发展 研究和开发了各种形式的脚手架 脚手架的种类也愈来愈多 通常按以下四种方式分类 一 按脚手架的用途分1结构工程作业脚手架简称结构脚手架 它是为满足结构施工需要而设置的脚手架 2装修工程作业脚手架简称装修脚手架 它是为满足装修施工作业而设置的脚手架 3支撑和承重脚手架简称模板支撑架或承重脚手架 它是为支撑模板及其荷载或为满足其他承重要求而设置的脚手架 4防护脚手架 12 包括作业围护用墙式单排脚手架和通道防护棚等 是为施工安全设置的架子 墙式单排防护脚手架除构架杆配件的自重和搭 拆作业的施工荷载外 不在承受其他竖向荷载 防护棚则要考虑雪荷载和高空落物的冲击荷载 结构脚手架所承受的施工荷载和架面宽度一般都大于装修脚手架 因此 在正常情况下结构工程施工完成后可直接用于装修作业 结构和装修作业架中 工人正在进行施工作业的步架称为作业层 用于设备安装工程的脚手架 可视其作业和荷载情况 分别归入上述相应的脚手架类别之中 它对工程进度 工艺质量 设备及人身安全起着重要的作用 1 2脚手架的分类 13 二 按脚手架的设置状态划分1落地式脚手架脚手架荷载通过立杆传递给架设脚手架的地面 楼面 屋面或其他支持结构物 2悬挑式脚手架从建筑物内伸出的或固定于工程结构外侧的悬挑梁或其他悬挑结构上向上搭设的脚手架 脚手架通过悬挑结构将荷载传递给工程结构 3外挂式脚手架使用预埋拖挂架或挑出悬挂结构将定型作业架悬挂于建筑物的外墙面 1 2脚手架的分类 14 4吊脚手架悬吊于屋面结构或屋面悬挑梁之下的脚手架 当脚手架为篮式构造时 就称为 吊篮 5桥式脚手架由桥式工作台及其两端支柱 一般格构式 构成的脚手架 桥式工作台可自由提升和下降 6移动式脚手架自身具有稳定结构 可移动使用的脚手架 1 2脚手架的分类 15 三 按脚手架的搭设位置划分1外脚手架沿建筑物外墙外侧周边搭设的脚手架 它既可用于结构施工又可用于室外装修 2里脚手架用于建筑物内墙的砌筑 装修用的脚手架 在施工中 里脚手架搭设在各层楼板上 1 2脚手架的分类 16 四 按脚手架杆件 配件材料和链接方式划分1木 竹脚手架2扣件式钢管脚手架 3框式钢脚手架 有门形 门式脚手架 H形 三角形 四方形等 4承插式钢管脚手架 有碗扣式 楔紧式 圆盘式 卡板式等 5其他连接形式钢脚手架 1 2脚手架的分类 17 1 3脚手架的发展 第一阶段 在20世纪60年代以前 是传统的竹木脚手架阶段 依靠架子工人的经验进行搭设 并积累了丰富的搭设经验 脚手架在我国经历三个发展阶段 第二阶段 在60年代至70年代末 扣件式钢管脚手架得到迅速推广和应用 并和木 竹脚手架形成共用的阶段 第三阶段 80年代以来则进入第三发展阶段 这一阶段表现为多样化 系列化 标准化和商业化 18 1框式脚手架这种脚手架有门形 H形 三角形 四方形等多种形式 其中门形脚手架开发最早 使用量也最多 在欧美 日本等国家 其使用量约占脚手架的50 近年来我国采用的新型脚手架主要有以下几种 2承插式脚手架承插式脚手架是单管脚手架的一种形式 其构造与扣件式钢管脚手架基本相似 主要由主杆 横杆 斜杆 可调底座等组成 只是主杆与横杆 斜杆之间的连接不是用扣件 而是在主杆上焊接插座 横杆和斜杆上焊接插头 将插头插入插座 即可拼装成各种尺寸的脚手架 由于各国对插座和插头的结构设计不同 形成了各种形式的承插式脚手架 我国已使用或正在开发应用的承插式脚手架包括碗扣式脚手架 楔紧式自锁多功能脚手架 圆盘式多功能脚手架 卡板式多功能脚手架等 1 3脚手架的发展 19 3附着式升降脚手架随着高层建筑的大量增加 在施工中采用挑 吊 挂脚手架等先进施工工艺的工程越来越多 以取代落地脚手架 20世纪80年代以来 附着式升降脚手架悄然兴起 这种脚手架是在上述脚手架的基础上 加以改进和发展的 由于它具有成本低 使用方便和适应性强等特点 建筑物越高 其经济效益越显著 因而 近年来在高层和超高层建筑施工中的应用发展迅速 已成为高层和超高层建筑施工脚手架的主要形式 1 3脚手架的发展 20 1 4脚手架的基本要求 1 要有足够的牢固性和稳定性 保证在施工期间对所规定的荷载或在气候条件的影响下不变形 不摇晃 不倾斜 能确保作业人员的人身安全 脚手架固定不牢 脚手架是为高空作业创造施工操作条件 脚手架搭设不牢固 不稳定就会造成施工中的伤亡事故 同时还须符合节约的原则 因此 一般应满足以下的要求 21 2 要有足够的面积满足堆料 运输 操作和行走的要求 3 构造要简单 搭设 拆除和搬运要方便 使用要安全 并能满足多次周转使用 4 要因地制宜 就地取材 量材施用 尽量节约用料 另外 脚手架严禁钢木 钢竹混搭 严禁不同受力性质的外架连接在一起 1 4脚手架的基本要求 22 1 材料 严格按规程的质量 规格选择材料 2 尺寸 必须按规定的间距尺寸搭设 3 铺板 架板必须满铺 不得有空隙和探头板 下跳板 并经常清除板上杂物 4 防护 脚手架外侧和斜道两侧必须设1 2米高的栏杆或立挂安全网 1 5严把脚手架十道关 脚手架在建筑施工中 是一项不可缺少的重要工具 但是 如果在使用方法上不当 往往会造成多人伤亡和巨大的经济损失 因此 对各种脚手架必须严把十道关 23 5 连接 必须按规定设剪刀撑和支撑 必须与建筑物连结牢固 6 承重 脚手架均匀分布荷载 结构架应控制在270公斤 平方米 装修架应控制在200公斤 平方米 7 上下 必须为工人上下架子搭设马道或阶梯 严禁施工人员从架子爬上爬下 造成事故 脚手架剪刀撑 1 5严把脚手架十道关 24 8 雷电 凡金属脚手架与输电线路 要保持一定的安全距离 或搭设隔离防护措施 一般电线不得直接绑在架子上 必须绑扎时应加垫木隔离 凡金属脚手架高于周围避雷设施的 要制定方案 重新设置避雷系统 9 挑梁 悬吊式吊篮 除按规定加工外 严格按方案设置 10 检验 各种架子搭好后 必须经技术 安全等部门共同检查验收 合格后方可投入使用 使用中应经常检查 发现问题要及时处理 1 5严把脚手架十道关 25 第二章脚手架基本构造 26 本章主要内容 2 1扣件式钢管脚手架2 2碗扣式钢管脚手架2 3门式钢管脚手架2 4悬挑式脚手架2 5附着式升降脚手架2 6外挂脚手架2 7承插型盘扣式钢管脚手架 27 2 1 1脚手架的主要构件扣件式钢管脚手架是以标准的钢管作杆件 以特别的构件作连接件 组成骨架 铺放脚手板 并用支撑与防护构配件搭设而成的各种用途的脚手架 落地扣件式钢管脚手架的主要构件见图 2 1扣件式钢管脚手架 直角扣件 对接扣件 旋转扣件 28 2 1扣件式钢管脚手架 1 外立杆 2 内立杆 3 横向水平杆 4 纵向水平杆 5 栏杆 6 挡脚板 7 直角扣件 8 旋转扣件 9 连墙杆 10 横向斜撑 11 主立杆 12 副立杆 13 抛撑 14 剪刀撑 15 垫板 16 纵向扫地杆 17 横向扫地杆 脚手架的主构件 29 脚手架搭设顺序及各构件 纵距 步距 纵 横向扫地杆 立杆 纵向水平杆 横向水平杆 剪刀撑 横向斜撑 抛撑 脚手板 护栏 30 剖面图一 落地式 31 剖面图二 悬挑式 32 立面图 33 脚手架实物图 34 常用敞开式双排脚手架的设计尺寸 m 常用脚手架设计尺寸 2 1 2常用单双排脚手架搭设高度单排脚手架搭设高度不应超过24m 双排脚手架搭设高度不宜超过50m 高度超过50m的双排脚手架 应采用分段搭设等措施 35 常用敞开式单排脚手架的设计尺寸 m 常用脚手架设计尺寸 注 1 表中所示2 2 2 0 35 kN 包括下列荷载 2 2 kN 为二层装修作业层施工荷载标准值 2 0 35 kN 为二层作业层脚手板自重荷载标准值 2 作业层横向水平杆间距 应按不大于la 2设置 3 地面粗糙度为B类 基本风压 0 4kN m2 36 落地式扣件钢管脚手架的每根立杆底部应设置底座或垫板 立杆底座示意图 垫板宜采用长度不少于2跨 厚度不小于50mm的木垫板 也可采用槽钢 脚手架底座底面标高宜于自然地坪50mm 排水沟底要设不小于1 坡度 保证不积水 如沟内水不能自然排出 应在排水沟角点设集水坑 雨后需人工进行排水 基础 37 立杆底座制作方法 立杆底座安装方法 基础 38 正确设置排水沟方法 正确设置外脚手架基础方法 基础 39 不合格的立杆基础 基础 合格的立杆基础 40 2 纵向扫地杆 纵 横向扫地杆构造 立杆 3 单双排脚手架底层步距不应大于2m 4 立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接 1 每根立杆底部应设置底座或垫板 2 脚手架必须设置纵 横向扫地杆 纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上 横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上 当立杆基础不在同一高度上时 必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定 高低差不应大于1m 靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小500mm 5 立杆接长除顶层顶步可采用搭接处 其余各层各步接头必须采用对接扣件连接 6 脚手架立杆的对接 搭接应符合下列规定 1 立杆上的对接扣件应交错布置 两根相邻立杆的接头不应设置在同步内 同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm 各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1 3 2 搭接长度不应小于1m 应采用不少于2个旋转和扣件固定 端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm 1 横向扫地杆 41 立杆对接示意图 脚手架立杆不直 立杆 42 纵向水平杆的构造应符合下列规定 1 纵向水平杆应设置在立杆内侧 其长度不应小于3跨 2 纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接 并应符合下列规定 1 两根相邻纵向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内 不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm 各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1 3 2 搭接长度不应小于1m 应等间距设置3个旋转扣件固定 端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm 纵向水平杆对接接头布置 a 接头不在同步内 立面 b 接头不在同跨内 平面 1 立杆 2 纵向水平杆 3 横向水平杆 b a 纵向水平杆 43 纵向水平杆的构造应符合下列规定 3 当使用冲压钢脚手板 木脚手板 竹串片脚手板时 纵向水平杆应作为横向水平杆的支座 用直角扣件固定在立杆上 当使用竹笆脚手板时 纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上 并应等间距设置 间距不应大于400mm 见图 铺竹笆脚手板时纵向水平杆的构造 1 立杆 2 纵向水平杆 3 横向水平杆 4 竹笆脚手板 5 其它脚手板 纵向水平杆 44 1 主节点处必须设置一根横向水平杆 用直角扣件扣接且严禁拆除 2 作业层上非主节点处的横向水平杆 宜根据支承脚手板的需要等间距设置 最大间距不应大于纵距的1 2 3 当使用冲压钢脚手板 木脚手板 竹串片脚手板时 双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上 单排脚手架的横向水平杆的一端 应用直角扣件固定在纵向水平杆上 另一端应插入墙内 插入长度不应小于180mm 4 使用竹笆脚手板时 双排脚手架的横向水平杆两端 应用直角扣件固定在立杆上 单排脚手架的横向水平杆的一端 应用直角扣件固定在立杆上 另一端应插入墙内 插入长度亦不应小于180mm 横向水平杆的构造应符合下列规定 横向水平杆 45 正确设置横向水平杆方法 横向水平杆 46 双排脚手架横向水平杆设置 双排脚手架搭设的横向水平杆 必须在横向水平杆的两端与里外排纵向水平杆扣牢 否则双排脚手架将变成两片脚手架 不能共同工作 失去脚手架的整体性 横向水平杆要探出扣件10cm以上 横向水平杆 47 单排脚手架横向水平杆设置 单排脚手架横向水平杆的设置位置 与双排脚手架相同 不能用于半砖墙 18cm墙 轻质墙 土坯墙等稳定性差的墙体 横向水平杆在墙上的搁置长度不应小于18cm 横向水平杆入墙过小影响支点强度 另外单排脚手架产生变形时 横向水平杆容易被拔出 横向水平杆 48 纵 横向扫地杆 49 脚手板对接 搭接构造 a 脚手板对接 b 脚手板搭接 脚手板的设置应符合下列规定 1 作业层脚手板应铺满 铺稳 铺实 2 冲压钢脚手板 木脚手板 竹串片脚手板等 应设置在三根横向水平杆上 当脚手板长度小于2m时 可采用两根横向水平杆支承 但应将脚手板两端与横向水平杆可靠固定 严防倾翻 脚手板的铺设应采用对接平铺或搭接铺设 脚手板对接平铺时 接头处应设两根横向水平杆 脚手板外伸长度应取130 150mm 两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm 脚手板搭接铺设时 接头应支在横向水平杆上 搭接长度不应小于200mm 其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm 3 竹笆脚手板应按其主筋垂直于纵向水平杆方向铺设 且应对接平铺 四个角应用直径不小于1 2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上 4 作业层端部脚手板探头长度应取150mm 其板的两端均应固定于支承杆件上 脚手板 50 1 木脚手板须用不细于18 铅丝双股并联绑扎不少于4点 要求牢固 交接处平整 无探头板 不留空隙 脚手板应保证完好无损 破损的及时更换 2 架体每步离墙空隙均应安全可靠地封闭 脚手板未满铺留有空隙 脚手板 脚手架布道板防护不严 51 脚手架安全防护 脚手架上板间缝隙大 脚手板 52 连墙件 连墙件布置最大间距表 注 h 步距 la 纵距 连接方式 1 连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造 2 对高度24m以上的双排脚手架 应采用刚性连墙件与建筑物连接 连墙件中的连墙杆应呈水平设置 当不能水平设置时 应向脚手架一端下斜 53 连墙件 54 连墙件 55 连墙件的布置应符合下列规定 1 应靠近主节点设置 偏离主节点的距离不应大于300mm 2 应从底层第一步纵向水平杆处开始设置 当该处设置有困难时 应采用其它可靠措施固定 3 宜优先采用菱形布置 或采用方形 矩形布置 4 开口型脚手架的两端必须设置连墙件 连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高 并不应大于4m 连墙件 架高超过40m且有风涡流作用时 应采取抗上升翻流作用的连墙措施 当脚手架下部暂不能设连墙件时应采取防倾覆措施 当搭设抛撑时 抛撑应采用通长杆件 并用旋转扣件固定在脚手架上 与地面的倾角应在45 60 之间 连接点中心至主节点的距离不应大于300mm 抛撑应在连墙件搭设后方可拆除 56 剪刀撑与横向斜撑 双排脚手架应设置剪刀撑与横向斜撑 单排脚手架应设剪刀撑 剪刀撑与横向斜撑 单双排脚手架剪刀撑的设置应符合下列规定 1 每道剪刀撑跨越立杆的根数为5 7根 每道剪刀撑宽度不应小于4跨 且不应小于6m 斜杆与地面的倾角宜在45 60 之间 2 剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接 搭接长度不小于1m 3 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上 旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm 剪刀撑跨越立杆的做多根数 57 24m以下剪刀撑布置图 剪刀撑与横向斜撑 双排脚手架横向斜撑的设置应符合下列规定 1 横向斜撑应在同一节间 由底至顶层呈之字型连续布置 2 高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑 高度在24m以上的封闭型脚手架 除拐角应设置横向斜撑外 中间应每隔6跨设置一道 剪刀撑的布置方式 1 高度在24m以下的单 双排脚手架 均必须在外侧两端 转角及中间间隔不超过15m的立面上 各设置一道剪刀撑 并应由底至顶连续设置 2 高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑 58 脚手架正立面示意图 脚手架剪刀撑颜色为黄黑相间 间距为300mm 高层脚手架剪刀撑必须满布 脚手架二次悬挑处与下部架体完全断开 悬挑处设黄黑相间挡脚板 间距150mm 悬挑层脚手板满铺 剪刀撑与横向斜撑 59 间断设置 不间断设置 剪刀撑与横向斜撑 60 正确防护棚做法 61 基坑无方案且局部变形 人行通道不合格 施工现场存在的安全问题 脚手架基础不符合规范要求 电线随意铺设 62 办公区无防护措施 施工现场存在的安全问题 63 施工作业层无任何防护 施工现场存在的安全问题 64 安全网提前拆除 施工现场存在的安全问题 65 连墙件提前拆除 施工现场存在的安全问题 66 基坑临边无防护 钢筋作业棚离基坑近 施工现场存在的安全问题 67 施工现场材料堆放混乱 道路未硬化 积水严重 文明施工差 施工现场存在的安全问题 68 2 2 1碗扣式脚手架的构成碗扣式钢管脚手架是一种由定型杆件和带齿的碗扣接头组成的轴心相交 接 的承插式多功能脚手架 由专业机构研制成为定型工具式施工装备 由立杆 横杆 碗扣接头和各种辅助构件组成 2 2碗扣式钢管脚手架 a 连接前 b 连接后 碗扣式接头 69 2 2碗扣式钢管脚手架 2 2 2脚手架构造1碗扣接头是由上下碗扣 横杆接头和上碗扣限位销等组成 上下碗扣间距600mm 2当双排脚手架拐角为直角时 宜采用横杆直接组架见图2 2 2a 当双排脚手架拐角为非直角时 可采用钢管扣件组架见图2 2 2b 3脚手架首层立杆应采用不同的长度交错布置 底层纵 横向横杆作为扫地杆距地面高度应小于或等于350mm 严禁施工中拆除扫地杆 立杆应配置可调底座或固定底座 图2 2 2拐角组架 a 横杆组架 b 钢管扣件组架 70 2 3 1门式脚手架的主要构件以门架 交叉支撑 连接棒 挂扣式脚手板 锁臂 底座等组成基本结构 再以水平加固杆 剪刀撑 扫地杆加固 并采用连墙件与建筑物主体结构相连的一种定型化钢管脚手架 2 3门式钢管脚手架 门架 1 立杆 2 横杆 3 锁销 4一立杆加强杆 5 横杆加强杆 71 2 3 2门架构造要求1不同型号的门架与配件严禁混合使用 2上下榀门架立杆应在同一轴线位置上 门架立杆轴线的对接偏差不应大于2 2 3 3配件构造要求1配件应与门架配套 并应与门架连接可靠 2门架的两侧应设置交叉支撑 并应与门架立杆上的锁销锁牢 3上下榀门架的组装必须设置连接棒 连接棒与门架立杆配合间隙不应大于2 4底部门架的立杆下端宜设置固定底座或可调底座 2 3门式钢管脚手架 72 2 3 4加固杆构造要求1门式脚手架剪刀撑的设置必须符合下列规定 1 当门式脚手架搭设高度在24m及以下时 在脚手架的转角处 两端及中间间隔不超过15m的外侧立面必须各设置一道剪刀撑 并应由底至顶连续设置 2 当脚手架搭设高度超过24m时 在脚手架全外侧立面上必须设置连续剪刀撑 2门式脚手架应在门架两侧的立杆上设置纵向水平加固杆 并应采用扣件与门架立杆扣紧 3门式脚手架的底层门架下端应设置纵 横向通长的扫地杆 2 3门式钢管脚手架 73 2 3 5转角处门架连接1在建筑物的转角处 门式脚手架内 外两侧立杆上应按步设置水平连接杆 斜撑杆 将转角处的两榀门架连成一体 图2 3 5 2连接杆 斜撑杆应采用钢管 其规格应与水平加固杆相同 应采用扣件与门架立杆及水平加固杆扣紧 2 3门式钢管脚手架 图2 3 5转角处脚手架连接 a b 阳角转角处脚手架连接 c 阴角转角处脚手架连接 1一连接杆 2 门架 3 连墙件 4一斜撑杆 74 2 4 1悬挑式脚手架的构成1中 高层工业与民用建筑施工中 当遇到以下情况之一时 可采用悬挑式外脚手架 1 0 000以下结构工程回填土不能及时回填 而主体结构工程必须立即进行 否则将影响工期 脚手架实物图2 4 1 1 2 高层建筑主体结构四周为裙房 脚手架不能直接支承在地面上 3 超高层建筑施工 脚手架搭设高度超过了架子的允许搭设高度 因此将整个脚手架按允许搭设高度分成若干段 每段脚手架支承在建筑结构向外悬挑的结构上 2 4悬挑式脚手架 75 悬挑脚手架图示 2 4悬挑式脚手架 76 脚手架实物示意图 2 4悬挑式脚手架 77 2 4 2悬挑式脚手架的构造1悬挑式脚手架的搭设高度 或分段搭设高度 一般不宜超过20m 2悬挑式脚手架一般由悬挑支承结构和脚手架架体两部分组成 脚手架架体搭设在悬挑支承结构上 脚手架的组成和搭拆与一般外脚手架相同 参见扣件式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架和门式钢管脚手架相应的内容 3悬挑式脚手架的悬挑承力结构应根据荷载 施工条件 经济合理等因素 可采用以下形式 1 用型钢作梁从结构 楼层 上挑出 作为悬挑支承结构 型钢梁临时固定在楼面上 用螺栓固定 在悬出的型钢梁上搭设脚手架 架体搭设髙度一般不宜超过20m 使用后可以拆除或上翻 若在悬出端设置斜拉索以提高承载力 称为斜拉式悬挑外脚手架 其组成示意如图2 4 2 1所示 2 用型钢焊接的三角形架作为悬挑支承结构 悬挑架上一般设置纵梁 在纵梁上铺横楞搭设脚手架 架体搭设髙度一般不宜超过20m 悬挑架为三角斜撑杆 又称下撑式悬挑脚手架 其组成示意如图2 4 2 2所示 2 4悬挑式脚手架 78 2 4悬挑式脚手架 图2 4 2 1型钢梁悬挑式脚手架构造 图2 4 2 2三角架悬挑式脚手架构造示意 1 钢丝绳或钢拉杆 1一粗塑钢纵梁 2一型钢三角架 3 型钢横梁中部连接架 4一预埋铁件 5 8号工字钢横楞6 上部脚手架 7 连墙件 79 钢筋混凝土楼板 型钢悬挑外脚手架示意图 80 2 4悬挑式脚手架 悬挑钢梁穿墙构造 1 木楔楔紧 悬挑钢梁楼面构造 悬挑钢梁U型螺栓固定构造 1 木楔侧向楔紧 2 两根1 5m长直径18mmHRB335钢筋 81 2 5 1附着式升降脚手架的构成附着式升降脚手架是指釆用各种形式的架体结构及附着支承结构 依靠设置于架体上或工程结构上专用的升降设备实现升降的施工外脚手架 现在多为专业性生产的工具式脚手架 其组成示意如图2 5 1所示 2 5附着式升降脚手架 图2 5 1附着式升降脚手架构造示意图 82 附着式升降脚手架实物图 2 5附着式升降脚手架 83 2 5 2附着式升降脚手架构造措施1附着式升降脚手架应由竖向主框架 水平支承桁架 架体构架 附着支承结构 防倾装置 防坠装置等组成 2附着式升降脚手架结构构造的尺寸应符合下列规定 1 架体高度不得大于5倍楼层高 2 架体宽度不得大于1 2m 3 直线布置的架体支承跨度不得大于7m 折线或曲线布置的架体 相邻两主框架支撑点处的架体外测距离不得大于5 4m 4 架体的水平悬挑长度不得大于2m且不得大于跨度的1 2 5 架体全高与支承跨度的乗积不得大于110 2 5附着式升降脚手架 84 2 5 2附着式升降脚手架构造措施3附着升降脚手架应在附着支承结构部位设置与架体高度相等与墙面垂直的定型的竖向主框架 竖向主框架应是桁架或刚架结构 其杆件件连接的节点应采用焊接或螺栓连枝 并应与水平支承桁架和架体构架构成有足够强度和支承刚度的空间几何不变体系的稳定结构 4架体结构应在以下部位采取可靠的加强构造措施 1 与附墙支座的连接处 2 架体上提升机构设置处 3 架体上防坠 防倾装置的设置处 4 架体吊拉点设置处 5 架体平面的转角处 6 架体因碰到塔吊 施工升降机 物料平台等设施而需要断开或开洞处 7 其他有加强要求的部位 5附着升降脚手架必须具有防倾覆 防坠落和同步升降控制的安全装置 2 5附着式升降脚手架 85 2 6 1外挂脚手架外挂脚手架 简称外挂架 是在结构构件内埋设挂钩环或预留孔洞 洞内穿上带挂钩的螺栓 将脚手架挂在挂钩上 随结构施工往上逐层提升 目前 常见的外挂架为工具式三角形挂架 2 6 2外挂脚手架基本构造工具式三角形挂架通常采用角钢 槽钢 钢管等材料制作 一般包括三角形桁架架体 防护架 挂钩 螺栓等配件 基本构造如图2 6 2所示 2 6外挂脚手架 86 2 6外挂脚手架 图2 6 2外挂架基本构造图 87 2 7 1构造立管采用套管承插连接 水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘 用楔形插销连接 形成结构几何不变体系的钢管脚手架 由立杆 水平杆 斜杆 可调底座及可调托座等构配件组成 立杆上每隔一定距离焊有圆盘 横杆 斜拉杆两端焊有插头 通过敲击楔型插销将焊接在横杆 斜拉杆的插头与焊接在立杆的圆盘锁紧 见图2 7 1 2 7承插型盘扣式钢管脚手架 88 2 7承插型盘扣式钢管脚手架 图2 7 1节点构造图 工程实物图 89 第三章脚手架稳定性验算 90 本章主要内容 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算3 2扣件式钢管脚手架计算例题3 3悬挑式钢管脚手架设计与计算3 4悬挑式钢管脚手架实例 91 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 1荷载1作用于脚手架的荷载可分为永久荷载 恒荷载 与可变荷载 活荷载 2脚手架永久荷载包含下列内容 1 架体结构自重 包括立杆 纵向水平杆 横向水平杆 剪刀撑 扣件等的自重 2 构 配件自重 包括脚手板 栏杆 挡脚板 安全网等防护设施的自重 3脚手架可变荷载包含下列内容 1 施工荷载 包括作业层上的人员 器具和材料等的自重 2 风荷载 92 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 2荷载标准值1单 双排脚手架立杆承受的每米结构自重标准值 按附录A 1 1表取值 2冲压钢脚手板 木脚手板 竹串片脚手板与竹芭脚手板自重标准值 按附录A 1 2取值 3栏杆与挡脚板自重标准值 按附录A 1 3取值 4脚手架上吊挂的安全设施 安全网 的自重标准值应按实际情况采用 密目式安全立网自重标准值不应低于0 01kN 5单 双排脚手架作业层上的施工荷载标准值应根据实际情况确定 且不应低于表3 1 2 1的规定 6当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时 在同一个跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5 0kN 93 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 表3 1 2 1施工均布荷载标准值 94 7作用于脚手架上的水平风荷载标准值 应按下式计算 3 1 2 1 式中 风荷载标准值 kN m2 风压高度变化系数 应按现行国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009规定采用 脚手架风荷载体型系数 应按表3 1 2 2的规定采用 基本风压值 kN m2 应按国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009附表D 4的规定采用 取重现期n 10对应的风压值 8脚手架的风荷载体型系数 应按表3 1 2 2的规定取值 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 95 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 表3 1 2 2风荷载体型系数 注 1 值可将脚手架视为桁架 按国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009表7 3 1第32项和第36项的规定计算 敞开式单排脚手架 3 1 2 2 敞开式双排脚手架 3 1 2 3 系数按表3 1 2 3取值 96 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 表3 1 2 3系数表 9密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数不宜小于0 8 97 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 3荷载效应组合1设计脚手架的承重构件时 应根据使用过程中可能出现的荷载取其最不利组合进行计算 荷载效应组合按表3 1 3采用 表3 1 3荷载效应组合 98 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定1脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求 采用分项系数设计表达式进行设计 可只进行下列设计计算 1 纵向 横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算 2 立杆的稳定性计算 3 连墙件的强度 稳定性和连接强度的计算 4 立杆地基承载力计算 2计算构件的强度 稳定性与连接强度时 应采用荷载效应基本组合的设计值 永久荷载分项系数应取1 2 可变荷载分项系数应取1 4 3脚手架中的受弯构件 尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形 验算构件变形时 应采用荷载效应的标准组合的设计值 各类荷载分项系数均应取1 0 4当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时 立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响 99 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定5当常用密目式安全网全封闭单 双排脚手架结构的设计尺寸采用国家行业标准 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130规范规定的构造尺寸时 其相应杆件可不再进行设计计算 但连墙件 立杆地基承载力等仍应根据实际荷载进行设计计算 6钢材的强度设计值与弹性模量应按表3 1 4 1采用 表3 1 4 1钢材的强度设计值与弹性模量 N mm2 100 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定7扣件 底座 可调托撑的承载力设计值应按表3 1 4 2采用 表3 1 4 2扣件 底座 可调托撑的承载力设计值 kN 101 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定8受弯构件的挠度不应超过表3 1 4 3中规定的容许值 表3 1 4 3受弯构件的容许挠度 注 l为受弯构件的跨度 对悬挑杆件为其悬伸长度的2倍 102 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定9受压 受拉构件的长细比不应超过表3 1 4 4中规定的容许值 表3 1 4 4受压 受拉构件的长细比 103 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 4设计计算基本规定10钢管截面几何特性按表3 1 4 5中规定采用 表3 1 4 5钢管截面几何特性 104 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 1纵向 横向水平杆的抗弯强度 1 纵向 横向水平杆的抗弯强度应按下式计算 3 1 5 1 式中 105 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 1纵向 横向水平杆的抗弯强度 式中 2 纵向 横向水平杆弯矩设计值 应按下式计算 3 1 5 2 MGk 脚手板自重产生的弯矩标准值 kN m MQk 施工荷载产生的弯矩标准值 kN m 106 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 1纵向 横向水平杆的抗弯强度 式中 3 1 5 3 3 纵向 横向水平杆的挠度应符合下式规定 挠度 mm 容许挠度 按表3 1 4 3采用 107 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 1纵向 横向水平杆的抗弯强度 4 计算纵向 横向水平杆的内力与挠度时 纵向水平杆宜按三跨连续梁计算 计算跨度取立杆纵距 横向水平杆宜按简支梁计算 计算跨度可按图3 1 5采用 双排脚手架的横向水平杆的构造外伸长度a 500 时 其计算外伸长度a1可取300 图3 1 5横向水平杆计算跨度 a 双排脚手架 b 单排脚手架 1 横向水平杆 2 纵向水平杆 3 立杆 108 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 1纵向 横向水平杆的抗弯强度 5 纵向或横向水平杆与立杆连接时 其扣件的抗滑承载力应符合下式规定 3 1 5 4 式中 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 扣件抗滑承载力设计值 109 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 1 立杆的稳定性应符合下列公式要求 不组合风荷载时 3 1 5 5 组合风荷载时 3 1 5 6 式中 计算立杆段的轴向力设计值 N 轴心受压构件的稳定系数 应根据长细比 按附录A 1 5取值 110 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 1 立杆的稳定性应符合下列公式要求 式中 长细比 计算长度 按式3 1 5 9的规定计算 截面回转半径 可按表3 1 4 5采用 立杆的截面面积 2 可按表3 1 4 5采用 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩 N mm 可按式3 1 4 2计算 111 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 式中 2 计算立杆段的轴向力设计值N 应按下列公式计算 不组合风荷载时 3 1 5 7 组合风荷载时 3 1 5 8 NG1k 脚手架结构自重产生的轴向力标准值 NG2k 构配件自重产生的轴向力标准值 NQk 施工荷载产生的轴向力标准值总和 内 外立杆各按一纵距内施工荷载总和的1 2取值 112 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 式中 3 立杆计算长度 应按下式计算 3 1 5 9 立杆计算长度附加系数 其值取1 155 当验算立杆允许长细比时 取 考虑单 双排脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数 应按表3 1 5采用 步距 113 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 表3 1 5单双排脚手架立杆的计算长度系数 114 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 式中 3 1 5 10 4 由风荷载产生的立杆段弯矩设计值Mw 可按下式计算 Mw 风荷载产生的弯矩标准值 kN m 风荷载标准值 kN m2 应按式 3 1 2 1 计算 立杆纵距 m 115 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 5 单 双排脚手架立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定 1 当脚手架采用相同的步距 立杆纵距 立杆横距和连墙件间距时 应计算底层立杆段 2 当脚手架的步距 立杆纵距 立杆横距和连墙件间距有变化时 除计算底层立杆段外 还必须对出现最大步距或最大立杆纵距 立杆横距 连墙件间距等部位的立杆段进行验算 116 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 2立杆计算 式中 6 单 双排脚手架允许搭设高度 H 应按下列公式计算 并应取较小值 不组合风荷载时 3 1 5 11 组合风荷载时 3 1 5 12 H 脚手架允许搭设高度 m 立杆承受的每米结构自重标准值 kN m 可按A 1 1采用 117 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 3连墙件计算 1 连墙件杆件的强度及稳定应满足下列公式的要求 强度 3 1 5 13 稳定 3 1 5 14 式中 连墙件应力值 N mm2 连墙件的净截面面积 mm2 A 连墙件的毛截面面积 mm2 118 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 3连墙件计算 式中 2 连墙件轴向力设计值应按下式计算 3 1 5 15 连墙件轴向力设计值 N 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 应按式3 1 5 16的计算 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 单排架取2kN 双排架取3kN 连墙件的稳定系数 按附录A 1 5取值 119 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 3连墙件计算 式中 3 由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值 应按下式计算 3 1 5 16 单个连墙件所覆盖的脚手架外侧面的迎风面积 4 连墙件与脚手架 连墙件与建筑结构连接的连接强度应按下式计算 3 1 5 17 式中 连墙件与脚手架 连墙件与建筑结构连接的抗拉 压 承载力设计值 应根据相应规范规定计算 120 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 5单 双排脚手架计算 3连墙件计算 式中 5 当采用钢管扣件做连墙件时 扣件抗滑承载力的验算 应满足下式要求 3 1 5 18 扣件抗滑承载力设计值 一个直角扣件应取8 0kN 6 螺栓 焊接连墙件与预埋件的设计承载力应大于抗滑承载力设计值 121 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 式中 3 1 6脚手架地基承载力计算 1立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 3 1 6 1 立杆基础底面处的平均压力标准值 kPa 上部结构传至立杆基础顶面的轴向力标准值 kN A 基础底面面积 m2 地基承载力特征值 kPa 应按下条规定采用 122 3 1扣件式钢管脚手架设计与计算 3 1 6脚手架地基承载力计算 2地基承载力特征值的取值应符合下列规定 1 当为天然地基时 应按地质勘察报告选用 当为回填土地基时 应对地质勘察报告提供的回填土地基承载力特征值乘以折减系数0 4 2 由载荷试验或工程经验确定 3对搭设在楼面等建筑结构上的脚手架 应对支撑架体的建筑结构进行承载力验算 当不能满足承载力要求时应采取可靠的加固措施 123 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 例1 某建筑工程需搭设48m的敞开式双排扣件式钢管外脚手架 已知立杆横距1 30m 立杆纵距1 50m 内立杆距建筑物外墙距离0 40m 脚手架步距1 8m 铺设木脚手板4层 安全网自重按沿脚手架纵向0 04kN m 同时进行装修施工层数为2层 连墙件采用二步三跨布置 钢管为48 3mm 3 6mm 不考虑风荷载 试验算脚手架的搭设高度及整体稳定性 124 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 解 1计算脚手架允许搭设高度 1 求稳定系数 值 m 钢管 查表3 1 4 1 3 1 4 5得 查表附录A 1 5得 125 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 解 1计算脚手架允许搭设高度 2 求各项荷载产生的立杆轴向力 脚手板按铺设要求应离开墙面120 150mm 内立杆至外墙脚手板铺设宽度应为 0 40 0 12 0 28m 一层构配件自重 查表A 1 2 A 1 3计算 脚手板 栏杆 挡脚板 安全网 0 35 1 30 0 28 1 5 1 05 0 17 1 50 0 04 1 50 1 186kN 式中1 05为考虑脚手板接头系数 按实际情况取 126 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 解 1计算脚手架允许搭设高度 2 求各项荷载产生的立杆轴向力 两个操作层同时施工 查附录A 1 1得 127 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 解 1计算脚手架允许搭设高度 3 求允许搭设高度 由于本题不考虑风荷载 最大允许搭设高度 所以 脚手架搭设高度48m安全 128 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 1扣件式钢管脚手架搭设高度和整体稳定验算 2验算立杆稳定 脚手架高度48m 折合成步数 步 取27步 实际搭设高度 1 8 27 48 6m 立杆纵距 横距 搭设步距和连墙件间距均相等 应验算底层立杆段 立杆的轴向力设计值 所以 立杆安全 129 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 2纵向和横向水平杆强度与刚度验算 例2 已知条件同 例1 横向水平杆的间距为0 75m 验算纵向 横向水平杆强度与变形 解 1横向水平杆验算横向水平杆按简支梁计算 施工荷载全部分布于内外立杆之间时为最不利荷载组合 1 强度验算 所以 满足安全要求 130 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 2纵向和横向水平杆强度与刚度验算 解 1横向水平杆验算 2 验算变形 查表3 1 4 1 表3 1 4 5得 横向水平杆承受的均布荷载 所以 满足要求 131 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 2纵向和横向水平杆强度与刚度验算 解 2纵向水平杆验算纵向水平杆按三跨连续梁计算 1 强度验算横向水平杆与纵向水平杆交点处支座反力的最大值 因为活荷载占85 以上 因此 可以近似全按活荷载考虑 所以 满足安全要求 132 3 2扣件式钢管脚手架计算例题 3 2 3连墙件的强度和稳定性验算 例3 已知条件同 例1 工程位于建筑比较密集的城市市区内 基本风压 主体结构尚未填充墙体 验算连墙件强度和稳定性 解 1风压标准值根据脚手架高度48m 地面粗