异型结构扣件式钢管脚手架搭设技术总结

异型结构外脚手架的设计与施工【摘要】关于异型结构扣件式钢管脚手架搭设作业中应注意的质量、安全性、稳定性问题，本人在施工现场检查中发现的一些突出问题，结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）要求，提出一些问题和自己的见解，供同类工程参考。【关键词】异型结构外脚手架设计施工前言建筑施工外架的安全占整个施工现场的安全因素为47%左右，由此可见，外架的安全与否对整个施工现场的生产安全至关重要。建筑施工“五大伤害”中除了触电事故、机械伤害事故，其他安全事故的发生几乎都与架子有关。关于异型结构扣件式钢管脚手架搭设作业中应注意的质量、安全性、稳定性问题，本人在施工现场检查中发现的一些突出问题，结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）要求，提出一些问题和自己的见解，供同类工程参考。1、工程概述XX汽车客运站工程二期商业综合楼项目，位于XX市XX镇XX村4组、纪庄村12组，建设单位为XXXX实业集团有限公司，设计单位XXXX建筑工程有限公司。本工程建筑面积26926.99m2，地下1层，地上主楼12层，裙楼（商场）4层。地上总建筑面积24175平方米，地下2963平方米。地上高层部分19814平方米，为一类高层。建筑总高度47.65米；商场部分为4361平方米，建筑总高度17.45米。主楼框架剪力墙结构、商场框架结构，场地类别为Ⅲ类，设计使用年限为50年，按抗震设防烈度7度，本工程±0.000相当绝对标高6.75m。主裙楼平面图主裙楼东立面图主楼东西立面成圆弧形，宛若一个倒扣的鸭蛋，五层平面处南北宽度最宽，奇特的立面造型给外脚手架搭设带来了困难和挑战。2、外脚手架方案设计根据主楼的立面造型，外脚手架可采取以下几种方案搭设。方案一：以主楼南侧为例，上下部均采用落地脚手架，即下部落地至硬化自然地坪上，上部根据结构楼层立杆向内移至结构楼层上。方案二：以主楼南侧为例，八层以下采用双排落地脚手架，八层以上采用悬挑脚手架。3、外脚手架方案比选方案一：下部落地高度约35m，为满足立杆稳定，可采用一定高度的双立杆；上部落在结构楼面上；立杆与结构两步两跨拉接；此方案，经济实惠，安全可靠。方案二：八层平面（28.0m）以下落地，上部采用型钢悬挑脚手架，由上部逐层收缩量相对较大，每两层即悬挑一次，最上部一层一次，型钢需用量大，成本相对较高。对于幕墙外装修施工，方案二比方案一优越，落在结构楼层上的立杆对幕墙骨料安装有点影响，但可以克服。结论：本工程外脚手架采用方案一进行施工较合适。4、外脚手架结构性能分析本工程外立面为圆弧形，宛若一个倒扣的鸭蛋，双排脚手架的破坏形式显得尤为突出。在作用极限荷载时，双排脚手架结构的可能破坏形式是以连墙件为反弯点的脚手架平面外大波整体失稳或脚手架较大步距间立杆段的局部弯曲失稳二种形式。通常情况下，脚手架的破坏表现为前一种形式，其承载力由平面外大波整体失稳时的承载力值确定。如果脚手架的步距过大（超过二米），立杆段的局部稳定承载力可能低于架体整体失稳时的承载力。这种情况通常由在构造上减小步距的方法来避免。影响脚手架结构承载力的主要因素：跨距和排距、连墙件的布置方式和间距，立杆的截面面积和步距。双排脚手架的整体失稳实例为此，特别强调连墙件的重要性，对连墙件的计算要求更明确：a）连墙件杆件的强度及稳定应满足下列公式的要求：Nl=Nlw+No强度：≤稳定：≤式中：Nl——连墙件轴向力设计值（N）；Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值；No——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;——连墙件应力值（N/mm2）；——连墙件的净截面面积（mm2）；——连墙件的毛截面面积（mm2）；——连墙件的稳定系数，应根据连墙件长细比按本规范附录A表取值；——连墙件钢材的强度设计值（N/mm2），应按本规范表采用。b）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：≤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。c）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：≤式中：——扣件抗滑承载力设计值，一个直角扣件应取8.0kN。5、方案验算根据上图，建筑物总高度55.786m，落地外脚手架搭设高度（内侧最高处41.7m，外侧最高处34.65m。计算后双立杆需搭至28.45m才能满足立杆稳定性要求。一、脚手架参数脚手架搭设方式双排脚手架脚手架钢管类型Ф48×3脚手架搭设高度HH(m)42脚手架沿纵向搭设设长度L(m)243立杆步距h(m))1.8立杆纵距或跨距lla(m)1.5立杆横距lb(mm)0.85内立杆离建筑物距距离a(m)0.3双立杆计算方法按双立杆受力设计计双立杆计算高度HH1(m)28.45双立杆受力不均匀匀系数KS0.6二、荷载设计脚手板类型竹串片脚手板脚手板自重标准值值Gkjb(kN/m2)0.1脚手板铺设方式2步1设密目式安全立网自自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型竹串片挡脚板栏杆与挡脚板自重重标准值Gkdb(kN/m))0.17挡脚板铺设方式2步1设每米立杆承受结构构自重标准值值gk(kN/m))0.129横向斜撑布置方式式5跨1设结构脚手架作业层层数njj2结构脚手架荷载标标准值Gkjj(kN/m2)3地区江苏南通市安全网设置半封闭基本风压ω0(kkN/m2)0.3风荷载体型系数μμs1.25风压高度变化系数数μz(连墙件、单单立杆、双立立杆稳定性)1.58，1.558，1.26风荷载标准值ωkk(kN/m2)(连墙件、单单立杆、双立立杆稳定性)0.59，0.559，0.48计算简图：立面图侧面图6、主要施工措施1、主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣牢且严禁拆除。这是因为它是构成脚手架空间框架必不可少的杆件。现场调查表明，该处杆件被挪动他用的现象十分普遍，致使立杆的计算长度成倍增大，承载能力大大下降，这正是造成脚手架安全事故的重要原因之一。2、立杆设置扫地杆，立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。3、连墙杆：（1）限制连墙杆偏离主节点的最大距离为300㎜。只有连墙杆在主节点的附近方能有效阻止脚手架发生横向弯曲失稳或倾覆。（2）由于第一步立杆所承受的轴向力最大，是保证脚手架稳定性的控制杆件，在该处设置连墙杆，也就是增设了一个支座，这是从构造上保证脚手架立杆局部稳定性的重要措施之一。（3）连墙杆的设置不仅是为了防止脚手架在风荷和其他水平力作用下产生倾覆，更重要的是它对立杆起中间支座的作用。试验表明，增大其竖向间距（跨度）使立杆的承载能力大幅度下降。这表明连墙杆的设置对保证脚手架的稳定性至关重要。4、脚手架立杆采用对接接长，传力明确，没有偏心，可提高承载能力。立杆若采用搭接，当受力时，因扣件受剪，降低承载能力，试验表明：对接扣件的承载能力比搭接扣件的承载能力大2.14倍；大横杆采用对接可使小横杆在同一水平面上，利于脚手架搭设；由于剪刀撑不能受拉（压），所以其接长时应采用搭接，搭接长度不小于100㎝，接头处设置不少于三个旋转扣件。考虑脚手架的各杆件接头处传力性能差，所以接头应交错排列不得设置在同一个平面内。还有，搭设立杆用一根挂线搭设，其他立杆就垂直了。5、剪刀撑：对加强脚手架整体稳定，防止安全事故的发生起重要作用。（1）由于纵向剪刀撑斜杆较长，如不固定在与之相交的立杆或横向水平杆伸出端上，将会由于刚度不足而先失去稳定。（2）对纵向剪刀撑，若连接立杆太少，则纵向支撑刚度较差，故对剪刀撑跨越立杆的根数作了规定，以5～7根为宜，角度以45°～60°为宜，不应小于4跨，且不应小于6ｍ。（3