【土木建筑】05高層建工用腳手架

1、 長(zhǎng)期以來，我國(guó)普遍使用木、竹腳手架。20世紀(jì)60年代以后，出現(xiàn)了多種腳手架，其中，扣件式鋼管腳手架是目前乃至今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使用量最大、最普遍的腳手架；門式腳手架、碗扣式腳手架、方塔式腳手架、附著升降式腳手架、懸挑式腳手架，也得到大量推廣使用。 腳手架與一般結(jié)構(gòu)相比，其工作條件具有以下特點(diǎn)：(1)所受荷載變異性較大；(2)扣件連接節(jié)點(diǎn)屬于半剛性，且節(jié)點(diǎn)剛性大小與扣件質(zhì)量、安裝質(zhì)量有關(guān)，節(jié)點(diǎn)性能存在較大變異；(3)腳手架結(jié)構(gòu)、構(gòu)件存在初始缺陷，如桿件的初彎曲、銹蝕、搭設(shè)尺寸誤差、受荷偏心等均較大；(4)與墻的連接點(diǎn)，對(duì)腳手架的約束性變異較大。(5)安全儲(chǔ)備小到目前為止，對(duì)以上問題的研究還很不夠，

2、缺乏系統(tǒng)積累和統(tǒng)計(jì)資料，不具備獨(dú)立進(jìn)行概率分析的條件。 國(guó)家建設(shè)部施工安全主管部門自1987年起開始組織制定我國(guó)建筑施工安全技術(shù)規(guī)程系列，其中計(jì)劃制訂的腳手架及其相關(guān)設(shè)施的安全技術(shù)規(guī)范占了相當(dāng)大的比重。 這些腳手架的安全管理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，反映在編制建筑施工腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定(1993年)及其修訂稿(具體體現(xiàn)、應(yīng)用在各專門的腳手架規(guī)范中)、建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程(jgj 1282000，j 432000；以下簡(jiǎn)稱“腳手架00規(guī)范”)、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(jgj 1302001，j 842001；以下簡(jiǎn)稱“腳手架01規(guī)范”)、建筑施工附著升降腳手架管理暫行

3、規(guī)定(2000.10)。 扣件式腳手架其適用范圍如下：(1) 工業(yè)與民用房屋建筑，特別是多、高層房屋的施工用腳手架；(2) 高聳構(gòu)筑物，如井架、煙囪、水塔等的施工用腳手架； (3) 模板支撐架； (4) 上料平臺(tái)；(5) 棧橋、碼頭、高架公路等工程的施工用腳手架； (6) 其他，如簡(jiǎn)易建筑物的骨架等。 腳手架01規(guī)范規(guī)定，單排腳手架不適用于下列情況：(1) 墻體厚度小于或等于180mm；(2) 建筑物高度超過24m；(3) 空斗磚墻、加氣塊墻等輕質(zhì)墻體；(4) 砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)小于或等于m1.0的磚墻。 腳手架常用構(gòu)架尺寸見表5-1、表5-2 表5-1 常用敞開式雙排腳手架的構(gòu)架尺寸(m)表5

4、-2 常用敞開式單排腳手架的構(gòu)架尺寸(m) 扣件式鋼管腳手架的基本構(gòu)架形式如圖5.1所示。 腳手架：為建筑施工而搭設(shè)的上料、堆料與施工作業(yè)用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)架。 單排腳手架(單排架)：只有一排立桿，橫向水平桿的一端擱置在墻體上的腳手架。 雙排腳手架(雙排架)：由內(nèi)外兩排立桿和水平桿等構(gòu)成的腳手架。 圖5.1 扣件式鋼管腳手架的基本構(gòu)架形式1外立桿 2內(nèi)立桿 3橫向水平桿 4縱向水平桿 5欄桿 6擋腳板 7直角扣件8旋轉(zhuǎn)扣件 9連墻件 10橫向斜撐 11主立桿 12副立桿 13拋撐 14剪刀撐15墊板 16縱向掃地桿 17橫向掃地桿結(jié)構(gòu)腳手架：用于砌筑和結(jié)構(gòu)工程施工作業(yè)的腳手架。裝修腳手架：用于裝修工

5、程施工作業(yè)的腳手架。敞開式腳手架：僅設(shè)有作業(yè)層欄桿和擋腳板，無其他遮擋設(shè)施的腳手架。局部封閉腳手架：遮擋面積小于30%的腳手架。半封閉腳手架：遮擋面積占3070%的腳手架。全封閉腳手架：沿腳手架外側(cè)全長(zhǎng)和全高封閉的腳手架。模板支架：用于支撐模板的、采用腳手架材料搭設(shè)的架子。開口型腳手架：沿建筑周邊非交圈設(shè)置的腳手架。封圈型腳手架：沿建筑周邊交圈設(shè)置的腳手架?？奂翰捎寐菟ňo固的扣接連接件。直角扣件：用于垂直交叉桿件間連接的扣件。旋轉(zhuǎn)扣件：用于平行或斜交桿件間連接的扣件。對(duì)接扣件：用于桿件對(duì)接連接的扣件。防滑扣件：根據(jù)抗滑要求增設(shè)的非連接用途扣件。底座：設(shè)于立桿底部的墊座。固定底座：不能調(diào)節(jié)支墊

6、高度的底座。可調(diào)底座：能夠調(diào)節(jié)支墊高度的底座。墊板：設(shè)于底座下的支承板。立桿：腳手架中垂直于水平面的豎向桿件。外立桿：雙排腳手架中離開墻體一側(cè)的立桿。內(nèi)立桿：雙排腳手架中貼近墻體一側(cè)的立桿。角桿：位于腳手架轉(zhuǎn)角處的立桿。雙管立桿：兩根并列緊靠的立桿。主立桿：雙管立桿中直接承受頂部荷載的立桿。副立桿：雙管立桿中分擔(dān)主立桿荷載的立桿。水平桿：腳手架中的水平桿件?？v向水平桿：沿腳手架縱向設(shè)置的水平桿。橫向水平桿：沿腳手架橫向設(shè)置的水平桿。掃地桿：貼近地面，連接立桿根部的水平桿?？v向掃地桿：沿腳手架縱向設(shè)置的掃地桿。橫向掃地桿：沿腳手架橫向設(shè)置的掃地桿。連墻件：連接腳手架與建筑物的構(gòu)件。剛性連墻件：采

7、用鋼管、扣件或預(yù)埋件組成的連墻件。柔性連墻件：采用鋼筋作拉筋構(gòu)成的連墻件。連墻件間距：腳手架相鄰連墻件之間的距離。連墻件豎距：上下相鄰連墻件之間的垂直距離。連墻件橫距：左右相鄰連墻件之間的水平距離。橫向斜撐：與雙排腳手架內(nèi)、外立桿或水平桿斜交呈之字形的斜桿。剪刀撐：在腳手架外側(cè)面成對(duì)設(shè)置的交叉斜桿。拋撐：與腳手架外側(cè)面斜交的桿件。腳手架高度：自立桿底座下皮至架頂欄桿上皮之間的垂直距離。腳手架長(zhǎng)度：腳手架縱向兩端立桿外皮間的水平距離。腳手架寬度：雙排腳手架橫向兩側(cè)立桿外皮之間的水平距離，單排腳手架為外立桿外皮至墻面的距離。立桿步距(步)：上下水平桿軸線間的距離。立桿間距：腳手架相鄰立桿軸線間的距

8、離。立桿縱距(跨)：腳手架相鄰立桿的縱向間距。立桿橫距：腳手架立桿的橫向間距，單排腳手架為外立桿軸線至墻面的距離。主節(jié)點(diǎn)：立桿、縱向水平桿、橫向水平桿三桿緊靠的扣接點(diǎn)。作業(yè)層：上人作業(yè)的腳手架鋪板層。 腳手架鋼管應(yīng)采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)直縫電焊鋼管(gbt13793)或低壓流體輸送用焊接鋼管(gbt3092)中規(guī)定的3號(hào)普通鋼管，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼(gbt700)中q235-a級(jí)鋼的規(guī)定。腳手架鋼管的尺寸應(yīng)按表5-3采用。腳手架鋼管的截面特性指標(biāo)如表5-4。每根鋼管的最大質(zhì)量不應(yīng)大于25kg，宜采用483.5鋼管。我國(guó)扣件式鋼管腳手架使用的483.5鋼管絕大部分是焊接鋼管，屬冷彎薄壁

9、型鋼材，其材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)值，應(yīng)引用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(gbjl8)；在其他情況采用熱軋無縫鋼管時(shí)，則應(yīng)引用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gbj 17)。鋼管上嚴(yán)禁打孔。表5-3 腳手架鋼管尺寸(m) 表5-4 腳手架鋼管的截面特性指標(biāo)目前我國(guó)有可鍛鑄鐵扣件(如圖5.2所示)和鋼板壓制扣件。 (a) 直角扣件 (b) 旋轉(zhuǎn)扣件 (c) 對(duì)接扣件圖5.2 可鍛鑄鐵扣件(a) 直角扣件 (b) 旋轉(zhuǎn)扣件 (c) 對(duì)接扣件 圖5.2 可鍛鑄鐵扣件 用扣件連接的鋼管腳手架，其水平桿的軸線與立桿軸線在主節(jié)點(diǎn)上并不匯交在一點(diǎn)。當(dāng)縱向或橫向水平桿傳荷載至立桿時(shí)，存在

10、偏心距53mm，如圖5.3所示。在一般情況下，此偏心產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力不大，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，予以忽略。由于忽略偏心而帶來的不安全因素，腳手架01規(guī)范已在立桿承載力計(jì)算的調(diào)整系數(shù)中加以考慮。底座如圖5.4所示。1螺母 2墊圈 3蓋板4螺栓 5縱向水平桿 6立桿圖5.3 直角扣件 圖5.3 直角扣件 圖5.3 直角扣件 圖5.4 底座 1.腳手架的荷載 作用于腳手架的荷載可分為永久荷載(恒荷載)與可變荷載(活荷載)。永久荷載(恒荷載)可分為：(1)腳手架結(jié)構(gòu)自重，包括立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件等的自重；(2)構(gòu)、配件自重，包括腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施的自重。可

11、變荷載(活荷載)可分為：(1)施工荷載，包括作業(yè)層上的人員、器具和材料的自重；(2)風(fēng)荷載。 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，宜按表5-5采用；(2)沖壓鋼腳手板、木腳手板與竹串片腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按表5-6采用；(3)欄桿與擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按表5-7采用；(4)腳手架上吊掛的安全設(shè)施(安全網(wǎng)、葦席、竹笆及帆布等)的荷載應(yīng)按實(shí)際情況采用。常用構(gòu)配件與材料、人員自重應(yīng)按表5-8采用。 表5-6 腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值 表5-7 欄桿、擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值 表5-8 常用構(gòu)配件與材料、人員的自重作用于腳手架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按式(5-1)算：k=0.7zs0 (

12、5-1)式中：k風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(knm2)； z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gbj 9)規(guī)定采用，見表5-10 表5-10 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z 對(duì)于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按上表確定。地面粗糙度可分為a、b、c、d四類：a類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；b類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；c類指有密集建筑群的城市市區(qū)；d類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。 對(duì)于山區(qū)的建筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按平坦地面的粗糙度類別，由上表確定外，還應(yīng)考慮地形條件的修正，修正系數(shù)分別按下述規(guī)定采用。(1) 對(duì)于山峰和山坡

13、，如圖5.5所示，其頂部b處的修正系數(shù)可按式(5-2)采用。21tan (1)2.5bzkhha輊犏=+-犏臌(5-2) 式中：tan 山峰或山坡在迎風(fēng)面一側(cè)的坡度；當(dāng)tan 0.3時(shí)，取tan =0.3；k系數(shù)，對(duì)山峰取3.2，對(duì)山坡取1.4；h山頂或山坡全高(m)；z建筑物計(jì)算位置離建筑物地面的高度(m)；當(dāng)z 2.5h時(shí)，取z=2.5h。對(duì)于山峰和山坡的其他部位，可按圖5.5所示，取a、c處的修正系數(shù)a、c為1，ab間和bc間的修正系數(shù)按可的線性插值確定。2) 山間盆地、谷地等閉塞地形=0.750.85；對(duì)于與風(fēng)向一致的谷口、山口= 1.201.50。3) 對(duì)于遠(yuǎn)海海面和海島的建筑物或構(gòu)

14、筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按a類粗糙度類別，由表5-10確定外，還應(yīng)考慮表5-11給出的修正系數(shù)。 圖5.5 山峰和山坡示意圖表5-11 遠(yuǎn)海海面和海島的修正系數(shù) s 腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，按表5-12的規(guī)定采用； 表5-12 腳手架的風(fēng)荷載體型系數(shù)s 2. 腳手架的荷載組合 設(shè)計(jì)腳手架的承重構(gòu)件時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用過程中可能出現(xiàn)的荷載取其最不利組合進(jìn)行計(jì)算，荷載效應(yīng)組合宜按表5-16采用。表5-16 腳手架的荷載效應(yīng)組合 1. 基本設(shè)計(jì)規(guī)定 腳手架的承載能力應(yīng)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的要求，采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)?？芍贿M(jìn)行下列設(shè)計(jì)計(jì)算：(1)縱向、橫向水平桿等受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和連接扣件的抗滑承載力

15、計(jì)算；(2)立桿的穩(wěn)定性計(jì)算；(3)連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度的計(jì)算；(4)立桿地基承載力計(jì)算。當(dāng)縱向或橫向水平桿的軸線對(duì)立桿軸線的偏心距不大于55mm時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算中可不考慮此偏心距的影響。 計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性與連接強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)值。永久荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.4。腳手架中的受彎構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的要求驗(yàn)算變形；驗(yàn)算構(gòu)件變形時(shí)，應(yīng)采用荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值。 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量應(yīng)按表5-17采用。扣件、底座的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按 表5-18采用。受彎構(gòu)件的撓度不應(yīng)超過表5-19規(guī)定的容許值。受壓、受拉構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)超

16、過表5-20規(guī)定的容許值。 表5-17 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量(n/mm2)表5-18 扣件、底座的承載力設(shè)計(jì)值(kn) 表5-19 受彎構(gòu)件的容許撓度 表5-20 受壓、受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比2. 縱向水平桿、橫向水平桿計(jì)算縱向、橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度應(yīng)按式(5-3)計(jì)算： (5-3)式中：m縱向、橫向水平桿彎矩設(shè)計(jì)值，其值按式(5-4)計(jì)算： m=1.2mgk+1.4mqk (5-4) mgk腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩； mqk施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩； w截面模量，可查表； f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。mw 縱向、橫向水平桿的撓度應(yīng)符合下式規(guī)定： vv (5-5) 式中：v撓度； v容許撓度

17、。 計(jì)算縱向、橫向水平桿的內(nèi)力與撓度時(shí)，不考慮扣件的彈性嵌固作用(偏于安全)，縱向水平桿宜按三跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度取縱距l(xiāng)a；橫向水平桿宜按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算跨度l0可按圖5.6所示采用(橫向水平桿向立桿直接傳遞荷載的情況下，計(jì)算跨度取法同理)；雙排腳手架的橫向水平桿的構(gòu)造外伸長(zhǎng)度a500，其計(jì)算外伸長(zhǎng)度(即荷載分布范圍)a1可取300mm。水平桿自重與腳手板自重相比甚小，可忽略不計(jì)?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，其扣件的抗滑承載力應(yīng)符合下式規(guī)定： rrc (5-6)式中：r縱向、橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；rc扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值。 53 1 2 3 3 2 1 120 (a) 雙

18、排腳手架 (b) 單排腳手架圖5.6 橫向水平桿計(jì)算跨度1橫向水平桿 2縱向水平桿 3立桿立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計(jì)算：不組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-7)組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-8)式中：n計(jì)算立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值；不組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-9)組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-10)nfawmnfaw1k2kk1.2()1.4ggqnnnn=+1k2kkwk1.2()0.85 1.4()ggqnnnnn=+ 腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力： 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力； 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿可按一縱距(跨)內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查表5-21取值

19、； 長(zhǎng)細(xì)比， =l0/i； l0 計(jì)算長(zhǎng)度； l0=kh (5-11) k 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，k=1.155； 考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，按表5-22取值； h 立桿步距； i 截面回轉(zhuǎn)半徑，可查表； a 立桿的截面面積，可查表；1kgn2kgnkqn 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩； (5-12) 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩； 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 立桿縱距； f 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。wm2k awwk0.85 1.40.85 1.410l hmmw=wkmkal表5-22 腳手架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) 立桿穩(wěn)定性計(jì)算部位的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)當(dāng)腳手架搭設(shè)尺寸采用相同的步距、立

20、桿縱距、立桿橫距和連墻件間距時(shí)，應(yīng)計(jì)算底層立桿段；(2)當(dāng)腳手架搭設(shè)尺寸中的步距、立桿縱距、立桿橫距和連墻件間距有變化時(shí)，除計(jì)算底層立桿段外，還必須對(duì)出現(xiàn)最大步距或最大立桿縱距、立桿橫距、連墻件間距等部位的立桿段進(jìn)行驗(yàn)算；(3)雙管立桿變截面處主立桿上部單根立桿。 腳手架有兩種可能的失穩(wěn)形式：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。整體失穩(wěn)時(shí)如圖5.7所示，內(nèi)、外立桿與橫向水平桿組成的橫向框架，沿垂直主體結(jié)構(gòu)方向大波鼓曲現(xiàn)象，波長(zhǎng)均大于步距，并與連墻件的豎向間距有關(guān)。局部失穩(wěn)是立桿在步距內(nèi)發(fā)生小波鼓曲，波長(zhǎng)與步距相近，內(nèi)、外立桿變形方向可能一致，也可能不一致。圖5.7 雙排腳手架的整體失穩(wěn)1連墻件 2失穩(wěn)方向 由

21、于整體失穩(wěn)是腳手架的主要破壞形式，故以上計(jì)算只對(duì)整體穩(wěn)定。為了防止局部立桿段失穩(wěn)，腳手架01規(guī)范除將底層步距限制在2m以下外，應(yīng)規(guī)定對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱的立桿段進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。 以上按軸心受壓計(jì)算腳手架立桿穩(wěn)定性，但穩(wěn)定性計(jì)算公式中的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)值，是反映腳手架各桿件對(duì)立桿的約束作用。本規(guī)范規(guī)定的值，采用了中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院19641965年和19861988年、哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院于19881989年分別進(jìn)行的原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗(yàn)所取得的科研成果，其值在1.52.0之間。它綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素，當(dāng)然也包含了立桿偏心受荷(初偏心e=53mm)的實(shí)際工況。

22、施工荷載一般是偏心地作用于腳手架上，作業(yè)層下面鄰近的內(nèi)、外排立桿所分擔(dān)的施工荷載并不相同，而遠(yuǎn)離作業(yè)層的內(nèi)、外排立桿則因連墻件的支承作用，使分擔(dān)的施工荷載趨于均勻。在一般情況下，腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大軸向力與由不均勻分配施工荷載產(chǎn)生的最大軸向力不會(huì)同時(shí)相遇，因此以上計(jì)算的軸向力n值計(jì)算可以忽略施工荷載的偏心作用. 腳 手架立桿計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)k,根據(jù)“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”保持與以往容許應(yīng)力法具有相同的結(jié)構(gòu)安全度的條件得到。詳見腳手架01規(guī)范的條文說明 。 根據(jù)以上立桿穩(wěn)定計(jì)算公式推導(dǎo)，可以得出當(dāng)立桿采用單管時(shí)，敞開式、全封閉、半封閉腳手架的可搭設(shè)高度hs，即應(yīng)按下列公式計(jì)算并取小者 ： 不組

23、合風(fēng)荷載時(shí)， (5-13) 組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-14)式中：hs按穩(wěn)定計(jì)算的搭設(shè)高度； gk每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)，可查表。當(dāng)hs 26m時(shí)，可按下式調(diào)整且不宜超過50m： (5-15)式中：腳手架搭設(shè)高度限值(m)。2kksk(1.21.4)1.2gqafnnhg-+=wk2kksk1.20.85 1.4)1.2gqmafnnawhg禳镲镲-+睚镲镲鉿= ss10.001hhh=+4. 連墻件計(jì)算 連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 (gbj18)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(cbjl7)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gbj10)等的規(guī)定計(jì)算。連墻件的軸向

24、力設(shè)計(jì)值應(yīng)按式(5-16)計(jì)算： nl= nlw +n0 (5-16)式中：nl 連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kn)；nlw風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值，按式(5-17)計(jì)算 nlw =1.4kaw (5-17)aw 每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)面的迎風(fēng)面積；n0連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kn)，單排架取3，雙排架取5。 扣件連墻件的連接扣件應(yīng)按有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算抗滑承載力。螺栓、焊接連墻件與預(yù)埋件的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)大于扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值rc。5. 立桿地基承載力計(jì)算立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足式(5-18)的要求： pfg (5-18)式中：p立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，p=n/a； n上

25、部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值； a基礎(chǔ)底面面積； fg地基承載力設(shè)計(jì)值， fg =kcfgk； kc腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)，對(duì)碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4，對(duì)黏土取0.5，對(duì)巖石、混凝土取1.0； fgk地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gbj7)的規(guī)定采用，例如黏性土為表5-23。表5-23 黏性土地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)注：n為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)。6. 模板支架計(jì)算 模板支架計(jì)算立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按以上腳手架立桿穩(wěn)定承載力計(jì)算方法計(jì)算(不計(jì)算沉降，但應(yīng)經(jīng)常檢測(cè)腳手架沉降)，參與荷載效應(yīng)組合的項(xiàng)目及其荷載值按混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(gb50204)規(guī)定進(jìn)行，即模板支架

26、立桿的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按式(5-19)、式(5-20)計(jì)算：不組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-19)組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-20)式中： 模板及支架自重、新澆混凝土自重與鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和； 施工人員及施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和。 模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0，應(yīng)按式(5-21)計(jì)算： l0=h+2a (5-21)式中：h支架立桿的步距； a模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度(此規(guī)定的結(jié)果是限制上部伸出長(zhǎng)度)。kk=1.2+1.4gqnnn邋kk=1.2+0.85 1.4gqnnn邋kgnkqn【例5.1】 某高層裝飾工程擬搭設(shè)50m高雙排

27、腳手架，采用483.5鋼管、沖壓鋼腳手板(每塊寬230mm，自重0.3 kn/m2，作業(yè)層鋪4塊；擋腳板用沖壓鋼腳手板1塊)，腳手架排距1.05m、步距1.8m、柱距1.8m，連墻件豎向間距3.6m、水平間距5.4m，雙層同時(shí)作業(yè)，立網(wǎng)全封閉(立網(wǎng)網(wǎng)眼尺寸35mm35mm，繩徑3.2mm，自重0.01 kn/m2)。工程位于市區(qū)，地面粗糙度c類，基本風(fēng)壓0=0.45kn/m2。驗(yàn)算底層立桿穩(wěn)定承載力。解 (1) 腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力ng1k一個(gè)柱距范圍內(nèi)每米高腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值gk=0.1337 kn/m(查表)，則50米高腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值ng1k=0

28、.1337 kn/m50m=6.685 kn。(2) 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力ng2k2層腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力：0.3 kn/m20.23 m41.8 m2=0.9936 kn1塊擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力：0.3 kn/m20.23 m1.8 m =0.1242 kn2根護(hù)身欄桿自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(雙作業(yè)層各1根)：0.0384 kn/m1.8 m2 =0.1382 kn安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力：0.01kn/m21.8 m50 m =0.9 knng2k=0.993 6+0.124 2+0.138 2+0.9=2.156 kn(3) 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和=2

29、.0 kn/m21.05 m1.8 m2=7.56 kn(4) 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩mw5m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=0.54全封閉立網(wǎng)擋風(fēng)系數(shù)=0.192(1.05為考慮繩結(jié)的影響)s=1.3=1.30.192=0.2496(認(rèn)為背靠建筑物為開洞墻)k=0.7zs0=0.70.540.24960.45=0.0425 kn/m2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩mwk=0.0248 knm風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩mw=0.851.4mwk=0.851.40.0248=0.0295 knm(5) 底層立桿穩(wěn)定承載力驗(yàn)算底層立桿軸向力設(shè)計(jì)值n：不組合風(fēng)荷載時(shí)，=1.2(6.685+2.156)+1.47.56

30、 =21.193 kn組合風(fēng)荷載時(shí)， =1.2(6.685+2.156)+0.851.47.56=19.606 kn立桿計(jì)算長(zhǎng)度l0=kh=1.1551.50180=311.9cm，長(zhǎng)細(xì)比=l0/i=311.9/1.58=197.4，軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)=0.185。不組合風(fēng)荷載時(shí)， (不滿足)。組合風(fēng)荷載時(shí)，(不滿足)。 1. 縱向水平桿、橫向水平桿、腳手板縱向水平桿的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 縱向水平桿宜設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，其長(zhǎng)度不宜小于3跨。(2) 縱向水平桿接長(zhǎng)宜采用對(duì)接扣件連接，也可采用搭接。對(duì)接、搭接應(yīng)符合下列規(guī)定：縱向水平桿的對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置：兩根相鄰縱向水平桿的接頭不宜設(shè)置在

31、同步或同跨內(nèi)；不同步或不同跨兩個(gè)相鄰接頭在水平方向錯(cuò)開的距離不應(yīng)小于500mm；各接頭中心至最近主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于縱距的1/3，如圖5.8所示。(a) 接頭不在同步內(nèi)(立面) (b) 接頭不在同跨內(nèi)(平面)圖5.8 縱向水平桿對(duì)接接頭布置1立桿 2縱向水平桿 3橫向水平桿(3) 搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于lm，應(yīng)等間距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板邊緣至搭接縱向水平桿桿端的距離不應(yīng)小于100mm。(4) 當(dāng)使用沖壓鋼腳手板、木腳手板、竹串片腳手板時(shí)，縱向水平桿應(yīng)作為橫向水平桿的支座，用直角扣件固定在立桿上；當(dāng)使用竹笆腳手板時(shí)，縱向水平桿應(yīng)采用直角扣件固定在橫向水平桿上，并應(yīng)等間距設(shè)置，間距不應(yīng)大于

32、400mm，如圖5.9所示。圖5.9 鋪竹笆腳手板時(shí)縱向水平桿的構(gòu)造1立桿 2縱向水平桿 3橫向水平桿 4竹笆腳手板 5其他腳手板橫向水平桿的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 主節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴(yán)禁拆除。主節(jié)點(diǎn)處兩個(gè)直角扣件的中心距不應(yīng)大于150mm。在雙排腳手架中，靠墻一端的外伸長(zhǎng)度a不應(yīng)大于0.4l，且不應(yīng)大于500mm。 (2) 作業(yè)層上非主節(jié)點(diǎn)處的橫向水平桿，宜根據(jù)支承腳手板的需要等間距設(shè)置，最大間距不應(yīng)大于縱距的1/2。(3) 當(dāng)使用沖壓鋼腳手板、木腳手板、竹串片腳手板時(shí)，雙排腳手架的橫向水平桿兩端均應(yīng)采用直角扣件固定在縱向水平桿上；單排腳手架的橫向水平桿的一

33、端，應(yīng)用直角扣件固定在縱向水平桿上，另一端應(yīng)插入墻內(nèi)，插入長(zhǎng)度不應(yīng)小于180mm。(4) 使用竹笆腳手板時(shí)，雙排腳手架的橫向水平桿兩端，應(yīng)用直角扣件固定在立桿上；單排腳手架的橫向水平桿的一端，應(yīng)用直角扣件固定在立桿上，另一端應(yīng)插入墻內(nèi)，插入長(zhǎng)度亦不應(yīng)小于180mm。腳手板的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 作業(yè)層腳手板應(yīng)鋪滿廠鋪穩(wěn)，離開墻面120150mm。(2) 沖壓鋼腳手板、木腳手板、竹串片腳手板等，應(yīng)設(shè)置在三根橫向水平桿上。當(dāng)腳手板長(zhǎng)度小于2m時(shí)，可采用兩根橫向水平桿支承，但應(yīng)將腳手板兩端與其可靠固定，嚴(yán)防傾翻。腳手板對(duì)接平鋪時(shí)，接頭處必須設(shè)兩根橫向水平桿，腳手板外伸長(zhǎng)度應(yīng)取130150mm，

34、兩塊腳手板外伸長(zhǎng)度之和不應(yīng)大于300mm；腳手板搭接鋪設(shè)時(shí)，接頭必須支在橫向水平桿上，搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于200mm，其伸出橫向水平桿的長(zhǎng)度不應(yīng)小于100m，如圖5.10所示。(a) 腳手板對(duì)接 (b) 腳手板搭接圖5.10 腳手板對(duì)接、搭接構(gòu)造(3) 竹笆腳手板應(yīng)按其主竹筋垂直于縱向水平桿方向鋪設(shè)，且采用對(duì)接平鋪，四個(gè)角應(yīng)用直徑1.2mm的鍍鋅鋼絲固定在縱向水平桿上。(4) 作業(yè)層端部腳手板探頭長(zhǎng)度應(yīng)取150mm，其板長(zhǎng)兩端均應(yīng)與支撐桿可靠固定。2. 立桿 每根立桿底部應(yīng)設(shè)置底座或墊板。 腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿?？v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大子200mm處的立桿上。當(dāng)立桿基礎(chǔ)不

35、在同一高度上時(shí)，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長(zhǎng)兩跨與立桿固定，高低差不應(yīng)大于lm?？窟吰律戏降牧U軸線到邊坡的距離不應(yīng)小于500mm，腳手架底層步距不應(yīng)大于2m，如圖5.11所示。圖5.11 縱、橫向掃地桿構(gòu)造1橫向掃地桿 2縱向掃地桿立桿接長(zhǎng)除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步接頭必須采用對(duì)接扣件連接。對(duì)接、搭接應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 立桿上的對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置：兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個(gè)相隔接頭在高度方向錯(cuò)開的距離不宜小于500mm；各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于步距的1/3。(2) 搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于lm，應(yīng)采用不少于2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板的邊緣

36、至桿端距離不應(yīng)小于l00mm。立桿頂端宜高出女兒墻上皮lm，高出檐口上皮1.5m。雙管立桿中副立桿的高度不應(yīng)低于3步，鋼管長(zhǎng)度不應(yīng)小于6m。3. 連墻件連墻件數(shù)量的設(shè)置除應(yīng)滿足規(guī)范計(jì)算要求外，應(yīng)符合表5-24的規(guī)定。表5-24 連墻件布置最大間距 連墻件的布置應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 宜靠近主節(jié)點(diǎn)設(shè)置，偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于300mm。(2) 應(yīng)從底層第一步縱向水平桿處開始設(shè)置，當(dāng)該處設(shè)置有困難時(shí)，應(yīng)采用其他可靠措施固定。(3) 宜優(yōu)先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置。(4) 一字型、開口型腳手架的兩端必須設(shè)置連墻件，連墻件的垂直間距不應(yīng)大于建筑物的層高，并不應(yīng)大于4m(2步)。連墻件的構(gòu)

37、造應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 連墻件中的連墻桿或拉筋宜呈水平設(shè)置，當(dāng)不能水平設(shè)置時(shí)，與腳手架連接的一端應(yīng)下斜連接，不應(yīng)采用上斜連接。(2) 連墻件必須采用可承受拉力和壓力的構(gòu)造。 4. 門洞單、雙排腳手架門洞宜采用上升斜桿、平行弦桿桁架結(jié)構(gòu)型式，如圖5.12所示，斜桿與地面的傾角應(yīng)在4560之間。門洞桁架的型式宜按下列要求確定。(1) 當(dāng)步距(h)小于縱距(la)時(shí)，應(yīng)采用a型。(2) 當(dāng)步距(h)大于縱距(la)時(shí)，應(yīng)采用b型，并應(yīng)符合下列規(guī)定：h=1.8m時(shí)，縱距不應(yīng)大于1.5m；h =2.0m時(shí)，縱距不應(yīng)大于1.2m。 (d) 挑空二根立桿(b 型) (c) 挑空一根立桿(b 型) (b)

38、挑空二根立桿(a)型 (a) 挑空一根立桿(a 型) 圖5.12 門洞處上升斜桿、平行弦桿桁架1防滑扣件 2增設(shè)的橫向水平桿 3副立桿 4主立桿單、雙排腳手架門洞桁架的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 單排腳手架門洞處，應(yīng)在平面桁架(如圖5.12所示的abcd)的每一節(jié)間設(shè)置一根斜腹桿；雙排腳手架門洞處的空間桁架，除下弦平面外，應(yīng)在其余5個(gè)平面內(nèi)的圖示節(jié)間設(shè)置一根斜腹桿(如圖5.12所示的1-1、2-2、3-3剖面)。(2) 斜腹桿宜采用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于150m m。 (3) 斜腹桿宜采用通長(zhǎng)桿件，當(dāng)必須接長(zhǎng)使用時(shí)，宜采用對(duì)接扣件連接

39、，也可采用搭接，搭接構(gòu)造應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。單排腳手架過窗洞時(shí)應(yīng)增設(shè)立桿或增設(shè)一根縱向水平桿，如圖5.13所示。圖5.13 單排腳手架過窗洞構(gòu)造1增設(shè)的縱向水平桿5. 剪刀撐與橫向斜撐雙排腳手架應(yīng)設(shè)剪刀撐與橫向斜撐，單排腳手架應(yīng)設(shè)剪刀撐。剪刀撐的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 每道剪刀撐跨越立桿的根數(shù)宜按表5-25的規(guī)定確定。每道剪刀撐的寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6m，斜桿與地面的傾角宜在4560之間 。表5-25 剪刀撐跨越立桿的最多根數(shù) (2) 高度在24m以下的單、雙排腳手架，應(yīng)在外側(cè)立面的兩端各設(shè)置一道剪刀撐，并應(yīng)由底至頂連續(xù)設(shè)置；中間各道剪刀撐之間的凈距不應(yīng)大于15m，如圖5.14所示。

40、圖5.14 剪刀撐布置(3) 高度在24m以上的雙排腳手架應(yīng)在外側(cè)立面整個(gè)長(zhǎng)度和高度上連續(xù)設(shè)置剪刀撐。(4) 剪刀撐斜桿的接長(zhǎng)宜采用搭接，搭接應(yīng)符合規(guī)范構(gòu)造規(guī)定。(5) 剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于150mm。橫向斜撐的設(shè)置符合下列規(guī)定。(1) 橫向斜撐應(yīng)在同節(jié)間，由底至頂呈之字形連續(xù)設(shè)置，斜撐的固定應(yīng)與門洞桁架斜腹桿要求相同。(2) 一字形、開口型雙排腳手架的兩端必須設(shè)置橫向斜撐，中間宜每隔6跨設(shè)置一道。 (3) 高度在24m以下的封閉型雙排腳手架可不設(shè)橫向斜撐，高度在24m以上的封閉型腳手架，除拐角應(yīng)設(shè)置橫向斜撐外，

41、中間應(yīng)每隔6跨設(shè)置一道。6. 斜道人行并兼作材料運(yùn)輸?shù)男钡赖男问揭税聪铝幸蟠_定。(1) 高度不大于6m的腳手架，宜采用一字形斜道。(2) 高度大于6m的腳手架，宜采用之字形斜道。斜道的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 斜道宜附著外腳手架或建筑物設(shè)置。(2) 運(yùn)料斜道寬度不宜小于1.5m，坡度宜采用1:6；人行斜道寬度不宜小于lm，坡度宜采用1:3。(3) 拐彎處應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，其寬度不應(yīng)小于斜道寬度。(4) 斜道兩側(cè)及平臺(tái)外圍均應(yīng)設(shè)置欄桿及擋腳板。欄桿高度應(yīng)為1.2m，擋腳板高度不應(yīng)小于180mm；(5) 運(yùn)料斜道兩側(cè)、平臺(tái)外圍和端部均應(yīng)按規(guī)范規(guī)定設(shè)置連墻件；每?jī)刹綉?yīng)加設(shè)水平斜桿；應(yīng)按規(guī)范規(guī)定設(shè)置剪刀

42、撐和橫向斜撐。斜道腳手板構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 腳手板橫鋪時(shí)，應(yīng)在橫向水平桿下增設(shè)縱向支托桿，向支托桿間距不應(yīng)大于500mm。(2) 腳手板順鋪時(shí)，接頭宜采用搭接；下面的板頭應(yīng)壓住上面的板頭，板頭的凸棱處宜采用三角木填順。(3) 人行斜道和運(yùn)料斜道的腳手板上應(yīng)每隔250300mm設(shè)置一根防滑木條，木條厚度宜為2030mm。7. 模板支架模板支架立桿的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 模板支架立桿的構(gòu)造應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于腳手架立桿底部、掃地桿、底層步距、立桿接長(zhǎng)的規(guī)定。(2) 支架立桿應(yīng)豎直設(shè)置，2m高度的垂直允許偏差為15mm。(3) 設(shè)在支架立桿根部的可調(diào)底座，當(dāng)其伸出長(zhǎng)度超過300mm時(shí)，應(yīng)采取

43、可靠措施固定。(4) 當(dāng)梁模板支架立桿采用單根立桿時(shí)，立桿應(yīng)設(shè)在梁模板中心線處，其偏心距不應(yīng)大于25mm。滿堂模板支架的支撐設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) 滿堂模板支架四邊與中間每隔四排支架立桿應(yīng)設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)罩。(2) 高于4m的模板支架，其兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔2步設(shè)置一道水平剪刀撐。(3) 剪刀撐的構(gòu)造應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于腳手架剪刀撐的構(gòu)造規(guī)定。 1. 碗扣式鋼管腳手架的基本構(gòu)造 碗扣式鋼管腳手架采用目前用量最多的扣件式鋼管腳手架483.5焊接鋼管作主構(gòu)件，鋼管上每隔一定距離安裝一套碗扣接頭制成。碗扣分上碗扣和下碗扣，下碗扣焊在鋼管上，上碗扣對(duì)應(yīng)地套在鋼管上，

44、其銷槽對(duì)準(zhǔn)焊在鋼管上的限位銷即能上、下滑動(dòng)。橫桿是在鋼管兩端焊接橫桿接頭制成。連接時(shí)，只需將橫桿接頭插入下碗扣內(nèi)，將上碗扣沿限位銷扣下，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，靠上碗扣螺旋面使之與限位銷頂緊，從而將橫桿和立桿牢固地連在一起，形成框架結(jié)構(gòu)。每個(gè)下碗扣內(nèi)可同時(shí)裝4個(gè)橫桿接頭，位置任意。接頭構(gòu)造如圖5.15。(a) 連接前 (b) 連接后 圖5.15 碗扣接頭構(gòu)造2. 碗扣式鋼管腳手架的主要功能特點(diǎn)(1) 多功能。(2) 高功效。 (3) 承載力大。(4) 安全可靠。(5) 加工容易。(6) 不丟失。(7) 維修少。 門式鋼管腳手架是以門架、交叉支撐、連接棒、掛扣式腳手板或水平架、鎖臂等組成基本結(jié)構(gòu)，再設(shè)置水

45、平加固桿、剪刀撐、掃地桿、封口桿、托座與底座，并采用連墻件與建筑物主體結(jié)構(gòu)相連的一種標(biāo)準(zhǔn)化鋼管腳手架。 圖5.16 門式鋼管腳手架的組成1門架 2交叉支撐 3腳手板 4連接棒 7水平加固桿 8剪刀撐9掃地桿 10封口桿 11底座 12連槍件 13欄桿 14扶手門架由立桿、橫桿及加強(qiáng)桿焊接組成，如圖5.17所示。門式鋼管腳手架除門架之外的其他構(gòu)件稱為配件，包括連接棒、鎖臂、交叉支撐、水平架、掛扣式腳手板、底座與托座。如圖5.18、圖5.19所示。圖5.17 門架 1立桿 2立桿加強(qiáng)桿 3橫桿4橫桿加強(qiáng)桿 5鎖銷 圖5.18 門式鋼管腳手架基本組合單元 1門架 2墊木 3可調(diào)底座 4連接棒5交叉支

46、撐 6鎖臂 7水平架 (a) 交叉支撐 (b) 鎖臂 (c) 鎖銷 (d) 掛扣 圖5.19 門架組件連接構(gòu)造 用于門架立桿豎向組裝的連接件稱為連接棒。門架立桿組裝接頭處的拉接件稱為鎖臂。連接每?jī)砷T架的交叉拉桿稱為交叉支撐。掛扣在門架橫桿上的水平構(gòu)件稱為水平架。掛扣在門架橫桿上的腳手板稱為掛扣式腳手板。門架下端插放其中，傳力給基礎(chǔ)，并可調(diào)整高度的構(gòu)件稱為可調(diào)底座。門架下端插放其中，傳力給基礎(chǔ)，不能調(diào)整高度的構(gòu)件稱為固定底座。插放在門架立桿上端，承接上部荷載，并可調(diào)整高度的構(gòu)件稱為可調(diào)托座。插放在門架立桿上端，承接上部荷載，不能調(diào)整高度的構(gòu)件稱為固定托座。用于增強(qiáng)腳手架剛度而設(shè)置的桿件稱為加固

47、件，包括剪刀撐、水平加固件、封口桿與掃地桿。位于腳手架外側(cè)，與墻面平行的交叉桿件稱為剪刀撐。與墻面平行的縱向水平桿件稱為水平加固件。連接底步門架立桿下端的橫向水平桿件稱為封口桿。連接底步門架立桿下端的縱向水平桿件稱為掃地桿。將腳手架連接于建筑物主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件稱為連墻件。加固件及防護(hù)材料(如擋腳板、護(hù)欄、安全網(wǎng)、化纖織物等)稱為腳手架的附件。沿腳手架豎向，門架兩橫桿間的距離稱為步距，其值為門架高度與連接棒套環(huán)高度 之和。 相鄰兩門架立桿在門架平面外的軸線距離稱為門架跨距。相鄰兩門架立桿在門架平面內(nèi)的軸線距離稱為門架間距。從底座下皮至腳手架頂層門架立桿上端的距離稱為腳手架高度。沿腳手架縱向的兩端門

48、架立桿外皮之間的距離稱為腳手架長(zhǎng)度。腳手架搭設(shè)太高，不但不利于安全。也不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和理論分析、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，落地門式鋼管腳手架的搭設(shè)高度不宜超過表5-26的規(guī)定。表5-26 落地門式鋼管腳手架的搭設(shè)高度 門式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)腳手架的平、立、剖面圖；(2)腳手架基礎(chǔ)做法； (3)連墻件的布置與構(gòu)造；(4)腳手架的轉(zhuǎn)角處、通道洞口處構(gòu)造；(5)腳手架的施工荷載限值；(6)腳手架的計(jì)算，一般包括腳手架穩(wěn)定或搭設(shè)高度計(jì)算以及連墻件的計(jì)算；(7)分段搭設(shè)或分段卸荷方案的設(shè)計(jì)計(jì)算；(8)腳手架搭設(shè)、使用、拆除等的安全措施。 1. 腳手架的荷載及其組合 與扣件式鋼管腳手架相比

49、，門式鋼管腳手架的荷載及其組合有以下不同：(1)腳手架的風(fēng)荷載體型系數(shù)對(duì)門架立桿鋼管外徑為42mm的敞開式腳手架取0.25(原則與扣件式鋼管腳手架相同)；(2)門式鋼管腳手架的計(jì)算項(xiàng)目有腳手架穩(wěn)定、連墻件強(qiáng)度與穩(wěn)定，其設(shè)計(jì)荷載分別為扣件式鋼管腳手架立桿穩(wěn)定設(shè)計(jì)荷載、風(fēng)荷載+3.0kn。2. 腳手架的穩(wěn)定性 腳手架穩(wěn)定性可按式(5-22)計(jì)算： nnd (5-22)式中：n作用于一榀門架的軸向力設(shè)計(jì)值，取不組合風(fēng)荷載、組合風(fēng)荷載兩情況的較大者，不組合風(fēng)荷載時(shí) ，組合風(fēng)荷載時(shí) ，ngk1每米高度腳手架構(gòu)配件自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值；ngk2每米高度腳手架附件自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值；h以米為單位的腳手

50、架高度值； 各施工層施工荷載作用于一榀門架的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；mk 風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，mk = ；q k風(fēng)線荷載標(biāo)準(zhǔn)值；h1 連墻件的豎向間距； b 門架寬度；0.85荷載效應(yīng)組合系數(shù)。k1k2ik=1.2(+ )+1.4ggqnnnhnk1k2ik=1.2(+ )+1.4ggqnnnhnk1k2ikk=1.2(+ )+0.85 1.4(+2/ )ggqnnnhnm bikqn2k110q h1.2、1.4永久荷載與可變荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)； nd一榀門架的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值，按式(5-23)計(jì)算或查表5-29： nd = af； (5-23) 門架立桿的穩(wěn)定系數(shù)，按 查表； k 調(diào)整系數(shù)，

51、按表5-27采用；表5-27 調(diào)整系數(shù)k i門架立桿換算截面回轉(zhuǎn)半徑，i = ；i門架立桿換算截面慣性矩，i= ；h0門架高度；i0、a1分別為門架立桿的毛截面慣性矩與毛截面積，查表5-28；0/= kh i0/= kh i1ia1010hiih+h1、il分別為門架加強(qiáng)桿的高度及毛截面慣性矩；a一榀門架立桿的毛截面積，a=2a1；f門架鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)q235鋼采用205nmm2。 以上計(jì)算方法為以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，實(shí)質(zhì)上屬于半概率半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法 。與扣件式鋼管腳手架不同，門式鋼管腳手架的主要破壞形式是在抗彎剛度弱的門架平面外多波鼓曲失穩(wěn)，如圖5.21(a)所示。當(dāng)交叉支

52、撐只在腳手架的單側(cè)設(shè)置，又不在未設(shè)交叉支撐一側(cè)按步架設(shè)連續(xù)縱向加固桿時(shí)，腳手架將在門架平面外大波曲失表5-28 門式腳手架用鋼管截面幾何特性 穩(wěn)破壞，如圖5.21(b)所示。當(dāng)連墻件做稀疏布置，其豎向間距大到46個(gè)門架高度時(shí)，腳手架可能在門架平面方向大波鼓曲失穩(wěn)，如圖5.21(c)所示，這種失穩(wěn)破壞的承載力尚無實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但肯定低于第一種破壞形式。 以上計(jì)算方法是針對(duì)腳手架主要破壞形式的計(jì)算。(a) 平面外多波鼓曲 (b) 平面外大波曲 (c) 平面方向大波鼓曲 圖5.21 門式鋼管腳手架的失穩(wěn)破壞形式門式腳手架穩(wěn)定性計(jì)算單元如圖5.22所示。門架立桿穩(wěn)定系數(shù)，由門架平面外方向的長(zhǎng)細(xì)比查取。門架

53、的兩側(cè)是由立桿和加強(qiáng)桿組成的復(fù)合桿，因此計(jì)算門架平面外方向的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)應(yīng)考慮加強(qiáng)桿的作用。圖5.22 門式腳手架穩(wěn)定性計(jì)算單元根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gbj 68)規(guī)定，軸心壓桿穩(wěn)定的承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式為 0kk()ggqqinnggg+kmfag中 結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的重要性系數(shù)，對(duì)腳手架結(jié)構(gòu)應(yīng)取0.9； 永久荷載及可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)分別取1.2及1.4； 永久荷載、各可變荷載對(duì)壓桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值； 組合系數(shù)，為簡(jiǎn)化計(jì)，取1.0； 軸壓桿穩(wěn)定系數(shù)； a 軸壓桿的截面積； fk 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值； 抗力分項(xiàng)系數(shù)，按gbj 18取1.165。為了與腳手架的容許應(yīng)力法比較，在右端除以調(diào)整系數(shù)，

54、則腳手架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)表達(dá)式可寫成： (5-25)記 ，則上式變?yōu)椋?0ggq、ggkk gqinn、mgkk0.9()ggqqinngg+k1mrfaggkkkkggqqisgqinnnnggg+=+ (5-25) 容許應(yīng)力法的軸壓桿穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)表達(dá)式為 (5-27)式中： 組合系數(shù)，為簡(jiǎn)化計(jì)，取1.0； k 安全系數(shù)，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)2.0。比較式(5-24)、式(5-25)得： (5-28)按可變荷載與永久荷載的一般比例范圍，經(jīng)反復(fù)試算、調(diào)整，得有限個(gè) ；再把 轉(zhuǎn)化為門架計(jì)算高度調(diào)整系數(shù)k?！纠?.2】 某高層建筑結(jié)構(gòu)及外裝修施工用腳手架，搭設(shè)高度45m，施工荷載考慮兩個(gè)操作層同時(shí)作業(yè)，取

55、5.0knm2，建造地點(diǎn)風(fēng)荷載的基本風(fēng)壓為0.55knm2，地面粗糙度b類。門架型號(hào)采用mfl219，鋼材采用q235，門架寬1.22m，門架高1.93m，步距1.95m，跨距1.83m。 kk0.9()sgqinng+k1mrfaggkk)gqinn+kfak0.9rmskgg g=rgrg 腳手架構(gòu)造作法：交叉支撐兩側(cè)設(shè)置，水平架5步4設(shè)、腳手板5步1設(shè)，剪刀撐4步4跨設(shè)置，水平加固桿4步1設(shè)，加固桿件鋼管為483.5mm；連墻件豎向及水平間距為3步3跨(近似取6m)；腳手架采用立網(wǎng)全封閉圍護(hù)，立網(wǎng)網(wǎng)目3.5cm3.5cm，繩徑3.2mm；每5步設(shè)防護(hù)欄桿一道，桿件規(guī)格同加固桿。解 (1)

56、 求各種荷載對(duì)腳手架計(jì)算單元產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 腳手架自重產(chǎn)生的軸向力ngk1計(jì)算 門架規(guī)格mfl219，每步架高內(nèi)的構(gòu)配件及其重量： 門架 1榀 0.224kn 交叉支撐 2副 0.042=0.08kn 水平架(每5步4設(shè))0.1654/5=0.132kn 腳手板2塊(每5步1設(shè))0.18421/5=0.074kn 連接棒 2個(gè) 0.0062=0.012kn鎖 臂 2副 0.00852=0.017 kn合 計(jì) 0.539kn每米高腳手架自重：ngk1=0.539/1.95=0.276knm 加固桿、附件產(chǎn)生的軸向力ngk2計(jì)算加固桿包括縱向加固桿及剪刀撐，每跨距寬度內(nèi)： tan = =1.06

57、6，cos=0.684鋼管重：(21.83/0.684+1.83)0.038=0.273 kn扣件重(直角扣件1個(gè)、旋轉(zhuǎn)扣件4個(gè))：(10.0135+40.0145)=0.072 kn每米高腳手架加固件重： = 0.044 knm安全網(wǎng)重：0.011.83=0.02 knm兩面欄桿及扣件重： = 0.017 knmngk2=0.044+0.02+0.017=0.081knm 施工荷載產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值：nqik=51.221.83=11.16kn0.2730.0724 1.95+1.8320.0380.013525 1.95創(chuàng)+ 風(fēng)荷載對(duì)腳手架產(chǎn)生的計(jì)算彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)腳手架高度h=45m、地

58、面粗糙度b類，查得風(fēng)壓高度系數(shù)= 1.62。對(duì)立網(wǎng)全封閉腳手架，風(fēng)荷體型系數(shù)近似按空間桁架計(jì)算，并在計(jì)算擋風(fēng)系數(shù)時(shí)，將立網(wǎng)的擋風(fēng)系數(shù)計(jì)入。由前述，敞開式腳手架的擋風(fēng)系數(shù)=0.093，立網(wǎng)擋風(fēng)系數(shù)1= = 0.183，則立網(wǎng)全封閉腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)為： = (0.0932+0.183)1.2=0.443風(fēng)荷標(biāo)準(zhǔn)值：k=0.73 0=0.71.620.4430.55=0.276knm2作用于腳手架計(jì)算單元的風(fēng)線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=kl=0.2761.83=0.505knm風(fēng)荷載對(duì)腳手架計(jì)算單元產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：mk= = =1.818 knm23.50.323.53.5創(chuàng)stwzstw 2110k

59、q h20.505610(2) 求作用于一榀門架的最大軸向力設(shè)計(jì)值不組合風(fēng)荷載時(shí)，n=1.2(ngk1ngk2)h+1.4 =1.2(0.2760.081)45+1.411.16=34.90 kn；組合風(fēng)荷載時(shí)，n=1.2(ngk1ngk2)h+0.851.4( +2mk/b)=1.2(0.2760.081)450.851.4(11.16+21.818/1.22)=36.10 kn以上二組合，取大者作為不利軸力。(3) 求一榀門架的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值nd門架立桿換算截面慣性矩：i= =6.08104+1.421041536/1930=7.21104mm4門架立桿換算截面回轉(zhuǎn)半徑：i = = =1

60、5.25mm立桿長(zhǎng)細(xì)比： =kh0/i=1.171930/15.25=148，查得立桿穩(wěn)定系數(shù) =0.316。一榀門架的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為：nd= a f =0.316310220510-3=40.16kn36.1kn(腳手架的穩(wěn)定性滿足要求)kqinkqin1010hiih+1ia47.21 103103. 腳手架搭設(shè)高度計(jì)算腳手架搭設(shè)高度，由以下從穩(wěn)定計(jì)算公式推導(dǎo)而來的兩個(gè)公式計(jì)算，并取二者的較小值：不組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-29)組合風(fēng)荷載時(shí)， (5-30)式中各項(xiàng)含義同前。計(jì)算中，先試取搭設(shè)高度及相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)k、風(fēng)壓高度系數(shù) ，若所得搭設(shè)高度與試取搭設(shè)高度不吻合，則進(jìn)行修正、重新試取搭