腳手架專項方案編制技術專題系列講座

1、腳手架專項方案編制技術專題系列講座一、扣件式鋼管腳手架計算要點及需要注意的問題分析立桿基礎施工操作與安全檢查其他安全點施工操作與檢查系統(tǒng)檢查驗收與使用安全交底編制外架施工安全專項方案外腳手架施工流程外架事故非技術原因匯總鋼管、扣件質(zhì)量缺陷，導致強度、延伸性不足。外墻裝飾、安裝門窗時，為方便施工，連墻件配置不足且被隨意拆除，又不設臨時固定措施。支撐鋼管密度不夠，雨水、漏水浸入和其它工種的施工影響,使得腳手架的基礎下沉局部懸空。腳手架上堆積物過多，荷載過于集中。 扣件松脫、滑移、斷裂。 腳手板滑脫。 立桿承載力不足（明顯彎曲）。大跨、超高、荷載重情況下，腳手架支撐力不夠?qū)е绿?。橫向連接桿過稀，整

2、體穩(wěn)定性不足。腳手架上作業(yè)時未系安全帶，也是造成人員傷亡的重要原因。外架事故技術原因分析1. 水平桿受彎破壞2. 立桿局部或整體性失穩(wěn)3. 扣件滑移破壞4. 地基承載力不足，沉陷破壞5. 連墻件強度或穩(wěn)定性不足，導致架體 面內(nèi)外失穩(wěn)破壞6. 架體的剪刀撐、水平加強層、斜桿等設置不足，導致結(jié)構近似幾何可變計算總則：腳手架傳力途徑分析 從結(jié)構力學的角度來看，腳手架應構造合理，受力和傳力路徑明確，與主體結(jié)構拉結(jié)可靠，以及桿件的局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定均能得到充分保證?？奂戒摴苣_手架的傳力路徑為： 在腳手架的設計計算中，應按照上述傳力路徑，進行完整的驗算，只驗算其中一兩項是非常不安全的。腳手板縱、橫向水平

3、桿立桿地基安全網(wǎng)外架主要計算要點縱向、橫向水平桿等受彎構件的強度；連接扣件的抗滑承載力計算；立桿的穩(wěn)定性計算；連墻件的強度、穩(wěn)定性和連接強度計算；立桿地基承載力計算。導致外架重大事故的技術原因一般意義而言，外腳手架倒塌我們在分析事故原因的時侯都講是立桿穩(wěn)定性問題。認為是立桿的穩(wěn)定性導致外腳手架局部失穩(wěn)或整體失穩(wěn)。從眾多的安全事故案例我們深入分析，發(fā)現(xiàn)導致外架事故的真正安全隱患并不全是立桿的穩(wěn)定性方面問題。一、荷載效應組合設計腳手架的承重構件時，應根據(jù)使用過程中可能出現(xiàn)的荷載取其最不利組合進行計算，荷載效應組合宜按表采用。 最不利荷載效應組合分析對于常規(guī)腳手架，在工作狀態(tài)時選擇由施工荷載為主控制

4、的可變荷載效應組合控制的組合，或選擇以腳手架自重荷載為主控制的永久荷載效應組合；在非工作狀態(tài)時選擇由風荷載為主控制的可變荷載效應控制的組合。對于厚大結(jié)構或超高支模架，在工作狀態(tài)下一般應選擇以自重荷載控制的荷載效應組合；在非工作狀態(tài)下，應選擇由風荷載為主控制的可變荷載效應控制的組合，此時在進行抗傾覆演算時，自重荷載為有利荷載。風荷載設計計算風荷載計算公式： kzs0 【計算誤區(qū)】1、忽略z、s不算，直接取k0是不安全的。2、計算s時對于擋風系數(shù)忽略不算，或直接取1，都是不安全的。【專家建議】 規(guī)范中0是按照50年一遇的基本風壓“”作為計算腳手架風荷載標準值的依據(jù)，由于腳手架一般使用期只有2-5年

5、，可以考慮按照5年的基本風壓計算風荷載標準值，從技術經(jīng)濟的角度考慮更為合理。擋風系數(shù)取值 擋風系數(shù)計算公式 W 敞開式腳手架，直接查表可得全封閉墻：=擋風面積/迎風面積=（密目網(wǎng)擋風面積+腳手架桿件擋風面積） /迎風面積=密目網(wǎng)擋風系數(shù)+腳手架擋風系數(shù)半封閉：（更復雜）【專家建議】 杜榮軍先生在“腳手架結(jié)構的設計規(guī)定和計算方法”一文中認為，采用密目式安全網(wǎng)時，安全網(wǎng)擋風面積可取圍立面積的倍，再計入鋼管截面面積，可換算出值約在之間。二、立桿穩(wěn)定性計算立桿穩(wěn)定性計算部位要求1）當腳手架搭設尺寸采用相同的步距、立桿縱距、立桿橫距和連墻件間距時，應計算底層立桿段；2）當腳手架搭設尺寸中的步距、立桿縱距

6、、立桿橫距和連墻件間距有變化時，除計算底層產(chǎn)桿段外，還必須對出現(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行驗算；3）雙管立桿變截面處主立桿上部單根立桿的穩(wěn)定性，應按規(guī)范進行計算。 腳手架立桿的穩(wěn)定性計算公式：不組合風荷載時： f 組合風荷載時： + MW Wf 立桿軸向力計算計算立桿段的軸向力設計值N，應按下列公式計算不組合風荷載時： （NG1K+NG2K）+1.4NQK組合風荷載時:（NGLK+NG2K）+0.851.4NQK式中 NG1K - 腳手架結(jié)構自重標準產(chǎn)生的軸向力； NG2K - 構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力； NQK - 施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總 和，內(nèi)

7、、外立桿可按一縱距（跨）內(nèi) 施工荷載總和的1/2取值。立桿長度計算立桿計算長度lo應按下式計算： lo= kh （）式中 k- 計算長度附加系數(shù),其值??； - 考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度 系數(shù)，應按表采用； h - 立桿步距。注意：腳手架立桿的計算長度系數(shù) 立桿的計算長度系數(shù)【注意】連墻件布置不僅僅起構造作用，由上表不難看出其直接控制立桿的長度變化，因此對穩(wěn)定性起著非常關鍵的作用。關于雙立桿計算問題雙立桿腳手架中主副立桿的壓力分擔比例比較難確定，根據(jù)規(guī)范，當腳手架搭設高度超過規(guī)定（表）時，下部應采用雙管立桿等方式進行加強。試驗表明，主立桿承受的上部荷載，在變截面處以下經(jīng)一步雙立桿后，

8、即減為原來的64，經(jīng)2步后大致減為57，7步后減為50。規(guī)范規(guī)定，副立桿高度應不少于3步，此時，上部荷載基本可按主、副立桿平均分攤計算。三、連墻件的計算連墻件軸向設計值應按下式計算： Nl=Nlw+N0Nl 連墻件軸向力設計值（kN）Nlw風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值N0 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力，單排腳手架取3 kN ，雙排腳手架取5 kN連墻件的重要作用承受腳手架側(cè)向變形所產(chǎn)生的軸向力，規(guī)范取值為腳手架立桿受壓極限穩(wěn)定承載力的2%；考慮承受施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力特殊條件下連墻件軸向力計算當天氣預報將出現(xiàn)大于腳手架設計計算基期的風荷載時，應按下式計算確定連墻件所受的水

9、平力，并對腳手架進行臨時加固。計算公式：Nlw=1.4kAw k 實際風速計算得出風荷載標準值 Aw每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)面的迎風面積 四、地基承載力計算立桿基礎地面的平均壓力滿足：PfgP=N/AFg=KC Fgk KC地基調(diào)整力系數(shù)碎石土、砂土、回填土取粘土取巖土、混凝土取設在樓板（屋面板）上的強度驗算簡化計算：將模板支架立桿的集中荷載等效為均布荷載，與結(jié)構設計時樓面（屋面）活荷載的取值進行對比。精確計算：進行集中荷載作用下，樓板（屋面板）的配筋驗算。腳手架卸荷方法對于超過50m的腳手架，必須采用卸荷方式搭設，卸荷方法主要有：雙管立桿卸荷分段懸挑卸荷鋼絲繩分段卸荷二、關于懸挑架的

10、計算要點及需要注意的問題分析懸挑腳手架設計計算規(guī)范要求設計計算書應該包括的內(nèi)容： 1.縱向和橫向水平桿(大小橫桿)等受彎構件的強度計算； 2.扣件的抗滑承載力計算； 3.立桿的穩(wěn)定性計算； 4.連墻件的強度、穩(wěn)定性和連接強度的計算； 按照鋼結(jié)構設計規(guī)范整體穩(wěn)定性計算；形式：立桿+主梁、立桿+聯(lián)梁+主梁、立桿+鋼管 6.錨固段與樓板連接處壓環(huán)、螺栓和樓板局部受壓計算； ： 拉桿:鋼絲繩+吊環(huán)、角鋼焊接、槽鋼焊接 支桿:角鋼焊接、槽鋼焊接、鋼管焊接關于懸挑梁的計算支桿的兩種搭設方式分析關于懸挑梁鋼絲繩系數(shù)取值懸挑梁鋼絲拉繩的安全系數(shù)K，目前國家及各地方均未對此參數(shù)做出明確規(guī)定。一般設計時多參照結(jié)構

11、吊裝計算，經(jīng)實驗，發(fā)現(xiàn)取值明顯過大，也不符合施工現(xiàn)場實際要求。我們認為，根據(jù)施工現(xiàn)場長期的實踐經(jīng)驗，K值取在36之間，相應鋼絲繩直徑1218mm2，基本能夠滿足要求，也并未因此導致事故發(fā)生，建議可暫時作為該參數(shù)的合理取值。關于鋼絲繩分段卸荷問題鋼絲繩分段斜荷由于受力分析非常復雜，往往出現(xiàn)傳力途徑不明確，構造達不到卸荷設計要求，故本人不建議大規(guī)模使用。腳手架構造要求三、支模架計算要點及需要關注的問題分析板模板支模架設計計算規(guī)范要求設計計算書應該包括的內(nèi)容： 1.模板強度計算； 2. 主次龍骨(托梁)強度及撓度計算； 3.扣件的抗滑承載力計算； 4.立桿的穩(wěn)定性； 5.立桿的地基承載力(拆撐)計算

12、。 計算強度和穩(wěn)定性時，要考慮荷載效應組合，永久荷載分項系數(shù)，可變荷載分項系數(shù)。受彎構件要根據(jù)正常使用極限狀態(tài)驗算變形，采用荷載短期效應組合。梁模板支模架設計計算1.梁底面板強度、撓度和剪力計算；2.梁底木方強度、撓度和剪力計算；3.木方下面鋼管強度、撓度計算；4.扣件的抗滑承載力計算；5.立桿的穩(wěn)定性計算。力傳遞過程： 面板-木方-鋼管-扣件-立桿-地基支模架荷載計算模板支架立桿的穩(wěn)定性計算參照腳手架立桿穩(wěn)定計算不組合風荷載時：組合風荷載時N計算立桿軸向力設計值軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)長細比， =l0/Il0=h? l0=h+2a? 支模架立桿軸向力計算模板支架立桿軸向力設計值 不組合風荷載時

13、： N=1.2NGk+1.4NQk 組合風荷載時： N=1.2NGk+0.851.4NQk 式中 NGk模板支架自重、新澆砼自重與鋼筋自重標準值產(chǎn)生的軸向力總和； NQk施工人員及施工設備荷載標準值、振搗砼時產(chǎn)生的荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和。支模架立桿長度計算模板支架立桿的計算長度l0 l0=h+2a (5.6.2-3)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的長度。此公式存在的問題初探 依此公式計算的立桿承載力與支架的整體穩(wěn)定性無關?!(保證整體穩(wěn)定的經(jīng)驗值h:b3:1; h:b5:1)支模架立桿長度計算模板支架立桿的計算長度l0 l0=h+2a此公式存在

14、的問題初探 此公式與腳手架立桿計算長度公式(5.3.3)哪個更安全?若不考慮整體穩(wěn)定性,滿堂紅支撐架的值按最小取值1.5,一般立桿步距為1.2m1.8m,若h=1.2m,則當a0.44m 時式比較安全 時式比較不安全若h=1.8m,則則當a0.66m 時式比較安全 時式比較不安全(椐西安建筑科技大學有關研究認為當時立桿的穩(wěn)定承載力會大幅度下降)公式合理性探討 模板支架立桿的計算長度，按下式計算： 其中加2a是借鑒英國標準腳手架實施規(guī)范（BS597582），將立桿上部伸出段按懸臂考慮，有利于限制施工現(xiàn)場任意增大伸出長度。 其中a為立桿上部伸出的懸臂段，這是為限制施工現(xiàn)場任意增大鋼管伸出長度，保證

15、支架的穩(wěn)定性，并沒有理論上的依據(jù)。 1.33，比通常的u=1.0值提高了33.3%，有利于支架的整體穩(wěn) 定性。但是上面的規(guī)定是針對于一般多高層建筑其層間高度不高的樓屋面混凝土結(jié)構的模板支架，反映影響支架穩(wěn)定有諸多因素，很多專家人為這個計算長度公式對用于高、大、重的模板支架適用性值得探討，有專家認為考慮公式 l=kuh比較合適；杜榮軍在施工技術2002.3.扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全也增加了高度安全系數(shù)等等。這些可以補充作為參考。模板支架設計原則從模板支架系統(tǒng)的搭設方式與力學建模來看，除了規(guī)范給出的方法以外，還可以有其它方式。如視腳手架內(nèi)外立桿、小橫桿構成為橫向框架結(jié)構，大橫桿為連系梁

16、，用平面框架的內(nèi)力分析方法進行計算；也可以視模板支架為空間桁架結(jié)構，用有限元法進行受力分析，用試驗結(jié)果對其進行修正。對于結(jié)構較為復雜的扣件式鋼管腳手架或其它類型模板支撐架，規(guī)范無法解決其計算問題，此時需要對其單獨建模，總的來說，應遵循傳力明確、連接可靠和計算簡便的原則，以利于對其進行分析計算，確保受力的合理性。模板支架的構造措施模板支架，特別是空間高、跨度大、荷載重的模板支架進行分析計算的研究和總結(jié)不多，不少工程編制的施工技術方案比較簡單。 模板承重架的節(jié)點不是剛性節(jié)點，人工不確定因素很多，力傳遞也不直接不規(guī)則，離散性很大，千百個扣件中有一個或幾個失效，則計算長度就可能增加一倍甚至更大，軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)就會急劇下