2015年二级建造师《建筑》：扣件式钢管脚手架

　　扣件式钢管脚手架的设计计算

　　1．荷载

　　荷载包含3个内容：荷载分类、荷载取值、荷载组合，下面分别介绍：

　　（1）荷载分类。对脚手架的计算基本依据是现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ 18）和《建筑结构荷载规范》（GBJ 9），即对脚手架构件的计算采用了和GBJ 18、GBJ 9相同的计算表达式、相同的荷载分项系数和有关设计指标，根据上述国标要求，对作用于脚手架上的荷载分成为永久荷载（恒荷）和可变荷载（活载），计算构件的内力（轴力）、弯矩、剪力等时要区别这两种荷载，要采用不同的荷载分项系数、永久荷载分项系数取1．2；可变荷载分项系数取1．4.

　　（2）荷载取值：

　　①永久荷载：永久荷载标准值：按每米立杆承受的结构自重标准值；冲压钢脚手板、木脚手板与竹串片脚手板自重标准值；栏杆与挡脚板自重标准值；脚手架上吊挂的安全设施（安全网、竹笆等）的荷载应按实际情况采用。

　　②施工荷载。根据脚手架的不同用途，确定装修、结构两种施工均布荷载（kN／㎡）。装修脚手架为2kN／㎡，结构施工脚手架为3kN／㎡.

　　③风荷载。

　　（3）荷载组合。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。

　　钢管脚手架的荷载由小横杆、大横杆和立杆组成的承载力构架承受，并通过立杆传给基础。剪刀撑、斜撑和连墙杆主要是保证脚手架的整体刚度和稳定性，增加抵抗垂直和水 平力作用的能力。连墙杆则承受全部的风荷载。扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。

　　①扣件式钢管脚手架的荷载传递路线。作用于脚手架上的荷载可归纳为两大类：竖向荷载和水平荷载，它们的传递路线如下：

　　由上面的荷载传递路线可知：作用于脚手架上的全部竖向荷载和水平荷载最终都是通过立杆传递的；由竖向和水平荷载产生的竖向力由立杆传给基础；水平力则由立杆通过连墙件传给建筑物。分清组成脚手架的各构件各自传递那些荷载，从而明确哪些构件是主要传力构件？各属于何种受力构件？以便按力学、结构知识对它们进行计算。

　　②组成扣件式钢管脚手架的杆件受力分析。由荷载传递路线的途径可知，立杆是传递全部竖向和水平荷载的最重要构件，它主要承受压力计算忽略扣件连接偏心以及施工荷载作用产生的弯矩。当不组合风荷载时，简化为轴压杆以便于计算。当组合风荷载时则为压弯构件。大、小横杆（纵向、横向水平杆）是受弯构件。连墙件也是最终将脚手架水平力传给建筑物的最重要构件，一般为偏心受压（刚性连墙件）构件，因偏心不大，本规范简化为轴心受压构件计算。

　　纵向或横向水平杆是靠扣件连接将施工荷载、脚手板自重传给立杆的，当连墙件采用扣件连接时，要靠扣件连接将脚手架的水平力由立杆传递到建筑物上。扣件连接是以扣件与钢管之间的摩擦力传递竖向力或水平力的，因此规范规定要对扣件进行抗滑计算。

　　连墙件主要承受风荷载和脚手架平面外变形产生的轴向力，它对脚手架的稳定和强度起着重要的作用。

　　连墙件的强度、稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GBJ 18）、《钢结构设计规范》（GBJ 17）、《混凝土结构设计规范》（GBJ l10o）等的规定计算。

　　立杆地基承载力计算：将脚手架的荷载传递到地面，那么，立杆基础底面的平均压力应大于立杆传下来的轴向力。

　　2．扣件式钢管脚手架的计算步骤、内容、计算公式

　　（1）施工荷载由纵向水平杆（大横杆）传至立杆时的水平杆计算见表8—6（略）。

　　（2）立杆计算见表8—7（略）。

　　3．扣件式钢管脚手架的构造

　　1）基本构造

　　扣件式钢管脚手架由钢管和扣件组成，它的基本构造形式与木脚手架基本相同，有单排架和双排架两种。

　　在立杆、大横杆、小横杆三杆的交叉点称为主节点。主节点处立杆和大横杆的连接扣件与大横杆与小横杆的连接扣件的间距应小于15cm.在脚手架使用期间，主节点处的大、小横杆、纵横向扫地杆及连墙件不能拆除。

　　2）大、小横杆、脚手板

　　（1）大横杆。

　　①大横杆可用宜设置在立杆内侧，其长度不能小于3跨，大于和等于6m长；

　　②大横杆用对接扣件接长，也可采用搭接。

　　大横杆的对接、搭接应符合下列规定：

　　大横杆的对接扣件应交错布置：两根相邻大横杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步不同跨两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.

　　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大横杆杆端部的距离不应小于100mm.

　　当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，大横杆应作为小横杆的支座，用直角扣件固定在立杆上；当使用竹笆脚手板时，大横杆应采用直角扣件固定在小横杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm.

　　（2）小横杆。小横杆的构造应符合下列规定：

　　主节点处必须设置一根小横杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；

　　作业层上非主节点处的小横杆，宜根据支承脚手架的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1／2.

　　（3）脚手板。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采用直角扣件固定在大横杆上；单排脚手架的小横杆的一端，应用直角扣件固定在大横杆上，另一端应插入墙内，插入长度不应小于180mm.

　　使用竹笆脚手板时，双排脚手架的小横杆两端，应用直角扣件固定在立杆上；单排脚手架的小横杆一端，应用直角扣件固定在立杆上，另一端插入墙内，插入长度不应小于180mm.

　　脚手板的设置符合下列规定：作业层脚手板应铺满、铺稳；冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等，应设置在三根小横杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。此三种脚手板的铺设可采用对接平铺，亦可采用搭设接铺设。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根小横杆，脚手板外伸长应取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，接头必须支在小横杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出小横杆的长度不应小于100mm.

　　竹笆脚手板应按其主筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1．2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆（大横杆）上。

　　作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。

　　3）立杆

　　每根立杆底部应设置底座底，座下再设垫板。

　　（1）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离底座上皮不大于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上。当立杆基础在不同一高度上时，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lm.靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm.

　　（2）脚手架底层步距不应大于2m.

　　（3）立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接。

　　（4）立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层必须采用对接扣件连接。

　　（5）立杆上的接扣件应交错布置：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；

　　（6）搭接长度不应小于1m，应采用不小于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm.

　　4）连墙件

　　连墙件数量的设置除应满足设计计算要求外，尚应符合表8—8的规定。

　　脚手架的使用与管理

　　（1）设置供操作人员上下使用的安全扶梯、爬梯或斜道。

　　（2）搭设完毕后应进行检查验收，经检查合格后才准使用。特别是高层脚手架和满堂脚手架更应进行检查验收后才能使用。

　　（3）在脚手架上同时进行多层作业的情况下，各作业层之间应设置可靠的防护棚，以防止上层坠物伤及下层作业人员。

　　（4）维修、加固。脚手架专项施工方案中，应包括脚手架拆除的方案和措施，拆除时应严格遵守。

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