1、脚手架及模板支架安全技术脚手架及模板支架安全技术内内 容容 安全技术概述安全技术概述 脚手架计算脚手架计算 模板支架计算模板支架计算 案例分析案例分析安全技术工作概述安全技术工作概述 重要性重要性 存在问题存在问题 解决要点解决要点 理论计算的理解理论计算的理解重要性重要性 在重大建筑施工安全事故发生的引起原因中在重大建筑施工安全事故发生的引起原因中，施工安全管理方面的因素很多、带有普遍，施工安全管理方面的因素很多、带有普遍性，且常为主要原因，但是，造成事故的技性，且常为主要原因，但是，造成事故的技术安全原因却相当明显和突出。这就提醒我术安全原因却相当明显和突出。这就提醒我们，建筑安全技术是建
2、筑施工安全管理的基们，建筑安全技术是建筑施工安全管理的基础和保障。础和保障。建筑安全技术工作的薄弱、滞后、不适应及建筑安全技术工作的薄弱、滞后、不适应及不被认真重视的情况，成为重大事故发生的不被认真重视的情况，成为重大事故发生的主要或重要原因。主要或重要原因。存在问题存在问题 虽然施工方案措施的计算验算工作已经提虽然施工方案措施的计算验算工作已经提升到异常重要的高度上，但并不是所有的升到异常重要的高度上，但并不是所有的总工们和方案措施的编制人员都能较好地总工们和方案措施的编制人员都能较好地掌握和运用标准规定、研究解决有关计算掌握和运用标准规定、研究解决有关计算问题、使方案和措施具有可靠的技术安
3、全问题、使方案和措施具有可靠的技术安全保障。在方案措施的计算部分中，程度不保障。在方案措施的计算部分中，程度不同地存在一些问题，则具有一定的普遍性同地存在一些问题，则具有一定的普遍性。存在主要问题大致有：。存在主要问题大致有：（1 1）计验算项目缺漏不全；）计验算项目缺漏不全；（2 2）验算选择的部位或截面不是最危险的；）验算选择的部位或截面不是最危险的；（3 3）采用的计验算方法不符合相应的标准规定）采用的计验算方法不符合相应的标准规定，或者实际情况不符合规定的设计计算条件；，或者实际情况不符合规定的设计计算条件；（4 4）采用的计算参数不符合工程的实际情况；）采用的计算参数不符合工程的实际
4、情况；（5 5）验算的受力情况或状态与实际情况不符；）验算的受力情况或状态与实际情况不符；（6 6）没有按实际情况采取必要的调整系数，使）没有按实际情况采取必要的调整系数，使计算结果的安全保证度不够；计算结果的安全保证度不够；（7 7）计算数据存在错误。）计算数据存在错误。解决要点解决要点 必须认真解决以上存在问题，达到计算工必须认真解决以上存在问题，达到计算工作的覆盖性、符合性、正确性和保证性要作的覆盖性、符合性、正确性和保证性要求。所谓覆盖性，就是覆盖着应予计算的求。所谓覆盖性，就是覆盖着应予计算的项目和应予验算的最不利的部位；所谓符项目和应予验算的最不利的部位；所谓符合性，就是符合标准规
5、定、符合实际情况合性，就是符合标准规定、符合实际情况；所谓正确性，就是计算式正确、计算参；所谓正确性，就是计算式正确、计算参数正确和计算结果正确；所谓保证性，就数正确和计算结果正确；所谓保证性，就是达到安全的保证指标或要求（常用安全是达到安全的保证指标或要求（常用安全系数控制）。系数控制）。理论计算理论计算 施工安全计算是保证施工方案和措施能够施工安全计算是保证施工方案和措施能够安全地实施的计算，即确保按施工方案和安全地实施的计算，即确保按施工方案和措施进行施工时，其全过程中各阶段所形措施进行施工时，其全过程中各阶段所形成的工况都应处于安全可靠的状态，确保成的工况都应处于安全可靠的状态，确保不
6、会由于存在不安全状态而蕴发事故。并不会由于存在不安全状态而蕴发事故。并对可能影响其状态安全、会形成共同作用对可能影响其状态安全、会形成共同作用的不安全行为、起因物和致害物给以严格的不安全行为、起因物和致害物给以严格的限制、控制或及时予以消除。的限制、控制或及时予以消除。长期以来，多数施工计算项目，都是采取借长期以来，多数施工计算项目，都是采取借用（鉴）相应工程结构、机械设备的计算方用（鉴）相应工程结构、机械设备的计算方法并结合工程实践经验加以解决的，只有像法并结合工程实践经验加以解决的，只有像爆破、混凝土浇筑（模板侧压力）及冬施工爆破、混凝土浇筑（模板侧压力）及冬施工方法（电热养护等）和起重吊
7、装等一些专项方法（电热养护等）和起重吊装等一些专项技术是通过试验加上实践经验解决的。脚手技术是通过试验加上实践经验解决的。脚手架极其模板支架则一直是靠经验搭设的。架极其模板支架则一直是靠经验搭设的。而像脚手架结构和深基坑支护结构等施工措而像脚手架结构和深基坑支护结构等施工措施，由于本身所具有的影响因素多、可变性施，由于本身所具有的影响因素多、可变性大和难以控制的特点，当仍采用工程结构的大和难以控制的特点，当仍采用工程结构的计算方法时，就难以与实际情况相符，不能计算方法时，就难以与实际情况相符，不能确保达到安全可靠的要求，经过一段时间的确保达到安全可靠的要求，经过一段时间的探索，形成了理论与实验
8、和实践相结合的计探索，形成了理论与实验和实践相结合的计算方法，其基本点就是使其工作状态与危险算方法，其基本点就是使其工作状态与危险状态保持一个安全距离，而这个距离足以容状态保持一个安全距离，而这个距离足以容纳在计算时未能纳入的可变因素的影响，使纳在计算时未能纳入的可变因素的影响，使其不会达到或接近破坏状态。因此，按对有其不会达到或接近破坏状态。因此，按对有关参数控制的可行性，确定安全保证要求，关参数控制的可行性，确定安全保证要求，就成为解决施工安全计算方法时应予遵循的就成为解决施工安全计算方法时应予遵循的一项基本原则。一项基本原则。脚手架计算脚手架计算 方案编制步骤方案编制步骤 参数确定参数确
9、定 荷载荷载 材料材料 计算过程计算过程方案编制步骤方案编制步骤 脚手架工程施工的主要步骤如下：主要及相关人脚手架工程施工的主要步骤如下：主要及相关人员商讨方案员商讨方案-确定方案确定方案-编制方案编制方案-报公司技报公司技术、安全部门审批方案术、安全部门审批方案-审批合格后由架子工长审批合格后由架子工长组织实施组织实施-各方验收合格各方验收合格-投入使用。投入使用。脚手架工程在施工前，技术负责人应召集技术、脚手架工程在施工前，技术负责人应召集技术、安全、生产等相关人员对本工程的脚手架搭设情安全、生产等相关人员对本工程的脚手架搭设情况进行研讨，确定脚手架应搭设的步距、纵距、况进行研讨，确定脚手
10、架应搭设的步距、纵距、横距、总高度、范围等各项参数内容，然后由技横距、总高度、范围等各项参数内容，然后由技术负责人或技术员编制，编制完毕的方案经技术术负责人或技术员编制，编制完毕的方案经技术负责人审核后报公司技术安全部门会审，并由公负责人审核后报公司技术安全部门会审，并由公司总工程师审批后执行。方案审批返回项目部，司总工程师审批后执行。方案审批返回项目部，由项目部架子工长组织工人进行搭设，经公司技由项目部架子工长组织工人进行搭设，经公司技术、安全及项目部技术、安全部门负责人验收合术、安全及项目部技术、安全部门负责人验收合格，方可使用格，方可使用。参数确定序序项目项目内内 容容1 1功能功能住宅
11、楼、商业用房住宅楼、商业用房2 2建建筑筑规规模模建筑总面积（建筑总面积（m m2 2）25905.82 m25905.82 m2 2建筑建筑层数层数地上地上1515层，局部层，局部1616层层地下地下2 2层层建筑建筑层高层高人防层人防层地下一层地下一层1 1 层层215215层层1616层层3.2m3.2m3.0m3.0m3.5m3.5m2.8m2.8m3.1m3.1m3 3建建筑筑高高度度0.00.0相当于绝对标高相当于绝对标高42.30 m42.30 m基底标高基底标高-6.220m-6.220m室内外高差室内外高差0.75 m0.75 m建筑总高建筑总高55.8 m55.8 m场地相
12、当于绝对标高场地相当于绝对标高41.3 m41.3 m檐口高度檐口高度46.8 m46.8 m4 4地质资料地质资料地基承载力地基承载力180N/MM180N/MM2 2结构类型结构类型剪力墙结构剪力墙结构5 5工程所在地工程所在地北京东三环南路北京东三环南路施工阶段施工阶段主体结构施工主体结构施工高度确定高度确定 1 1）“檐口标高檐口标高”-“-“基底标高基底标高”+“+“安全高度安全高度”；2 2）“檐口标高檐口标高”-“-“平整后场地标高平整后场地标高”+“+“安全高安全高度度”；3 3）考虑加快施工速度脚手架下部做临时脚手架，）考虑加快施工速度脚手架下部做临时脚手架，方便回填土工序，
13、地上一层以上采用悬挑脚手架方便回填土工序，地上一层以上采用悬挑脚手架，那么悬挑脚手架的搭设高度：，那么悬挑脚手架的搭设高度：“檐口标高檐口标高”-“一层顶板标高一层顶板标高”+“+“安全高度安全高度”。“安全高度安全高度”：当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女儿墙儿墙1 1米；为檐口时，要超过檐口高度米；为檐口时，要超过檐口高度1.51.5米。米。依据：依据：规范规范6 63 36 6 立杆顶端宜高出女儿墙立杆顶端宜高出女儿墙上皮上皮1m1m，高出檐口上皮，高出檐口上皮1.5m1.5m。本方案采取第二种搭设方式：本方案采取第二种搭设方式：46.8
14、+46.8+（42.3-41.342.3-41.3）+1=48.8+1=48.8米，取米，取4949米。米。立杆纵距确定立杆纵距确定 脚手架用于结构施工阶段，施工的作业层脚手架用于结构施工阶段，施工的作业层施工荷载施工荷载3 kN/m23 kN/m2，依据：，依据：规范规范表表6.1.1-16.1.1-1和和规范规范7.3.127.3.12中第中第4 4条规定（条规定（4 4 自顶层作业层的脚手板下计，宜每隔自顶层作业层的脚手板下计，宜每隔12m12m满满铺一层脚手板。）的要求选取铺一层脚手板。）的要求选取3+Int(493+Int(4912+1)12+1)0.35=3+50.35=3+50.
15、350.35（kN/m2kN/m2）荷载所对应的纵距）荷载所对应的纵距1.21.2米；米；立杆横距确定立杆横距确定 根据工程情况在满足施工的条件下不能超根据工程情况在满足施工的条件下不能超过过规范规范表表6.1.1-16.1.1-1规定；依照此表可规定；依照此表可以取以取1.051.551.051.55之间的数值，本例取之间的数值，本例取1.051.05米。米。靠墙一端外伸长度确定靠墙一端外伸长度确定规范规范6 62 22 2条条 主节点处必须设置一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根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应除。主节点处两个直角
16、扣件的中心距不应大于大于150mm150mm。在双排脚手架中，靠墙一端。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度的外伸长度a a不应大于不应大于0.4l0.4l，且不应大于，且不应大于500mm500mm；由；由0.40.41.05=0.421.05=0.42确定本工程选确定本工程选用用a=0.3a=0.3米。米。如果悬挑长度大于如果悬挑长度大于300mm300mm，计算时按，计算时按300mm300mm考虑。考虑。步距的确定步距的确定 一般在确定脚手架的步距时要考虑两个步一般在确定脚手架的步距时要考虑两个步骤，第一要满足层高与施工要求，层高是骤，第一要满足层高与施工要求，层高是是步距的整数倍，本例
17、的层高标准层是是步距的整数倍，本例的层高标准层是2.82.8米，因此第一步确定步距为米，因此第一步确定步距为1.41.4米，第二步米，第二步要符合要符合规范规范表表6.1.1-16.1.1-1的要求，步距不的要求，步距不能超出表能超出表6.1.1-16.1.1-1的范围，最后确定步距为的范围，最后确定步距为1.41.4米。米。荷载分类荷载分类1 1）作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）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）。与可变荷载（活荷载）。2 2）永久荷载（恒荷载）可分为：）永久荷载（恒荷载）可分为：（1 1）脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平脚手架结构自重
18、，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；的自重；（2 2）构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡构、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。脚板、安全网等防护设施的自重。3 3）可变荷载（活荷载）可分为：）可变荷载（活荷载）可分为：施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；的自重；风荷载。风荷载。荷载效应组合荷载效应组合材料材料 钢管宜采用力学性能适中的钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3Q235A(3号号)钢，其力钢，其力学性能应符合国家现行标准学性能应符合国家
19、现行标准炭素结构钢炭素结构钢(GB700-89)(GB700-89)中中Q235AQ235A钢的规定。每批钢材进场时，钢的规定。每批钢材进场时，应有材质检验合格证。应有材质检验合格证。3 3号钢的屈服强度号钢的屈服强度240N/mm2240N/mm2为强度的标准值，引用现行国家标准为强度的标准值，引用现行国家标准冷弯薄壁冷弯薄壁型钢结构技术规范型钢结构技术规范规定，乘以分项系数规定，乘以分项系数1/1.1651/1.165，这样钢材的设计值，这样钢材的设计值f=240/1.165=205 N/mm2f=240/1.165=205 N/mm2，这也说明了规范采用的设计方法在实质上是属于这也说明了
20、规范采用的设计方法在实质上是属于半概率半经验进行的。半概率半经验进行的。根据根据可铸铁分类及技术条件可铸铁分类及技术条件(GB978-67)(GB978-67)的规定的规定，扣件采用机械性能不低于，扣件采用机械性能不低于KTH330-08KTH330-08的可锻铸铁的可锻铸铁制造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼制造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净；、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净；扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最扣紧时接触良好，当扣
21、件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于小距离应不小于5mm5mm；扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于间隙应小于 1mm1mm；扣件表面刷暗红色防锈漆进行防锈处理。扣件表面刷暗红色防锈漆进行防锈处理。规范要求计算内容规范要求计算内容 1 1、脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的、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：进行下列设计计算：纵向和横向水平杆纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)等受弯构件的强度等受弯构件的强度计算；计算
22、；扣件的抗滑承载力计算；扣件的抗滑承载力计算；立杆的稳定性计算；立杆的稳定性计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；立杆地基承载力计算。立杆地基承载力计算。2 2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用、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荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取取1.21.2，可变荷载分项系数应取，可变荷载分项系数应取1.41.4。3 3、架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的、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，应采用荷载短期要求验算
23、变形。验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。效应组合的设计值。小横杆计算小横杆计算 作业层间距不应大于纵距作业层间距不应大于纵距1/21/2；小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面计算简图如下所示在大横杆的上面计算简图如下所示：lb1.2P+1.4Q小横杆荷载计算小横杆荷载计算恒荷载计算：小横杆的自重标准值：P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值：P2=0.3501.200/3=0.140kN/m小横杆荷载计算小横杆荷载计算活荷载计算：活荷载标准值：Q=3.0001.200/3=1.200kN/m小横杆荷载设计值及力学
24、模型小横杆荷载设计值及力学模型荷载的设计值：q=1.20.038+1.20.140+1.41.200=1.894kN/m 力学模型：小横杆力学模型说明小横杆力学模型说明从弯矩公式看不带悬挑的情况弯矩大偏于安从弯矩公式看不带悬挑的情况弯矩大偏于安全，挠度直接从公式看不出结论，但代入规全，挠度直接从公式看不出结论，但代入规范最大悬挑计算长度范最大悬挑计算长度0.30.3米，及排距取米，及排距取1.551.55米米时，计算结果还是第一个大，因此规范取了时，计算结果还是第一个大，因此规范取了第一种情况进行计算安全。第一种情况进行计算安全。小横杆抗弯强度计算小横杆抗弯强度计算 计算公式计算公式：=0.2
25、61=0.261106/5080.0=51.383N/mm2 106/5080.0=51.383N/mm2 小横杆的计算强度小于小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,205.0N/mm2,满足要求满足要求!小横杆挠度计算小横杆挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度；最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度；计算公式如下计算公式如下:荷载设计值荷载设计值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m；简支梁均布荷载作用下的最大挠度：简支梁均布荷载作用下的最大挠度：V=5.0V=5.01.3781.3781050
26、.04/(3841050.04/(3842.062.06105105121900.0121900.0)=0.869mm)=0.869mm；小横杆的最大挠度小于小横杆的最大挠度小于1050.0/1501050.0/150与与10mm,10mm,满足要求满足要求!无钢管的抗剪承载力计算说明无钢管的抗剪承载力计算说明 没有抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控没有抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控制作用。如制作用。如48483.53.5的的Q235Q235A A级钢管，其抗剪级钢管，其抗剪承载力为：承载力为：上式中上式中K1K1为截面形状系数。为截面形状系数。一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣
27、件传递一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣件传递，一只扣件的抗滑承载力设计值只有，一只扣件的抗滑承载力设计值只有8.0kN8.0kN，远小，远小于于VV，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件抗剪力也肯定满足抗剪力也肯定满足。大横杆的计算大横杆的计算 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。横杆在大横杆的上面。脚手架的纵距最大的值为脚手架的纵距最大的值为2 2米，一根脚手管的长度米，一根脚手管的长度为为6 6米，和规范要求的一致，宜按三跨连续梁进行米，和规范要求的一致，宜按三跨连续梁进行计算。计
28、算。用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形布置下计算大横杆的最大弯矩和变形 荷载值计算：荷载值计算：小横杆的自重标准值小横杆的自重标准值P1=0.038P1=0.0381.050=0.040kN 1.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值脚手板的荷载标准值P2=0.350P2=0.3501.0501.0501.200/3=0.147kN1.200/3=0.147kN活荷载标准值活荷载标准值Q=3.000Q=3.0001.0501.0501.200/3=1.260kN 1.200/3=1.260kN 大横杆荷载的设
29、计值：大横杆荷载的设计值：P=(1.2P=(1.20.040+1.20.040+1.20.147+1.40.147+1.41.260)/2=0.994kN1.260)/2=0.994kN 大横杆计算简图大横杆计算简图大横杆抗弯强度计算：大横杆抗弯强度计算：均布荷载最大弯矩计算公式：均布荷载最大弯矩计算公式：集中荷载最大弯矩计算公式集中荷载最大弯矩计算公式:M=0.08M=0.08(1.2(1.20.038)0.038)1.2002+0.2671.2002+0.2670.9940.9941 1.200=0.324kN.m.200=0.324kN.m；=0.324=0.324106/5080.0=
30、63.762N/mm2106/5080.0=63.762N/mm2；大横杆的计算强度小于大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,205.0N/mm2,满足要求满足要求!大横杆挠度计算：大横杆挠度计算：最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的计算值最不利分配的挠度和；计算值最不利分配的挠度和；均布荷载最大挠度计算公式均布荷载最大挠度计算公式:大横杆均布荷载的最大挠度：大横杆均布荷载的最大挠度：集中荷载最大挠度计算公式集中荷载最大挠度计算公式:集中荷载标准值集中荷载标准值P=0.040+0.147+1.260=1.447kNP=0.040+0.14
31、7+1.260=1.447kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：最大挠度和：最大挠度和：V=V1+V2=1.897mmV=V1+V2=1.897mm；大横杆的最大挠度小于大横杆的最大挠度小于1200.0/1501200.0/150与与10mm,10mm,满足要求满足要求!受弯构件容许挠度受弯构件容许挠度 扣件抗滑移的计算扣件抗滑移的计算 扣件的抗滑承载力按照下式计算扣件的抗滑承载力按照下式计算 (规范规范5.2.5):5.2.5):R Rc R Rc 其中其中 RcRc扣件抗滑承载力设计值扣件抗滑承载力设计值,取取8.0kN8.0kN；R R纵向或
32、横向水平杆传给立杆的竖向作纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作 用力设计值；用力设计值；注：当直角扣件的拧紧力矩达注：当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m40-65N.m时时,试验试验表明表明:单扣件在单扣件在12kN12kN的荷载下会滑动的荷载下会滑动,其抗滑承载其抗滑承载力可取力可取8.0kN8.0kN；双扣件在；双扣件在20kN20kN的荷载下会滑动的荷载下会滑动,其其抗滑承载力可取抗滑承载力可取12.0kN12.0kN。荷载设计值计算：荷载设计值计算：横杆的自重标准值：横杆的自重标准值：P1=0.038P1=0.0381.200=0.046kN 1.200=0.046kN 脚手板的荷载标
33、准值：脚手板的荷载标准值：P2=0.350P2=0.3501.0501.0501.200/2=0.220kN 1.200/2=0.220kN 活荷载标准值：活荷载标准值：Q=3.000Q=3.0001.0501.0501.200/2=1.890kN 1.200/2=1.890kN 荷载的设计值：荷载的设计值：R=1.2R=1.20.046+1.20.046+1.20.220+1.40.220+1.41.890=2.966kN1.890=2.966kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!立杆稳定性计算立杆稳定性计算恒荷载标准值计算：恒荷载标准值计算：(1)(1
34、)每米立杆承受的结构自重标准每米立杆承受的结构自重标准值值(kN/m)(kN/m)；本例为；本例为0.12910.1291；NG1=0.129NG1=0.12945.000=5.810kN45.000=5.810kN 脚手架每米重量说明：脚手架每米重量说明：GS=2(la+h)+2.2q+22q1+(la+hGS=2(la+h)+2.2q+22q1+(la+h)6.56.5q2 q2 lahlahGS-GS-脚手架立面单位面积上的框脚手架立面单位面积上的框架的重量；架的重量；la-la-立杆纵距；立杆纵距；h-h-步距；步距；q-48q-483.53.5钢管重量钢管重量q=38.4N/Mq=3
35、8.4N/M；q1-q1-直角扣件每个重量直角扣件每个重量q1=13.2N/q1=13.2N/个；个；q2-q2-对接扣件每个重量对接扣件每个重量q2=18.4N/q2=18.4N/个；个；2.2-2.2-每根横向水平杆的长度；每根横向水平杆的长度；6.5-6.5-每根每根6.56.5米长的钢管上计米长的钢管上计算算一个对接扣件。一个对接扣件。Gj=4(6.5q+q2)Gj=4(6.5q+q2)+2+213cosa13cosalalaq3 q3 13cosa13cosa*13sina13sinala-la-立杆纵距；立杆纵距；a-a-剪刀撑与斜杆与地面夹剪刀撑与斜杆与地面夹角；角；q3-q3-
36、旋转扣件每个重量旋转扣件每个重量q3=14.6N/q3=14.6N/个。个。(2)(2)脚手板的自重标准值脚手板的自重标准值(kN/m2)(kN/m2)；本例采用木脚手板；本例采用木脚手板，标准值为，标准值为0.35 0.35 NG2=0.350NG2=0.3504 41.2001.200(1.050+0.300)/2=1.134kN(1.050+0.300)/2=1.134kN 表表4.2.14.2.11 1脚手板自重标准值脚手板自重标准值 (3)(3)栏杆与挡脚手板自重标准值栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)(kN/m)；本例采用；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为栏杆、木脚手板标挡板
37、，准值为0.14 0.14 NG3=0.140NG3=0.1401.2001.2004/2=0.336kN4/2=0.336kN 表表4.2.14.2.12 2 栏杆、挡脚板自重标准值栏杆、挡脚板自重标准值 (4)(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)(kN/m2)；0.0050.005NG4=0.005NG4=0.0051.2001.20045.000=0.270kN45.000=0.270kN；经计算得到，恒荷载标准值：经计算得到，恒荷载标准值：NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.549kNNG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.549kN
38、。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的杆按一纵距内施工荷载总和的1/21/2取值。取值。经计算得到，活荷载标准值：经计算得到，活荷载标准值：NQ=3.000NQ=3.0002 21.2x1.050/2=3.780kN1.2x1.050/2=3.780kN。风荷载标准值应按照以下公式计算：风荷载标准值应按照以下公式计算：风荷载值说明：风荷载值说明：1 1、荷载规范计算风荷载标准值公式为：、荷载规范计算风荷载标准值公式为：k=zk=zs sz z0 0，荷载规范规定的基本风压是根，荷载规范规定的基本风压是根据重现
39、期为据重现期为5050年确定的，而脚手架使用期较短一般年确定的，而脚手架使用期较短一般在在2525年之间，遇到强劲风的概率相对要小得多，年之间，遇到强劲风的概率相对要小得多，基本风压基本风压w0w0乘以乘以0.70.7修正系数是参考英国脚手架标修正系数是参考英国脚手架标准计算确定的。由于脚手架是附着在主体结构上准计算确定的。由于脚手架是附着在主体结构上,风振系数风振系数z=1,z=1,最后公式为：最后公式为：k=0.7k=0.7s sz zw w0 0。2 2、风压高度变化系数、风压高度变化系数z:z:我们在设计脚手架时，要我们在设计脚手架时，要注意此值的取法，通过计算从脚手架顶取每注意此值的
40、取法，通过计算从脚手架顶取每5 5米一段米一段与脚手架的静荷和活荷的组合验算立杆稳定性时，与脚手架的静荷和活荷的组合验算立杆稳定性时，虽然风荷载在顶部的标准值大，但最终组合值在脚虽然风荷载在顶部的标准值大，但最终组合值在脚手架的最底端最不利。但计算连墙件时，要取高度手架的最底端最不利。但计算连墙件时，要取高度为最大值。按现行国家标准为最大值。按现行国家标准建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB50009-2001GB50009-2001）规定按下表采用：）规定按下表采用：体型系数体型系数s s：其中：W0基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0=
41、0.450 Uz风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：Uz=0.840 Us风荷载体型系数：Us=0.720考虑风荷载时考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式：立杆的轴向压力设计值计算公式：N=1.2NG+0.85N=1.2NG+0.851.4NQ1.4NQ 不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式：立杆的轴向压力设计值计算公式：N=1.2NG+1.4NQN=1.2NG+1.4NQ风荷载设计值产生的立杆段弯矩风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MWMW计算公式计算公式其中其中 Wk Wk 风荷载基本风压标准值风荷载基本风压标准值(kN/
42、m2)(kN/m2)；la la 立杆的纵距立杆的纵距 (m)(m)；h h 立杆的步距立杆的步距 (m)(m)。立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：立杆的稳定性计算公式：其中其中 N N 立杆的轴心压力设计值，立杆的轴心压力设计值，N=14.35kNN=14.35kN；轴心受压立杆的稳定系数轴心受压立杆的稳定系数,由长细比由长细比 l0/i l0/i 的结果查表的结果查表得到得到0.260.26；i i 计算立杆的截面回转半径，计算立杆的截面回转半径，i=1.58cmi=1.58cm；l0 l0 计算长度计算长度 (m),(m),由公式由公式
43、 l0=kuh l0=kuh 确定，确定，l0=2.60ml0=2.60m；k k 计算长度附加系数，取计算长度附加系数，取1.1551.155；A A 立杆净截面面积，立杆净截面面积，A=4.89cm2A=4.89cm2；W W 立杆净截面模量立杆净截面模量(抵抗矩抵抗矩),W=5.08cm3),W=5.08cm3；钢管立杆受压强度计算值钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)(N/mm2)；经计；经计算得到算得到 =111.83=111.83f f 钢管立杆抗压强度设计值，钢管立杆抗压强度设计值，f=f=205.00N/mm2205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算不考虑风荷
44、载时，立杆的稳定性计算 f,f,满足要求满足要求!k k值说明值说明 规范规范规定的设计方法与荷载分项系数等，均与现行规定的设计方法与荷载分项系数等，均与现行国家标准国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范冷弯薄壁型钢结构技术规范、钢结构设钢结构设计规范计规范一致。脚手架与一般结构相比，其工作条件具一致。脚手架与一般结构相比，其工作条件具有以下特点：有以下特点：1 1、所受荷载变异性较大；所受荷载变异性较大；2 2、扣件连接节点属于半刚性，且节点刚性大小与扣件扣件连接节点属于半刚性，且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关，节点性能存在较大变异；质量、安装质量有关，节点性能存在较大变异；3 3、脚手架结
45、构、构件存在初始缺陷，如杆件的初弯曲、脚手架结构、构件存在初始缺陷，如杆件的初弯曲、锈蚀，搭设尺寸误差、受荷偏心等均较大；、锈蚀，搭设尺寸误差、受荷偏心等均较大；4 4、与墙的连接点，对脚手架的约束性变异较大。、与墙的连接点，对脚手架的约束性变异较大。K值最终推导结果：1.155值说明值说明 计算长度系数计算长度系数值是反映脚手架各杆件对立杆的值是反映脚手架各杆件对立杆的约束作用。本规范规定的约束作用。本规范规定的值，采用了中国建筑值，采用了中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院科学研究院建筑机械化研究分院19641964年年19651965年和年和19861986年年19881988年、哈尔滨
46、工业大学土木工程学院于年、哈尔滨工业大学土木工程学院于19881988年年19891989年分别进行原型脚手架整体稳定性试年分别进行原型脚手架整体稳定性试验所取得的科研成果，其验所取得的科研成果，其值在值在1.52.01.52.0之间。它之间。它综合了影响脚手架整体失稳的各种因素，当然也综合了影响脚手架整体失稳的各种因素，当然也包含了立杆偏心受荷（初偏心包含了立杆偏心受荷（初偏心e=53mme=53mm，图，图3 3）的实）的实际工况。这表明按轴心受压计算是可靠的、简便际工况。这表明按轴心受压计算是可靠的、简便的。规范列出了下表以供设计者。的。规范列出了下表以供设计者。脚手架立杆的计算长度系数
47、脚手架立杆的计算长度系数 值根据规范表进行查表值根据规范表进行查表 考虑风荷载时考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：立杆的稳定性计算公式：其中：其中：N N 立杆的轴心压力设计值，立杆的轴心压力设计值，N=13.56kNN=13.56kN；轴心受压立杆的稳定系数轴心受压立杆的稳定系数,由长细比由长细比=l0/i=l0/i 的的结果查表得到结果查表得到0.260.26；i i 计算立杆的截面回转半径，计算立杆的截面回转半径，i=1.58cmi=1.58cm；l0l0计算长度计算长度 (m),(m),由公式由公式 l0=kuh l0=kuh 确定，确定，l0=2.60ml0=2.60m；kk计算长
48、度附加系数，取计算长度附加系数，取1.1551.155；uu计算长度系数，由脚手架的高度确定；计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=u=1.501.50 AA立杆净截面面积，立杆净截面面积，A=4.89cm2A=4.89cm2；WW立杆净截面模量立杆净截面模量(抵抗矩抵抗矩)，W=5.08cm3W=5.08cm3；MWMW计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=MW=0.061kN.m0.061kN.m；钢管立杆受压强度计算值钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)(N/mm2)；经计算得；经计算得到到 =117.69=117.69ff钢管立杆抗压强度设计值
49、，钢管立杆抗压强度设计值，f=f=205.00N/mm2205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,NlNfNl，连墙件的设计计算满足要求，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到经过计算得到 Nl=7.881kNNl=7.881kN小于扣件的抗滑小于扣件的抗滑力力8.0kN8.0kN，满足要求，满足要求!连墙件的计算说明连墙件的计算说明 脚手架的连墙件的计算是必不可少的，我们经常采用的形式有：脚手架的连墙件的计算是必不可少的，我们经常采用的形式有：扣件式连接、焊接，螺栓连接等，但涉及到施工的方便及
50、材料的扣件式连接、焊接，螺栓连接等，但涉及到施工的方便及材料的普遍性，我们最常用的扣件式连接方式，这里我们要注意两个问普遍性，我们最常用的扣件式连接方式，这里我们要注意两个问题。题。在搭设的过程中连墙件与脚手架主节点的位置规范明确作了规定在搭设的过程中连墙件与脚手架主节点的位置规范明确作了规定，其为连墙件偏离主节点的最大距离为，其为连墙件偏离主节点的最大距离为300mm300mm，只有在连墙在在，只有在连墙在在主节点附近时，才能有效的阻止脚手架发生横向弯曲失稳或倾覆主节点附近时，才能有效的阻止脚手架发生横向弯曲失稳或倾覆，若远离主节点设置连墙件，因为立杆的抗弯刚度较差，将会由，若远离主节点设置
