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1、第5章高层建筑施工用脚手架,5.1概述5.2扣件式钢管脚手架5.2.1概述5.2.2扣件式钢管脚手架的基本构架形式及术语5.2.3扣件式钢管脚手架的荷载及其组合5.2.4扣件式钢管脚手架的设计计5.2.5扣件式钢管脚手架的构造要求5.3碗扣式钢管脚手架5.4门式钢管脚手架5.4.1概述5.4.2门式钢管脚手架的设计计算5.4.3门式钢管脚手架的构造要求5.4.4模板支撑与满堂脚手架,第5章高层建筑施工用脚手架,5.5附着升降脚手架5.5.1概述5.5.2附着升降脚手架的构造举5.5.3当板开有孔洞且孔洞至局部荷载或集中反力作用面积边5.5.4附录建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定5.6悬挑脚手
2、架5.7外挂脚手架5.8习题,5.1概述长期以来，我国普遍使用木、竹脚手架。20世纪60年代以后，出现了多种脚手架，其中，扣件式钢管脚手架是目前乃至今后较长时间内使用量最大、最普遍的脚手架；门式脚手架、碗扣式脚手架、方塔式脚手架、附着升降式脚手架、悬挑式脚手架，也得到大量推广使用。脚手架与一般结构相比，其工作条件具有以下特点：(1)所受荷载变异性较大；(2)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；(3)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；(4)与墙的连接点，对脚手架的约束性变异较大。(5)安全储备小到
3、目前为止，对以上问题的研究还很不够，缺乏系统积累和统计资料，不具备独立进行概率分析的条件。,国家建设部施工安全主管部门自1987年起开始组织制定我国建筑施工安全技术规程系列，其中计划制订的脚手架及其相关设施的安全技术规范占了相当大的比重。这些脚手架的安全管理和设计计算方法，反映在编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定(1993年)及其修订稿(具体体现、应用在各专门的脚手架规范中)、建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程(JGJ1282000，J432000；以下简称“脚手架00规范”)、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ1302001，J842001；以下简称“脚手架01规范”)、建筑
4、施工附着升降脚手架管理暂行规定(2000.10)。,扣件式脚手架其适用范围如下：(1)工业与民用房屋建筑，特别是多、高层房屋的施工用脚手架；(2)高耸构筑物，如井架、烟囱、水塔等的施工用脚手架；(3)模板支撑架；(4)上料平台；(5)栈桥、码头、高架公路等工程的施工用脚手架；(6)其他，如简易建筑物的骨架等。脚手架01规范规定，单排脚手架不适用于下列情况：(1)墙体厚度小于或等于180mm；(2)建筑物高度超过24m；(3)空斗砖墙、加气块墙等轻质墙体；(4)砌筑砂浆强度等级小于或等于M1.0的砖墙。脚手架常用构架尺寸见表5-1、表5-2,表5-1常用敞开式双排脚手架的构架尺寸(m),表5-2
5、常用敞开式单排脚手架的构架尺寸(m),5.2.2扣件式钢管脚手架的基本构架形式及术语扣件式钢管脚手架的基本构架形式如图5.1所示。脚手架：为建筑施工而搭设的上料、堆料与施工作业用的临时结构架。单排脚手架(单排架)：只有一排立杆，横向水平杆的一端搁置在墙体上的脚手架。双排脚手架(双排架)：由内外两排立杆和水平杆等构成的脚手架。,图5.1扣件式钢管脚手架的基本构架形式,1外立杆2内立杆3横向水平杆4纵向水平杆5栏杆6挡脚板7直角扣件8旋转扣件9连墙件10横向斜撑11主立杆12副立杆13抛撑14剪刀撑15垫板16纵向扫地杆17横向扫地杆,结构脚手架：用于砌筑和结构工程施工作业的脚手架。装修脚手架：用
6、于装修工程施工作业的脚手架。,敞开式脚手架：仅设有作业层栏杆和挡脚板，无其他遮挡设施的脚手架。局部封闭脚手架：遮挡面积小于30%的脚手架。半封闭脚手架：遮挡面积占3070%的脚手架。全封闭脚手架：沿脚手架外侧全长和全高封闭的脚手架。模板支架：用于支撑模板的、采用脚手架材料搭设的架子。开口型脚手架：沿建筑周边非交圈设置的脚手架。封圈型脚手架：沿建筑周边交圈设置的脚手架。扣件：采用螺栓紧固的扣接连接件。直角扣件：用于垂直交叉杆件间连接的扣件。旋转扣件：用于平行或斜交杆件间连接的扣件。对接扣件：用于杆件对接连接的扣件。防滑扣件：根据抗滑要求增设的非连接用途扣件。底座：设于立杆底部的垫座。固定底座：不
7、能调节支垫高度的底座。可调底座：能够调节支垫高度的底座。,垫板：设于底座下的支承板。立杆：脚手架中垂直于水平面的竖向杆件。外立杆：双排脚手架中离开墙体一侧的立杆。内立杆：双排脚手架中贴近墙体一侧的立杆。角杆：位于脚手架转角处的立杆。双管立杆：两根并列紧靠的立杆。主立杆：双管立杆中直接承受顶部荷载的立杆。副立杆：双管立杆中分担主立杆荷载的立杆。水平杆：脚手架中的水平杆件。纵向水平杆：沿脚手架纵向设置的水平杆。横向水平杆：沿脚手架横向设置的水平杆。扫地杆：贴近地面，连接立杆根部的水平杆。纵向扫地杆：沿脚手架纵向设置的扫地杆。横向扫地杆：沿脚手架横向设置的扫地杆。连墙件：连接脚手架与建筑物的构件。刚
8、性连墙件：采用钢管、扣件或预埋件组成的连墙件。,柔性连墙件：采用钢筋作拉筋构成的连墙件。连墙件间距：脚手架相邻连墙件之间的距离。连墙件竖距：上下相邻连墙件之间的垂直距离。连墙件横距：左右相邻连墙件之间的水平距离。横向斜撑：与双排脚手架内、外立杆或水平杆斜交呈之字形的斜杆。剪刀撑：在脚手架外侧面成对设置的交叉斜杆。抛撑：与脚手架外侧面斜交的杆件。脚手架高度：自立杆底座下皮至架顶栏杆上皮之间的垂直距离。脚手架长度：脚手架纵向两端立杆外皮间的水平距离。脚手架宽度：双排脚手架横向两侧立杆外皮之间的水平距离，单排脚手架为外立杆外皮至墙面的距离。立杆步距(步)：上下水平杆轴线间的距离。立杆间距：脚手架相邻
9、立杆轴线间的距离。立杆纵距(跨)：脚手架相邻立杆的纵向间距。,立杆横距：脚手架立杆的横向间距，单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距离。主节点：立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣接点。作业层：上人作业的脚手架铺板层。脚手架钢管应采用现行国家标准直缝电焊钢管(GBT13793)或低压流体输送用焊接钢管(GBT3092)中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准碳素结构钢(GBT700)中Q235-A级钢的规定。脚手架钢管的尺寸应按表5-3采用。脚手架钢管的截面特性指标如表5-4。每根钢管的最大质量不应大于25kg，宜采用483.5钢管。我国扣件式钢管脚手架使用的483.5钢管绝大部分是焊接钢
10、管，属冷弯薄壁型钢材，其材料设计强度设计值与轴心受压构件的稳定系数值，应引用现行国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范(GBJl8)；在其他情况采用热轧无缝钢管时，则应引用现行国家标准钢结构设计规范(GBJ17)。钢管上严禁打孔。,表5-3脚手架钢管尺寸(m),表5-4脚手架钢管的截面特性指标,目前我国有可锻铸铁扣件(如图5.2所示)和钢板压制扣件。,(a)直角扣件(b)旋转扣件(c)对接扣件图5.2可锻铸铁扣件,(a)直角扣件(b)旋转扣件(c)对接扣件图5.2可锻铸铁扣件,用扣件连接的钢管脚手架，其水平杆的轴线与立杆轴线在主节点上并不汇交在一点。当纵向或横向水平杆传荷载至立杆时，存在偏心距53m
11、m，如图5.3所示。在一般情况下，此偏心产生的附加弯曲应力不大，为了简化计算，予以忽略。由于忽略偏心而带来的不安全因素，脚手架01规范已在立杆承载力计算的调整系数中加以考虑。底座如图5.4所示。,1螺母2垫圈3盖板4螺栓5纵向水平杆6立杆,图5.3直角扣件,图5.3直角扣件,图5.3直角扣件,图5.4底座,5.2.3扣件式钢管脚手架的荷载及其组合1.脚手架的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)。永久荷载(恒荷载)可分为：(1)脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；(2)构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护
12、设施的自重。可变荷载(活荷载)可分为：(1)施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；(2)风荷载。永久荷载标准值应符合下列规定：(1)每米立杆承受的结构自重标准值，宜按表5-5采用；(2)冲压钢脚手板、木脚手板与竹串片脚手板自重标准值，应按表5-6采用；(3)栏杆与挡脚板自重标准值，应按表5-7采用；(4)脚手架上吊挂的安全设施(安全网、苇席、竹笆及帆布等)的荷载应按实际情况采用。常用构配件与材料、人员自重应按表5-8采用。,表5-5483.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值gk(kN/m),表5-6脚手板自重标准值,表5-7栏杆、挡脚板自重标准值,表5-8常用构配件与材料、人员
13、的自重,装修与结构脚手架作业层上的施工均布活荷载标准值，应按表5-9采用；其他用途脚手架的施工均布活荷载标准值，应根据实际情况确定。表5-9施工均布活荷载标准值,作用于脚手架上的水平风荷载标准值，应按式(5-1)算：k=0.7zs0(5-1)式中：k风荷载标准值(kNm2)；z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范(GBJ9)规定采用，见表5-10,表5-10风压高度变化系数z,对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按上表确定。地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城
14、市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。对于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别，由上表确定外，还应考虑地形条件的修正，修正系数分别按下述规定采用。(1)对于山峰和山坡，如图5.5所示，其顶部B处的修正系数可按式(5-2)采用。,(5-2),式中：tan山峰或山坡在迎风面一侧的坡度；当tan0.3时，取tan=0.3；k系数，对山峰取3.2，对山坡取1.4；H山顶或山坡全高(m)；z建筑物计算位置离建筑物地面的高度(m)；当z2.5H时，取z=2.5H。对于山峰和山坡的其他部位，可按图5.5所示，取A、C处的修正系数A、c为1，AB间和B
15、C间的修正系数按可的线性插值确定。2)山间盆地、谷地等闭塞地形=0.750.85；对于与风向一致的谷口、山口=1.201.50。3)对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高度变化系数可按A类粗糙度类别，由表5-10确定外，还应考虑表5-11给出的修正系数。,图5.5山峰和山坡示意图表5-11远海海面和海岛的修正系数,s脚手架风荷载体型系数，按表5-12的规定采用；表5-12脚手架的风荷载体型系数s,2.脚手架的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，荷载效应组合宜按表5-16采用。,表5-16脚手架的荷载效应组合,5.2.4扣件式钢管脚手架的设计
16、计算1.基本设计规定,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。可只进行下列设计计算：(1)纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；(2)立杆的稳定性计算；(3),连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；(4)立杆地基承载力计算。当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时，立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响。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取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。脚手架中的受弯构件，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，应采用荷载短期效应组合的设计值。钢材的强度设计值与弹性模量应按表5-17采用。扣件、底座的承载力设计值应按表5-18采用。受弯构件的挠度不应超过表5-19规定的容许值。受压、受拉构件的长细比不应超过表5-20规定的容许值。,表5-17钢材的强度设计值与弹性模量(N/mm2),表5-18扣件、底座的承载力设计值(kN),表
