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1、2 0 0 7年第8期扣件式钢管脚手架各杆件受力 分析及承载力影响孙鹏 ( 新疆神宇水利水电建筑安装工程有限公司)扣件式钢管脚手架是由各受力杆件组成, 其力学框架结构受力明确, 通过对组成脚手架的各个杆件进行受力分析, 能进一步对 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (J G J 1 3 02 0 0 1) ( 以下简称 规范 ) 进行理解, 从而在实际的管理中能正确运用。 现就本人对各杆件的受力分析和对规范的理解进行阐述。小横杆、大横杆和立杆组成了荷载的承载框架, 剪刀撑和附墙杆的作用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的能力。附墙杆则是承受和传递全部的风荷载。 脚手架
2、上荷载传力的途径:脚手板上的全部竖向荷载作用在纵、 横向水平杆上, 并通过扣件传递到立杆上, 最后由立杆传递给基础。 水平风荷载则是通过附墙杆传给建筑物的。一、 扣件式钢管脚手架, 各杆件受力分析1 .小横杆小横杆是组成脚手架横向框架的主体杆件, 是脚手架直接承受和传递垂直荷载的重要部分, 是脚手架受力和传力的主体。在脚手架设计计算中, 小横杆应按外伸简支梁结构计算, 所以实际的管理中要考虑到小横杆在受压后,产生的挠度的影响, 要求小横杆伸出长度应大于1 0 c m, 以防止小横杆从端部的扣件中滑出。另外, 由于脚手架整体受力系统为偏心受压, 小横杆通过与立杆间的直角扣件进行传力, 为了提高架
3、体和整体稳定性, 要求各小横杆在同步内或同跨内应做到两端扣紧, 起到连系内外两排脚手架体的作用。 由于双排外脚手架的主要破坏形式为整体横向的失稳, 小横杆是横向结构组成的重要杆件。 通过小横杆的设置一方面能减少立杆计算长度,另一方面可以约束内外立杆的侧向变形, 所以要求小横杆的两端与立杆必须采用直角扣件紧扣, 并且在作业层, 应在每跨内的脚手板下再增加一根小横杆, 使小横杆间距1 m。此杆可随作业层的改变而随脚手板同时拆除, 其余小横杆在任何时候不得随意拆除。2 .大横杆:由于脚手架的结构本身是一个高、宽与厚之比, 相差悬殊的“ 薄壳” 结构, 如果单靠横向结构本身难以确保结构的整体稳定。 规
4、范中要求将大横杆设置在立杆的里侧, 当脚手架受力后, 内外立杆因偏心矩产生对称变形, 与小横杆联合作用, 使内外杆的变形相互抵消, 以此来提高外架的整体性。由于在脚手架的设计计算中大横杆按三跨连续梁计算, 要求大横杆的长度必须达到三跨以上(一般宜在6 6 . 5 c m ), 各大横杆、 小横杆与立杆的交点都必须使用扣件连接,同时各大横杆的接头规定要错开, 同一平面内的接头数量不应超过5 0 %, 借此能将各横向单跨结构连成一个整体, 从而达到提高外架整体性的目的。3 .剪刀撑脚手架是由立杆、 纵横向水平杆组成并由扣件紧固连接的方格式构架, 由于扣件连接不属于刚性连接, 充其量属于半刚性半铰结
5、结构, 其结构本身就有先天性的不足,特别是纵向容易产生变形, 属几何不稳定体系。 为了加强脚手架纵立面的整体稳定性和刚度, 使之形成一个几何稳定的构架, 要求在脚手架外侧设置剪刀撑, 并且剪刀撑与立杆的第一个交接点离地面的距离不得超过5 0 c m, 以防止由于立杆在偏心力矩的作用下底部发生位移。 剪刀撑必须上下左右连续贯通不间断设置, 直至到顶步大横杆。剪刀撑主要承受拉力和压力, 并且是由斜杆上的旋转扣件的抗滑力来承担的, 所以在杆件的搭接中要求有1 m以上的有效搭接长度,并要求采用#$%在距脚手架基础2 0 c m处设置相应尺寸的排水沟,排水沟外侧设置砼路面, 这都是为了防止雨水浸泡基础而
6、发生不均匀沉降。二、 扣件式钢管脚手架承载力影响因素通过对脚手架长期的实践, 认为影响脚手架承载能力的因素有以下几条。1 .脚手架在一般情况下局部稳定大于整体稳定, 所以脚手架的失稳主要表现在整体失稳整体坍塌。2 .由于脚手架的纵向刚度远大于横向刚度, 故脚手架失稳主要发生在横向。 因此双排脚手架横向刚度远大于单排架。3 .为了改善脚手架的横向稳定性, 设置连墙杆是有效的措施。不但可防止脚手架因风载荷而偏移, 还可作为架体的中间约束, 减少立杆的计算长度, 提高承载能力。4 .一般情况,必须按 规范表6 . 1 . 1 - 1或表6 . 1 . 1 - 2所列出的尺寸搭设, 不要随意加大步距。根据 规范5 . 3 . 3式:l0= k h所示, 步距愈大, 承载力也 将下降。5 .扣件是脚手架体系中用来固定杆件、 传递力的, 必须按规范要求拧紧扣件螺栓, 拧紧力矩控制在4 0 Nm 5 0 Nm, 最大不超过6 0 Nm, 否则扣件及螺栓可能发生破坏。6 .必须保证脚手架基础的可靠性。 按要求设置扫地杆, 否则脚手架立杆可能发生不均匀沉陷而使架体整体失稳。只有认清扣件式钢管脚手架各杆件的作用及受力状况, 采取相应的措施, 认真按照 规范 所要求的去实施, 才能保证脚手架的安全。( 本文收稿:2 0 0 7 - 0 6 - 2 1)4 9
