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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页建筑脚手架和支撑架的技术、设计和管理(重庆大学土木系脚手架知识培训讲义)今天来听课的不少是刚接触脚手架和支撑架工作的同志，根据大家的要求，我想以“建筑脚手架和支撑架的技术、设计和管理”为题，讲以下12个问题：1、建筑脚手架和支撑架技术在我国的发展如果将上世纪六十年代初期开始引进和应用扣件式钢管脚手架至七十年代末形成扣件架与木、竹脚手架“三足鼎立”局面，作为我国以现代脚手架技术全面取代传统脚手架的起步阶段的话，则自上世纪八十年代至今的二十多年，就是我国现代脚手架技术全面发展、基本更新和步入世界先进行列，并有所创新和超
2、越的时期。这二十多年，又可分为两段：前十年通过推广应用扣件架、引进应用门式架和研发应用碗扣架，从而形成了这三种落地式金属脚手架“三架马车”的应用局面，并已在大中城市的工程施工架子中占据主导和主体的地位。吊蓝、挑脚手架、挂脚手架、桥式脚手架也有相当的应用和发展。在八十年代后期，整体提升脚手架开始出现。传统的木、竹脚手架呈被取代的发展趋势。后十多年，适应高层、超高层工程的施工需要，两种自升式悬空脚手架得到了迅速的发展：一是电动吊篮；二是附着升降脚手架。这二十多年的其他发展成就还有：（1）建筑施工脚手架标准技术工作，从无到有，取得了重要的成果。已颁布实施的有：编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定
3、；建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规定和建筑施工门式钢管脚手架安全技术规定等；（2）其他有良好应用的脚手架产品的引进、研发和应用。包括梯型架、拱构门架、楔盘式门架和采用三角形构件的塔式脚手架等；（3）低合金钢管材料的应用研究（有一定成效，但也有问题）。总之，现今在世界各国已广为应用或良好应用的架型我们都有了。我国在研发具有高技术含量的附着升降架方面已处于领先地位（但应用中也存在着一些问题），在脚手架、支撑架设计计算和标准化方面已进入先进行列。我们已摆脱落后状态，已有条件在推进脚手架技术的发展中做出更多的贡献。2、建筑脚手架的系列建筑脚手架的类别有多种划分方式
4、：按其用途可分为结构施工脚手架、装修脚手架、模板和其他支撑架、安装作业架、防护架和其他施工用途架子；按其设置方式可分为落地式脚手架、附着脚手架、挑脚手架、吊脚手架、挂脚手架和移动式脚手架；按其构造形式可分为杆件组合（多立杆）式脚手架、构件组合或框组式脚手架、篮式脚手架、台式脚手架和桥式脚手架；按其架体形式可分为单排（立杆）架、双排架、多排和满堂架以及特形脚手架；按期使用方式可分为一次搭设脚手架、陆续接高脚手架、反复装拆或移置脚手架（包括零装零拆、零装整拆、整装零拆和整装整拆）、吊升（移）和自升（移）脚手架。但按脚手架的材料和产品则可分为木、竹脚手架和金属脚手架两大类（而金属脚手架大多采用具有适
5、合受力能力、又便于握持的管件）。金属脚手架大多以其杆构件及其连接形式划分，大致构成如表1所示的系列。金属脚手架系列表 表1基本构架组合形式 连接方式 脚手架标准名称 杆件组合 扣接式 盖固式 插接式 扣件式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架 楔盘式钢管脚手架 构件组合 承插、锁扣、挂扣 门式钢管脚手架 梯型和框组式钢管脚手架 搭式钢脚手架 附着件、杆构件和升降设备组合 螺栓连接、扣接、盖固 各类附着升降脚手架 定型产品组合 适合形式 各类台式脚手架、桥式脚手架、装修架、安装架、定型支架 3、脚手架和支撑架的设计要求脚手架和支撑架设计的基本要求有以下5项：（1）满足施工作业要求（设置高度、作业面、防围
6、护和跟进配合等）；（2）具有稳定的构架结构和承传载构造（避免出现过大变形）；（3）具有符合安全保证要求的承载能力，特别是抗失稳能力（失稳坍塌破坏脚手架和支撑架破坏的主要危险）；（4）具有应对施工中改动情况（例如变更杆件位置，临时撤去杆件等）的预案弥补措施；（5）确保装拆和使用安全的技术与管理措施。在实现以上设计的基本要求时，应特别注意以下环节：1） 地基和支承结构的承载能力；2）安装偏差；3）节点连接的构造和承载能力；4）整体性和加强刚度杆构件的设置；5）控制荷载和可能出现的不利作用；6）监控措施及其落实程度；7）脚手架材料和设备的质量；8）隐患的检查和整改要求。4、脚手架结构脚手架的构造结构
7、称为脚手架结构。脚手架作为架设工具和常备的施工周转材料，其临设性和反复装拆性就决定了它属于临时结构的范畴。因此，统一规定将其归入临时结构，一些规定执行薄钢规范。脚手架和支架的构成大体上有三种情况：一是完全采用脚手架杆（构）配件组装（搭设）；二是完全采用正规钢结构设计制作；三是由这两种构架部分组合而成。我们将第一种情况、即完全采用脚手架杆（构）配件组装（搭设）和执行统一规定的，称为“脚手架结构”，以与正规的型钢结构相区别。脚手架结构由于程度不同地存在着杆件设置和节点、连接构造不够严格（达不到正规工程钢结构要求）、支承条件（基础、楼板、地面）和安装质量（构造尺寸和垂直、水平偏差）难以控制，杆（构）
8、配件易变形、锈蚀、磨损、污染以及搭设、使用的随意性和露天使用等不利工作条件的影响等，使其应当加大设计的安全保证。对于杆件组合式脚手架，当其斜杆设置达到构架框格的1/2时，具有稳定的构架结构，我们称其为“几何不可变杆系结构”；达不到这一要求（但符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规定构造要求）者，我们称其为“非几何不可变杆系结构”。扣件式和碗扣式脚手架的常用构架都属于后者。5、脚手架结构的设计方法和一般设计式一些西方主要国家的脚手架仍采用容许应力法进行设计，我国的工程结构设计由于都已采用以概率理论为基础的极限状态设计法（简称“概率极限状态设计法”），因此统一规定确定我国的建筑脚手架结构亦采用概率
9、极限状态设计法，并同时要求其设计效果应符合我国的历史使用经验，即若同时按“单一系数设计法”进行复核时，其安全系数K应达到以下要求：强度计算的K1.5；稳定计算的K2.0。为了达到这一要求，引入了材料强度附加分项系数,m，对其抗力值进行调整。统一规定确定的一般设计式为：（1）对于受弯构件： fKw fw不组合风载： 1.2SGK+1.4SQK = (1) 0.9,mR 0.9,m fKw fw组合风载： 1.2SGK+1.40.85(SQK+ SWK) = (2) 0.9,mR 0.9,m（2）对于轴心受压构件 AfK Af 不组合风载： 1.2SGK+1.4SQK = (3) 0.9,mR 0
10、.9,m A fK Af组合风载： 1.2SGK+1.40.85(SQK+ SWK) = (4) 0.9,mR 0.9,m取,R = 0.9,m ，称,R为“抗力调整系数”。0.9为临时结构的0（结构重要性系数）的取值。6、,m计算式的建立当按“单一系数法”计算脚手架结构时，其设计表达式为：（1）对于受弯构件： fKw 不组合风载： S,GK+S,QK (5) K1 fKw 组合风载： S,GK+0.9(S,QK+ S,WK) (6) K1（2）对于轴心受压构件 A f ,K 不组合风载： S,GK+S,QK (7) K2 A f ,K 组合风载： S,GK+0.9(S,QK+ S,WK) (
11、8) K2假定新老标准使用的荷载作用和抗力的标准值均相同（即SGK = S,GK ，SQK = S,QK ，SWK = S,WK 和f K = f ,K）、且认为新老标准的可靠度一致，并取 K1= 1.5, K2 = 2.0和R = 1.165时，则通过对（1）式和（5）式、（2）式和（6）式、（3）式和（7）式与（4）式和（8）式的比较，即可得到,m的计算式为：（1）对于受弯构件： 1+不组合风载： ,m =1.19 (9) 1+1.17 1+0.9(+)组合风载： ,m = 1.19 (10) 1+ （2）对于轴心受压构件 1+不组合风载： ,m = 1.59 (11) 1+1.17 1+
12、0.9(+)组合风载： ,m = 1.59 (12) 1+ SQK SWK 式中： = , = SGK SGK 由于,m计算式中的比值（分数部分）小于1.0，因此，对于受弯构件,m1.9，对于轴心受压杆件,m1.59。且,m随比值、的增大而降低。7、将0. 9,m对f的调整转为对调整的问题为了简化计算，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规定将,m对f的调整转为对轴心受压杆件稳定系数的调整，即调整脚手架结构的计算长度0，并取：0 = Kh (13)式中K为计算长度附加系数，其值取1.155。K值按K对0，也即的调整效果大体上与0.9,m 对f的调整效果相当确定，K=1.155大致相当于0.9,m =1.333的效果。因,m为变值，而K则为定值，因此，其调整效果就产生了一定的误差：K的取值受h值的影响明显，当h0.9，h =1.351.62时，K=1.2851.211，平均K =1.243；当0.9h1.2，h =1.802.04时，K =1.1931.178，平均K =1
