異型結(jié)構(gòu)外腳手架的設(shè)計與施工【摘要】關(guān)于異型結(jié)構(gòu)扣件式鋼管腳手架搭設(shè)作業(yè)中應(yīng)注意的質(zhì)量、安全性、穩(wěn)定性問題，本人在施工現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)的一些突出問題，結(jié)合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）要求，提出一些問題和自己的見解，供同類工程參考?！娟P(guān)鍵詞】異型結(jié)構(gòu)外腳手架設(shè)計施工前言建筑施工外架的安全占整個施工現(xiàn)場的安全因素為47%左右，由此可見，外架的安全與否對整個施工現(xiàn)場的生產(chǎn)安全至關(guān)重要。建筑施工“五大傷害”中除了觸電事故、機械傷害事故，其他安全事故的發(fā)生幾乎都與架子有關(guān)。關(guān)于異型結(jié)構(gòu)扣件式鋼管腳手架搭設(shè)作業(yè)中應(yīng)注意的質(zhì)量、安全性、穩(wěn)定性問題，本人在施工現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)的一些突出問題，結(jié)合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）要求，提出一些問題和自己的見解，供同類工程參考。1、工程概述XX汽車客運站工程二期商業(yè)綜合樓項目，位于XX市XX鎮(zhèn)XX村4組、紀莊村12組，建設(shè)單位為XXXX實業(yè)集團有限公司，設(shè)計單位XXXX建筑工程有限公司。本工程建筑面積26926.99m2，地下1層，地上主樓12層，裙樓（商場）4層。地上總建筑面積24175平方米，地下2963平方米。地上高層部分19814平方米，為一類高層。建筑總高度47.65米；商場部分為4361平方米，建筑總高度17.45米。主樓框架剪力墻結(jié)構(gòu)、商場框架結(jié)構(gòu)，場地類別為Ⅲ類，設(shè)計使用年限為50年，按抗震設(shè)防烈度7度，本工程±0.000相當(dāng)絕對標(biāo)高6.75m。主裙樓平面圖主裙樓東立面圖主樓東西立面成圓弧形，宛若一個倒扣的鴨蛋，五層平面處南北寬度最寬，奇特的立面造型給外腳手架搭設(shè)帶來了困難和挑戰(zhàn)。2、外腳手架方案設(shè)計根據(jù)主樓的立面造型，外腳手架可采取以下幾種方案搭設(shè)。方案一：以主樓南側(cè)為例，上下部均采用落地腳手架，即下部落地至硬化自然地坪上，上部根據(jù)結(jié)構(gòu)樓層立桿向內(nèi)移至結(jié)構(gòu)樓層上。方案二：以主樓南側(cè)為例，八層以下采用雙排落地腳手架，八層以上采用懸挑腳手架。3、外腳手架方案比選方案一：下部落地高度約35m，為滿足立桿穩(wěn)定，可采用一定高度的雙立桿；上部落在結(jié)構(gòu)樓面上；立桿與結(jié)構(gòu)兩步兩跨拉接；此方案，經(jīng)濟實惠，安全可靠。方案二：八層平面（28.0m）以下落地，上部采用型鋼懸挑腳手架，由上部逐層收縮量相對較大，每兩層即懸挑一次，最上部一層一次，型鋼需用量大，成本相對較高。對于幕墻外裝修施工，方案二比方案一優(yōu)越，落在結(jié)構(gòu)樓層上的立桿對幕墻骨料安裝有點影響，但可以克服。結(jié)論：本工程外腳手架采用方案一進行施工較合適。4、外腳手架結(jié)構(gòu)性能分析本工程外立面為圓弧形，宛若一個倒扣的鴨蛋，雙排腳手架的破壞形式顯得尤為突出。在作用極限荷載時，雙排腳手架結(jié)構(gòu)的可能破壞形式是以連墻件為反彎點的腳手架平面外大波整體失穩(wěn)或腳手架較大步距間立桿段的局部彎曲失穩(wěn)二種形式。通常情況下，腳手架的破壞表現(xiàn)為前一種形式，其承載力由平面外大波整體失穩(wěn)時的承載力值確定。如果腳手架的步距過大（超過二米），立桿段的局部穩(wěn)定承載力可能低于架體整體失穩(wěn)時的承載力。這種情況通常由在構(gòu)造上減小步距的方法來避免。影響腳手架結(jié)構(gòu)承載力的主要因素：跨距和排距、連墻件的布置方式和間距，立桿的截面面積和步距。雙排腳手架的整體失穩(wěn)實例為此，特別強調(diào)連墻件的重要性，對連墻件的計算要求更明確：a）連墻件桿件的強度及穩(wěn)定應(yīng)滿足下列公式的要求：Nl=Nlw+No強度：≤穩(wěn)定：≤式中：Nl——連墻件軸向力設(shè)計值（N）；Nlw——風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力。單排架取2kN，雙排架取3kN;——連墻件應(yīng)力值（N/mm2）；——連墻件的凈截面面積（mm2）；——連墻件的毛截面面積（mm2）；——連墻件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)連墻件長細比按本規(guī)范附錄A表取值；——連墻件鋼材的強度設(shè)計值（N/mm2），應(yīng)按本規(guī)范表采用。b）連墻件與腳手架、連墻件與建筑結(jié)構(gòu)連接的連接強度應(yīng)按下式計算：≤式中：——連墻件與腳手架、連墻件與建筑結(jié)構(gòu)連接的抗拉（壓）承載力設(shè)計值，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)規(guī)范規(guī)定計算。c）當(dāng)采用鋼管扣件做連墻件時，扣件抗滑承載力的驗算，應(yīng)滿足下式要求：≤式中：——扣件抗滑承載力設(shè)計值，一個直角扣件應(yīng)取8.0kN。5、方案驗算根據(jù)上圖，建筑物總高度55.786m，落地外腳手架搭設(shè)高度（內(nèi)側(cè)最高處41.7m，外側(cè)最高處34.65m。計算后雙立桿需搭至28.45m才能滿足立桿穩(wěn)定性要求。一、腳手架參數(shù)腳手架搭設(shè)方式雙排腳手架腳手架鋼管類型Ф48×3腳手架搭設(shè)高度HH(m)42腳手架沿縱向搭設(shè)設(shè)長度L(m)243立桿步距h(m))1.8立桿縱距或跨距l(xiāng)la(m)1.5立桿橫距l(xiāng)b(mm)0.85內(nèi)立桿離建筑物距距離a(m)0.3雙立桿計算方法按雙立桿受力設(shè)計計雙立桿計算高度HH1(m)28.45雙立桿受力不均勻勻系數(shù)KS0.6二、荷載設(shè)計腳手板類型竹串片腳手板腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值值Gkjb(kN/m2)0.1腳手板鋪設(shè)方式2步1設(shè)密目式安全立網(wǎng)自自重標(biāo)準(zhǔn)值Gkmw(kN/m2)0.01擋腳板類型竹串片擋腳板欄桿與擋腳板自重重標(biāo)準(zhǔn)值Gkdb(kN/m))0.17擋腳板鋪設(shè)方式2步1設(shè)每米立桿承受結(jié)構(gòu)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值值gk(kN/m))0.129橫向斜撐布置方式式5跨1設(shè)結(jié)構(gòu)腳手架作業(yè)層層數(shù)njj2結(jié)構(gòu)腳手架荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Gkjj(kN/m2)3地區(qū)江蘇南通市安全網(wǎng)設(shè)置半封閉基本風(fēng)壓ω0(kkN/m2)0.3風(fēng)荷載體型系數(shù)μμs1.25風(fēng)壓高度變化系數(shù)數(shù)μz(連墻件、單單立桿、雙立立桿穩(wěn)定性)1.58，1.558，1.26風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωkk(kN/m2)(連墻件、單單立桿、雙立立桿穩(wěn)定性)0.59，0.559，0.48計算簡圖：立面圖側(cè)面圖6、主要施工措施1、主節(jié)點處必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣牢且嚴禁拆除。這是因為它是構(gòu)成腳手架空間框架必不可少的桿件?，F(xiàn)場調(diào)查表明，該處桿件被挪動他用的現(xiàn)象十分普遍，致使立桿的計算長度成倍增大，承載能力大大下降，這正是造成腳手架安全事故的重要原因之一。2、立桿設(shè)置掃地桿，立桿接長除頂層頂步外，其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接。3、連墻桿：（1）限制連墻桿偏離主節(jié)點的最大距離為300㎜。只有連墻桿在主節(jié)點的附近方能有效阻止腳手架發(fā)生橫向彎曲失穩(wěn)或傾覆。（2）由于第一步立桿所承受的軸向力最大，是保證腳手架穩(wěn)定性的控制桿件，在該處設(shè)置連墻桿，也就是增設(shè)了一個支座，這是從構(gòu)造上保證腳手架立桿局部穩(wěn)定性的重要措施之一。（3）連墻桿的設(shè)置不僅是為了防止腳手架在風(fēng)荷和其他水平力作用下產(chǎn)生傾覆，更重要的是它對立桿起中間支座的作用。試驗表明，增大其豎向間距（跨度）使立桿的承載能力大幅度下降。這表明連墻桿的設(shè)置對保證腳手架的穩(wěn)定性至關(guān)重要。4、腳手架立桿采用對接接長，傳力明確，沒有偏心，可提高承載能力。立桿若采用搭接，當(dāng)受力時，因扣件受剪，降低承載能力，試驗表明：對接扣件的承載能力比搭接扣件的承載能力大2.14倍；大橫桿采用對接可使小橫桿在同一水平面上，利于腳手架搭設(shè)；由于剪刀撐不能受拉（壓），所以其接長時應(yīng)采用搭接，搭接長度不小于100㎝，接頭處設(shè)置不少于三個旋轉(zhuǎn)扣件?？紤]腳手架的各桿件接頭處傳力性能差，所以接頭應(yīng)交錯排列不得設(shè)置在同一個平面內(nèi)。還有，搭設(shè)立桿用一根掛線搭設(shè)，其他立桿就垂直了。5、剪刀撐：對加強腳手架整體穩(wěn)定，防止安全事故的發(fā)生起重要作用。（1）由于縱向剪刀撐斜桿較長，如不固定在與之相交的立桿或橫向水平桿伸出端上，將會由于剛度不足而先失去穩(wěn)定。（2）對縱向剪刀撐，若連接立桿太少，則縱向支撐剛度較差，故對剪刀撐跨越立桿的根數(shù)作了規(guī)定，以5～7根為宜，角度以45°～60°為宜，不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6ｍ。（3