施工設計中扣件式鋼管腳手架是受人為操作因素影響很大的一種臨時結構,設計計算一般由施工現場工程技術人員進行,腳手架整體穩定性的計算方法力求簡單,正確,可靠;腳手架有兩種可能的失穩形式:整體失穩和局部失穩;整體失穩破壞時,腳手架呈現出內,外立桿與橫向水平桿組成的橫向框架,沿直主體結構方向大波鼓曲現象,波長均大于步距,并與連墻件的豎向間距有關。整體失穩破壞始于無連墻件的,橫向剛度較差或初彎曲較大的橫向框架。一般情況下,整體失穩是腳手架的破壞形式。局部失穩破壞時,立桿在步距之間發生小波鼓曲,波與步距相近,內,外立桿變形方向可能一致,也可能不一致。當腳手架以相等步距,縱距搭設,連墻件設置均勻時,在均布施工荷載作用下,立桿局部穩定的臨界荷載高于整體穩定的臨界荷載,腳手架破壞形式為整體失穩;當腳手架以不等步距,縱距搭設,連墻件設置不均勻時,立桿負荷不均勻時,兩種形式的失穩破壞均有可能。
施工方案的基礎夯實到墊板或固定,從下到上,注意轉角,連墻件布置間距,縱橫水平拉桿,掃地桿,剪刀撐搭設,腳手板鋪設,擋腳板距離墻距離。
施工方法連接棒上下連接,鎖臂作用,連墻件固定在墻頭上。
施工步驟從下到上,從里到外,轉角扣件扣緊桿件起固定作用。
分析施工設計:1縱向聯合設計2橫向聯合設計3立桿受力分析;
只考慮橫向布置鋼支撐而忽略縱向布置,如果間隔跨度大,超過縱向傳遞力的容許范圍程度,應考慮縱向方向的均布荷載的彎矩,剪力,扭矩力,傾覆力;扭矩力如果兩個不平衡,能否驗算扭矩力對橫向支撐影響程度,是否錯成極大鋼支撐扭矩力,對橫向聯合支撐局部失隱;因此,增加鋼支撐密度或鋼支撐直徑或增加鋼支撐密度來約束立桿支撐,減少扭矩力。
架體整體高度H層次為M層架體長度為a,寬度為b,考慮地基不均勻沉降,將危及腳手架安全,對腳手架沉降進行經常檢查;地基夯實并用混凝土找平,立桿底部固定或放置墊板和墊圈,立桿與立桿套連接棒,大橫桿與大橫桿套管,大橫桿與小橫桿直角扣件,立桿與大橫桿和小橫桿用轉角扣件固定并用螺絲鎖緊,靠近墻體設置擋腳板,小橫頂上放置腳手板;架體傳遞力方向,受力方向,結構荷載大小,;架體整體高度為H,長度為A,寬度為B;層次為M層;腳手板的受力荷載傳向小橫桿,X軸小橫桿的荷載傳向大橫桿,Y軸大橫桿方向傳向立桿,Z軸立桿傳向墊圈或墊板及基礎,基礎可為設計無不均勻沉降或結實地板或巖石;人站在腳手板上的整體分析:1人在腳手板上受到垂直荷載作用,2人在腳手板的人與腳手板成一定傾角度,3人在腳手板上受到水平荷載作用;4人站在最高點,人站在某個點上受到X和Y和Z荷載作用,某點受到X和Y水平荷載作用及Z垂直荷載作用;分析均勻垂直荷載情況,假定均勻垂直荷載從腳手板傳向小橫桿,小橫桿傳向大橫桿,大橫桿傳向立桿,人體質量mg,人略施加定力F,人體和略施加定力看作某點力,某點力與架體成一定角度,某點力與X軸夾角α為,某點力與Y軸夾角β,某點力與Z軸夾角γ;現有兩種做法平衡方法或有限元方法計算,按平衡方法計算,分析為X軸和Y軸水平荷載力和Z軸垂直荷載,X軸(mg +F),Y軸(mg +F),Z軸(mg +F);根據鋼結構概念,握住立桿四指指向彎曲方向,拇指指向受力失穩方向;z軸忽略失穩不計,考慮X軸和Y軸荷載力,桿件端點為基礎,桿件高度H, X軸方向力偶為(mg +F)H, Y軸方向力力偶(mg +F)H;1千克=千牛頓,假定桿件高度H=30M,與X軸夾角30,與Y軸夾角60,拉桿極限力F,基礎為矩點,作用力繞矩點延順時針轉動,拉桿繞矩點逆時針轉動,形成力偶矩;人的荷載mg=75=735千牛頓,施加受力荷載為F=20=196千牛頓,受人和施加力為X軸方向力偶(75+20)301/2=13965千牛頓,Y軸方向力偶(75+20)30=13965千牛頓,假定(1)每層或隔層連墻件設置,(2)每層都不與考慮設置拉桿(連墻件),根據力偶平衡力矩分析方法,每層設置連墻件:選取研究X軸方向力偶,K=(mg+F)H-(10F+9F+8F+7F+6F+5F+4F+3F+2F+1F)=(mg+F)H-55F;K=0,,F=千牛頓,架體平衡;K<0,F>千牛頓,架體不穩定;K>0,F<,架體穩定;隔層設置連墻件:K=(mg +F)H-30F3=(mg+F)H-90F,K=0=,F=千牛頓,架體平衡;K<0,F>千牛頓,架體不穩定;K>0,F<,架體穩定;不考慮設置拉桿:( mg +F)H=(735+196)千牛頓, 每層不考慮設置拉桿,一個人略施加力,人的力偶矩相當大,架體跨塌,為能起到對腳手架發生橫向整體失穩的約束作用,連墻件應能承受腳手架平面變形所產生的連墻件軸向力,外連墻件還要承受施工荷載偏心作用產生的水平力,施工荷載偏心作用產生的水平力比較復雜,主要與施工荷載偏心大小,腳手架連墻件堅向間距有關。因此應該設防每層或隔層設置連墻件。