施工現場腳手架穩定性研究

羅紅泰

（勐海縣誠鑫建筑工程有限責任公司 云南勐海 666200）

1 前言

隨著我國建筑業的快速發展，各種鋼管腳手架得到了廣泛的應用，腳手架種類繁多，如兩排懸掛式鋼簇、斜坡式金屬腳手架、重腳托架等。本文以雙排碗扣式鋼腳手架為例，分析了腳架的穩定性。屈曲具有節點容量大、可靠性高等優點，具有較大的市場占有率。隨著腳手架事業的發展，對腳手架穩定性的研究也越來越受到重視，許多學者從理論和試驗兩方面對腳手架的穩定性進行了研究。由于在螺紋連接的情況下節點的存在也是復雜的，所以真正的螺母是通過拖曳節點的受力狀態和合理加工模型中的各種桿件來分析腳手架的穩定性是其中的難點。在現有的計算方法中，經常使用的是鉸接理論，鐵管架作為桿結構系統，節點是熱器，進行腳手架體的穩定裝載力計算。這個方法雖然簡單地計算了，但是因為假定節點作為熱點，所以腳手架體的實際載力和計算結果有很大不同，所以有些浪費材料。

2 腳手架工程存在危險有害因素

根據現場的勘查，經過本項目的施工性質、構筑物材料、結構、地質地理和氣象等因素的分析，該項目有危險、有害的因素有坍塌、高處墜落、物體的打擊、機械的傷害、火災、觸電、雷電有攻擊、人員擁擠、其他危害等。

2.1 坍塌

工程構筑物以腳手架為骨架，調查腳手工程的工程方案是不合理的，檢查腳手結構的計算、腳手結構、腳手架結構，拆除的方法不滿足規范的要求，檢查缺乏及時的保守的保養，在強風、暴雨等自然災害或人員緊急疏散時，有太大的積壓，所以使建筑傾斜、倒塌。

2.2 高處墜落

本項目主要是腳架的配置，在施工、維護、維護過程中，地上的落下事故容易發生，往往沒有受到重視。在高處落下的主要原因：①沒有按要求使用安全網、安全帶、安全帽。②在高的地方工作的時候，安全防護設施被損壞。③安全保護裝置在不完備或缺乏保護設施的設備和設施上進行作業。④沒有戴防滑的軟底鞋。

2.3 物體打擊

在本項目的工程中，因為使用的工具，其他物品的配置不符合安全要求，或者是安全防護措施不規范，或是不正確使用安全網絡，或者便宜因為沒有根據所有的操作規程操作，墜落，或者倒下，工作人員沒有安全的帽子。

2.4 機械傷害

這個項目在施工中需要使用電鋸，違反操作規定或注意力不集中的情況下，操作者會受到傷害。另外，施工中使用的空氣壓縮機，如果沒有防護罩和防護罩的話會有障礙。

2.5 車輛傷害

本工程的腳手架和各種材料等都是由運輸車輛進行運輸，車輛進入工程的時候的機械故障和人員的失誤駕駛等發生時，容易導致車輛出現問題。駕駛者駕駛失誤，或車輛的剎車失靈，容易在立足處崩塌從而發生重大事故。

2.6 火災

本項目需要材料和板材等都是可燃材料，由于施工中發生了電氣設備的故障、線路和接尾路的火花，施工者在禁煙區吸煙，吸煙后隨地扔，然后發生火災。緊急措施的不及時將擴大火災事故，使人員傷亡。

2.7 觸電

本項目的電氣設備包括空氣壓縮機和電圓鋸，在沒有電線路和正常電的金屬零件的異常情況下，可能會對人體進行電擊和電傷。另外，在施工中使用各種電動工具，即使有不合格等缺陷，也有可能導致觸電事故。

2.8 雷擊

本項目的腳手架鐵管立棒高，遭雷擊的可能性比較大。雷擊電氣設備和設施，會產生一定程度的損壞，另外，增加了觸電事故發生的可能性。

2.9 人員擁擠踩踏

工程中，由于火災、倒塌、治安事件、刑事案件、恐怖事件等，有可能產生人們的緊急退避。如果失力的話，會引起擁擠，可能會發生重大的死傷事故。

2.1 0其他傷害

管理制度不嚴，指揮錯誤和違反操作會發生其他類型的傷害，發生跌倒、扭曲等傷害。

3 整體穩定承載力

（1）實腹式部材彎曲的時候，切割的變形很小，一般來說是無法想象的。由于腳手架的兩條立桿沒有與實體相連，所以水平桿的剪切比實際腹式桿的腹板弱，考慮了微曲線的平衡的情況下，除了彎曲變形以外，必須考慮變形的影響。長對L，兩端鉸接的理想等截面直柱，軸心壓力達到臨界值時，桿處于彎曲的細微的平衡狀態。考慮到切割的變形，可以換算成杠桿為：

式中：入為桿件長細比；E為桿件彈性模量；A為桿件橫截面積；可求出入。

（2）長腳架，關于每列體的彎曲變形狀況，包含彎曲和切割的變形。水平棒的兩端的旋轉角的大小是相等的方向相同，逆曲線是各層的分肢和1根水平棒的中點。多層腳手架體鄰接的2組反曲點之間的一層，在其上下的反曲點上加上剪切點V＝1，各自的分肢被剪切力1/2，此時這個層的變形和內力1表示立竿步距離，c表示水平棒的長度。

（3）使用的框架的水平棒和立竿棒相同，可以與墻壁的數量的多層

整體分析方法的計算結果與有限元的計算結果基本一致，并且計算結果都是有限的原計算結果，是安全的。那么不相同的原因主要是在推論的過程中，假設各桿的逆曲線都在桿中的點上，扭矩是直線性的變化，實際的分析，數量越高，接近這個假設。在導導過程中，沒有考慮到端部效果。在數量少的時候，端部的效果明顯了。計算模型和實際情況之間有差異。

4 分肢穩定承載力

（1）每2段在N點之間，臺體分肢是各自的腹式受壓部材。對于腳手架來說，不僅要分析整體的穩定性，還必須分析分肢的穩定性。由于腳手架體有初期缺陷，所以在各臺階中，加上軸心的壓力加上扭矩，根據各自的分肢使軸力相等，并且部分兼一部分的扭矩。由于扭矩的作用，各部分的軸力不相等。

N1=N/2+M/c

N2=N/2-M/c

另外，根據剪切力，各部分的肢能的局部曲線，此時，應按曲部的對分肢穩定性進行檢查，但是由于腳手架體的變形曲線復雜，所以不容易計算扭矩和切割，所以在“鋼結構設計規范”中板式部材分肢長的規定，穩定性和強度滿足分肢所需要的。

（2）與板式部材相比，腳手架的水平棒的長度大，由于扭矩對分軸力的影響小，所以基本上可以無視。從這種角度來說，是簡單的安全。采用SAP 2000軟件的是一般的各種類型的框架。根據變形狀況分析，也適用這個簡化。

（3）立竿是1.2m和1.8m，水平棒的長度為1.5m，層數比3大的時候，各列架的身體變得不穩定的時候，為了整體的穩定，最大限度保證腳手架體的分肢穩定性，給對分肢給予一定的限制。一般來說，考慮到墻中的多層立桿的整體穩定性的話，分肢長不應該超過1.8m。

5 計算方法適用性

體效果不明顯，單桿分析結果差別不大；②在分析過程中，重復。一般采用分段統計分析，層數少，端部效應明顯，計算模型誤差大。

（2）各框架對高寬比的要求如下：①高寬比較小時，水平桿相對較長，豎向桿約束較小，整體效果不明顯；②高寬比較小時，剪切變形較大。在影響下，不能反映連接墻間距對穩定承載力的影響。

（3）根據計算結果，當層數小于3或高寬比小于4時，該方法與有限元法的計算結果有很大差別。此時，考慮多層豎桿的整體效應，計算承載力與單桿鉸鏈的承載力基本相同，計算復雜，適合于單桿的穩定性計算。

6 腳手架的穩定性計算

腳手架屬于桿系的結構，對于桿系的構造的彈性的穩定性成熟，解決了很多實際的問題?？梢圆椴槌Ｓ玫膭倷C、腳手架等復雜的平面和空間結構的穩定性。但是，腳手架由于施工原因的強烈干擾，腳手架的立棒和水平橫棒的連接性能不確定，不能適用前人的成果。但是，計算式和圖表不能直接使用，穩定理論也會過時。很多學者從實際的工程和穩定理論到實踐的經驗，應用了結構措施和簡單的穩定檢查方法?，F在唯一的解決方法是進行必要的穩定測試。

一些標準是在腳手架的設計條文中腳手架的高寬有一個標準模板的支架，承載能力設置比5大需要安裝一個穩定的措施。這個“5”是從什么來的，卻不得而知。另外一個標準規定的高寬比比最大值不超過2.5，比高寬比和大小，腳架的立桿計算長度系數有關系，但不知道有什么關系。必須與梁柱一起考慮單層或多層剛柱的穩定性。關于現在的常用腳手架，由于立桿和橫梁的連接與熱器接戰的期間，考慮施工等的影響，假定鉸鏈是好的，所以計算一根立桿的穩定性，可以計算整個腳場的穩定性計算。從這件事可以看出，腳手架的穩定性的裝載能力與腳手架的傾覆有關系，但是與高寬比沒有關系。假設腳手架已經有高穩定性的裝載能力，因此，建議腳手架的立桿的計算長度系數的規定比腳手架的高寬比的要求更高。

7 結束語

本文的作者基于自己的經驗，根據國家的關系標準導出了腳架的驗算公式。最后指出，比起腳手架的傾覆有關，與腳場的承載能力沒有關系。