淺談扣件式腳手架結構受力計算分析

楊露江　陳功

摘 要：扣件式腳手架可用于外腳手架的安全防護、外墻面裝飾裝修、卸料平臺等，亦可用于房屋建筑內部的結構施工臨時支撐、洞口臨邊防護等。扣件式腳手架用于外腳手架時，施工計算步驟和內容較為復雜，有必要系統對其進行研究分析。首先分析扣件式外腳手架的桿件受力計算，然后分析扣件式外腳手架的配件受力計算，最后得出相關結論。

關鍵詞：腳手架；桿件；結構受力；計算分析；研究

腳手架根據使用用途可分為裝飾裝修腳手架和結構腳手架；根據所處位置可分為里腳手架和外腳手架；根據連接方式可分為承插式腳手架、扣件式腳手架和銷栓式腳手架。其中，扣件式腳手架在房屋建筑工程中最為常見，扣件式腳手架由腳手板、小橫桿、大橫桿、立柱、扣件、連墻件、剪刀撐等組成，或扣件式腳手架由桿件及配件所組成。扣件式腳手架可用于外腳手架的安全防護、外墻面裝飾裝修、卸料平臺等，亦可用于房屋建筑內部的結構施工臨時支撐、洞口臨邊防護等。扣件式腳手架用于外腳手架時，施工計算步驟和內容較為復雜，有必要系統對其進行研究分析。

一、主要桿件受力計算分析

扣件式外腳手架的主要受力桿件由腳手板、小橫桿、大橫桿、立柱等組成。其傳力途徑為施工荷載→腳手板→小橫桿→大橫桿→立柱→地基，桿件之間通過扣件螺栓抗滑移力進行傳力。

首先，根據永久荷載與可變荷載組合對腳手板進行結構受力計算，腳手板支撐于小橫桿之上，其可按兩跨或三跨、多跨連續梁進行結構受力計算分析。

其次，腳手板將施工荷載傳力至小橫桿，小橫桿支撐于大橫桿之上，將腳手板上的施工荷載及腳手板自重簡化為作用于小橫桿上的均布線荷載，小橫桿簡化為支撐于大橫桿之上的簡支梁進行結構受力計算。在計算小橫桿受力時，應對其跨中最大彎矩、支座處最大剪力以及跨中最大撓度進行結構受力計算分析，計算結果應與規范相對比，驗算其是否滿足受力及變形要求。

再次，將小橫桿上的作用力傳遞至大橫桿，可將大橫桿簡化為支撐于立柱上的三跨或多跨連續梁進行結構受力計算分析，在結構受力分析時，務必重視不同類型荷載不能線性疊加，這也是初學者、學生在學習或計算時最容易犯的低級錯誤。作用在大橫桿上的有小橫桿傳遞至大橫桿的支座反力（集中荷載）、還有大橫桿自重。

然后，在計算立柱的結構受力時，應將作用在每根立柱上的永久荷載、可變荷載全部考慮進去，且同時計算立柱的抗壓強度和抗壓穩定性，立柱的抗壓強度屬于材料受力強度問題，立柱的抗壓穩定性屬于壓桿變形穩定性問題，在立柱的抗壓強度和抗壓穩定性計算時，切忌將以上問題混淆。

最后，還要計算立柱底座基礎的承載能力。

二、配件受力計算分析

扣件式外腳手架的主要配件由扣件、連墻件等組成。扣件為桿件與桿件之間的聯結，如前所述，橫桿與橫桿之間、橫桿與立柱之間相互傳力，其傳力應由扣件承受，應對每個結點的扣件抗滑移能力進行計算并驗算其是否符合規范要求。

此外，連墻件的作用與塔吊附墻的作用類似，在扣件式外腳手架上按照一定步距、跨度設置連墻件，即腳手架的小橫桿牢固設置在建筑結構上，防止扣件式外腳手架由于水平風荷載、地震作用等影響而發生傾倒或往外產生過大變形。連墻件的結構受力計算分析應考慮風荷載引起的連墻件軸向壓力設計值和由腳手架平面外變形在連墻件中產生的軸向壓力作用。

三、其余計算分析

除了對扣件式外腳手架的腳手板、小橫桿、大橫桿、立柱、扣件、連墻件等進行結構受力計算分析外，還應對腳手架最大搭設高度進行計算和驗算，腳手架的搭設高度不能超過規范允許限值，否則應采用懸挑式外腳手架。

四、結構受力最不利位置說明

橫桿和腳手板結構受力計算分析應考慮施工活荷載、結構自重等荷載作用，且結構跨中受力和支座受力最大荷載布置工況不是荷載滿布的情況，此概念應引起重視。

在多跨連續梁結構受力計算分析時，應認真查閱《結構靜力計算手冊》，取計算值的最大系數情況為荷載最不利布置工況，一般可采取施工活荷載隔一布一或其他間隔布置的形式。按照結構力學受力原理可知，通常情況下在跨中彎矩最大時，其相對應的跨中豎向撓度也為最大。

五、結語

扣件式外腳手架結構受力計算較為復雜，除此之外，在建筑結構施工過程中，還需計算扣件式內腳手架的受力，如樓板支撐腳手架計算，此類臨時結構計算與外腳手架結構受力計算有差異，需考慮施工人員荷載、施工臨時設施荷載、模板自重、混凝土自重、鋼筋自重、混凝土振搗作用、混凝土澆灌作用、小車制動力等荷載作用。

綜上所述，在計算此類臨時設施的結構受力時，首先應明確荷載傳力途徑，其次考慮永久荷載與可變荷載作用，再次根據最不利荷載作用組合進行荷載設計值計算，然后將荷載施加于臨時結構上，對其進行結構受力計算分析與結構變形計算分析，最后利用材料力學與結構力學理論知識驗算其內力和變形是否滿足規范要求。

作者簡介：

楊露江（1962-），男，漢族，四川廣安人，成都紡織高等專科學校建筑工程學院院長，教授，本科，研究方向：結構工程、工程管理。