扣件式脚手架

扣件式钢管

脚手架1/28/20241脚手架的基本内容简介扣件式脚手架基本内容扣件式脚手架的安全问题扣件式脚手架国内研究现状扣件式脚手架中的计算问题目录1/28/20242研究目的1、经济发展→高支撑、高跨度→模板工程要求提高→支模中的扣件式钢管架最普遍的模式，占主导。1/28/20243研究目的2、支模架被视为临时设施→设计与实际（材料、计算模型、管理）相脱节1/28/20244研究目的3、扣件式钢管支模架危险源→安全事故频发（群死群伤）→吸取教训1/28/20245研究目的4、高支模架实测研究少→局限架体本身监测→国外经验较难直接应用（施工习惯和构造措施差异）→施工期间砼结构和架体同时监测1/28/20246什么是脚手架？在施工现场为工人操作、安全防护、解决楼层水平运输和模板支撑而搭设的支架体系。1/28/20247脚手架分类——按所用材料毛竹脚手架钢脚手架软梯1/28/20248软梯1/28/20249脚手架分类——按设置形式单排脚手架、双排脚手架、满堂脚手架、满高脚手架、交圈脚手架和特形脚手架1/28/202410单排、双排(a)立面(b)侧面（双排）（c)侧面（单排）

1—立杆；2—大横杆；3—小横杆；4—脚手板；5—栏杆；

6—抛撑；7—斜撑（剪刀撑）；8—墙体1/28/202411满堂脚手架1/28/202412脚手架分类——支撑部位和方式1/28/202413脚手架分类——支撑部位和方式5）、6）例？1/28/202414对脚手架的基本要求

宽度应满足工人操作、材料堆置和运输的需要，脚手架的宽度一般为1.5～2.0m；并保证有足够的强度、刚度和稳定性；构造简单；装拆方便并能多次周转使用。1/28/202415过高的脚手架注意

过高的脚手架必须有防雷措施，钢脚手架的防雷措施是用接地装置与脚手架连接，一般每隔50m设置一处。最远点到接地装置间脚手架上的过渡电阻不应超过10m。1/28/202416钢脚手架注意防电

钢脚手架(包括钢井架、钢龙门架、钢独脚把杆提升架等)不得搭设在距离35kV以上的高压线路4.5m以内的地区和距离1~10kV高压线路2m以内的地区，否则使用期间应断电或拆除电源。1/28/202417扣件式钢管脚手架——组成钢管扣件脚手板底座1/28/2024181/28/202419扣件式钢管脚手架构造1—外立杆；2—内立杆；3—横向水平杆；4—纵向水平杆；5—栏杆；6—挡脚板；7—直角扣件；8—旋转扣件；9—连墙件；10—横向斜撑；11—主立杆；12—副立杆；13—抛撑；14—剪刀撑；15—垫板；16—纵向扫地杆；17—横向扫地杆1/28/2024201/28/2024211/28/2024221/28/2024231/28/2024241/28/2024251/28/202426扣件式钢管脚手架构件尺寸

钢管一般用48mm、厚3.5mm的焊接钢管。

用于立柱、纵向水平杆和支撑杆

(包括剪刀撑、横向斜撑、水平斜撑等)

的钢管长宜为4～6.5m；用于横向水平杆的钢管长度以2.2m为宜。1/28/202427连接件基本形式(a)直角扣件；(b)旋转扣件（也称回转扣件）；(c)对接扣件。1/28/202428连接处基本形式1/28/202429连接处基本形式1/28/202430连接处基本形式1/28/202431脚手板

脚手板可采用冲压钢脚手板、钢木脚手板、竹脚手板等。每块脚手板重量不宜大于30kg。扣件式钢管脚手架的基本形式有双排、单排两种，一般用于外墙砌筑与装饰。1/28/2024321/28/202433扣件式钢管脚手架优点——主导装拆方便；施工便捷；适应性强；施工成本低。1/28/202434扣件式钢管脚手架的事故1/28/2024351/28/2024362010年芜湖某配送中心坍塌（视频）1/28/2024372010年贵阳国际会展中心模板支撑系统垮塌1/28/202438各种脚手架事故共同原因都是垂直于架体纵向的横向失稳；

体系的垮塌都是在混凝土浇筑的过程中发生，失稳或垮塌都是自身或与其他结构无连接或连接最薄弱处首先失稳；1/28/202439事故共同原因脚手架垮塌大都是大波鼓曲模式，首先发生在架体底部；大多事故都与材料材质有关。1/28/202440扣件式钢管脚手架的事故原因—材料缺陷1、扣件合格率低现场属于对合格率的严格控制，规范规定JGJ130-2011规定对接扣件抗滑承载力为3.2KN，对直角回转扣件抗滑承载力为8KN，而现场一般很难达到此规定。1/28/202441扣件式钢管脚手架的事故原因—材料缺陷2、钢管壁厚变薄由于市场的竞争及商家对利润的追求，名义上Φ48×3.5钢管实际管壁厚只有2.8-3.0mm，也使得其轴向抗压能力降低18.7%-13.3%。而且本来就较厚的钢管壁，使用多年后，局部壁厚也变薄。1/28/202442扣件式钢管脚手架的事故原因—材料缺陷3、钢管弯曲模板支撑系统的设计时没有考虑其在使用多年后将会产生的弯曲和变形，而将其按照直线钢管来设计，这样使得实际弯曲后的钢管承载力降低。经过多次重大事故，专家对其事故后的钢管承载力进行调查，合格率仅50%。1/28/202443扣件式钢管脚手架的事故原因—施工过程中1、项目部对模板支撑系统执行规范规定技术要求的掌握有限或疏于监督，使得施工组织设计及方案无法准确落实。工作中的施工人员思想松懈，管理者责任单薄。1/28/202444扣件式钢管脚手架的事故原因—施工过程中2、一线工作人员专业素质较低，由于市场的流动性，现场管理人员更换频繁，很难保证作业人员的技术稳定性，存在技术交底和安全培训的潜在危机。同时，施工企业项目部多地点分散，对这些薄弱环节的检查难保质量。1/28/202445扣件式钢管脚手架的事故原因—施工过程中3、建筑市场竞争激烈，要想提高中标率，只有压低中标，而其他费用不能免去，大多施工企业便在招标文件中不提或少提施工安全投入费，在施工工程中的此笔费用偏少。在施工过程中安全费这一点上，国外投入的费用远远超于我国。1/28/202446扣件式钢管脚手架的事故原因—施工过程中4、在有关规范中关于扣件的规定，虽然规定了“扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N•m，且不应大于65N•m”，但施工过程中实际很难控制这一点。1/28/202447扣件式钢管脚手架的事故原因—支架搭设计问题1、钢管长度限制，当搭设高度较高的情况下立杆必需接长，会出现多个接长的节点。接长的方式在技术交底不祥或现场疏忽时通常采用对接扣件，这种方式在理论上理解为一个铰接节点，对立杆的稳定性极为不利。实际上，该铰接连接点是立杆中的最容易破坏的薄弱环节，只要立杆稍有偏心，该处变形就会很大。1/28/202448扣件式钢管脚手架的事故原因—支架搭设计问题2、立杆地基基础部满足要求。地基与基础对于脚手架的安全性有非常重要的作用，是其主要的受力部位，能否处理得当直接关系到脚手架的安全和稳定。搭设前应按照规范检查地基是否坚实、平整且验算其承载力。1/28/202449扣件式钢管脚手架的事故原因—支架搭设计问题3、立杆的接头不符合规范。接头有对接和搭接两种，一般采用对接，因为对接的承载力远远高于搭接，而且搭接存在着偏心，只有在顶部作高度调整时，才用搭接。如果采用搭接，则要注意搭接旋转扣件不少于2个，搭接长度不应小于1m，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不少于100mm。1/28/202450扣件式钢管脚手架的事故原因—支架搭设计问题而在建筑施工时往往立杆的接头会出现如对接接头没有交错布置，搭接接头的搭接长度不够，或者要求采用对接时随意改用了搭接等不符合规范要求和设计要求。目前脚手架计算时，所用的计算简图与实际不符。实际搭设是扣件连接，受力是偏心荷载，而起计算简图采用钢结构的铰接节点。1/28/202451扣件式钢管脚手架的事故原因—支架搭设计问题4、忽视了扫地杆的作用。现在很多施工现场都不设置扫地杆，认为其作用不大，但实际扫地杆必须布置。

施工时在支架离地20cm处的横纵双向设置扫地杆课约束立杆的位移及沉陷，提高立杆的承载力。1/28/202452扣件式钢管脚手架的事故原因—支撑架计算1/28/202453扣件式钢管脚手架的事故原因—支撑架计算1/28/202454扣件式钢管脚手架的事故原因—支撑架计算1/28/2024551/28/202456扣件式钢管脚手架的事故原因—支撑架计算1/28/202457扣件式脚手架使用过程中诱因分析1/28/2024581/28/2024591/28/2024601/28/2024611/28/202462基于故障树方法分析脚手架施工安全性故障树分析法是从脚手架过程事故出发，按照因果关系或者施工顺序，对每一个层次分析事故原因，直到找出诱发事故的所有原因。1/28/202463基于故障树方法程序1/28/202464故障树法符号意义1/28/202465故障树法图1/28/202466多源信息融合技术多源信息融合（Informationfusion）,是一种多层次、多方面处理信息的过程，利用计算机对来自多个传感器的多源信息进行检测、关联、估计和综合处理，它能综合各种来源的信息，使获取的信息更加完整。1/28/202467D-S证据理论D-S证据理论用于多传感器信息融合时，由各传感器获得信息，并对问题进行评价，构成该理论中的证据，利用这些证据构造相应的基本概率分配函数，对所有的命题赋予一个可信度。1/28/202468多源传感器信息融合实质上就是在同一个评价原则下，利用D-S组合规则将各个证据体合并成一个新的证据体，新证据体表示了最终融合所得的信息，最后根据决策规则进行决策。下面将介绍的“脚手架施工安全预警模型”就是一种多源传感器信息融合方法。1/28/202469脚手架施工安全预警模型构建通过对脚手架施工中人的因素、施工设备因素、施工环境因素和施工管理因素四个方面的影响因素进行分析，布设传感器进行检测，对风险因素进行识别，对脚手架安全状态做定性分析。1/28/202470安全预警模型传感器输出数据分析1、依据各项多个传感器的输出数据与预先设定的状态（安全、临界、警戒）区间比较得出各杆件的安全状态隶属变。2、求出隶属度对应得到基本概率分配mass函数3、每个传感器就是一个证据体，合成不同传感器的信息，将不同证据体得出的基本可信度分配合并产生一个总体基本可信度分配，从而根据置信度得出最后的识别结果。1/28/202471安全状态预测流程图1/28/202472扣件式脚手架搭设流程1/28/202473扣件式脚手架搭设流程1/28/202474国内研究现状1/28/202475国内研究现状1/28/202476国内外研究现状1/28/202477国内研究现状1/28/202478计算模型1/28/202479计算模型理论1/28/202480传统扣件式脚手架计算步骤根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》设计计算，通过计算机辅助设计计算。1/28/202481传统扣件式脚手架设计流程1/28/202482传统计算理论中存在的问题1、规范中关于扣件式钢管脚手架高支撑系统计算适合双排脚手架，承载力偏低，与实际模型差异较大，不适于重荷载作用下的高支撑体系。而我国，按此取值，验算稳定性时，不是十分合理。1/28/202483传统计算理论中存在的问题2、没有考虑高支撑高度变化对承载力的影响。规范中，这个公式中没考虑搭设高度对计算长度的影响，分析结果表明高支撑。1/28/202484传统计算理论中存在的问题3、忽略节点偏心的影响。用扣件连接的钢管脚手架，当纵向或横向水平杆与立杆交汇的轴线传荷载至立杆，但存在偏心距约53mm。1/28/202485传统计算理论中存在的问题4、为简化计算，规范中通过调整系数加以考虑，忽略偏心。这样做欠佳，虽然调整系数对误差的减小有一定帮助，但由于高支撑体系上不的荷载偏心左右的附加弯矩不能忽略，同时还存在P-△作用，对体系稳定性影响较大。1/28/202486半刚性钢框架支撑架计算理论扣件式脚手架可以看做半刚性刚框架体系。该论文在多层多跨刚框架稳定理论的基础上采用计算长度法，用柱稳定的计算方法去代替框架稳定的计算方法，并在计算中考虑梁的约束作用。更精确的框架极限承载力还应考虑二阶效应