羅紅泰

（勐?？h誠鑫建筑工程有限責(zé)任公司 云南勐海 666200）

1 前言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，各種鋼管腳手架得到了廣泛的應(yīng)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(wěn)定性。屈曲具有節(jié)點容量大、可靠性高等優(yōu)點，具有較大的市場占有率。隨著腳手架事業(yè)的發(fā)展，對腳手架穩(wěn)定性的研究也越來越受到重視，許多學(xué)者從理論和試驗兩方面對腳手架的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。由于在螺紋連接的情況下節(jié)點的存在也是復(fù)雜的，所以真正的螺母是通過拖曳節(jié)點的受力狀態(tài)和合理加工模型中的各種桿件來分析腳手架的穩(wěn)定性是其中的難點。在現(xiàn)有的計算方法中，經(jīng)常使用的是鉸接理論，鐵管架作為桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，節(jié)點是熱器，進(jìn)行腳手架體的穩(wěn)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(jié)點作為熱點，所以腳手架體的實際載力和計算結(jié)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(jù)現(xiàn)場的勘查，經(jīng)過本項目的施工性質(zhì)、構(gòu)筑物材料、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)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(jī)械的傷害、火災(zāi)、觸電、雷電有攻擊、人員擁擠、其他危害等。

2.1 坍塌

工程構(gòu)筑物以腳手架為骨架，調(diào)查腳手工程的工程方案是不合理的，檢查腳手結(jié)構(gòu)的計算、腳手結(jié)構(gòu)、腳手架結(jié)構(gòu)，拆除的方法不滿足規(guī)范的要求，檢查缺乏及時的保守的保養(yǎng)，在強風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)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(hù)、維護(hù)過程中，地上的落下事故容易發(fā)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(wǎng)、安全帶、安全帽。②在高的地方工作的時候，安全防護(hù)設(shè)施被損壞。③安全保護(hù)裝置在不完備或缺乏保護(hù)設(shè)施的設(shè)備和設(shè)施上進(jìn)行作業(yè)。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(hù)措施不規(guī)范，或是不正確使用安全網(wǎng)絡(luò)，或者便宜因為沒有根據(jù)所有的操作規(guī)程操作，墜落，或者倒下，工作人員沒有安全的帽子。

2.4 機(jī)械傷害

這個項目在施工中需要使用電鋸，違反操作規(guī)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(jī)，如果沒有防護(hù)罩和防護(hù)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(jìn)行運輸，車輛進(jìn)入工程的時候的機(jī)械故障和人員的失誤駕駛等發(fā)生時，容易導(dǎo)致車輛出現(xiàn)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(fā)生重大事故。

2.6 火災(zāi)

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

2.7 觸電

本項目的電氣設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)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(jìn)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(dǎo)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(shè)備和設(shè)施，會產(chǎn)生一定程度的損壞，另外，增加了觸電事故發(fā)生的可能性。

2.9 人員擁擠踩踏

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

2.1 0其他傷害

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

3 整體穩(wěn)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(dá)到臨界值時，桿處于彎曲的細(xì)微的平衡狀態(tài)?？紤]到切割的變形，可以換算成杠桿為：

式中：入為桿件長細(xì)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(guān)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)量的多層

整體分析方法的計算結(jié)果與有限元的計算結(jié)果基本一致，并且計算結(jié)果都是有限的原計算結(jié)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(shè)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(shù)量越高，接近這個假設(shè)。在導(dǎo)導(dǎo)過程中，沒有考慮到端部效果。在數(shù)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(wěn)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(wěn)定性，還必須分析分肢的穩(wěn)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(jù)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(jù)剪切力，各部分的肢能的局部曲線，此時，應(yīng)按曲部的對分肢穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，但是由于腳手架體的變形曲線復(fù)雜，所以不容易計算扭矩和切割，所以在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”中板式部材分肢長的規(guī)定，穩(wěn)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(jù)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(shù)比3大的時候，各列架的身體變得不穩(wěn)定的時候，為了整體的穩(wěn)定，最大限度保證腳手架體的分肢穩(wěn)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(wěn)定性的話，分肢長不應(yīng)該超過1.8m。

5 計算方法適用性

體效果不明顯，單桿分析結(jié)果差別不大；②在分析過程中，重復(fù)。一般采用分段統(tǒng)計分析，層數(shù)少，端部效應(yīng)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(wěn)定承載力的影響。

（3）根據(jù)計算結(jié)果，當(dāng)層數(shù)小于3或高寬比小于4時，該方法與有限元法的計算結(jié)果有很大差別。此時，考慮多層豎桿的整體效應(yīng)，計算承載力與單桿鉸鏈的承載力基本相同，計算復(fù)雜，適合于單桿的穩(wěn)定性計算。

6 腳手架的穩(wěn)定性計算

腳手架屬于桿系的結(jié)構(gòu)，對于桿系的構(gòu)造的彈性的穩(wěn)定性成熟，解決了很多實際的問題?？梢圆椴槌Ｓ玫膭倷C(jī)、腳手架等復(fù)雜的平面和空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(wěn)定理論也會過時。很多學(xué)者從實際的工程和穩(wěn)定理論到實踐的經(jīng)驗，應(yīng)用了結(jié)構(gòu)措施和簡單的穩(wěn)定檢查方法?，F(xiàn)在唯一的解決方法是進(jìn)行必要的穩(wěn)定測試。

一些標(biāo)準(zhǔn)是在腳手架的設(shè)計條文中腳手架的高寬有一個標(biāo)準(zhǔn)模板的支架，承載能力設(shè)置比5大需要安裝一個穩(wěn)定的措施。這個“5”是從什么來的，卻不得而知。另外一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(shù)有關(guān)系，但不知道有什么關(guān)系。必須與梁柱一起考慮單層或多層剛柱的穩(wěn)定性。關(guān)于現(xiàn)在的常用腳手架，由于立桿和橫梁的連接與熱器接戰(zhàn)的期間，考慮施工等的影響，假定鉸鏈?zhǔn)呛玫?，所以計算一根立桿的穩(wěn)定性，可以計算整個腳場的穩(wěn)定性計算。從這件事可以看出，腳手架的穩(wěn)定性的裝載能力與腳手架的傾覆有關(guān)系，但是與高寬比沒有關(guān)系。假設(shè)腳手架已經(jīng)有高穩(wěn)定性的裝載能力，因此，建議腳手架的立桿的計算長度系數(shù)的規(guī)定比腳手架的高寬比的要求更高。

7 結(jié)束語

本文的作者基于自己的經(jīng)驗，根據(jù)國家的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出了腳架的驗算公式。最后指出，比起腳手架的傾覆有關(guān)，與腳場的承載能力沒有關(guān)系。