悬挑式脚手架的安全分析

悬挑式脚手架的安全分析　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｃａｆｆｏｌｄ　Ｓａｆｅｔｙ　马先可张神雄Ｍａ　Ｘｉａｎｋｅ　Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｅｎｘｉｏｎｇ　摘要：本文针对目前　±计算理论的涅乱状态，提出７一种安全系数较高　的计算模型　并针对悬挑脚手架在施Ｉ和使用中存　在的安±隐患做７比较　＾的分析。　现屈服，使用时出现个别型钢挠度过大，型钢在　楼板的锚固环屈服或被拨出等等）时，型钢与　３施工误差受力分析　未拉紧、绳端锚固绳卡太少　施工误差主要有：立杆间距太稀、钢丝绳　这些施工误　板内锚固环组成的系统由几何不变体系变成几　何可变体系，因　转动的铰．钢丝绳对型钢的吊拉作用简化成一　个斜向支座比较符台实际情况。其计算模型为．　钢丝绳拉力Ｐ。的验算依据按照《建筑施　差是显性的很容易被发现，有些施工误差是隐　性的不窖易被察觉．但带来的危害却非常大　以上计算模型的成立基于一个假设：钢丝绳与　愚挑型钢在同一个平面内，钢丝绳与型钢受力　模型属于平面力系，要满足这个假设，钢丝绳　的上吊点必须设置在型钢的正上方Ｄ点，如图４。　但是在实际预埋上吊点锚固环的过程中，　盖键　：悬挑脚手架，计算模型，施土误差，使月　不　中图分类哮：ＴＵ７３１　２　文献标识码：Ｂ　文章编　：１００８—０４２２（２０１０）０６—０１７８—０１　工手册》Ｐ８０２，式１４　２，Ｐｇ≤　Ｐ　，式中．　Ｋ　Ｐ。——钢丝绳计算拉力，Ｐ　一钢丝绳的破断　拉力总和，斗一考虑钢丝受力不均匀的钢丝破　断拉力换算系数．Ｋ—～钢丝绳安全系数，取５。　由于操作工人不懂得其中的道理，技术员也没　有重视这个问题，导致锚固环可能埋在了Ａ点　或Ｂ点。这样做的后果是将钢丝绳与悬挑型钢　的平面力系改为空间力系．悬挑型钢不只在轴　向受剪受压，还在Ｙ方向受弯ａ　１前言　悬挑脚手架的措设是建筑施工中危险性较　大的分项工程。如果由于悬挑脚手架的设计不　台理或使用不正确会给建筑工人的生命带来严　重的威胁，给社会造成恶劣的影响。当前悬挑　脚手架的设计还没有统一的国家标准，市面上　比较流行的几款计算软件在这个问题上也是仁　者见仁，智者见智没有统一的见解ａ　钢丝绳携同型钢与混凝土板形成的铰支座　平衡了内外立杆的压力，并且保留有５倍的安　全系数，由此可见悬挑型钢和钢丝绳应用于外　脚手架，形成两套互为保障韵安全系统是一种　下面对这个问题做一个定量的分析比　较（设型钢选用１　６ａ槽钢，　Ｗ　１　０８ｃｍ　ＷｎＹ＝】６　３ｃｍ　然而悬挑脚手架作为一个整体的系统，受　到很多外界因素的影响．理论计算结果正确下　定就能杜绝脚手架垮塌事故发生，悬挑脚手　架的安全主要还受到以下两方面的影响：施工　误差　使用不当　Ｓｘ＝６３　９ｃｍ。，Ａ＝２１　９　ｃｍ　，Ｉｘ＝８６６ｃｍ　，　Ｉ／，＝７３３ｃｍ　，ｆ＝６　５ｒａｍ．ＺＯ　１８ｍｍ，由于型　钢的自重相对于脚手架压力非常小，这里忽略　了型钢的自重）　２理想计算模型　目前在湖南建筑市场一种比较被专家认可　的设计方法是悬挑型钢按单跨外伸梁计算能　独立承载上部全部荷载，钢丝绳作为安全储备　在正常情况下不承担荷载，只有在悬挑型钢由　于挠度过太，钢丝绳被张浆的情况下才产生拉　力，，＾而改善了型钢的受力状态，提高了悬挑　系统的承载能力。这是一套比较安全可靠的设　计模型，悬挑型钢计算简图２中Ｆ１、＿２分别为　内立杆和外立杆作用在悬挑型钢上的压力，悬　集中荷载的静定结构　求解，验算型钢的抗弯强度和整体稳定性。　型钢的抗弯强度验算依据是《钢结构设计　啦　图１一悬挑外脚手架的构造　Ｂ　图２一悬挑型钢计算简圄　＼　Ａ　Ｄ　Ｂ　０．２Ⅲ　，Ｂ－－２．８Ⅱ　０　Ｘ　ｃ　Ｙ　目４　规范》ＧＢ５０ｏ１　７－２００３，式４　１　１　ｎ，，：■‘　（其　ｒｗ　中　为截面塑性发展系数，’｜１　为净截面模壁，　根据型钢型号和型钢制作工艺可以查表，Ｍ　为　Ｆ１、Ｆ２对支座Ａ点取矩所得到的内力）　型钢的整体稳定性验算依据是《钢结构　设计规范》ＧＢ５。。１　７－２００３，式４．２２一　ｗｘ　ｈ　，　ｆｗ×为毛截面模量．　为粱的整体稳定系数，可　以查钢结构规范ＧＢＳ００１　７　２００３，附录Ｂ得到）　能够通过以上两式验算的型钢可以独立承　担起上部脚手架的全部荷载，通过上进两式验　算不符台要求的型钢．则应降低脚手架的搭设　高度或选择型号更大的型钢再验算。　保险钢丝绳作为安生储备．在悬挑型钢　万一出现问题（如因型钢自身的缺陷过早的出　ｒ　一－　图３一钢丝绳计算简图　圄ｓ一型钢一钢丝绳受力体系计算简图　作者简介：马先可（１９８２一）　男，湖北黄石』、，湖南省沙坪建筑集团工程师　　１７８　某酒店深基坑支护关键技术探讨　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｋｅｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　ｏｆ　ａ　Ｈｏｔｅ　涂臻Ｔｕ　Ｚｈｅｎ　摘要：本文综述７高层建筑深基坑的支护发　概　况，并结合工程实倒，对某高层建筑深基坑立护关　键技术进行了深＾细致的探讨，对深基坑支护施工　有参考价值。　节．就不能不引起人们的重视　高层建筑通常　位于建筑物稠密地带或者地皮较贵的市区，一　些地下配套设施（如地下室、停车场、中央空　调室等）往往是必须的。有了这些设施也就有　了基坑，随着人们对地下设施的要求越来越多，　就势必造成基坑的加深，这也为为工程技术人　员提出了许多新的课题　本文结合工程实例，　对高层建筑深基支护方案、支护结构的施工和　４３．３ｍ，基坑平面为５７ｍｘ４５ｍ，基础采用人工　拼Ｌ　。　３工程地层情况及周围环境　场地内地质从上到下分别为：①杂填　土，厚］０～３　５ｍ，②新近；　积含泥租砂．　厚１　４～２　５ｍ，③海积淤泥质粉质粘土，厚　１　２—１　６ｍ．仅见于场地西面边缘处，④冲击　粘土．厚１　２～５　６ｍ：⑤粉土　厚１　２～１＿Ｏｒｅ；　关健　：高层建筑，基坑支护　关键拉术　巾嘲分类　：１￣Ｊ９４　２　文献标　码：Ｂ　文茕鳎吁：１００８—０４２２（２０１０）０６—０１７９—０３　　ｆＩＩＩＪ舌　基坑施工中监测等若干问题进行了深＾细致的　分析和研究　◎含泥粗砂，厚０　６～２　４ｍ，⑦辉绿岩残积牯　土，厚Ｉ　２～Ｉ］０ｍ，⑧花岗岩残积砂质粘土．　２工程概况　某大厦地处该市商圈中心区，位于一交叉　路口西北侧．为商住大厦。该工程地下２层．　地上２４层，框简结构，总建筑面积∞１２１　本工程地下室外围尺寸南北长５３．３ｍ．东西宽　厚１　６－１４　６ｍ，⑨辉绿岩风化层，ｏ强风化　层０　６～４　４ｍ，ｂ中风化层厚０　７～６　８ｍ．Ｃ　随着城市建设的发展．特别是高层建筑的　与日俱增，高层建筑深基坑开挖与支护技术愈　来愈引起人们的重视，当些建筑场地发生坍　塌事故后，基坑支护作为建筑施工中重要的环　作者简介微风化层厚２　４～６　７ｍ，＠燕山期花岗岩，为　本场地主要基岩，也分强、中、微三个亚层　地下水埋深为１　５～６　４ｍ，舍泥粗砂层的地下　涂臻（１９６９一）．男，湖南常德』、，湖南省常德市建筑设计院有限责任公司工程师，从事岩土工程勘察工作。　条得到支座左截面处的折算应力．　果荷载值超过了他的极限承载力，构件就会破　坏的　按理想计算模型设计的悬挑脚手架如　Ｚ　＼　Ａ　Ｄ　￣ａ２＋３ｆ＝１５０２Ｆ２　①　３　２钢丝绳的锚固环设在Ａ点．钢丝绳与　型钢不在周平面内。　由于Ａ、Ｄ、Ｃ三点共面，过线段ＡＣ　上任一点，在平面ＡＣＤ上建立直角坐标系　Ｘ、Ｏ、Ｙ、，其中Ｏ　Ｙ、平行ＣＤ，钢丝绳ＡＣ的　拉力Ｐ在新坐标系下分解为Ｐ１、Ｐ２如图６所　、　果在使用过程中有超载现象，还是可能给脚手　架的安全带来隐患　《建筑施工扣件式钢管脚　手架安全技术规范》ＪＧＪ１３０ｕ２００１对装修用　ＨＩ２．８ｍ　外脚手架推荐的活荷载设计值为２ＫＮ／ｍ　活　荷载同时在两层均布。这个值相当于在脚手板　上满铺２００Ｋｇ／ｍ　的物质，　般情况下施工　人员在上面走动是没有问题的。但是在装修阶　０　Ｙ　ｌ／　ｃ　图６　Ｘ　示。由于ＣＤ所受的拉力为Ｐｇ＝１　４Ｆ２，ＡＤ与　ｃＤ垂直，根据力的三角形法则，很容易求得　Ｐ－１　４１　Ｆ２．Ｐ２－００９Ｆ２。钢丝绳的现有拉力Ｐ　殷，施工人员可能会在脚手板上堆放过多的重　物引起超载．假设堆放的重物为瓷砖，则由于　瓷砖的密度Ｐ在２５００－－２７００Ｋｇ／ｍ　之间，稍　跟原有拉力Ｐｇ比较增量很小．但是钢丝绳在　此种情况下对型钢产生了个水平拉力Ｐ２．这　不注意如果瓷砖的满铺高度超过了０　１ｍ（也　即１０ｃｍ），则脚手架实际承受的活荷载值为　个水平拉力对型钢的危害较大　由于Ｐ２的存在，型钢在Ｙ方向产生的一　个弯矩，使得型钢的截面应力急剧增加这时　型钢在Ｙ方向的正应力验算公式为：　Ｍｙ－Ｐ２＊Ｌ＝３［３９Ｆ　｛４＝Ｏ　１３Ｆ２．ｖ＝ｚｆ１８ｍｍ　＝　＝　：　３１钢丝绳锚固环正好设在Ｄ点．钢丝绳　与型钢在同平面内。　内立杆和外立杆的压力分别为Ｆ１．［２　由　０］ｐ＝２５０￣２７０Ｋｇ／ｎｆ，这超过了荷载设计值，　是非常危险的情况　于外立杆上安装了扶手栏杆和安全阿，匕２比Ｆ１　稍大，为了保守起见．在计算钢丝绳的拉力时　挑妻蒜架危险性　但只要技术人　取Ｆ１＝Ｆ２，钢丝绳与型钢组成的受力体系简化　成简支梁（见图５）　根据筒支梁的受力平衡得Ｐ。＝１　４Ｆ２．　Ｐｇｘ＝Ｏ６３Ｆ２，Ｆｙ：Ｏ　７５Ｆ２，在这种情况下　型钢右支座的左截面同时受剪和受压。　由钢结构设计规范ＧＢＳ００１　７　２００３，第４　１　４　条得到支座左截面处的折算应力：　√（　Ｉ＋　２）　＋３　ｒ　＝３７７９Ｆ２　员充分理解了悬挑式脚手架的设计原理，　晰　认识了悬挑脚手架安全影响因素，落实过程控　制、强化现场管理就能够保证悬挑脚手架的使　用安全　②　由此可见，由于施工的误差，上吊点偏离　型钢正上方０　２ｍ型钢的应力增大到原来的。　支座截面正应　＝鲁＝　ｉ　＝８５１　Ｆ２　＝２８８Ｆ２　：　（②，①　００％２５２％。这就说明悬挑型钢按　理想计算模型验算或许符合要求，但由于存在　施工上的误差，可能致使型钢实际上已经远远　超出了安全状态。　参考文献　【Ｉ】钢结构设计规范ＧＢ５００１　７　２００３中国　计划出版社　＆　＝ｉｖｓ；　［２】建筑施工扣件　范ＪＧＪ１３（￣２００１中国建筑工业出版社　３　使用不当　任何构件都有一个遁直的承载范围，如　引建筑施工手册第四版缩印本中国建筑　｜工业出版社　１　７９　由钢结构设计规范ＧＢ５００１７－２００３．第４　１　４