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(hù)、外墻面裝飾裝修、卸料平臺(tái)等，亦可用于房屋建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)施工臨時(shí)支撐、洞口臨邊防護(hù)等?？奂侥_手架用于外腳手架時(shí)，施工計(jì)算步驟和內(nèi)容較為復(fù)雜，有必要系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行研究分析。首先分析扣件式外腳手架的桿件受力計(jì)算，然后分析扣件式外腳手架的配件受力計(jì)算，最后得出相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞：腳手架；桿件；結(jié)構(gòu)受力；計(jì)算分析；研究

腳手架根據(jù)使用用途可分為裝飾裝修腳手架和結(jié)構(gòu)腳手架；根據(jù)所處位置可分為里腳手架和外腳手架；根據(jù)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(hù)、外墻面裝飾裝修、卸料平臺(tái)等，亦可用于房屋建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)施工臨時(shí)支撐、洞口臨邊防護(hù)等?？奂侥_手架用于外腳手架時(shí)，施工計(jì)算步驟和內(nèi)容較為復(fù)雜，有必要系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行研究分析。

一、主要桿件受力計(jì)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(jìn)行傳力。

首先，根據(jù)永久荷載與可變荷載組合對(duì)腳手板進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，腳手板支撐于小橫桿之上，其可按兩跨或三跨、多跨連續(xù)梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)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(jiǎn)化為作用于小橫桿上的均布線荷載，小橫桿簡(jiǎn)化為支撐于大橫桿之上的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算。在計(jì)算小橫桿受力時(shí)，應(yīng)對(duì)其跨中最大彎矩、支座處最大剪力以及跨中最大撓度進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果應(yīng)與規(guī)范相對(duì)比，驗(yàn)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(jiǎn)化為支撐于立柱上的三跨或多跨連續(xù)梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，在結(jié)構(gòu)受力分析時(shí)，務(wù)必重視不同類型荷載不能線性疊加，這也是初學(xué)者、學(xué)生在學(xué)習(xí)或計(jì)算時(shí)最容易犯的低級(jí)錯(cuò)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(jì)算立柱的結(jié)構(gòu)受力時(shí)，應(yīng)將作用在每根立柱上的永久荷載、可變荷載全部考慮進(jìn)去，且同時(shí)計(jì)算立柱的抗壓強(qiáng)度和抗壓穩(wěn)定性，立柱的抗壓強(qiáng)度屬于材料受力強(qiáng)度問題，立柱的抗壓穩(wěn)定性屬于壓桿變形穩(wěn)定性問題，在立柱的抗壓強(qiáng)度和抗壓穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，切忌將以上問題混淆。

最后，還要計(jì)算立柱底座基礎(chǔ)的承載能力。

二、配件受力計(jì)算分析

扣件式外腳手架的主要配件由扣件、連墻件等組成?？奂闂U件與桿件之間的聯(lián)結(jié)，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(yīng)由扣件承受，應(yīng)對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)的扣件抗滑移能力進(jìn)行計(jì)算并驗(yàn)算其是否符合規(guī)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(shè)置連墻件，即腳手架的小橫桿牢固設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)上，防止扣件式外腳手架由于水平風(fēng)荷載、地震作用等影響而發(fā)生傾倒或往外產(chǎn)生過大變形。連墻件的結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析應(yīng)考慮風(fēng)荷載引起的連墻件軸向壓力設(shè)計(jì)值和由腳手架平面外變形在連墻件中產(chǎn)生的軸向壓力作用。

三、其余計(jì)算分析

除了對(duì)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(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析外，還應(yīng)對(duì)腳手架最大搭設(shè)高度進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算，腳手架的搭設(shè)高度不能超過規(guī)范允許限值，否則應(yīng)采用懸挑式外腳手架。

四、結(jié)構(gòu)受力最不利位置說明

橫桿和腳手板結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析應(yīng)考慮施工活荷載、結(jié)構(gòu)自重等荷載作用，且結(jié)構(gòu)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(yīng)引起重視。

在多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析時(shí)，應(yīng)認(rèn)真查閱《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》，取計(jì)算值的最大系數(shù)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(jié)構(gòu)力學(xué)受力原理可知，通常情況下在跨中彎矩最大時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的跨中豎向撓度也為最大。

五、結(jié)語

扣件式外腳手架結(jié)構(gòu)受力計(jì)算較為復(fù)雜，除此之外，在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，還需計(jì)算扣件式內(nèi)腳手架的受力，如樓板支撐腳手架計(jì)算，此類臨時(shí)結(jié)構(gòu)計(jì)算與外腳手架結(jié)構(gòu)受力計(jì)算有差異，需考慮施工人員荷載、施工臨時(shí)設(shè)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(dòng)力等荷載作用。

綜上所述，在計(jì)算此類臨時(shí)設(shè)施的結(jié)構(gòu)受力時(shí)，首先應(yīng)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(jù)最不利荷載作用組合進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算，然后將荷載施加于臨時(shí)結(jié)構(gòu)上，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析與結(jié)構(gòu)變形計(jì)算分析，最后利用材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)理論知識(shí)驗(yàn)算其內(nèi)力和變形是否滿足規(guī)范要求。

作者簡(jiǎn)介：

楊露江（1962-），男，漢族，四川廣安人，成都紡織高等?？茖W(xué)校建筑工程學(xué)院院長，教授，本科，研究方向：結(jié)構(gòu)工程、工程管理。