目前,常用的施工脚手架有扣件式、碗扣式、承插式和门式等类型,其中以扣件式钢管脚手架应用最为广泛。目前,对扣件式脚手架的研究多集中于单、双排形式,对满堂支承体系的研究较为缺乏,尤其是在足尺破坏试验方面;由于扣件连接的半刚性,扣件式钢管满堂支承架受力较为复杂。工程中常由于设计不合理,扣件式钢管满堂支承架坍塌事故时有发生,造成了严重的经济损失和人员伤亡。本文通过大量的足尺试验、理论分析和数值模拟,系统深入的研究了扣件式钢管满堂脚手架的承载特性和设计方法。本文通过大量的足尺抗滑试验,得到了扣件拧紧力矩、抗滑扣件数量、扣件新旧程度、传力水平杆布置形式、厂家质量差异等因素对扣件连接抗滑承载性能和破坏模式的影响规律;根据试验数据统计分析,提出了单扣件、双扣件和三扣件等不同扣件连接类型的抗滑承载力设计值。本文通过大量足尺实验,得到了扣件拧紧力矩、扣件与钢管新旧程度、厂家质量差异等因素对扣件连接转动刚度的影响规律;揭示了反复加载-卸载过程中扣件连接转动刚度的退化规律。基于试验测得的弯矩-转角曲线,得到了各种工况下扣件连接的平均转动刚度,明确了扣件连接的半刚性特性,提出了扣件式钢管满堂脚手架结构性能数值和理论分析模型中转动刚度的取值。考虑扣件连接半刚性和顶层扣件连接的抗滑性能,建立了扣件式钢管满堂脚手架的参数化有限元数值模型;数值模型经试验数据验证后,通过大量参数化分析,揭示了架体纵横两个方向非加载区域、高宽比和脚手架高度、立杆步距、立杆间距、竖向剪刀撑等构造措施等对扣件式钢管满堂脚手架极限承载力的影响规律;提出了扣件式满堂脚手架顶层扣件连接竖向摩擦力不均匀分布系数。根据足尺试验和数值模拟结果,确定了扣件式钢管满堂脚手架的典型破坏形式,提出了极限承载力计算的简化模型;考虑扣件连接半刚性和抗滑性能,推导了扣件式钢管满堂脚手架极限承载力简化计算公式,并通过试验数据验证。提出了桁架加强型、弱桁架加强型、榫卯节点加强型等改进型钢管满堂脚手架,并通过数值模拟和足尺破坏试验研究了承载性能分析,发现三种加强型钢管满堂脚手架的极限承载力比传统扣件式钢管满堂脚手架的承载力提高了69%~235%;提出了榫卯节点加强型钢管脚手架的设计方法。