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施工设计中扣件式钢管脚手架是受人为操作因素影响很大的一种临时结构,设计计算一般由施工现场工程技术人员进行,脚手架整体稳定性的计算方法力求简单,正确,可靠;脚手架有两种可能的失稳形式:整体失稳和局部失稳;整体失稳破坏时,脚手架呈现出内,外立杆与横向水平杆组成的横向框架,沿直主体结构方向大波鼓曲现象,波长均大于步距,并与连墙件的竖向间距有关。整体失稳破坏始于无连墙件的,横向刚度较差或初弯曲较大的横向框架。一般情况下,整体失稳是脚手架的破坏形式。局部失稳破坏时,立杆在步距之间发生小波鼓曲,波与步距相近,内,外立杆变形方向可能一致,也可能不一致。当脚手架以相等步距,纵距搭设,连墙件设置均匀时,在均布施工荷载作用下,立杆局部稳定的临界荷载高于整体稳定的临界荷载,脚手架破坏形式为整体失稳;当脚手架以不等步距,纵距搭设,连墙件设置不均匀时,立杆负荷不均匀时,两种形式的失稳破坏均有可能。
施工方案的基础夯实到垫板或固定,从下到上,注意转角,连墙件布置间距,纵横水平拉杆,扫地杆,剪刀撑搭设,脚手板铺设,挡脚板距离墙距离。
施工方法连接棒上下连接,锁臂作用,连墙件固定在墙头上。
施工步骤从下到上,从里到外,转角扣件扣紧杆件起固定作用。
分析施工设计:1纵向联合设计2横向联合设计3立杆受力分析;
只考虑横向布置钢支撑而忽略纵向布置,如果间隔跨度大,超过纵向传递力的容许范围程度,应考虑纵向方向的均布荷载的弯矩,剪力,扭矩力,倾覆力;扭矩力如果两个不平衡,能否验算扭矩力对横向支撑影响程度,是否错成极大钢支撑扭矩力,对横向联合支撑局部失隐;因此,增加钢支撑密度或钢支撑直径或增加钢支撑密度来约束立杆支撑,减少扭矩力。
架体整体高度H层次为M层架体长度为a,宽度为b,考虑地基不均匀沉降,将危及脚手架安全,对脚手架沉降进行经常检查;地基夯实并用混凝土找平,立杆底部固定或放置垫板和垫圈,立杆与立杆套连接棒,大横杆与大横杆套管,大横杆与小横杆直角扣件,立杆与大横杆和小横杆用转角扣件固定并用螺丝锁紧,靠近墙体设置挡脚板,小横顶上放置脚手板;架体传递力方向,受力方向,结构荷载大小,;架体整体高度为H,长度为A,宽度为B;层次为M层;脚手板的受力荷载传向小横杆,X轴小横杆的荷载传向大横杆,Y轴大横杆方向传向立杆,Z轴立杆传向垫圈或垫板及基础,基础可为设计无不均匀沉降或结实地板或岩石;人站在脚手板上的整体分析:1人在脚手板上受到垂直荷载作用,2人在脚手板的人与脚手板成一定倾角度,3人在脚手板上受到水平荷载作用;4人站在最高点,人站在某个点上受到X和Y和Z荷载作用,某点受到X和Y水平荷载作用及Z垂直荷载作用;分析均匀垂直荷载情况,假定均匀垂直荷载从脚手板传向小横杆,小横杆传向大横杆,大横杆传向立杆,人体质量mg,人略施加定力F,人体和略施加定力看作某点力,某点力与架体成一定角度,某点力与X轴夹角α为,某点力与Y轴夹角β,某点力与Z轴夹角γ;现有两种做法平衡方法或有限元方法计算,按平衡方法计算,分析为X轴和Y轴水平荷载力和Z轴垂直荷载,X轴(mg +F),Y轴(mg +F),Z轴(mg +F);根据钢结构概念,握住立杆四指指向弯曲方向,拇指指向受力失稳方向;z轴忽略失稳不计,考虑X轴和Y轴荷载力,杆件端点为基础,杆件高度H, X轴方向力偶为(mg +F)H, Y轴方向力力偶(mg +F)H;1千克=千牛顿,假定杆件高度H=30M,与X轴夹角30,与Y轴夹角60,拉杆极限力F,基礎为矩点,作用力绕矩点延顺时针转动,拉杆绕矩点逆时针转动,形成力偶矩;人的荷载mg=75=735千牛顿,施加受力荷载为F=20=196千牛顿,受人和施加力为X轴方向力偶(75+20)301/2=13965千牛顿,Y轴方向力偶(75+20)30=13965千牛顿,假定(1)每层或隔层连墙件设置,(2)每层都不与考虑设置拉杆(连墙件),根据力偶平衡力矩分析方法,每层设置连墙件:选取研究X轴方向力偶,K=(mg+F)H-(10F+9F+8F+7F+6F+5F+4F+3F+2F+1F)=(mg+F)H-55F;K=0,,F=千牛顿,架体平衡;K<0,F>千牛顿,架体不稳定;K>0,F<,架体稳定;隔层设置连墙件:K=(mg +F)H-30F3=(mg+F)H-90F,K=0=,F=千牛顿,架体平衡;K<0,F>千牛顿,架体不稳定;K>0,F<,架体稳定;不考虑设置拉杆:( mg +F)H=(735+196)千牛顿, 每层不考虑设置拉杆,一个人略施加力,人的力偶矩相当大,架体跨塌,为能起到对脚手架发生横向整体失稳的约束作用,连墙件应能承受脚手架平面变形所产生的连墙件轴向力,外连墙件还要承受施工荷载偏心作用产生的水平力,施工荷载偏心作用产生的水平力比较复杂,主要与施工荷载偏心大小,脚手架连墙件坚向间距有关。因此应该设防每层或隔层设置连墙件。
施工方案的基础夯实到垫板或固定,从下到上,注意转角,连墙件布置间距,纵横水平拉杆,扫地杆,剪刀撑搭设,脚手板铺设,挡脚板距离墙距离。
施工方法连接棒上下连接,锁臂作用,连墙件固定在墙头上。
施工步骤从下到上,从里到外,转角扣件扣紧杆件起固定作用。
分析施工设计:1纵向联合设计2横向联合设计3立杆受力分析;
只考虑横向布置钢支撑而忽略纵向布置,如果间隔跨度大,超过纵向传递力的容许范围程度,应考虑纵向方向的均布荷载的弯矩,剪力,扭矩力,倾覆力;扭矩力如果两个不平衡,能否验算扭矩力对横向支撑影响程度,是否错成极大钢支撑扭矩力,对横向联合支撑局部失隐;因此,增加钢支撑密度或钢支撑直径或增加钢支撑密度来约束立杆支撑,减少扭矩力。
架体整体高度H层次为M层架体长度为a,宽度为b,考虑地基不均匀沉降,将危及脚手架安全,对脚手架沉降进行经常检查;地基夯实并用混凝土找平,立杆底部固定或放置垫板和垫圈,立杆与立杆套连接棒,大横杆与大横杆套管,大横杆与小横杆直角扣件,立杆与大横杆和小横杆用转角扣件固定并用螺丝锁紧,靠近墙体设置挡脚板,小横顶上放置脚手板;架体传递力方向,受力方向,结构荷载大小,;架体整体高度为H,长度为A,宽度为B;层次为M层;脚手板的受力荷载传向小横杆,X轴小横杆的荷载传向大横杆,Y轴大横杆方向传向立杆,Z轴立杆传向垫圈或垫板及基础,基础可为设计无不均匀沉降或结实地板或岩石;人站在脚手板上的整体分析:1人在脚手板上受到垂直荷载作用,2人在脚手板的人与脚手板成一定倾角度,3人在脚手板上受到水平荷载作用;4人站在最高点,人站在某个点上受到X和Y和Z荷载作用,某点受到X和Y水平荷载作用及Z垂直荷载作用;分析均匀垂直荷载情况,假定均匀垂直荷载从脚手板传向小横杆,小横杆传向大横杆,大横杆传向立杆,人体质量mg,人略施加定力F,人体和略施加定力看作某点力,某点力与架体成一定角度,某点力与X轴夹角α为,某点力与Y轴夹角β,某点力与Z轴夹角γ;现有两种做法平衡方法或有限元方法计算,按平衡方法计算,分析为X轴和Y轴水平荷载力和Z轴垂直荷载,X轴(mg +F),Y轴(mg +F),Z轴(mg +F);根据钢结构概念,握住立杆四指指向弯曲方向,拇指指向受力失稳方向;z轴忽略失稳不计,考虑X轴和Y轴荷载力,杆件端点为基础,杆件高度H, X轴方向力偶为(mg +F)H, Y轴方向力力偶(mg +F)H;1千克=千牛顿,假定杆件高度H=30M,与X轴夹角30,与Y轴夹角60,拉杆极限力F,基礎为矩点,作用力绕矩点延顺时针转动,拉杆绕矩点逆时针转动,形成力偶矩;人的荷载mg=75=735千牛顿,施加受力荷载为F=20=196千牛顿,受人和施加力为X轴方向力偶(75+20)301/2=13965千牛顿,Y轴方向力偶(75+20)30=13965千牛顿,假定(1)每层或隔层连墙件设置,(2)每层都不与考虑设置拉杆(连墙件),根据力偶平衡力矩分析方法,每层设置连墙件:选取研究X轴方向力偶,K=(mg+F)H-(10F+9F+8F+7F+6F+5F+4F+3F+2F+1F)=(mg+F)H-55F;K=0,,F=千牛顿,架体平衡;K<0,F>千牛顿,架体不稳定;K>0,F<,架体稳定;隔层设置连墙件:K=(mg +F)H-30F3=(mg+F)H-90F,K=0=,F=千牛顿,架体平衡;K<0,F>千牛顿,架体不稳定;K>0,F<,架体稳定;不考虑设置拉杆:( mg +F)H=(735+196)千牛顿, 每层不考虑设置拉杆,一个人略施加力,人的力偶矩相当大,架体跨塌,为能起到对脚手架发生横向整体失稳的约束作用,连墙件应能承受脚手架平面变形所产生的连墙件轴向力,外连墙件还要承受施工荷载偏心作用产生的水平力,施工荷载偏心作用产生的水平力比较复杂,主要与施工荷载偏心大小,脚手架连墙件坚向间距有关。因此应该设防每层或隔层设置连墙件。