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鋼管扣件式腳手架各杆件的受力分析

來源:沈陽腳手架旺達租賃設備公司 2016/3/12 11:05:11      點擊:
  鋼管扣件式腳手架是由各受力杆件組成的單跨結構簡單、受力明確的力學框架結構,小橫杆、大橫杆和立杆組成了荷載的承載框架,剪刀撐和拉結點主要是保證腳手架的整體剛度和穩定性,增加抵抗垂直和水平力作用的能力,拉結點是則是承受和傳遞全部的風荷載。外架上荷載傳遞的途徑:腳手片上的全部豎向荷載作用在縱橫向水平杆上,並通過扣件傳遞到立杆上,最後由立杆傳遞給基礎:水平風荷載則是通過拉結點傳給建築物的。
  一、小橫杆:小橫杆是組成外架橫向框架的主體杆件,是腳手架直接承受和傳遞垂直荷載的重要部分,是腳手架受力和傳力的主體。在外架設計計算中,小橫杆應按簡支梁結構計算,所以在實際的管理中要考慮到小橫杆的受壓後,產生的撓度的影響,要求小橫杆伸出長度應大於10cm,以防止小橫杆的從端部扣件中滑出,另外,由於外架整體受力係統為偏心受壓,小橫杆通過與立杆間的十字扣件進行傳力,為能有效的校正偏心力矩,要求各小橫杆在同步內或同跨內內應做到麵對麵或背對背設置。由於雙排外腳手架的主要破壞形式為整體橫向的失穩,小橫杆是橫向結構組成的重要杆件,通過小橫杆的設置一方麵能減少立杆計算長度,另一方麵可以約束內外立杆的側向變形,所以要求小橫杆的兩端與立杆必須采用十字扣件緊扣,並在任何時候不得拆除。
  二、大橫杆:由於外架的橫向結構本身是一個高跨比相差懸殊的單跨結構,如果單靠橫向結構本身難以確保結構的整體穩定,為防止腳手架在受壓後或在水平力的作用下發生的傾覆,規範中要求設置大橫杆,以此來提高外架的整體性。由於在外架在設計計算中大橫杆按三跨連續梁計算,要求大橫杆的長度必須達到3跨以上,各大橫杆與立杆、小橫杆的交點都必須使用扣件連接,同時各大橫杆的接頭要按規定錯開,同一平麵內的接頭數量不應超過50%,借此能將各橫向單跨結構連成一個整體,從而達到提高外架整體性的目的。
  三、掃地杆:由於外架是偏心受壓係統,為了防止外架立杆在受偏心力矩的作用下底部發生位移,同時減少由於腳手架基礎應自然原因出現不均勻的沉降,而造成外架傾斜,要求設置縱橫向掃地杆,一方麵對立杆的底部進行固定,另一方麵可以在一定程度上校正由於外架基礎出現不均勻沉降而造成外架傾斜,且要將橫向掃地杆設置在離地麵20cm處,上方設縱向掃地杆。
  四、剪刀撐:由於外架是由立杆、縱橫向水平杆組成的方格式構架,其結構本身就有先天性的不足,容易產生縱向的變形,為了加強外架縱立麵的整體剛度,使之形成一個幾何穩定的構架,要求在外架外側設置剪刀撐,並且剪刀撐與立杆的第一個交接點離地麵的距離不得超過50cm,以防止由於立杆在偏心力矩的作用下底部發生位移。剪刀撐必須上下左右連續貫通不間斷設置,直至到頂步大橫杆。剪刀撐主要承受拉力和壓力,並且是由斜杆上的旋轉扣件的抗滑力來承擔的,所以在杆件的搭接中要求有1米以上的有效搭接長度,並采用三隻扣件連接,以保證各剪刀撐連接成整體,避免剪刀撐的扭動,當然,相鄰剪刀撐的各接頭也應在同一水平線上錯開。
  五、架體基礎:為防止地基應受自然環境的影響,要求對外架架體的地麵進行砼硬化,其砼化的厚度應根據施工現場土質情況進行澆築,在外架基礎20㎝處設置相應尺寸的排水溝,排水溝外側設置砼路麵,都是為了防止雨水浸泡基礎而發生不均勻沉降。
  六、拉結點:拉結點是將外架承受的風荷載和其它水平荷載有效的傳遞到主體結構上,並且是限製腳手架豎向自由變形(擺動)的約束點,特別在腳手架的頂部尤其明顯,所以在按規範設置好拉結點外,應重點對拉結點的材質進行控製,考慮到拉結點在承受拉力、壓力的同時又要承受拉結點自身的扭力及在撐或拉的作用力下產生相對於主結點處的彎矩作用,故在設置時應盡可能的設置在主結點處,拉結點嚴禁使用螺紋鋼,原因是螺紋鋼含碳量高、脆性大,抗扭強度低。拉結點的布置上以花形布置為優,確保每根立杆都有不少於一處的拉結點,同時要求在外架的轉角處或外架斷開處必須設置拉結點。由於拉結點的設置還有利於在外架設計計算時減少立杆計算長度,所以按兩步三跨設置比三步兩跨設置更為合理。
  七、防護欄杆:主要承受水平方向的擠壓力,要求設置在外立杆內側,通過與立杆連接的扣件將所承受的水平力傳到外架立杆上。
  八、墊塊與墊板:由於立杆是受力杆件,也是傳力杆件,所以在立杆底部必須設置墊塊,使原有點荷載轉變為麵荷載,增加對地麵的受力麵積,若采用砼墊塊的應按外架的負荷來確定墊塊的平麵尺寸,對於外架高度較高的還應在墊塊下方設置5cm的木板,當木板小於2米時應垂直於牆麵設置,當大於3米時應平行於牆麵設置,從而大大增加了對地麵的受力麵積,使各荷載能均勻的受力於基礎,提高基礎的抵抗力。