脚手架工程

脚手架工程预备知识:1. 钢材的型号和力学性能；2. 材料力学及结构力学基本计算。

教学要求：1. 掌握扣件式钢管脚手架的基本构造和搭设要求；2. 熟悉碗扣式钢管脚手架、门式钢管脚手架的基本构造和搭设要求；3. 熟悉各类升降式脚手架的升降操作过程；4. 了解脚手架工程的安全技术要求你问我答1. 在工程应用中脚手架有哪几种常用形7. 门式脚手架是如何搭设的?式?2. 扣件式脚手架的基本构造是怎样的? 8. 自升式脚手架的升降过程是怎样的?3. 扣件式脚手架的搭设有哪些要求? 9. 互升式脚手架是如何升降的?4. 碗扣式脚手架的构造是怎样的? 10. 整体升降式脚手架的升降过程是怎样的?5. 碗扣式脚手架的搭设有何要求? 11. 里脚手架有哪些种类?6. 门式脚手架的形式是怎样的? 12. 脚手架施工中在安全上有哪些要求?第一题答案：脚手架是土木工程施工必须使用的重要设施，是为保证高处作业安全、顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道。

在结构施工、装修施工和设备管道的安装施工中，都需要按照操作要求搭设脚手架。

我国脚手架工程的发展大致经历了三个阶段。

第一阶段是解放初期到20世纪60年代，脚手架主要利用竹、木材料。

20世纪60年代末到20世纪70年代，出现了钢管扣件式脚手架、各种钢制工具式里脚手架与竹木脚手架并存的第二阶段。

20世纪80年代以后迄今，随着土木工程的发展，国内一些研究、设计、施工单位在从国外引入的新型脚手架基础上，经多年研究、应用，开发出一系列新型脚手架，进入了多种脚手架并存的第三阶段。

脚手架的种类很多，按其搭设位置分为外脚手架和里脚手架两大类；按其所用材料分为木脚手架、竹脚手架与金属脚手架；按其构造形式分为多立杆式、框式、桥式、吊式、挂式、升降式以及用于层间操作的工具式脚手架；按搭设高度分为高层脚手架和普通脚手架。

目前脚手架的发展趋势是采用金属制作的、具有多种功用的组合式脚手架，可以适用不同情况作业的要求。

对脚手架的基本要求是：其宽度应满足工人操作、材料堆置和运输的需要；坚固稳定；装拆简便；能多次周转使用。

更多知识1．外脚手架按设置方式的分类外脚手架按建筑物立面上设置状态如下图所示分为落地、悬挑、吊挂、附着升降四种基本形式。

（1）落地式脚手架搭设在建筑物外围地面上，主要搭设方法为立杆双排搭设。

因受立杆承载力限制，加之材料耗用量大，占用时间长，所以，这种脚手架搭设高度多控制在40m以下。

在房屋砖混结构施工中，该脚手架兼作砌筑、装修和防护之用；在多层框架结构施工中，该脚手架主要作装修和防护之用。

（2）悬挑式脚手架搭设在建筑物外边缘向外伸出的悬挑结构上，将脚手架荷载全部或部分传递给建筑结构。

悬挑支承结构有用型钢焊接制作的三角桁架下撑式结构以及用钢丝绳斜拉住水平型钢挑梁的斜拉式结构两种主要形式。

在悬挑结构上搭设的双排外脚手架与落地式脚手架相同，分段悬挑脚手架的高度一般控制在25m以内。

该形式的脚手架作装修和防护之用，应用在闹市区需要做全封闭的高层建筑施工中，以防坠物伤人。

外脚手架的四种基本形式(a)落地式外脚手加架；(b)悬挑式外脚手架；(c)吊挂式外脚手架；(d)附着升降外脚手架（3）吊挂式脚手架在主体结构施工阶段为外挂脚手架，随主体结构逐层向上施工，用塔吊吊升，悬挂在结构上。

在装饰施工阶段，该脚手架改为从屋顶吊挂，逐层下降。

吊挂式脚手架的吊升单元(吊篮架子)宽度宜控制在5~6m，高度为一个或一个半楼层，每一吊升单元的自重宜在1t以内。

该形式脚手架适用于高层框架和剪力墙结构施工。

（4）附着升降脚手架是将自身分为两大部分，分别依附固定在建筑结构上。

在主体结构施工阶段，附着升降脚手架以电动或手动环链葫芦为提升设备，两个部件互为利用，交替松开、固定，交替爬升，其爬升原理同爬升模板。

在装饰施工阶段，交替下降。

该形式脚手架搭设高度为3~4个楼层，不占用塔吊，相对一落到底的外脚手，省材料，省人工，适用于高层框架和剪力墙结构的快速施工。

第二题答案：扣件式钢管脚手架的构造多立杆式外脚手架由立杆、大横杆、小横杆、斜撑、脚手板等组成。

其特点是每步架高可根据施工需要灵活布置，取材方便，钢、木、竹等均可应用（图7-1）。

图7-1 多立杆式脚手架a)立面；b)侧面（双排）；c)侧面（单排）1—立杆；2—大横杆；3—小横杆；4—脚手板；5—栏杆；6—抛撑；7—斜撑；8—墙体扣件式钢管脚手架是属于多立杆式外脚手架中的一种。

其特点是：杆配件数量少；装卸方便，利于施工操作；搭设灵活，能搭设高度大；坚固耐用，使用方便。

基本构造扣件式脚手架是由标准的钢管杆件（立杆、横杆、斜杆）和特制扣件组成的脚手架骨架与脚手板、防护构件、连墙件等组成的，是目前最常用的一种脚手架。

1. 钢管杆件钢管杆件一般采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管或无缝钢管，也有外径50~51mm，壁厚3~4mm的焊接钢管或其他钢管。

用于立杆、大横杆、斜杆的钢管最大长度不宜超过6.5m，最大重量不宜超过250N，以便适合人工搬运。

用于小横杆的钢管长度宜在1.5~2.5m，以适应脚手板的宽度。

2. 扣件扣件用可锻铸铁铸造或用钢板压成，其基本形式有三种（图7-2）：供两根成任意角度相交钢管连接用的回转扣件；供两根成垂直相交钢管连接用的直角扣件和供两根对接钢管连接用的对接扣件。

扣件质量应符合有关的规定，当扣件螺栓拧紧力矩达20N·m时扣件不得破坏。

图7-2 扣件形式a)回转扣件；b)直角扣件；c)对接扣件3. 脚手板脚手板一般用厚2mm的钢板压制而成，长度2~4m，宽度250mm，表面应有防滑措施。

也可采用厚度不小于50mm的杉木板或松木板，长度3~6m，宽度200~250mm；或者采用竹脚手板，有竹笆板和竹片板两种形式。

4. 连墙件连墙件将立杆与主体结构连接在一起，可用钢管、型钢或粗钢筋等，其间距如表7-1所示。

表7-1 连墙件的布置脚手架类型脚手架高度m 垂直间距m水平间距m双排≤60≤6≤6 >50≤4≤6单排≤24≤6≤6每个连墙件抗风荷载的最大面积应小于40m2。

连墙件需从底部第一根纵向水平杆处开始设置，附墙件与结构的连接应牢固，通常采用预埋件连接。

5. 底座底座一般采用厚8mm，边长150~200mm的钢板作底板，上焊150mm高的钢管。

底座形式有内插式和外套式两种（图7-3），内插式的外径D1比立杆内径小2mm，外套式的内径D2比立杆外径大2mm。

图7-3 扣件钢管架底座a)内插式底座；b)外套式底座1—承插钢管；2—钢板底座扣件式钢管脚手架更多知识3．扣件式脚手架设计原则脚手架根据承载能力极限状态的要求，要计算下列内容：脚手板、横向水平杆、纵向水平杆等受弯构件的强度；轴心受压构件的稳定性；脚手架与主体结构的连接强度；脚手架地基基础的承载力。

各构件均不进行疲劳强度验算。

受弯构件应根据正常使用极限状态的要求验算强度。

计算构件的强度、稳定性和连接强度时，应采用荷载设计值，它等于荷载标准值乘以荷载分项系数。

永久荷载的分项系数为1.2，可变荷载的分项系数为1.4。

验算构件变形时，采用荷载标准值。

当横向水平杆、纵向水平杆的轴线对立柱的偏心距不大于55mm时，立杆稳定性按轴心受压构件计算。

受弯构件的容光焕发许挠度，脚手板、横向水平杆、纵向水平杆为l/150(l 为受弯构件的计算跨度)及10mm；竖向分段悬挑结构的受弯构件为l /400 。

受压、受拉构件的长细比，不得超过表3-6规定的容许值。

扣件的抗滑移承载力设计值：对接扣件抗滑，一个扣件为2.5kN；直角扣件、旋转扣件抗滑，一个扣件为6.0kN，二个扣件为11.0kN。

螺栓、焊缝连接的强度设计值，按国家规范GBJ18—87《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中规定的强度设计值乘以0.75采用。

第三题答案：扣件式脚手架的搭设要求钢管扣件脚手架搭设中应注意地基平整坚实，设置底座和垫板，并有可靠的排水措施，防止积水浸泡地基。

立杆之间的纵向间距，当为单排设置时，立杆离墙1.2~1.4m；当为双排设置时，里排立杆离墙0.4~0.5m，里外排立杆之间间距为1.5m左右。

相邻立杆接头要错开，对接时需用对接扣件连接，也可用长度为400mm、外径等于立杆内径，中间焊法兰的钢管套管连接。

立杆的垂直偏差不得大于架高的1/200。

上下两层相邻大横杆之间的间距为1.8m左右。

大横杆杆件之间的连接应位置错开，并用对接扣件连接，如采用搭接连接，搭接长度不应小于1m，并用三个回转扣件扣牢。

与立杆之间应用直角扣件连接，纵向水平高差不应大于50mm。

小横杆的间距不大于1.5m。

当为单排设置时，小横杆的一头搁入墙内不少于240mm，一头搁于大横杆上，至少伸出100mm；当为双排设置时，小横杆端头离墙距离为50~100mm。

小横杆与大横杆之间用直角扣件连接。

每隔三步的小横杆应加长，并注意与墙的拉结。

纵向支撑的斜杆与地面的夹角宜在45°~60°范围内。

斜杆的搭设是利用回转扣件将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上，这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。

斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接接头距脚手架节点（即立杆和横杆的交点）不大于200mm。

除两端扣紧外，中间尚需增加2~4个扣节点。

为保证脚手架的稳定，斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm。

斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接，当采用搭接时，搭接长度不小于400mm，并用两只回转扣件扣牢。

钢管脚手架的搭设更多知识2．脚手架搭设高度的限制脚手架搭设高度的限制序次类别型式高度限值m备注1木脚手架单排30架高≥30m时，立杆纵距≯1.5m 双排602竹脚手架单排25双排503扣件式钢管脚手架单排20双排504碗扣式钢管脚手架单排25架高≥30m时，立杆纵距≯1.5m 双排605门式钢管脚手架轻载60施工总荷载≤3kN/m2普通45施工总荷载≤5kN/m2第四题答案：碗扣式钢管脚手架的构造碗扣式钢管脚手架是我国参考国外经验自行研制的一种多功能脚手架，其杆件节点处采用碗扣连接，由于碗扣是固定在钢管上的，构件全部轴向连接，力学性能好，其连接可靠，组成的脚手架整体性好，不存在扣件丢失问题。

在我国近年来发展较快，现已广泛用于房屋、桥梁、涵洞、隧道、烟囱、水塔、大坝、大跨度棚架等多种工程施工中，取得了显著的经济效益。

基本构造碗扣式钢管脚手架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。

其基本构造和搭设要求与扣件式钢管脚手架类似，不同之处主要在于碗扣接头。

碗扣接头（图7-4）是由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。

在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销，将上碗扣套入立杆内。

在横杆和斜杆上焊接插头。

组装时，将横杆和斜杆插入下碗扣内，压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣。