提高脚手架整体稳定性的方法

影响脚手架稳定性的因素脚手架任何一个杆件都会对脚手架整体稳定性与稳定承载能力产生影响，只不过是影响大小不同而已。而扣件式钢管落地脚手架（双排）是由纵、横向水平杆与立杆组成的多层次多跨空间框架结构，其重要特点是：1、节点由于采用扣件连接而具有“半刚性”。在荷载作用下，扣件节点具有一定的抗转向刚度，且抗转向刚度与扣件的质量与拧紧程度有很大关系。2、一般情况下脚手架横向尺寸较其纵向尺寸与高度小得多，对一面墙的脚手架可视为一块“格构式”平板，它在垂直于主体结构表面的刚度远小于其纵向刚度，因而脚手架必须依靠与建筑物的可靠连接才能承受其自重、施工荷载与风荷载的作用。我们从以下九个方面通过实验数据来分析影响脚手架稳定性的主要因素。一、步距脚手架的临界荷载与立杆长度有着紧密的关系，它与压杆的平方成反比，它随脚手架的步距的加大而减少，实验表明当步距由1.2m增加到1.8m的时候，临界荷载下降26.1%二、连墙件的设置连墙件一般设置为两步三跨，三步三跨，如果随意扩大连墙件的竖向间距，就会导致脚手架临界荷载大大降低，因为它与加大脚手架步距一样，同样增大了脚手架的立杆的计算长度。实验表明当连墙件的竖向距离从3.6m，加大到7.2m时，脚手架的临界载荷下降了33.88%。由于脚手架的纵向刚度大于脚手架的横向刚度，如果脚手架发生整体失稳，则脚手架呈现出内外立杆与横向水平杆组成的横向框架沿垂直于主体结构方向的大波弯曲现象，其波长超过脚手架步距大致等于连墙件竖向间距。整体失稳破坏始于无连墙件、横向刚度或初弯曲度较大的部位，如果连墙件竖向间距较大，则弯曲波长较长，脚手架失稳就越严重。因此，可以得出这么一个结论，连墙件的存在是对立杆起到一个中间支座的作用。在脚手架进行设计时，一定要明确确定连墙件的设置，并且在施工中对连墙件的设置进行严格控制，确保连墙件的设置符合规范与施工方案，否则将会大大降低脚手架的承载力。三、扫地杆的设置扫地杆一般设置在离脚手架立杆基础上皮20cm处，而且规范对扫地杆的布置有着严格的要求，专门有图例对基础高低不一的脚手架扫地杆作了说明。扫地杆在脚手架中主要是起到对立杆的约束作用，起到降低立杆计算长度的作用。脚手架设计中将一个脚手架段计算简化为按单根轴心受压立杆来进行计算，而公式中的h指的就是扫地杆到上步纵向水平杆的步距，而规定中确定的脚手架首步架高为1.5m指的就是扫地杆的步距。脚手架立杆长度计算公式为l=Kμh，如果实际施工中忽视对扫地杆进行控制、检查，会造成μ的加大，加大了脚手架的计算长度，从而降低脚手架的承载力。四、立杆横距加大立杆横距，在其他条件不变的情况下，会加大立杆的长度计算系数，导致脚手架临界承载力下降，实验表明，当立杆横距由1.2m加大到1.5m，时承载力下降11.35%。但是，在施工中也不得任意减少脚手架的立杆横距，五、剪刀撑剪刀撑的存在将脚手架立杆连接在一起，提高了脚手架整体的空间刚度，也提高脚手架的整体稳定性，实验表明，加设剪刀撑的脚手架比不加设剪刀撑的脚手架临界承载力提高了12.49%。六、扣件的拧紧程度扣件的拧紧程度越高，则脚手架的压杆类型可近似的向两端固定接近，可大大降低脚手架的立杆计算长度，提高脚手架的承载能力。实验表明，主节点处拧紧力矩30N.m与拧紧力矩为50N.m进行比较，脚手架临界承载力提高20%。七、实验表明，立杆纵距与水平支撑对提高脚手架的稳定性也可以起到一定的作用，但是效果不如其它杆件明显。八、横向支撑由于脚手架纵向刚度远大于横向刚度，因此在脚手架横向截面上设置横向支撑有助于提高脚手架的横向刚度，提高脚手架的稳定承载能力。实验表明，横向支撑可将脚手架临界承载力提高15%以上。九、连墙件花排实验表明花排比并排提高10%以上。十、结论1、由以上影响因素可以看出，脚手架整体失稳主要是横向失稳，失稳主要发生在横向刚度较差的部位，例如平面转角处，洞口位置等，故规定对此处专门做了规定，以加强此处的横向刚度。2、增强脚手架的横向刚度对提高脚手架稳定承载能力起着关键的作用，因此在进行脚手架的设计与施工时必须对有助于提高脚手架横向刚度的设施进行严格的设计与把关，例如严格控制脚手架步距与连墙件的竖向距离对提高脚手架的横向刚度有着极其明显作用。3、连墙件的设置对脚手架的稳定承载起着关键的作用，实验表明一旦失效，脚手架的失稳模态曲线波长将加大一倍以上，从而大幅度降低脚手架的承载性能，并且有可能导致脚手架坍塌。4、提高脚手架的纵向刚度虽然对提高脚手架的稳定承载有一定的作用，但作用并不明显，因为脚手架纵向跨数较多，纵向刚度远大于横向刚度，因此只要按一般规定设置剪刀撑等提高纵向刚度构件，即可保证脚手架纵向刚度。5、实验表明，脚手架单根立杆的稳定承载能力大于整体的稳定承载能力，因此计算脚手架时必须对脚手架的稳定承载能力进行计算，计算公式中必须确切地反映脚手架整体稳定概念，因此在脚手架设计计算中，虽然是用单根轴心受压立杆计算来简化脚手架整体稳定计算，但在公式确定了一个脚手架整体稳定系数，使用单根轴心受压杆件来计算脚手架整体稳定的方式能符合实际。