高层建筑施工悬挑脚手架受力机理研究

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随着我国高层、超高层建筑的广泛发展,随之高层建筑施工的脚手架技术也得到了相应的发展,由于建筑施工技术的要求和脚手架技术的发展不同步性,导致我国脚手架事故时有发生,而且渐渐成为阻碍我国建筑技术健康、可持续发展的障碍。虽然脚手架研究起步于上世纪八十年代,由于在实际工程施工实践中由脚手架的原因导致的安全事故频发,脚手架安全问题逐渐得到了工程界、学术界的关注,脚手架搭设技术也逐步摆脱了随意有工人按照经验搭设的问题。扣件式脚手架的引进,使我国建筑施工中最常见的竹木脚手架逐步被扣件式脚手架所取代,扣件式脚手架也渐渐成为我国建筑施工脚手架的主要形式。本文通过总结我国近年来脚手架事故,并对相关事故进行分析总结,研究在不同施工工艺下的施工活载,设备自重作用等工程发生的实际荷载进行分析研究,找出对整架稳定性有重要影响的荷载,并对其进行合理组合,找出悬挑脚手架在正常受力状态下的受力机理,和各杆件的合理传力途径;分析总结我国建筑施工单位常用悬挑脚手架搭设形式,各种搭设形式的搭设方法,构配件的搭接方式,建立悬挑架数值分析模型利用有限元软件进行模拟分析,建立悬挑脚手架典型分析模型,分析各种杆件,配件布置的方式对结构稳定承载力的影响。通过数值模拟本文得出以下结论:(1)、脚手架设置剪刀撑时,脚手架的承载能力大于不设置剪刀撑的脚手架,设置内外立杆剪刀撑时,脚手架的承载能力大于仅仅设置外立杆剪刀撑的脚手架,且剪刀撑的角度对脚手架的承载力有显著影响。(2)、脚手架设置连墙件时,脚手架的承载能力明显大于没有设置连墙件的脚手架,连墙件的设置密度越大,脚手架的承载能力也越大,即是单个连墙件的负荷面积越小,脚手架的稳定承载能力越大。(3)、水平剪刀撑的设置与否对脚手架的承载能力基本没有影响。(4)、立杆间斜撑的设置可以显著影响脚手架的稳定承载能力,相对于没有设置立杆间斜撑的脚手架,设置斜撑的脚手架承载能力明显增加,并且不同步高设置斜撑对脚手架稳定承载能力也有显著影响,每步高设置一根斜撑时脚手架的承载能力相对大于一步步高的设置斜撑脚手架承载能力最大。结合工程使用实例,通过脚手架一次搭设高度不超过18m的脚手架验算,采用Φ48×3.5mm钢管,步距1.8m,跨距1.5m为最为经济的搭设方案,在满足工程施工要求的情况下,耗费人工机械,材料工期均相对较为合理。
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