悬挑式脚手架设计计算方法

摘要

悬挑脚手架是小高层、高层和超高层建筑施工中主要的脚手架形式。随着我国城镇化进程的推进，小高层和高层建筑已成为一种主要的建筑形式，因此，悬挑式脚手架使用率越来越高。本文以悬挑式脚手架为研究对象，对涉及悬挑脚手架设计计算的荷载、关键部位和主要构配件展开研究，对于提高脚手架设计安全度和建筑施工安全生产水平具有十分重要的意义，本文的主要研究内容包括:
　　1)第一章绪论部分阐述了论文的选题背景，介绍了各种形式脚手架的起源、发展和现状，分析脚手架在施工和使用中面临的安全形势，引出了悬挑脚手架结构安全研究的必要性和紧迫性;介绍了国内外悬挑脚手架的研究成果和应用情况，指出其中存在的问题，从而提出了本文的研究内容、创新点以及目的和意义。
　　2)第二章对涉及悬挑脚手架架体结构安全的钢管、扣件和脚手板进行研究，开展了“扣件抗滑承载力”、“钢管轴向受压承载力”和“竹笆片脚手板重力性能研究”三项试验分析，提出架体结构分析时扣件抗滑承载力、扣件螺栓拧紧力矩、钢管壁厚、竹笆板自重等取值观点和依据。
　　3)第三章对悬挑脚手架上部架体进行研究，介绍了悬挑脚手架的组成和分类，提出现有计算理论中脚手架结构模型与工程中实际搭设的脚手架之间存在的差别，指出现有计算理论存在的问题。针对上述提出的问题，对这两种脚手架在构造、荷载取值和分配、计算模型、设计指标等方面进行研究，采用“立杆承载力计算法”对双排扣件式钢管脚手架架体结构进行稳定性分析，建立了三种不同的分析模型，结合计算结果提出了与工程实际最为接近的分析模型和设计方案。
　　4)第四章对悬挑脚手架下部承力架展开研究，介绍了悬挑承力架的分类、发展和应用情况。建立钢管悬挑承力架的分析模型，对钢管悬挑承力架在不同内档间距、不同搭设高度和不同纵向间距等情况下的悬挑脚手架稳定性进行计算和分析。对型钢悬挑承力架的构造、连接节点、材料选型、计算模型等进行研究，讨论确定其合理科学形式;对工具式悬挑承力架进行开发和研究，取得了两项国家专利;结合实际工程，进行悬挑脚手架方案的设计、计算和分析。
　　5)第五章对悬挑脚手架在风荷载作用下的架体稳定进行研究，介绍了风荷载标准值的计算公式并指出存在的问题，根据工程实际重新推导了挡风系数的计算公式，经大量计算分析提出了连墙件和立杆计算中风压高度变化系数的取值原则，对脚手架外侧附着设施的材料特性、挡风性能进行研究，提出其设置要求。分析风荷载作用下脚手架失稳曲线，得出了连墙件的重要作用;介绍连墙件设计中的计算项目、内容和要求;对各种形式的连墙件构造进行研究，分析各自的优缺点，在此基础上进行国家专利—“螺杆式连墙件”的开发和研究。
　　6)第六章应用实例部分以常熟市汇丰时代广场为工程背景，该工程建筑高度高、结构形式复杂、立面造型丰满，各种形式的悬挑承力架均有不同程度的应用。本文根据工程特点和上述研究成果，经科学计算和统筹安排，给出了该脚手架工程的设计和施工方案，应用效果良好。
　　本文关于对悬挑脚手架结构安全起重要作用的各种荷载、主要构配件和连接节点等的研究成果，对进一步提高悬挑脚手架的使用安全，推动脚手架行业的理论研究，促进新型脚手架的开发和应用等，具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．1．1 施工脚手架的起源和发展

1．1．2 悬挑式脚手架应用

1．1．3 脚手架应用的安全形势

1．2 悬挑式脚手架的国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要研究工作及创新点

1．4 本章小结

第二章 影响悬挑脚手架结构安全的主要构配件试验研究

2．1 钢管和扣件连接刚度试验分析

2．1．1 钢管和扣件协同工作原理

2．1．2 钢管和扣件质量调查及分析

2．1．3 扣件抗滑承载力和钢管轴心受压承载力试验

2．2 施工脚手板试验和分析

2．2．1 脚手板应用情况调查

2．2．2 竹笆板自重试验调查和分析

2．3 本章小结

第三章 悬挑脚手架架体构造和计算模型研究

3．1 悬挑脚手架组成和分类

3．2 敞开式脚手架

3．3 双排扣件式脚手架

3．3．1 架体构造和计算模型

3．3．2 荷载

3．3．3 设计要求和指标

3．3．4 纵横向水平杆计算

3．3．5 立杆稳定性计算

3．4 本章小结

第四章 悬挑脚手架下部承力架构造和计算模型研究

4．1 下部承力架发展历程

4．2 钢管悬挑承力架

4．2．1 钢管悬挑承力架构造

4．2．2 钢管悬挑承力架计算模型

4．3 型钢悬挑承力架

4．3．1 型钢悬挑承力架构造

4．3．2 型钢悬挑承力架计算模型

4．3．3 型钢悬挑承力架节点设计

4．4 应用实例

4．5 本章小结

第五章 悬挑脚手架在风荷载作用下的稳定性研究

5．1 风荷载标准值计算

5．1．1 挡风系数

5．1．2 附着设施对风荷载的影响

5．1．3 风压高度变化系数

5．2 连墙件

5．2．1 连墙件作用

5．2．2 连墙件构造

5．2．3 新型连墙件开发

5．3 本章小结

第六章 应用实例

6．1 工程概况

6．2 脚手架设计

6．2．1 总体方案设计

6．2．2 上部架体设计

6．2．3 连墙件设计

6．2．4 悬挑承力架设计

6．3 应用小结

第七章 全文总结与展望

7．1 全文总结

7．2 展望

致谢

参考文献

在攻读学位期间取得的研究成果