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摘要：本文从扣件式钢管支架的主要材料、设计、构造及搭设和拆除要求出发，分析扣件式支架的不安全因素，提出今后的使用对策，为今后扣件式钢管支架施工提供参考。
Abstract: By analysizing the unsafe factors of fastener on the sides of main materials, design, configuration, installation and demolishment, the article gives some countermeasures for future reference.
主题词：扣件式支架 设计 安全使用
Key Words: fastener bracelet design, safe use
中图分类号：TU511.3+7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2011）12-0000--00
国内砼工程大量使用扣件式钢管支架进行现浇施工，说明扣件式钢管架在一定范畴（桥梁、房建等工程）有它的优越性。虽然我国已经具有扣件式支架施工现浇砼工程相应规范和成熟的施工工艺，但在其施工现浇砼过程中，又常常和其它支架（如碗扣式支架、万能杆件支架等）一样，会发生倒塌事故，这就要求使用扣件式钢管架的单位要认真设计、精心施工，避免支架损坏、倒塌造成人身伤害和经济方面的损失。在此谈谈自己对扣件式钢管支架的设计和安全使用的经验和认识，以供大家在今后施工中参考。
一、主要材料的概述
1、钢管。支架组成的主要材料之一，根据计算荷载初步选定钢管，常用的Φ48×3.5mm焊接钢管。
2、底座。根据荷载及基础形式选定，无条件配备配套底座时，也可利用钢板抄垫。
3、顶托（可调托座）。如果单立杆承受的荷载≥1.5t时，优先考虑采用顶托，如果无条件采用顶托而利用支架最上一层水平钢管布置分配梁时，应考虑适当减小步距和立桿的偏心受力，采取相关合理可行的处理方案。当单杆荷载＜1.5t时，可不用顶托，考虑直接利用最上一层水平杆布置分配梁和模板。
4、扣件。扣件有三种：直角扣、对接扣和回转扣，直角扣件用于立杆和水平杆之间的连接，纵横向水平杆之间的连接；旋转扣件用于立杆、水平杆和斜杆之间的连接；对接扣主要用于立杆接长，传递轴向力性能较另外两种扣件好。
二、扣件式钢管支架的设计
1、荷载的确定
（1）、砼结构的荷载。砼的体积根据设计图纸计算，砼的容重根据相关规范、标准取用。现浇砼结构荷载一般取1.2倍安全系数。
（2）、施工荷载。操作人员、材料和其他设备等荷载，根据相关规范、标准取用（一般取250Kg/m2）。施工荷载一般取1.4倍安全系数。
（3）、钢管、扣件、模板、分配梁、托座和底座等自重荷载。
（4）、风荷载。根据相关规范、标准取用。
2、荷载的传递顺序：模板（或脚手板）→托座（或最上一层水平钢管）→立杆→底座（或垫板）→基础→地基。
3、钢管承载力计算
KN=An{[ƒy+（η+1）σ]/2-√{[ƒy+（η+1）σ]/2}2-ƒyσ}
N为钢管的轴向设计荷载；K为考虑钢管平直度、锈蚀程度等因素影响的附加系数（一般取2.0）；η=0.3(1/100i)2，回转半径i=（Imin/An）1/2；钢管的设计强度值ƒy一般取170MPa；欧拉临界应力σ=π2E/λ2，立杆的长细比λ=L0/i，立杆的有效长度L0=μL，μ为计算长度系数（一般取0.7，为一端固定一端铰支的压杆）；支架步距L，相邻两层水平杆之间的距离（取最大值）；An为钢管的净截面积。
4、托座的验算
应结合托座的结构形式，按压杆稳定计算托座的轴向承载力，相应考虑托座上分配梁的设置使托座产生偏心受力。
5、扣件的验算
当底模分配梁直接作用于最上一层水平钢管上时，应对支架最上一层节点的扣件进行抗破坏和抗滑力的验算。
6、基础的验算：
根据立杆承受的荷载及基础的形式，计算基础的承压能力，当立杆直接作用于基础上时，基础压应力σ=N/A0＜[σ]（基础容许压应力），否则，必须加底座或抄垫钢板，再根据相关规范、标准进行基础局部承压验算。
7、地基承载力验算
地基允许承载力[σ地]应根据设计资料结合现场实测地基承载力采用，承压面积AC应根据基础形式及相关规范、标准计算得。
三、扣件式钢管支架的构造要求
1、立杆。可采用单立杆或双立杆，立杆之间必须按步矩满设双向水平杆，以确保立杆在平面上两个方向具有足够的刚度。
2、水平杆。根据立杆的受力要求，水平杆的布置即步距也可以是变化的，可以利用“下小上大”或区域性增加水平杆的方式，来实现荷载对立杆的要求。
3、斜杆（剪刀撑）。沿支架四周应满设剪刀撑，中央部位可视需要并根据支架框格的大小设置，一般为5～15m设置一道，剪刀撑与地面的倾斜角一般为45～60度。
4、扫地杆。钢管支架应设置扫地杆，也就是最下一层水平杆件不宜离基础面太高，一般为10～30厘米。
5、支架的顶托和底座。支架顶托和底座的设置应保证其和钢管之间受力正常，且顶托顶面到钢管顶口的最大容许距离应根据计算确定，一般不超过40厘米。
6、连接件和附墙件。如果条件允许应设置一定的连接件和附墙件，就是支架通过增设连接件和附墙件固定到本来就足够稳定的刚体上，以增加支架的整体稳定性，特别是局部稳定性不好的支架。如果无条件附墙而受力又确实需要，可采取风缆克服水平力来确保支架的横向稳定。
四、扣件式钢管支架的搭设和拆除要求
1、搭设要求。搭设前必须对钢管、扣件、托座、底座和分配梁进行全面检查，相应原材料必须有出厂合格证书和检验证明材料；支架搭设前应进行技术交底；应采取有效的排水措施，确保基底不受积水浸泡；钢管应无裂纹、锈蚀和凹陷；拼装时务必保证立杆的位置、垂直度及平杆的位置和水平度满足设计要求；纵横两向水平杆、剪刀撑应采用扣件与立杆扣紧；各杆件端头伸出扣件盖板边缘至少10厘米；支架的整体垂直度偏差应不大于H/600及50毫米；支架拼装完毕后，经验收合格后方能投入使用。
2、拆除要求。支架使用完毕经项目技术负责人签认后方可拆除；拆除应制定可靠的拆除方案；应安排专人负责，支架拆除应按顺序分段逐向逐层进行，特别注意要拆除杆件的受力状态，最好是先卸载再拆除。
五、安全使用分析及相关施工工艺要求
1、钢管存在的不安全因素分析：普通钢管容易生锈，出现严重的麻坑；租赁来的钢管质量难以保证，钢管壁厚不均；部分钢管的杆端经多次切割，端面不整齐，在对接部位容易出现弯曲，容易使支架失稳。
2、扣件存在的不安全因素分析：扣件来源乱，质量不均；旧扣件的螺丝经常有滑丝现象，施工时难以控制；扣件为不规则形状，施工前检查工作难度大。
3、变形对支架稳定性的影响：地基不均匀沉降容易对支架立杆受力产生很大的影响，易产生立杆的局部失稳事故；支架顶部和模板之间的分配梁的变形容易使支架产生不均匀受力，导致支架突发性整体倒塌。
4、支架设计中存在不确定因素分析：支架立杆承载力计算方法虽然考虑了杆件节间的压杆稳定，但计算仍然只是单杆、单节间的。
5、施工工艺要求。编制周密的压重方案（压重荷载一般取1.1～1.25倍支架设计荷载），对支架根据现场实际情况进行整体或局部压重；严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，编制荷载控制要求，施工过程中设专人对施工荷载进行监督、控制；精心编制砼施工工艺，确保支架按设计要求承受荷载；砼灌注过程中设专人对支架和模板系统进行检查，以保证及时发现、解决问题，有条件的单位可采用应力检测装置进行监控；
六、结语
限于本人水平，本文存在的不足之处，恳请各位同仁、专家不吝指教。
参考文献
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGT130～2001
2、《简明施工计算手册》江正荣朱国梁 编著
Abstract: By analysizing the unsafe factors of fastener on the sides of main materials, design, configuration, installation and demolishment, the article gives some countermeasures for future reference.
主题词：扣件式支架 设计 安全使用
Key Words: fastener bracelet design, safe use
中图分类号：TU511.3+7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2011）12-0000--00
国内砼工程大量使用扣件式钢管支架进行现浇施工，说明扣件式钢管架在一定范畴（桥梁、房建等工程）有它的优越性。虽然我国已经具有扣件式支架施工现浇砼工程相应规范和成熟的施工工艺，但在其施工现浇砼过程中，又常常和其它支架（如碗扣式支架、万能杆件支架等）一样，会发生倒塌事故，这就要求使用扣件式钢管架的单位要认真设计、精心施工，避免支架损坏、倒塌造成人身伤害和经济方面的损失。在此谈谈自己对扣件式钢管支架的设计和安全使用的经验和认识，以供大家在今后施工中参考。
一、主要材料的概述
1、钢管。支架组成的主要材料之一，根据计算荷载初步选定钢管，常用的Φ48×3.5mm焊接钢管。
2、底座。根据荷载及基础形式选定，无条件配备配套底座时，也可利用钢板抄垫。
3、顶托（可调托座）。如果单立杆承受的荷载≥1.5t时，优先考虑采用顶托，如果无条件采用顶托而利用支架最上一层水平钢管布置分配梁时，应考虑适当减小步距和立桿的偏心受力，采取相关合理可行的处理方案。当单杆荷载＜1.5t时，可不用顶托，考虑直接利用最上一层水平杆布置分配梁和模板。
4、扣件。扣件有三种：直角扣、对接扣和回转扣，直角扣件用于立杆和水平杆之间的连接，纵横向水平杆之间的连接；旋转扣件用于立杆、水平杆和斜杆之间的连接；对接扣主要用于立杆接长，传递轴向力性能较另外两种扣件好。
二、扣件式钢管支架的设计
1、荷载的确定
（1）、砼结构的荷载。砼的体积根据设计图纸计算，砼的容重根据相关规范、标准取用。现浇砼结构荷载一般取1.2倍安全系数。
（2）、施工荷载。操作人员、材料和其他设备等荷载，根据相关规范、标准取用（一般取250Kg/m2）。施工荷载一般取1.4倍安全系数。
（3）、钢管、扣件、模板、分配梁、托座和底座等自重荷载。
（4）、风荷载。根据相关规范、标准取用。
2、荷载的传递顺序：模板（或脚手板）→托座（或最上一层水平钢管）→立杆→底座（或垫板）→基础→地基。
3、钢管承载力计算
KN=An{[ƒy+（η+1）σ]/2-√{[ƒy+（η+1）σ]/2}2-ƒyσ}
N为钢管的轴向设计荷载；K为考虑钢管平直度、锈蚀程度等因素影响的附加系数（一般取2.0）；η=0.3(1/100i)2，回转半径i=（Imin/An）1/2；钢管的设计强度值ƒy一般取170MPa；欧拉临界应力σ=π2E/λ2，立杆的长细比λ=L0/i，立杆的有效长度L0=μL，μ为计算长度系数（一般取0.7，为一端固定一端铰支的压杆）；支架步距L，相邻两层水平杆之间的距离（取最大值）；An为钢管的净截面积。
4、托座的验算
应结合托座的结构形式，按压杆稳定计算托座的轴向承载力，相应考虑托座上分配梁的设置使托座产生偏心受力。
5、扣件的验算
当底模分配梁直接作用于最上一层水平钢管上时，应对支架最上一层节点的扣件进行抗破坏和抗滑力的验算。
6、基础的验算：
根据立杆承受的荷载及基础的形式，计算基础的承压能力，当立杆直接作用于基础上时，基础压应力σ=N/A0＜[σ]（基础容许压应力），否则，必须加底座或抄垫钢板，再根据相关规范、标准进行基础局部承压验算。
7、地基承载力验算
地基允许承载力[σ地]应根据设计资料结合现场实测地基承载力采用，承压面积AC应根据基础形式及相关规范、标准计算得。
三、扣件式钢管支架的构造要求
1、立杆。可采用单立杆或双立杆，立杆之间必须按步矩满设双向水平杆，以确保立杆在平面上两个方向具有足够的刚度。
2、水平杆。根据立杆的受力要求，水平杆的布置即步距也可以是变化的，可以利用“下小上大”或区域性增加水平杆的方式，来实现荷载对立杆的要求。
3、斜杆（剪刀撑）。沿支架四周应满设剪刀撑，中央部位可视需要并根据支架框格的大小设置，一般为5～15m设置一道，剪刀撑与地面的倾斜角一般为45～60度。
4、扫地杆。钢管支架应设置扫地杆，也就是最下一层水平杆件不宜离基础面太高，一般为10～30厘米。
5、支架的顶托和底座。支架顶托和底座的设置应保证其和钢管之间受力正常，且顶托顶面到钢管顶口的最大容许距离应根据计算确定，一般不超过40厘米。
6、连接件和附墙件。如果条件允许应设置一定的连接件和附墙件，就是支架通过增设连接件和附墙件固定到本来就足够稳定的刚体上，以增加支架的整体稳定性，特别是局部稳定性不好的支架。如果无条件附墙而受力又确实需要，可采取风缆克服水平力来确保支架的横向稳定。
四、扣件式钢管支架的搭设和拆除要求
1、搭设要求。搭设前必须对钢管、扣件、托座、底座和分配梁进行全面检查，相应原材料必须有出厂合格证书和检验证明材料；支架搭设前应进行技术交底；应采取有效的排水措施，确保基底不受积水浸泡；钢管应无裂纹、锈蚀和凹陷；拼装时务必保证立杆的位置、垂直度及平杆的位置和水平度满足设计要求；纵横两向水平杆、剪刀撑应采用扣件与立杆扣紧；各杆件端头伸出扣件盖板边缘至少10厘米；支架的整体垂直度偏差应不大于H/600及50毫米；支架拼装完毕后，经验收合格后方能投入使用。
2、拆除要求。支架使用完毕经项目技术负责人签认后方可拆除；拆除应制定可靠的拆除方案；应安排专人负责，支架拆除应按顺序分段逐向逐层进行，特别注意要拆除杆件的受力状态，最好是先卸载再拆除。
五、安全使用分析及相关施工工艺要求
1、钢管存在的不安全因素分析：普通钢管容易生锈，出现严重的麻坑；租赁来的钢管质量难以保证，钢管壁厚不均；部分钢管的杆端经多次切割，端面不整齐，在对接部位容易出现弯曲，容易使支架失稳。
2、扣件存在的不安全因素分析：扣件来源乱，质量不均；旧扣件的螺丝经常有滑丝现象，施工时难以控制；扣件为不规则形状，施工前检查工作难度大。
3、变形对支架稳定性的影响：地基不均匀沉降容易对支架立杆受力产生很大的影响，易产生立杆的局部失稳事故；支架顶部和模板之间的分配梁的变形容易使支架产生不均匀受力，导致支架突发性整体倒塌。
4、支架设计中存在不确定因素分析：支架立杆承载力计算方法虽然考虑了杆件节间的压杆稳定，但计算仍然只是单杆、单节间的。
5、施工工艺要求。编制周密的压重方案（压重荷载一般取1.1～1.25倍支架设计荷载），对支架根据现场实际情况进行整体或局部压重；严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，编制荷载控制要求，施工过程中设专人对施工荷载进行监督、控制；精心编制砼施工工艺，确保支架按设计要求承受荷载；砼灌注过程中设专人对支架和模板系统进行检查，以保证及时发现、解决问题，有条件的单位可采用应力检测装置进行监控；
六、结语
限于本人水平，本文存在的不足之处，恳请各位同仁、专家不吝指教。
参考文献
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGT130～2001
2、《简明施工计算手册》江正荣朱国梁 编著