脚手架 :为保证施工顺利进行搭设的平台

更新时间:2023-11-07 22:04

脚手架(scaffold)是为了保证建筑过程顺利进行而搭设的工作平台。

脚手架发发明一说源于中国的神农;一说源于美国的F.B.Gilbreth(),都旨在为提高工作效率而设计。在当代,脚手架成为作业人员操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。应用在广告业、市政、交通路桥、矿山等领域。脚手架具有不变形、不摇晃和不倾斜;构造简单、便于装拆和搬运,并能多次周转使用等特点。

脚手架对施工速度、工作效率、工程质量以及工人的人身安全有着直接的影响。脚手架是一种系统工程,每一个环节都与其他环节紧紧关联,容易引发连锁反应,由很小的危险演变为重大或特大安全事故,造成人员伤亡,财产损失。需要根据情况,建立健全安全管理体系,同时培养工人更科学的安全意识,尽最大的努力,保障工人的生命安全,企业的财产安全。

发明简史

起源发展

神农发明说

中国古代,神农教会了人民伐木。古代的树都很高,搭起架子,往更高的山上爬,这些架子现在被认为是脚手架的起源雏形。现在建筑工人使用的脚手架,发明权被认为是神农。神农想通过脚手架,爬到山的深处发现、摘取草药。

吉尔伯勒斯发明说

1911年,F.B.Gilbreth(吉尔伯勒斯)对美国建筑公司工人砌砖作业进行了试验,为使工人的砌砖速度提高,发明脚手架。使得砌砖工人在所有的情况下能够在最合适的高度处工作。

发展阶段

20世纪50年代,日本在以单管扣件脚手架为主,由于不断发生施工伤亡事故,到20世纪60年代大量推广应用门式脚手架。由于门式脚手架装拆方便、承载性能好、安全可靠。

中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,中国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年代后,随着土木工程的发展,中国国内一些研究、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,开发出新型脚手架,进入了多种脚手架并存的第三阶段。

性能特点

综述

脚手架具有不变形、不摇晃和不倾斜;构造简单、便于装拆和搬运,并能多次周转使用等特点。

性能参数

设置要求

脚手架的设置应确保结构稳定、受力明确、承载可靠和使用安全。

脚手架作业层的架面宽度根据施工需要确定,一般情况下,结构工程脚手架和外装修脚手架的架面宽度不小于0.9米,里装修脚手架不得小于0.6米。铺板的里边缘距墙不得大于150毫米。

脚手架的步距、单双排脚手架的立杆纵距和满堂脚手架的立杆间距应根据脚手架的搭设高度、施工要求、承载和构架的需要确定,且均不宜大于1.8米。对于洞口、通道口、荷载加大部位、拉结和卸载措施设置处等部位均应增设加强构造。

架高超过6米时,脚手架与工程结构之间必须设置拉结措施——连墙点。连墙点应按竖向架面均匀分布,竖向间距最大不超过8 米,每点覆盖面积最大不超过40平方米。

一般情况下,禁止不同材料和连接方式的脚手架的杆配件混用。但由于所用脚手架材料的构架能力不能完全满足施工的需要,而要采用其他杆配件或材料予以加强时,若其规格或连接方式与原构架不同,则不得取代原脚手架构架结构的基本杆配件,且混用的加强立杆必须自地面(楼面)或其他承重结构起向上连续搭设并进行可靠连接。

当架高超过20米,构架尺寸、荷载和受力状态有显著改变的部位(局部脚手架),作模板支撑和其他承重用途的脚手架;实际使用的施工荷载或作业层数超过二层或相应规范的规定,尚未制定规范的新型脚手架、特种和特殊造型脚手架以及其他无可靠安全依据搭设的脚手架,必须进行设计、验算或实物荷载检验,以确保其达到安全使用的要求。

单排脚手架不得用于墙厚小于180 mm的砌体,也不得用于土坯墙、空斗砌墙、轻质砖墙以及靠脚手架一侧实体厚度小于180 mm的空心墙和有轻质保温层的复合墙体中。

各种落地式脚手架的搭设高度一般不应超过以上表格要求 。

部件组成

脚手架包括基本结构、整体拉结杆件、作业层杆配件、其他安全防护措施以及附墙拉结、卸载和支承措施等组成部分。

基本结构

基本结构是脚手架直接承受和传递垂直荷载及其内力的构架部分,由基本结构单元组合而成。基本结构单元是脚手架基本结构的最小组成部分,是可以承受和传递脚手架垂直荷载及其内力的杆件,包括矩形平面构格(常用于单排脚手架、防护栏杆)、矩形立体格构(常用于双排脚手架、空间脚手结构)、三角形平面构架(常用于悬挑脚手架的支架、大型模板的支承架等)、不规则平面构架(常用于爬升脚手架的爬架,挂、挑脚手架的竖向承力架,脚手架的水平承力桁架等)、门式构架(常用于双排脚手架、满堂脚手架、安全防护棚等)、单杆式格构立柱(常用于各类脚手架的立杆)等。

整体拉结杆件

整体拉结杆件能使脚手架形成稳定构架,加强脚手架整体、局部或某一薄弱方向的刚度,加强脚手架抵抗侧向力的能力。包括斜杆、剪刀撑和水平加强杆等构件。

作业层杆

作业层杆配件包括脚手板挡脚板栏杆等架面和外侧防护材料。

其他安全防护措施

其他安全防护措施为除作业层防护之外的安全防护措施,包括进出口的防护和各种安全栅栏、安全栏网等。

附墙拉结

附墙拉结是提高脚手架稳定承载力和防止倾覆的重要措施,一般应采用刚性拉结构造,即使用可以承受拉力和压力作用的刚性杆件和连接构造,亦可采用柔性拉结和刚性支顶杆合用的办法,常见的附墙拉结构造形式有属柔性拉结的铁丝拉结、花篮螺丝拉结、带花篮螺丝的钢丝绳或拉杆拉结、链索拉结等,属刚性拉结的钢管拉结、穿墙螺栓拉结等形式。

支承设施

支承设施用于支承脚手架并将脚手架荷载传给工程结构承受的构造部分。

分类

脚手架按搭设的位置分为外脚手架、里脚手架;按材料不同可分为木脚手架、竹脚手架、钢管脚手架;按构造形式分为立杆式脚手架、桥式脚手架、门式脚手架、悬吊式脚手架等类型。

外脚手架

特点

外脚手架是沿建筑物外围搭设的一种脚手架,用于外墙砌筑和外墙装饰。常用的有多立杆式脚手架和门式钢管脚手架。多立杆式脚手架可用木、竹和钢管等搭设,主要采用钢管脚手架。

优缺点

虽然其一次性投资较大,但可多次周转、摊销费用低、装拆方便、搭设高度大,且能适应建筑物平立面的变化,多立式钢管脚手架有扣件式和碗扣式两种。

钢管扣式

特点

钢管扣件式脚手架由钢管和扣件组成。扣件为钢管与钢管之间的连接件,其基本形式可分为直角扣件、回转扣件和对接扣件,用于钢管之间的直角连接、直角对接接长或成一定角度的连接。

优缺点

钢管扣件式脚手架但稳定性差,需要在墙上要留脚手眼,不宜用于半砖墙、轻质空心墙、砌块墙体,而墙上留脚手眼的位置世有一定限制。

碗扣式

特点

碗扣式钢管脚手架又称多功能碗扣型脚手架,其基本构造和搭设要求与钢管扣件式脚手架类似,不同之处在于其杆件接头处采用碗扣连接。由于碗扣是固定在钢管上的,因此连接可靠,组成的脚手架整体性好,也不存在扣件丢失问题。碗扣式接头由上、下碗扣及横杆接头、限位销等组成。

优缺点

碗扣式钢管脚手架搭设应按立杆、横杆、斜杆、连墙件的顺序逐层搭设,耗费工时;每段搭设后必须经检查验收合格,方可投入使用;当脚手架内外侧加挑梁时,在一跨挑梁范围内不得超过1名施工人员操作,严禁堆放物料。

特点

门式脚手架又称为多功能门式脚手架,是应用较为普遍的脚手架之一。门式脚手架有多种用途,除可用于搭设外脚手架外,还可用于搭设里脚手架、施工操作平台或用于模板支架等。

优缺点

门式脚手架的搭设要与施工进度同步,考验工人水平,一次搭设高度不宜超过最上层连墙件的两步,且自由高度不应当大于4 米;门式脚手架的组装应自一端向另一端延伸,应自下而上按步架设,并应逐层改变搭设方向;每搭设完两步门式脚手架后,应校验门架的水平度及立杆的垂直度;门式脚手架作业层应连续满铺与门架配套的挂扣式脚手板,并应当有防止脚手板松动或脱落的措施。

里脚手架

里脚手架是搭设在施工对象内部的脚手架,主要用于在楼层上砌墙和进行内部装修等施工作业。由于建筑内部施工作业量大,平面分布十分复杂,要求里脚手架频繁搬移和装拆,因此里脚手架必须轻便灵活、稳固可靠,搬移和装拆方便。常用的里脚手架分为折叠式里脚手架和支柱式里里脚手架。

此外,里脚手架除采用上述金属工具式脚手架外,还可以就地取材,用竹、木等制作“马凳”,作为脚手板的支架。

折叠式里脚手架

折叠式里脚手架可用角钢、钢筋、钢管等材料焊接制作。

支柱式里里脚手架

支柱式里里脚手架由支柱及横杆组成,上铺脚手板。

应用领域

脚手架一般应用于建筑工程领域,是为建筑搭建进行而搭设的工作平台。脚手架为作业人员操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。在广告业、市政、交通路桥、矿山等部门广泛使用。脚手架是建筑施工中必不可少的临时设施,比如砌筑、浇筑混凝土、墙面抹灰、装饰和粉刷、结构构件的安装等。

标准规范

《中华人民共和国建筑法》等法律法规,明确了工程项目建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和质量监管部门等参建各方主体的法律责任。在施工脚手架设计和搭设过程中,监管、施工、监理方面的工程技术人员必须对采用的技术方法和措施是否符合《施工脚手架通用规范》要求进行判定。

《施工脚手架通用规范》(GB 55023-2022)于2022年10月1日起实施。规范为强制性工程建设规范,全部条文必须严格执行。

安全预防

安全规定

施工过程中,要建立健全脚手架工程管理制度,施工单位要对工程给予足够高的重视,再根据施工组织结构,使用系统的基本思路对脚手架工程进行管理,建立更加完善的脚手架工程安全管理制度。因为脚手架工程的原材料要进行多次重复使用,所以应该对这些材料进行动态管理,即对钢管、扣件、板材等,每次使用后的强度、刚度、弯曲程度、扣件合格率等进行信息管理,设置一个信息系统,以提高对材料的管理控制。

在工程中使用建筑信息模型(BIM),进行优化设计,可以有效提升设计计算结果的有效性。

事故伤害

脚手架事故引发伤害有两种发生方式,从脚手架上跌落或脚手架倒塌。脚手架工程引发事故发生的因素有很多,但都可能引起人员伤亡、跌落、塌等事故。其原因主要还是脚手架材料的质量问题、在脚手架建设之前的计算和设计方面、以及施工过程中,企业的安全管理方面。

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