第一章 绪 论
1.1脚手架工程的起源
随着我国建筑业高速发展，建筑形式越来越新颖独特，对脚手架的设计、计算以及施工现场安全管理都提出了新的挑战。在工程施工中时常发生脚手架坍塌事故，不仅造成巨大的经济损失，而且造成人员伤亡事故，使多少完美的家庭不再美满。为了更大限度的减少这样的事故，我们研究脚手架的构造、性能、技术是迫切需要的。“脚手架”原来是指为了施工作业需要而搭设的架体。随着脚手架种类、功能、用途的进一步发展，现在己经发展为使用脚手架搭设用于满足施工要求的各种临时性的架体[1]。在我们国家将临时搭设在建筑物或构筑物四周，为方便作业人员在对主体结构、设备安装、建筑物外墙装修时堆放建筑材料、辅助施工工具，固定模板搭设的临时性支撑架体系统，称为施工用脚手架支撑系统[2]。脚手架是建筑施工中不可缺少的临时设施。它是为解决在建筑物高部位施工而专门搭设的，用作操作平台、施工作业和运输通道、并能临时堆放施工用材料和机具。因此，脚手架在砌筑工程、混凝土工程、装修工程中有着广泛的应用。
1.2 脚手架工程的研究现状
1.2.1 我国与世界先进国家在脚手架技术与应用方面的差距
模板支撑体系是随着模板施工技术发展而提高的。目前，我们国家的模板支撑体系已经成为各具特色的工具化、系列化、专业化的产品。建国以前，木模板的支撑体系，普遍使用竹、木脚手架。现在因为在经济上、使用环境上以及材料性能上的优势，在我国海南岛和香港、澳门、台湾等地区还大量使用竹脚手架。在 20 世纪初，英国首先应用于钢扣件和钢管支架组成模板支架体系。由于这种模板支架体系加工简单，拼装灵活，通用性强，并很快推广到世界的应用。在许多的国家，各种形式钢管、扣件支架形成了最常见的模板支撑体系。在 1930 前后，瑞士发明了可调钢支柱，可以调整钢支柱的高度。这种支柱的特点是结构简单，装配和拆卸灵活，施工方便，能够在大多数国家都普遍适用。有螺纹外露式和螺纹封闭式两种。螺纹封闭式，防止砂浆和污垢，保护螺纹，而不是在使用和运输过程中避免螺纹钢支柱损坏。因此，封闭的螺纹钢支柱是较为常见，在一些国家的应用，使用适当的改进。20 世纪 80 年代以来，为了增加使用功能的钢支柱，许多国家都重视转盘和钢铁支柱底部，折叠三脚架在底部连接，独立安装单管支柱，提高了施工工人进行钢支柱装配和拆卸速度。在 20 世纪 50 年代，美国研制的，因为其简单的组装和拆卸，轴承的性能，安全性和可靠性的特点，快速发展的第一次成功的门形支架（门式脚手架）。到20 世纪 60 年代初，欧洲，日本等国家引进，这种支架的快速发展，并发明了各种门的支架系统。在法国，德国，意大利和其他国家也门的支架结构是类似梯形，四边形和三角形的模板支架系统开发和应用。迄今为止，在欧洲，日本和其他国家，使用龙门架占了约 50％，另外还建立了多家生产各种门式脚手架支撑系统的专业公司。在 1960 年前后，大量的钢铁支架的套接字类型。只有在极焊接插座类似支架的管状结构钢支架，更换扣件，避免了螺栓操作损失和梁和对角线插入插座，紧固件，可组装成规模的模板支撑体系。这个支架的广泛使用是不一样的，在欧洲的许多国家得到了普遍应用，在亚洲中国和韩国等一些国家也在使用。
英国的SGB 设计、制造的碗扣式支架在技术尚处于领先，它使用一种碗型插座，连接四个方位的斜杆或横杆。最近这几年，德国设计出一种可以连接 8 个不同方位的斜杆或横杆的插座。这种插座形成的支架比碗扣式支架更加方便施工。日本在 1950 年以前也使用木制的脚手架，后来引进了钢管脚手架，慢慢的日本建筑施工企业才使用钢管脚手架。 在 1953 年 5 月，美国人首次设计出了门式脚手架，并很快在欧洲推出这种支架的发展，形成了多种门框系统。于 1955年，日本的跨国建筑公司开始引进门式脚手架，但是在日本占主导地位仍是钢管、扣件脚手架。由于钢管、扣件脚手架安全事故不断发生，在 1956 年多次发生了大的钢管、扣件脚手架安全坍塌事故，所以脚手架安全得到国家管理机构的重视。由于门式脚手架性能良好，安全可靠，得到日本建筑企业的认可，开始大量使用。门式脚手架在地铁、高速公路工程上作为支架开始使用。1956 年 9 月，日本 JIS 出版了脚手架标准规范，在 1963 年，劳动部还开发了在职业安全和卫生要求有关脚手架配套的一些规定。这样，门式脚手架的施工工具已成为必不可少的建设。 1963 年，在日本的建筑集团公司大量购置、生产了门式脚手架。并且在工程中普遍应用。 1966 年，高层建筑的迅速增加，门式脚手架使用越来越普遍，各种各样脚手架租赁公司开始成立，出租脚手架，并且迅速增长，用于满足建筑公司的要求[3]。
第二章 关于脚手架工程的基本理论及相关知识
2.1 脚手架的类别有以下几种
脚手架可分为固定式脚手架、悬吊脚手架和移动式脚手架三大类，其中固定式脚手架又包括钢管、扣件式脚手架和框式脚手架两大类。钢管、扣件式脚手架，是世界上最常用脚手架。框式脚手架分为门型，梯形，三角形，等多种类型，其中在欧洲，美国，日本和其他国家的门式脚手架占各种脚手架总量的 50％左右。近年来，较多施工单位在高层建筑施工中，成功地采用扣件、钢管式脚手架作为外墙脚手架，其施工方法有以下三种：
(1)双钢管立杆脚手架：根据连墙杆设置情况及荷载大小，常用敞开式双排脚手架立杆横距一般为 1.05~1.55m，砌筑脚手架步距一般为 1.20~1.35m，装饰或砌筑、装饰两用的脚手架一般为 1.80m，立杆纵距 1.2~2.0m。相邻接头在水平方向错开的距离不应小于 500mm，扫地杆距地面不大于 200mm。一般搭设高度为 24~50m。
(2)悬挑钢梁固定式脚手架：架体结构卸荷在附着于建筑结构的悬挑固定钢梁（架）上的脚手架，每隔 3-5 层，在建筑物四周水平布置悬挑固定钢梁架，脚手架和施工荷载均由悬挑固定钢梁架承担。一次悬挑脚手架高度不宜超过 20m。悬挑钢梁固定段长度不应小于悬挑段长度的 1.25 倍。
(3)悬吊式脚手架：将落地式脚手架分段卸荷的，即每五层楼设吊件，吊件上部挂入在建筑物埋件的，底部固定于主节点上，通过吊杆或钢丝绳将吊点以上的荷载分散到整个建筑物上。
第三章 方案选择与确定......... 27-31
3.1 工程项目简介........ 27
3.2 工程概况 ........27-28
3.3 方案选择 ........28-30
3.3.1 柱模板支撑体系方案选择 ........28
3.3.2 楼板模板支撑体系方案选择 ........28
3.3.3 框架梁模板支撑体系方案选择........ 28-30
3.4 本章小结........ 30-31
第四章 模板及支撑体系的分析计算........ 31-52
4.1 模板及脚手架计算........31-52
4.1.1 柱模板及支撑体系计算........ 31-35
4.1.2 板模板及支撑体系计算 ........35-40
4.1.3 框架梁模板及支撑体系计算........ 40-52
第五章 模板支撑体系安全管理........ 52-58
5.1 材料要求 ........52
5.2 脚手架搭设 ........52-54
5.2.1 脚手架搭设顺序........ 52-53
5.2.2 脚手架搭设的基本要求........ 53-54
5.3 脚手架搭设注意事项及质量要求........ 54-55
5.3.1 脚手架搭设注意事项........ 54
5.3.2 脚手架搭设的质量要求........ 54
5.3.3 脚手架搭设的安全技术要求 ........54-55
5.4 脚手架监测及应急预控措施........55-57
5.5 脚手架拆除及安全技术措施 ........57-58
结论
脚手架和模板支撑系统的研究涉及到大学的各种专业知识，既需要有工程实践方面的宝贵经验，更需要设计计算方面科学理论，是一项集理论实践紧密结合、综合性很强的系统工程。脚手架的设计计算是安全施工的关键一个问题，本文主要作了以下研究：
(1)对国内外脚手架搭设现状调查，以及对各个地方因地制宜的不同种类脚手架的分析；
(2)通过对以往脚手架坍塌的案例分析，得出的经验教训；
(3)脚手架搭设方案种类众多，分别用工程中的哪些具体部位，每种脚手架类型搭设的优点、缺点；
(4)归纳、总结了脚手架及模板支架受力性能的研究现状，明确了脚手架及模板的计算方法，确定了脚手架的搭设方案，如脚手架步距、间距、根数以及具体位置等细部尺寸；
(5)对于鄂尔多斯机场航站区扩建工程新航站楼实际工程给出了模板及脚手架的计算过程及注意事项；
(6)根据工程实际提出了比较合理的施工方案，给工程的顺利进行提供了保障；
(7)对脚手架及模板工程施工过程中容易出现的安全管理纰漏进行总结，对某些错误做法予以纠正，制定了一系列脚手架及模板工程的安全管理制度，脚手架应急预控措施，使脚手架及模板工程得以安全进行；
(8)脚手架在工程中的难点、重点以及搭设完毕后对于整体工程的亮点。
参考文献
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[2] 杨嗣信.以钢代木一建筑与安装经验谈.北京:中国建筑工业出版社，1986.1~2
[3] 曾肇河.高层建筑外脚手架.北京:中国建筑工业出版社，1987.5~11
[4] 陈安德.湖南国贸中心综合外脚手架与安全防护.施工技术，1996，10:11~l2
[5] 郭正兴.爬升式脚手架的工程应用技术.建筑技术，2000，21:2~8
[6] 王绍民.我国新型模板和脚手架的应用概况及扩大推广的建议，1996，23:1~3
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[9] Chung K F，Fu W Y. Mechanical properties of structural bamboo for bambooscaffoldings. Engineering Structures，2002，24:429~442
[10]Chan S L，Zhou Z H，Chen W F，Peng J L，Pan A D. Stability analysis of semirigid steel scaffolding. Engineering Structures，1995，17(8):568~574