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A.2 架体结构力学性能试验方法


A.2.1  脚手架结构试验宜采用立杆中心传力的方式传递荷载,可采用专用试验机、分配梁千斤顶装置、堆载等适合的方法加载。加载装置不应对试验架体的变形产生约束。

A.2.2  脚手架结构试验时,试验架体的构造应按试验方案搭设,各类杆件、构配件的安装固定应符合本标准和脚手架相关的国家现行标准的规定。

A.2.3  脚手架结构试验应按下列步骤进行:

    1  编制试验方案。

    2  选择试验场地、设备。

    3  随机抽取搭设试验架体的材料、构配件,对其进行尺寸测量并记录。

    4  搭设试验架体,当进行脚手架足尺结构试验时,按脚手架的构造不同而分别搭设,并分别进行试验。

    5  对试验架体尺寸进行测量,并做好位移变形标记。

    6  安装加载装置和试验数据采集、传递、存储系统。

    7  采用分级加荷的方法加载,观察每级荷载施加后试验架体的变形情况,并依次记录,直至试验架体失稳破坏,记录试验架体的极限承载力值。

    8  确认有效数据,对试验数据整理、分析,并得出架体结构设计承载力值。

    9  试验报告。

A.2.4  在进行脚手架结构试验时,应逐级加荷,每级荷载值宜为架体极限承载力的1/10,每级荷载持荷时间不应少于5min;当加荷至临界荷载的前两级荷载时,应减半加荷。每级荷载加荷速度宜控制在20kN/min~40kN/min之间。

A.2.5  落地作业脚手架和支撑脚手架的结构试验,应符合下列规定:

    1  应先进行一组脚手架A类单元结构试验,得出脚手架A类单元结构单立杆极限承载力值、标准值。

    2  落地作业脚手架应按步距的不同划分为若干个试验组,每个试验组至少进行一组B类单元结构试验,应得出相应立杆极限承载力值;并应将B类单元结构试验结果与至少一个作业脚手架足尺结构试验结果进行对比分析,判定检测结论。

    3  支撑脚手架结构试验应按步距的不同划分为若干个试验组,每个试验组应至少进行一组C类单元结构试验,应得出相应立杆极限承载力值,并应将C类单元结构试验结果与至少一个支撑脚手架足尺结构试验结果进行对比分析,判定检测结论。

    4  对每组单元结构试验,应搭设相同的3个单元结构架体进行试验,当各个单体试验数据与该组试验数据平均值的偏差不超过±10%时,应取各单体试验结果为有效数据,并应取该组试验数据的平均值作为该种类(该步)脚手架立杆的承载力极限值。

    当某个单体试验数据与该组试验数据平均值的偏差超过±10%时,应适当增加相同单元结构架体的试验数量;在去掉单体试验数据超过该组试验数据平均值的±10%部分后,应取剩余3个单体试验数据为有效数据,并应取有效数据的平均值作为该种类(该步距)脚手架立杆的承载力极限值。

A.2.6  脚手架A类单元结构试验方法步骤应符合下列规定:

    1  应采用4根待试验脚手架立杆,应按(图A.2.6)搭设A类单元结构试验架体,其步距应与实际架体的步距相同,底部宜设可调底座。立杆垂直度偏差不应超过架体高度的1/300,且不应超过立杆直径。

    2  对试验架体结构尺寸应进行测量。

    3  应安装加载装置和检测数据采集、传递、存储系统。

    4  应采用分级、匀速的加载方式对4根立杆施加等量荷载,直至试验架体破坏,记录极限承载力值Ru。

    5  应按极限承载力值计算出A类单元结构试验架体单立杆稳定承载力设计值、标准值。

图A.2.6 A系列单元结构试验示意

1-立杆;2-斜撑杆;3-水平杆;4-可调底座

A.2.7  脚手架B类单元结构试验方法步骤应符合下列规定:

    1  应采用6根待试验脚手架立杆,应按(图A.2.7)搭设B类单元结构试验架体,其步距应与实际架体的步距相同,底部宜设可调底座。立杆垂直度偏差不应超过架体高度的1/300,且不应超过立杆直径。

    2  对试验架体结构尺寸应进行测量。

图A.2.7 B系列单元结构试验示意

1-立杆;2-斜撑杆;3-水平杆;4-可调底座

    3  应安装加载装置和检测数据采集、传递、存储系统。

    4  应采用分级、匀速的加载方式对6根立杆施加等量荷载,当6根立杆均匀加载至A类单元结构试验架体单立杆承载力标准值时,应停止加载2min,观察试验架体的变化;继续对中间2根立杆加载,直至破坏。应记录中间2根立杆的极限承载力值Ru

    5  应取中间两根立杆的极限承载力平均值作为B类单元结构试验架体的单立杆极限承载力值。

A.2.8  脚手架C类单元结构试验方法步骤应符合下列规定:

    1  应采用9根待试验脚手架立杆,应按(图A.2.8)搭设C类单元结构试验架体,其试验架体步距应与实际架体的步距相同,底部宜设可调底座。立杆垂直度偏差不应超过架体高度的1/300,且不应超过立杆直径。

    2  对试验架体尺寸应进行测量。

图A.2.8   C系列单元结构试验示意

1-立杆;2-斜撑杆;3-水平杆;4-可调底座

    3  应安装加载装置和检测数据采集、传递、存储系统。

    4  应采用分级、匀速的加载方式对9根立杆施加等量荷载,当9根立杆均匀加载至A类单元结构试验架体单立杆承载力标准值时,应停止加载2min,观察试验架体变化;继续对中间立杆加载,直至破坏。应记录中间立杆极限承载力值Ru

    5  取中间立杆的极限承载力值作为C类单元结构试验架体的单立杆极限承载力值。

A.2.9  作业脚手架足尺结构试验应选取典型结构单元架体进行试验,宜对比分析连墙件不同设置方式、架体不同构造设置时的极限承载力值,试验架体的搭设应符合下列规定:

    1  高度不应少于6步;纵向长度不应少于3跨。

    2  连墙件宜分别按3步3跨、2步3跨设置。

    3  纵、横向水平杆应按步设置,并可在架体外侧设竖向剪刀撑或竖向斜撑杆。

    4  在底层立杆上应设纵向扫地杆和横向封口杆。

A.2.10  在施工过程中,需对作业脚手架进行结构试验时,可选用单跨、3步~6步高的架体进行试验。

A.2.11  支撑脚手架足尺结构试验可选取典型结构单元进行试验,宜对比分析架体在不同高宽比、不同步距、不同构造设置时的极限承载力值,应符合下列规定:

    1  可选取一个或多个典型稳定结构单元作为试验架体。

    2  架体纵向、横向的立杆数量宜分别为偶数,架体的高度(步数)可根据试验方案选择。

    3  架体的纵向长度宜为3跨~7跨(单数跨),且不宜小于3m;横向宽度不宜少于2跨。

    4  架体外侧周边应布设竖向剪刀撑或竖向斜杆;在底部立杆上设纵向和横向扫地杆。

    5  高支撑脚手架试验架体的高度不应小于10m。

    6  当在立杆上设置可调底座或可调托座时,其可调部分伸出长度不宜大于300mm。

A.2.12  脚手架结构试验应取架体失去承载能力的前一级荷载作为脚手架的极限承载力。

A.2.13  在进行脚手架结构试验时,应详细记录架体随施加荷载而产生变形的过程、破坏形态及特征等情况,并应对其进行分析。

A.2.14  脚手架结构力学性能试验的试验报告应包含下列内容:

    1  试验目的。

    2  试验方案,试验设备、设施的描述。

    3  试件的选取、试件的几何参数和物理参数。

    4  试验单元架体结构。

    5  加荷方法,架体变形过程描述,架体破坏的特征和形态。

    6  试验结果及分析。

A.2.15  在进行脚手架结构试验时,应采取安全保护措施,应设置安全警戒线,并应设专人监护。

条文说明

A.2  架体结构力学性能试验方法

A.2.1  脚手架结构试验采用立杆中心传力的方式施加荷载,更能准确判定架体的承载力。脚手架结构试验加载装置应优先选用专用加载设备、专用加载装置。当采用同步液压千斤顶加荷时,一般在试验场地设地锚,架顶设分配梁,用钢索将地锚与分配梁相连接。此时,分配梁对试验架体有一个嵌固作用,可在立杆顶端与分配梁之间设工装、滑动支座,以减小分配梁对试验架体的约束。

A.2.2  脚手架结构试验架体的搭设应注意以下几点:

    1  架体的结构、构造应根据脚手架相关国家现行标准的规定搭设,立杆间距、步距、连墙件、剪刀撑设置等应符合本标准的要求。

    2  单元结构试验架体的搭设应符合本标准附录A第A.2.6条~第A.2.8条的规定。

    3  杆件、构配件的安装、紧固应符合脚手架相关国家现行标准的规定。

    4  应方便试验过程中的观察、测量。

A.2.3  脚手架结构试验中主要注意下列事项:

    1  数据采集、传递、存储系统安装。在试验前,根据数字模拟计算分析、经验判断找出受力最大的杆件和变形最大部位的杆件,将数据采集装置安装到上述部位杆件上和需要测试部位的杆件上。

    2  分级加荷时,注意观察每级荷载对应的架体变形,与变形相对应的应力值,并认真记录,对变形应进行测量。

    3  按有效数据确认规则确定有效数据,对试验数据进行分析计算,确定架体结构的极限承载力。

A.2.4  脚手架结构试验时,采用逐级加荷的方式施加荷载,分十级依次施加。最后两级时减半加荷,是将最后两级荷载分为四次施加,以便于更精确地测定架体的极限承载力,并充分观察架体的变形和在荷载作用下的最终反映。本标准所确定的加荷速度,与加拿大、美国国家标准的规定相当。

A.2.5  本条规定了落地作业脚手架、支撑脚手架结构试验的方法,应注意如下事项:

    1  本标准所规定的脚手架结构试验的理念是以单元结构试验为主,以足尺结构试验为辅,用少量的足尺结构试验结果验证、修正单元结构试验的结果,待取得一定经验后,过渡到单一的单元结构试验。

    2  A类单元结构试验,是要得出A类单元结构架体的极限承载力值和架体抗力标准值。其中标准值将作为B类、C类单元结构试验的加载依据。

    3  B类单元结构试验结果与至少一个足尺作业脚手架结构试验结果对比分析、判定作业脚手架极限承载力。

    4  C类单元结构试验结果与至少一个足尺支撑脚手架结构试验结果对比分析、判定支撑脚手架极限承载力。

    5  某个单体试验数据与该组试验数据平均值的偏差不超过±10%的计算方法同本标准条文说明第A.1.4条。

    6  当某个单体试验数据与该组试验数据平均值的偏差超过±10%时,可先增加一个单元结构试验,之后,以四个单元结构试验结果的平均值按公式(16)计算偏差值,如果有三个单元结构试验结果的偏差值在平均值的±10%以内时,则取这三个单元结构试验结果为有效数据;如果按公式(16)计算只有两个单元结构试验结果的偏差值在平均值的±10%以内时,则再增加一个单元结构试验,并重复按上述方法计算偏差,判定有效数据。

A.2.6  A类单元结构试验:采用4根待试验脚手架立杆,按本标准图A.2.6搭设3步高待试验架体,并按规定的加荷方法施加荷载所进行的脚手架结构试验。

    A类单元结构试验架体是采用4根立杆所搭成的平面为长方形的塔架,3步高度,纵横向均为单跨距。立杆横距为1.5m,立杆纵距为2m。步距根据待测试的架体步距确定,为计算分析不同步距下的立杆计算长度系数,需对试验架体采用不同的步距。斜撑杆是在试验架体的外侧周边沿4根立杆间从底至顶按步距满布设置。立杆底部可调底座调节螺杆伸出长度为300mm。

    试验架体单立杆稳定承载力设计值、标准值是按下列公式计算:

    式中  Ru——试验架体承载力极限值;

         β——综合安全系数;

         Rd——单立杆稳定承载力设计值;

         Nk——单立杆稳定承载力标准值;

         γm——材料抗力分项系数;

         γ′m——材料强度附加系数。

A.2.7  B类单元结构试验:采用6根待试验脚手架立杆,按本标准图A.2.7搭设3步高待试验架体,并按规定的加荷方法施加荷载所进行的脚手架结构试验。

    B类单元结构试验架体是采用6根立杆搭成的平面为长方形的塔架,3步高度,纵向3排立杆,横向2排立杆,纵向2跨距,横向单跨距。立杆横距为1.5m,立杆纵距为2m。步距根据待测试的架体步距确定。斜撑杆是在试验架体的一个角上沿纵向、横向单跨距从底至顶按步布置。立杆底部可调螺杆伸出长度为300mm。

    在试验时,是6根立杆均匀加载至A类单元结构试验得出的单立杆承载力标准值后,再对中间两根立杆继续加载,直到破坏,其他立杆不再加载。

A.2.8  C类单元结构试验:采用9根待试验脚手架立杆,按本标准图A.2.8搭设3步高试验架体,并按规定的加荷方法施加荷载所进行的脚手架结构试验。

    C类单元结构试验架体是9根立杆搭成的平面为长方形的塔架,3步高度,纵向和横向各3排立杆。立杆纵距为2m,横距为1.5m。步距根据待测试的架体步距确定。斜撑杆是在试验架体的一个角上沿纵向和横向单跨距从底至顶按步布置。立杆底部可调螺杆伸出长度为300mm。

    在试验时,是9根立杆均匀加载至A类单元结构试验得出的单立杆承载力标准值后,再对中间立杆继续加载,直至破坏,其他立杆不再加载。

A.2.9、A.2.10  作业脚手架的足尺结构试验架体高度、纵向长度主要是依据连墙件的布置能够使试验架体行成稳定结构单元来考虑的,同时也考虑可对连墙件为3步3跨、2步3跨架体的试验结果进行对比,其试验结果与施工现场实际情况也最接近。试验单元架体连墙件的设置与施工现场的常规设置相同,剪刀撑、扫地杆、水平杆等按常规构造设置。施工过程中对作业脚手架的试验,因试验的目的是检验作业脚手架的设计承载力和在设计承载力作用下的变形,因此可对试验架体简化处理。

A.2.11  支撑脚手架足尺结构试验架体是选取实际支撑脚手架的典型结构单元架体进行试验。试验架体纵向、横向立杆宜为偶数是考虑分配梁设置的方便。应注意架体高宽比对架体承载力的影响,宜选择不同的高宽比进行对比试验。试验架体结构和构造应与实际架体相同。

A.2.12、A.2.13  脚手架结构试验,是取架体破坏前一级的试验荷载作为脚手架的极限承载力。试验的过程中,在施加每级荷载后的持荷时间内,应观察并记录架体的变形,最后一级荷载使架体发生破坏后,应对架体破坏形态和特征进行定性和定量描述。

A.2.15  脚手架试验具有一定危险性,在试验加荷过程中,设警戒线并设专人监护是为了防止闲杂人员人内发生危险。

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建筑施工脚手架安全技术统一标准 GB51210-2016
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