建筑施工脚手架垮塌的原因.doc

浅析建筑施工脚手架垮塌的原因
摘要：本文作者列举了脚手架垮塌案的教训,分析了脚手架垮塌的力学原因，供大家参考。
关键词：建筑施工；脚手架；垮塌；原因
abstract:inthispaper,theauthorenumeratesthescaffoldingcollapsecaselesson,andanalyzesthescaffoldcollapsemechanicalreasons,foryourreference.
keywords:construction;scaffold;collapse;reason
中图分类号:tu392文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）
由于脚手架的构建和使用不当,造成了许多脚手架垮塌事故,发生了大量的人身伤亡和设备损坏事故,对人们的生命和财产造成了不可估量的损失。
1．建筑工程施工中脚手架垮塌的重大事故案例
近年来,在建筑工程施工过程中发生的重大安全责任事故层出不穷,有的是建筑工地上的施工升降机发生坠落,有的是在建筑工地上的塔机倒塌和脚手架垮塌,有的是在建筑施工过程中建筑物垮塌,有的是在开挖建筑物的基坑时,由于边坡塌滑造成工程事故。由于现场施工者施工组织混乱和施工过程操作不当造成的重大安全事故屡见不鲜,而一般的工程事故则比比皆是。下面仅针对脚手架垮塌事故,列举一些重大事故案例引以为诫。
1.12004年5月12日上午9时20分,位于河南安阳信益电子玻璃有限责任公司刚刚竣工的68m高烟囱施工工程,在准备拆除烟囱四周脚手架时,脚手架突然从63m高处垮塌,30名正在施工的民工全部翻下坠落,造成21人死亡,9人受伤的严重事故。
1.22005年9月5日晚10时10分,位于北京西单的西西工程4号地综合楼工地发生脚手架垮塌,造成3人死亡,21人受伤的严重事故。
1.32007年7月1日上午8点30分左右,杭州市桐庐县经济开发区一建筑工地发生脚手架垮塌事故,正在脚手架上作业的4名建筑工人坠落后,1人死亡,3人受伤。
1.42008年5月9日14时45分许,位于黑龙江省牡丹江市太平路时代广场附近,一墙体装修工程的脚手架突然垮塌,当场造成3人死亡,3人受伤的重大事故。
1.52008年7月11日上午11时许,施工中的重庆轨道交通两路口换乘车站工程高约20m的脚手架突然发生垮塌,20余名工人被埋,由此造成1人死亡、15人受伤,数人轻伤的严重事故。
以上事实,应该足以引起与建筑工程施工过程相关的方方面面的各类人员的重视,以人为本,科学构建和使用脚手架,保证建筑施工人员的生命安全,坚决杜绝脚手架垮塌事故的不断发生。
2．脚手架垮塌的力学原因分析
如此之多的建筑施工脚手架垮塌事故不时发生,必须究明深层次的力学原因,采取相应的对策,防止事故的频繁发生。
2.1建筑脚手架的几何组成不合理
建筑工程上常用的脚手架,在《结构力学》中可视为杆系结构。杆系结构是由若干个杆件互相联结所组成的体系,并与地基联结成一整体,用来承受荷载的作用。杆系结构必须保持自己原有的几何形状和位置,才能确保承受荷载和体系稳定。水利水电与土建工程中使用的脚手架,如果几何形状和位置可以改变,当工人在脚手架上施工时,脚手架就可能失去稳定而垮塌,造成工伤事故。在上述列举的数例脚手架垮塌事故中,有的就是因为工人在搭建脚手架时,没有按照几何不变体系的组成规律来搭建,从而致使脚手架垮塌。当然,脚手架也可能是按照几何不变体系的组成规律搭建的,但是,脚手架是由若干个连接件拼接起来的,在脚手架承载荷载时,也可能由于一个或者几个连接件的损坏,使脚手架体系由原来的几何不变体系而改变成几何可变体系招致脚手架垮塌的。
那么,什么是几何不变体系呢?结构力学中把杆件组成的体系分为两类:一类体系是在任何情况下,它原有的几何形状和位置都不改变,称为几何不变体系；一类是稍微受到外界的干扰,体系的几何形状和位置就要发生很大的改变,这类体系称为几何变体系。在建筑工程中使用的脚手架,只能是几何不变体系,不能使用几何可变体系。有的脚手架的垮塌,是由于组成脚手架的体系是几何可变的原因。
怎样才能组成几何不变的脚手架体系呢,这必须基于组成平面几何不变体系的3个规则。在结构体系中,把组成结构体系的单个构件看作刚片(在空间体系中则视为刚体)。简单说来,刚片(或刚体)就是受力后不变形的固体。组成平面几何不变体系的3个简单规则如下。
2.1.1两刚片的组成规则
规则一:两刚片用不全交于一点也不全平行的3根链杆相联结,则所组成的体系是几何不变的,如图1(b)和(c)所示。也可用一个铰(或者虚铰)和一根不通过该铰的链杆联结两个刚片组成几何不变体系,如图1(a)所示。
2.1.2三刚片的组成规则
规则二:三刚片用不在同一直线上的三个铰(或者虚铰