腳手架計算參數(shù)介紹

腳手架和模板工程計算公式參數(shù)（轉）

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訂閱扣件式鋼管腳手架與模板支架設計計算

10－1－2前

言

10－1－21充分認識腳手架和模板支架在工程施工中主要性，認真做好施工組織設計

10－1－22扣件式鋼管腳手架基本結構與主要桿件

10－1－43扣件式鋼管腳手架和模板支架設計計算

10－1－64了解扣件式鋼管腳手架和模板支架（結構支架）特征，應注意掌握幾個關鍵點

10－1－135算例及比較

10－1－17扣件式鋼管腳手架與模板支架設計計算益德清（中國工程設計大師）

----本文摘自《浙江建筑》前

言扣件式鋼管腳手架和模板支架工程是土木建筑工程施工中必不可少且十分主要暫時設施，它既為工程順利施工，又直接影響工程質量、進度、效率、安全等。二十余年來，我國經濟快速發(fā)展，高層建筑、大跨度建筑大量興建,商品混凝土泵送現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構體系形成，都促使高層腳手架和空間高、跨度大模板支架應用日漸增多。隨之在工程施工中，編制高層腳手架和模板支架施工組織設計主要性也越加顯著。尤其是近年來，扣件式鋼管模板支架發(fā)生安全事故，引發(fā)了建設主管部門和工程部門關切和重視，為了落實浙江省建設廳“關于開展全省建設安全生產年活動”，筆者受省、市工程管理和施工部門邀請，針對扣件式鋼管腳手架和模板支架設計計算中一些關鍵點和問題，作了一些介紹，有一部分工程技術人員希望有書面資料，為此，筆者整理成這篇文章，供施工部門技術人員編制施工組織設計時參考。因為本人對施工技術知之不多，若有不妥，請工程界同仁指正。1充分認識腳手架和模板支架在工程施工中主要性，認真做好施工組織設計1.1腳手架工程腳手架是土木建筑工程施工必須使用主要設施，是為確保高處作業(yè)安全、順利進行施工而搭設工作平臺或作業(yè)通道，在結構施工、裝修施工和設備管道安裝施工中，都需要按照操作要求搭設腳手架。腳手架是施工中必不可少，是伴隨工程進展需要而搭設。即使它是建筑施工中暫時設施，工程完成就拆除，但它對建筑施工速度、工作效率、工程質量以及工人人身安全有著直接影響，假如腳手架搭設不及時，勢必會拖延工程進度；腳手架搭設不符合施工需要，工人操作就不方便，質量會得不到確保，工效也提不高；腳手架搭設不牢靠，不穩(wěn)定，就輕易造成施工中傷亡事故。所以，腳手架選型、結構、搭設質量等決不可疏忽大意、輕率對待。腳手架種類很多，按搭設位置分：有外腳手架和里腳手架；按所用材料分：有木腳手架、竹腳手架和金屬（鋼管、型鋼）腳手架；按結構形式分：有多立桿式、框式、橋式、吊式、掛式、升降式等；按立桿搭設排數(shù)分：有單排、雙排和滿堂紅架；按搭設高度分：有高層腳手架和普通腳手架；按搭設用途分：有砌筑架、裝修架、承重架等。不論哪種腳手架工程，都應符合以下基本要求：（1）要有足夠牢靠性和穩(wěn)定性，確保在施工期間對所要求荷載或在氣候條件影響下不變形、不搖擺、不傾斜，能確保作業(yè)人員人身安全。（2）要有足夠面積，滿足堆料、運輸、操作和行走要求。（3）結構要簡單，搭設、拆除和搬運要方便，使用要安全，并能滿足數(shù)次周轉使用。（4）要因地制宜，就地取材，量材施用，盡可能節(jié)約用料。扣件式鋼管腳手架是我國現(xiàn)在土木建筑工程中應用最為廣泛，也是屬于多立桿式外腳手架中一個，其特點是：桿配件數(shù)量少；裝卸方便，利于施工操作；搭設靈活，能搭設高度大；堅固耐用，可數(shù)次周轉。應用扣件式鋼管腳手架在設計與施工中要落實執(zhí)行國家技術經濟政策，做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。為了符合這一基本要求，所以扣件式鋼管腳手架施工前，要依照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ130-）》要求,(以下均簡稱《規(guī)范》)1.0.4條要求編制施工組織設計。1.2模板支架工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構工程均需要模板，模板是施工中必不可少。模板依照其形式,通常分為：整體式模板、定型模板、工具式模板、翻轉模板、滑動模板、胎膜等。按材料不一樣又分為：木模板、鋼木模板、鋼模板、鋁合金模板、竹模板、膠木模板等?，F(xiàn)在，建筑工程中大量應用是組合式定型鋼模板及鋼木模板。模板支架也廣泛采取扣件式鋼管搭設支架。因為高層和超高層建筑蓬勃發(fā)展，現(xiàn)澆結構數(shù)量愈來愈多，對應模板工程所產生事故也有所增多，如脹凸、炸模、整體崩塌等，所以必須對模板工程加強安全管理。模板及其支架（承重支模架）安全性既對混凝土成形質量起著極主要作用，也直接關系著施工人員生命安全，所以，《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50204-）》對此作了嚴格要求：模板及其支架應依照工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供給等條件進行施工組織設計；模板及其支架應具備足夠承載能力、剛度和穩(wěn)定性,能可靠地承受澆筑混凝土重量、側壓力以及施工荷載。詳細要求是：（1）模板結構設計計算書計算簡圖、荷載取值、內力分析、支架截面計算方法要合理、準確。（2）設計計算應包含模板支架本身及支撐模板樓、地面承載能力等。（3）技術方案要包含結構模板大樣、支撐體系及連接件等。（4）采取技術安全方法要詳細、周全。2扣件式鋼管腳手架基本結構與主要桿件2.1

基本結構

扣件式腳手架是由標準鋼管桿件（立桿、橫桿、斜桿）和特制扣件組成腳手架骨架與腳手板、防護構件、連墻件等組成，是現(xiàn)在最慣用一個腳手架。（1）鋼管桿件。鋼管桿件通常采取外徑48m、壁厚3.5cm焊接鋼管或無縫鋼管，也有外徑50~5lmm、壁厚3~4mm焊接鋼管或其它鋼管。用于立桿、大橫桿、斜桿鋼管最大長度不宜超出6.5m，最大重量不宜超出250N，方便適合人工搬運。用于小橫桿鋼管長度宜為1.5~2.5m，以適應腳手板寬度。《規(guī)范》對鋼管材質、最大質量、尺寸和表面質量都作了要求，不但對新鋼管，而且對舊鋼管都作了嚴格要求必須切實恪守。(2)扣件。扣件用可鍛鑄鐵鑄造或用鋼板壓成，其基本形式有三種（圖l）：供兩根成任意角度相交鋼管連接用回轉扣件；供兩根成垂直相交鋼管連接用直角扣件；供兩根對接鋼管連接用對接扣件。扣件質量應符合關于要求，當扣件螺栓擰緊扭力矩達65N?m時扣件不得發(fā)生破壞。

(a)回轉扣件

(b)直角扣件

(c)對接扣件圖1

扣件形式(3)腳手板。腳手板通慣用厚2mm鋼板壓制而成，長度2~4m，寬度250mm，表面應有防滑方法。也可采取厚度大于50mm杉木板或松木板，長度3~6m，寬度200~250mm；或者采取竹腳手板，有竹笆板和竹片板兩種形式。(4)連墻件。連墻件將立桿與主體結構連接在一起，可用鋼管、型鋼或粗鋼筋等。每個連墻件覆蓋面積應小于40m2。當腳手架高度大于5Om時，應小于27m2。連墻件需從底部第一根縱向水平桿處開始設置，連墻件與結構連接應牢靠，通常采取預埋件連接。連墻件是十分主要連接件，《規(guī)范》對其布置和結構都作了嚴格要求。圖2扣件鋼管架底座(5)底座。底座通常采取厚8mm、邊長150~200mm鋼板作底板，上焊高150mm鋼管。底座形式有內插式和外套式兩種，內插式外徑D1比立桿內徑小2mm，外套式內徑D2比立桿外徑大2mm（圖2）。2.2主要桿件(1)立桿（也稱立柱、站桿等）與地面垂直，是腳手架主要受力桿件。其作用是將腳手架上所堆放物件和操作人員全部荷載，經過底座（或墊座）傳到地基上。(2)大橫桿（也稱順水桿、縱向水平桿等）與墻面平行，其作用是與立桿連成整體，將腳手板上堆放物料和操作人員荷載傳到立桿上。當采取竹腳手片時，則大橫桿不傳遞荷載，僅作縱向連系桿件。(3)小橫桿（也稱橫楞、橫向水平桿等）與墻面垂直，作用是直接承受腳手板上荷載，并將其傳到大橫桿上。當采取竹腳手片，則經過小橫桿把荷載傳到立桿上。(4)斜撐是緊貼腳手架外排立桿,與立桿斜交并與地面約成45°~60°角，上下連續(xù)設置，形成“之”字形，主要在腳手架拐角處設置，作用是預防架子沿縱長方向傾斜。(5)剪刀撐（也稱十字撐、十字蓋）是在腳手架外側交叉成十字形雙支斜桿。雙桿相互交叉，并都與地面成45°~60°夾角，作用是把腳手架連成整體，增加腳手架整體穩(wěn)定。(6)拋撐（支撐、壓欄子）是設置在腳手架周圍支撐架子斜桿。通常與地面成60°夾角，作用是增加腳手架橫向穩(wěn)定，預防腳手架向外傾斜或傾倒。(7)連墻桿是沿立桿豎向小于層高且不應大于4m，水平方向小于3L（L為立桿縱距）設置、能承受拉和壓且與主體結構相連水平桿件，其作用主要是承受腳手架全部風荷載和腳手架里外排立桿不均勻下沉所產生荷載。(8)掃地桿是在腳手架底部縱飛橫向設置并與立桿相連接，主要是增強架子整體剛度。以上各種桿件位置可參見《規(guī)范》條文說明中圖1。3扣件式鋼管腳手架和模板支架設計計算3.1基本要求(1)扣件式鋼管腳手架和模板支架工程（以下均簡稱‘腳手架和模板支架'）結構設計理論和方法與建筑結構設計一樣都是按照《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50068-）》進行，是以概率理論為基礎極限狀態(tài)設計方法，與現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范（GBJ17-88）》、《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范（GB50018-）》相一致。(2)腳手架和模板支架結構施工組織設計目標，是要在要求使用期限內，不超出結構承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是對應于腳手架和模板支架結構或構件達成最大承載力或不適于繼續(xù)承載變形。計算分析主要是考慮關于安全性問題。正常使用極限狀態(tài)是對應于腳手架或模板支架結構或構件達成正常使用（如變形）要求限值。驗算桿件變形主要是考慮關于適用性問題。(3)腳手架和模板支架結構承載能力計算,采取極限狀態(tài)設計方法，以分項系數(shù)設計表示式S<R進行，即作用在腳手架、模板支架結構上荷載效應（S）〈結構抗力（R）。依照腳手架或模板支架荷載、桿件布置等情況，通常要進行以下幾個方面設計計算：(Ⅰ)縱向、橫向水平桿等受彎構件強度和連接扣件抗滑承載力計算；(Ⅱ)立桿穩(wěn)定性計算；(Ⅲ)連墻件強度、穩(wěn)定性和連接強度計算；(Ⅳ)立桿地基承載力計算。(4)計算腳手架構件強度、穩(wěn)定性與連接強度時，應采取荷載效應基本組合設計值。永久荷載分項系數(shù)應取1.2，可變荷載分項系數(shù)應取1.40。(5)腳手架中受彎構件，應依照正常使用極限狀態(tài)要求驗算變形。驗算構件變形時，應采取荷載短期效應組合設計值。(6)當縱向或橫向水平桿軸線對立桿軸線偏心距小于55mm時，立桿穩(wěn)定性計算中可不考慮此偏心距影響。(7)鋼材強度設計值與彈性模量，扣件、底座承載力設計值，受彎構件（縱向、橫向水平桿等允許撓度）以及受壓構件允許長細比λ=l0/i,(其中為l0計算長度；i為回轉半徑)，《規(guī)范》均提出了數(shù)據(jù)或限值。3.2扣件式鋼管腳手架設計計算(1)荷載。作用在腳手架結構上荷載按時間變異來分，主要是兩種：①永久荷載（恒荷載）：在使用期間，其值不隨時間改變，或其改變與平均值相比能夠忽略不計荷載。如腳手架結構自重，也稱恒荷載，包含立桿，縱、橫水平桿、剪刀撐、斜撐和扣件等結構自重，以及腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護設施重量。②可變荷載：在使用期間，其值按時間而改變，且其改變值與平均值相比是不可忽略。在腳手架上有：(i)施工荷載（活荷載），包含作用在腳手架上施工作業(yè)人員，器具、堆材等重量；(ii)風荷載。(2)荷載效應組合。腳手架結構設計要進行荷載效應組合，要按照使用過程中可能出現(xiàn)荷載最不利組合?！兑?guī)范》表4.3.1已提供了腳手架計算項目標荷載效應組合內容。(3)縱向水平桿飛橫向水平桿計算①受彎強度計算σ=M/W≤f式中M=1.2MGK+1.4MQK為彎矩設計值；MGK為由腳手板自重標準值產生彎距；MQK為由腳手板上施工荷載標準值產生彎距；系數(shù)1.2、1.4分別為恒荷載和活荷載分項系數(shù)；W為截面模量；f為鋼材抗彎強度設計值。②撓度計算要符合V≤[V]此處V為在荷載作用下產生撓度；[V]為允許撓度。③計算內力與撓度時計算跨度取值縱向水平桿宜取三跨連續(xù)梁計算；橫向水平桿宜按簡支梁計算。但當采取竹腳手片時，縱向水平桿可不進行計算。④扣件抗滑承載力驗算（扣件是腳手架連接件，也是傳力件）R≤RC式中R為縱、橫向水平桿傳給立桿豎向作用力設計值；Rc為扣件抗滑承載力設計值（按《規(guī)范》表5.1.7采?。?。(4)立桿穩(wěn)定性計算①規(guī)范方法：可取一個計算單元（立桿一個縱距）計算。不組合風荷載時：N/φA≤f其中N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQK組合風荷載時：N/φA+MW/W≤f其中N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85x1.4∑NQK式中N為計算立桿段軸向力設計值；NG1K為腳手架結構自重標準值產生軸向力；NG2K為構配件自重標準值軸向力；∑NQK為施工荷載標準值產生軸向力總和；A為立桿截面面積；f為鋼材抗壓強度設計值；φ為立桿受壓穩(wěn)定系數(shù)，依照立桿長細比λ取值；Mw為計算立桿段由風荷載設計值產生彎矩，可按《規(guī)范》公式5.3.4求出。關于立桿計算長度l0確實定l0=kμh式中k為計算長度附加系數(shù)其值為1.155；μ為考慮整體穩(wěn)定原因單桿計算長度系數(shù)，可按腳手架立桿排數(shù)、橫向距離及連墻件布置查表確定，通常為1.5~2.0；h為立桿步距。②手冊方法：現(xiàn)在國內已出版施工安全技術手冊、高層建筑施工手冊、建筑施工腳手架實用手冊等所介紹方法，在有些施工單位中也經常應用。大致有兩種：(i)建筑施工安全技術手冊、高層建筑施工手冊方法[2，3]不組合風荷載時：N/φA≤KAKHf式中φ為格構式壓桿（立桿）整體穩(wěn)定性系數(shù)，按換算長細比λ0=μλX得出；μ為換算系數(shù)，依照立桿橫向間距和連墻件間距確定按表1取值；λX格構式壓桿（由內、外排立桿及橫向水平桿組成）長細比，按表2取值；N為格構式壓桿軸向壓力；KA為立桿（鋼管數(shù)）調整系數(shù)，單管取0.85，雙管取0.70；KH=1/（1+H/150）為高度折減系數(shù)；H為腳手架高度（m）；f為鋼材抗壓強度設計值。組合風荷載時：N/φA+M/b1A1≤KAKHf式中A為計算單元腳手架內、外立桿面積之和；A1為腳手內或外一根立桿面積；b1為腳手內、外立桿距離。M為風荷載作用對格構式壓桿產生彎矩。表1

長細比換算系數(shù)μ腳手架立桿橫距b(m)

腳手架與主體結構連墻點豎向間距H1(m)2h

3h

4h1.05

25

20

161.30

32

24

191.55

40

30

24注:表中數(shù)據(jù)是依照腳手架連墻點縱向間距為三倍立桿縱距計算所得，若為四倍時應乘以1.03增大系數(shù)。表2格構式壓桿長細比λX腳手架立桿橫距b(m)

腳手架與主體結構連墻點豎向間距H1(m)2.7

3.0

3.6

4.0

4.05

4.5

4.8

5.4

6.01.05

5.14

5.71

6.86

7.62

7.71

8.57

9.14

10.28

11.431.30

4.15

4.62

5.54

6.15

6.23

6.92

7.38

8.31

9.231.55

3.50

3.87

4.65

5.16

5.23

5.81

6.19

6.97

7.74注:①表中數(shù)據(jù)按λX=2H1/b計算。②當腳手架底步以上步距h及H1不一樣時，應以底步以上較大h和較大H1作為查表依照。(ii)建筑施工腳手架實用手冊方法[4]不組合風荷載時：N′/φA≤f式中φ為立桿受壓穩(wěn)定性系數(shù)，按λ=μh/i得出；μ為立桿計算長度系數(shù)。取值與《規(guī)范》方法同；h為步距。組合風荷載時：N′/φA+MW/W≤f式中N′=1.2(NG1K+NG2K)/K1+1.4∑NQK為立桿軸向力設計值；K1為高度調整系數(shù)，按表3取值。其余符號同前。表3

K1取值支架高度H1(m)

26

30

33

37

40

43

46

49

52K1

0.870

0.850

0.833

0.816

0.800

0.784

0.769

0.755

0.741(5)連墻件計算NL=NLW+N0式中NL為連墻件軸向力設計值；NLW=1.4WKAW風荷載產生連墻件軸向力設計值；WK為風荷載標準；AW為每個連墻件覆蓋面積內腳手架外側迎風面積；N0為約束腳手架平面外變形所產生軸向力，單排架取3kN，雙排架取5kN。連墻件AN≥NL/f式中AN為連墻件截面積?？奂?、預埋件等可按關于要求分別計算。(6)立桿地基承載力計算應符合P≤fg=KCfgK式中P為桿基底平均壓力；fg為地基承載力設計值；KC為調整系數(shù)，碎石土、砂土、回填土取0.4，粘土取0.5,巖石、混凝土取1.0；fgK為地基承載力標準值。(7)腳手架搭設高度及高度限值①當腳手架立桿為單管時，腳手架可搭設高度HS應按規(guī)范公式計算。②當HS≥26m時，考慮高度原因，可按下式調整，但不宜超出5Om，即搭設高度限值[H]=HS/(1+0.00lHS)③《規(guī)范》要求扣件式鋼管腳手架高度不宜超出5Om。這是指立桿采取單桿，當超出50m時，要慎重，并應采取加強方法，如采取雙管立桿、分段懸挑、分段卸荷等方法。3.3扣件式鋼管模板支架設計計算扣件式鋼管模板支架在現(xiàn)行《規(guī)范》和施工手冊中所提出計算分析方法與扣件式鋼管腳手架計算基本相同，《規(guī)范》對模板支架計算方法和結構要求還分別列入專門章節(jié)。首先因為都是采取扣件式鋼管支架結構，在計算與結構有基本類同方面，但另首先在荷載取值、計算分析、結構方法上也有區(qū)分。(1)荷載。模板支架所受荷載主要有兩項。①永久荷載（恒荷載）(i)模板及支架自重：定型組合鋼模0.75kN/m2；定型組合鋼模及支架1.1kN/m2。(ii)所澆灌混凝土重量，按24kN/m3計。(iii)鋼筋自重：用鋼量大按工程圖實計，通常梁板結構可按鋼筋混凝土每立方米鋼筋重1.1kN，梁每立方米鋼筋重1.5kN計。②可變荷載（施工活荷載）(i)施工人員、施工設備、混凝土堆積：計算模板及模板下楞木時取2.5kN/m2，另再以集中荷載2.5kN計，二者比較內力M值，取大值。計算楞木下直接支承構件時取1.5kN/m2，計算支架立桿及其它構件時取1.OkN/m2。(ii)振搗混凝土時，產生荷載：對水平面模板取2kN/m2；對垂直面模板取4kN/m2；(iii)新澆搗混凝土對模板側面壓力：采取內部振動器時，可按下式計算，并取最小值：F=0.22rt0β1β2√v

或F=24H式中F為對模板側面壓力（kN/m2）；r為24kN/m3；t0為初凝時間；β1為外加劑影響系數(shù)，摻加為1.2，不摻加為1.0；β2為坍落度影響系數(shù)，坍落度3cm為0.85，5~9cm為1.0,11~15cm為1.15；v為澆搗速度（m/h）；H澆搗混凝土高度。側壓力用于計算側摸，計算模板支架能夠不計。模板支架計算把以上關于荷載作用下標準值乘以分項系數(shù)后，得到設計值。(2)模板支架立桿穩(wěn)定性計算①《規(guī)范》要求計算公式，與腳手架立桿相同，即當不考慮風荷載組合時N/φA≤f當考慮組合風荷載時

N/φA+MW/W≤f其中關于立桿計算長度l0=h+2a取值，筆者提議在設計計算時要依照模板支架實際情況注意其適用范圍。②安全技術施工手冊和高層建筑施工手冊對荷載分析作了詳細介紹，模板支架立桿僅對木立桿作了介紹，未包括扣件式鋼管模板支架計算。參考腳手架計算也是有兩種方法。當不考慮組合風荷載時：施工安全技術手冊方法：N/φA≤KAKHf建筑腳手架實用手冊方法：N′/φA<f（N′為考慮高度調整系數(shù)之后軸壓力設計值）。4了解扣件式鋼管腳手架和模板支架（結構支架）特征，應注意掌握幾個關鍵點4.1了解扣件式鋼管結構支架工作特征，了解設計方法實質(1)腳手架和模板支架鋼管都是經過扣件連接，而扣件又是用人工扳緊螺栓連接，這種連接節(jié)點是達不到剛性節(jié)點要求，節(jié)點剛性大小與扣件質量，人工搭設質量親密相關，所以扣件式鋼管支架基本上都屬于半剛性節(jié)點，而且各節(jié)點約束性能存在著很大差異。(2)鋼管、扣件材料有初始缺點，尤其是經數(shù)次周轉重復使用鋼管、扣件其缺點更嚴重，如管子初彎曲、銹蝕、截面缺損、管子端面不平、扣件裂縫、破碎以及搭設尺寸誤差等。(3)所受荷載變異性大，尤其是模板支架所受荷載大小、位置很不均勻，且有動力影響。(4)支架結構桿件受力均經過于日件傳遞，全處于偏心受荷狀態(tài)。(5)與墻連接件位置改變多，尤其高、大模板支架連接件難以確定和確保。歸納起來：扣件式鋼管用作腳手架、模板支架，其工作特征是存在荷載變異大，初始缺點多，受力工況差，確保架子結構整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定不確定原因多等?，F(xiàn)在對這些問題研究、試驗還很不夠，也缺乏系統(tǒng)積累和統(tǒng)計，即使在理論上、結構分析上《規(guī)范》和手冊提出了一些詳細計算公式方法，但從總體上看還是很簡略。實際上還不具備以概率理論極限狀態(tài)設計方法條件，所以，現(xiàn)在扣件式鋼管腳手架、模板支架設計實質上還是半概率、半經驗設計方法。明確這一點是十分主要。因為扣件式鋼管結構支架不確定原因很多，就極難用一個計算公式和幾個參數(shù)來包含這些不確定多變原因，所以也就不能完全依賴分析計算。應該利用概念設計方法，既重視數(shù)值分析計算，更要重視結構要求和技術方法選擇和落實。4.2了解扣件式鋼管腳手架和模板支架失穩(wěn)形式，掌握整體穩(wěn)定計算概念(1)失穩(wěn)形式。支架在荷載作用下有兩種可能失穩(wěn)形式：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，整體失穩(wěn)破壞時，腳手架展現(xiàn)出內、外立桿與橫向水平桿組成橫向框架，沿垂直主體結構方向大波鼓曲現(xiàn)象，波長均大于步距，并與連墻件豎向間距關于。整體失穩(wěn)破壞始于無連墻件、橫向剛度較差或初彎曲較大橫向框架。通常情況下，整體失穩(wěn)是腳手架主要破壞形式。局部失穩(wěn)破壞時，立桿在步距之間發(fā)生小波鼓曲，波長與步距相近，內、外立桿變形方向可能一致，也可能不一致。當腳手架以相等步距、縱距搭設，連墻件設置均勻時，在均布施工荷載作用下，立桿局部穩(wěn)定臨界荷載高于整體穩(wěn)定臨界荷載，所以腳手架破壞形式通常為整體失穩(wěn)。但當腳手架以不等步距、縱距搭設，或連墻件設置不均勻，或立桿承受荷載不均勻時，兩種形式失穩(wěn)破壞都有可能。因為整體失穩(wěn)是腳手架主要破壞形式，故《規(guī)范》只要求了對整體穩(wěn)定計算。為了預防局部立桿段失穩(wěn)，《規(guī)范》除將底層步距限制在2m以下外，并要求對可能出現(xiàn)微弱立桿段進行穩(wěn)定性計算。結構失穩(wěn)就意味著結構喪失繼續(xù)承載功效和正常使用功效，所以受軸壓和壓彎構件，穩(wěn)定計算是十分主要，通常結構構件越高、越長、越柔，受壓穩(wěn)定性就越差，抗壓承載力也越低。《規(guī)范》和手冊對支架立桿穩(wěn)定性計算方法，可顯著地看出《規(guī)范》十分突出是連墻件布置，計算長度伴隨連墻件間距而定，兩步或三步布置一個連墻件，長度系數(shù)μ值要相差10%以上，對穩(wěn)定系數(shù)φ值影響更大。國內外發(fā)生腳手架崩塌事故，幾乎都是因為連墻件設置不足或連墻件被拆掉而未及時補救引發(fā)。為此，《規(guī)范》把連墻件作為腳手架主要部分。同理,連墻件（連柱件）也應是模架支架不可缺失連接件。為起到對腳手架或模板支架發(fā)生橫向整體失穩(wěn)約束作用，連墻（柱）件應能承受軸向力或平面外變形所產生連墻（柱）件軸向力。另外，連墻（柱）件還要承受施工荷載偏心作用產生水平力。(2)立桿穩(wěn)定性計算中長度系數(shù)μ值。立桿穩(wěn)定性計算中，受壓穩(wěn)定系數(shù)φ值是影響抗壓承載力和穩(wěn)定性最主要原因之一。而φ值是取決立桿長細比,所以計算長度l0合理取值是個關鍵問題?！兑?guī)范》對腳手架立桿計算長度要求為l0=kμh《規(guī)范》條文說明，穩(wěn)定性計算公式中計算長度系數(shù)μ值，是反應腳手架各桿件對立桿約束作用?！兑?guī)范》要求μ值，采取了中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院1964~1965年和1986~1988年、哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院于1988~1989年分別進行原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗所取得科研結果，其μ值在1.5~2.0之間。它綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)各種原因，也包含了立桿偏心受荷實際工況。表明按軸心受壓計算是可靠、簡便。(3)計算長度附加系數(shù)k值確實定。規(guī)范采取《建筑結構設計統(tǒng)一標準（GBJ68-84）》要求“概率極限狀態(tài)設計法”,而結構安全度按以往允許應力法中采取經驗安全系數(shù)K校準。依照新老規(guī)范安全度相同標準和假定采取荷載和材料標準值相同，取結構抗力調整系數(shù)平均為1.155，并將此系數(shù)轉化為立桿計算長度附加系數(shù)，即k=1.155，所以這個系數(shù)實際上是與結構荷載、支架幾何尺寸無關調整系數(shù)，是安全度水平調整系數(shù)。4.3分析扣件式鋼管模板支架計算方法，了解其適用性長久以來，我國施工現(xiàn)場普遍采取鋼管與扣件搭設水平結構（樓板、梁、陽臺）混凝土模板支架。但對模板支架，尤其是空間高、跨度大、荷載重模板支架進行分析計算研究和總結不多，不少工程編制施工技術方案比較簡略。幾次安全事故發(fā)生也表明模板支架施工組織設計確是至關主要。新頒布《規(guī)范》對模板支架計算作了要求?！兑?guī)范》為確?？奂戒摴苣０逯Ъ芊€(wěn)定性，支架立桿計算長度是借鑒英國家標準準《腳手架實施規(guī)范（BS5975-82）》要求。該要求將立桿上部伸出段a按懸臂考慮，以利于限制施工現(xiàn)場任意增大伸出長度。確保支架穩(wěn)定。但從這一要求說明中也顯見l0=h+2a是針對于通常多、高層建筑其層間高度不高樓、屋面混凝土結構模板支架，正因為未反應影響支架整體穩(wěn)定很多原因，所以筆者認為，這個計算長度公式對用于高、大、重模極支架計算適用性值得商榷，對這種模板支架現(xiàn)在似仍以采取l0=kμh計算公式較為適宜。即使這也不盡完善，但伴隨理論研究深入和經驗積累，這個問題會逐步得到處理。4.4扣件式鋼管承重模板支架內力計算要符合實際工況從本省發(fā)生模板支架兩次重大事故原因分析中，都發(fā)覺模極支架內力分析與實際工況不符情況，支架立桿都存在實際受力很不均勻卻按平均受力來考慮。比如一根兩跨橫桿各在兩邊跨中作用P(圖3),其三個支點支承反力,用結構力學方法可知:RA=0.312P

RB=1.376P

RC=0.312P圖3兩跨橫桿跨中作用P力時支承反力所以，實際工況是全部豎向荷載中間立桿承受68.8%，每邊立桿承受15.6%。有些工程施工設計卻把它按平均分擔，顯然不符合實際，中間立桿安全是滿足不了。模架支架工程實際荷載梁板荷載分布都是中間大、兩邊小，如把三支點按照平均分擔1/3，中間立柱鋼管安全度就更不足了。所以模板支架立桿內力分析一定要符合實際工況。另外，模板支架節(jié)點都不是剛性節(jié)點，人工不確定原因很多，傳力也不直接、不規(guī)則，離散性很大，千百個扣件中有一個或幾個失效，則l0增加一倍甚至更大，φ值急劇降低，立桿承載力也大幅減小，立桿受壓穩(wěn)定性也就難以確保。4.5要高度重視，扣件式鋼管腳手架和模板支架結構要求和嚴格落實實用方法要確保各種桿件布置符合《規(guī)范》要求，使桿件傳力明確，力桿要盡可能承受軸向力，防止或減小荷載偏心。加強整體連接和拉結，確保整體穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)不穩(wěn)定結構和節(jié)點可變狀態(tài)，要實現(xiàn)結構尺寸規(guī)范化，防止搭設隨意性等。5算例及比較5.1梁板模板支架立桿穩(wěn)定性計算現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁寬700mm、高1400mm、板厚120mm，模板支架立桿700mm×700mm~1000mm×700mm縱橫布置，步距1.8m，支架總高度（至梁底）26.7m（圖4）。立桿用φ48×3.5。連墻件豎向間距3.6m?？v向間距五跨以上。計算單元取0.7m×2.4m（圖5）。(1)荷載：梁（中間部分）①屋面梁混凝土自重：0.7×0.7×1.4×24=16.46kN②鋼筋自重：

0.7×0.7×1.4×1.5=1.03kN③模板自重：

0.7×[0.7+(1.4-0.14)×2]×0.75=1.69kN④施工荷載1kN/m2，振搗荷載2kN/m2：3×0.7×0.7=1.47kN⑤荷載標準值20.65kN；設計值25.08kN（分項系數(shù)①~③項為1.2，④項為1.4）。于是得：q1標準值=

=29.5kN/m,

q1設計值=

=35.82kN/m。板（兩邊部分）①混凝土自重：0.7×（0.5+0.35）×0.12×24=1.71kN②鋼筋自重：0.7×（0.5+0.35）×0.12×1.5=0.llkN③模板自重：0.7×（0.5+0.35）×0.75=0.44kN④施工荷載、振搗荷載：0.7×（0.5+0.35）×3=1.79kN荷載標準值4.05kN；設計值5.21kN（分項系數(shù)①~③為1.2，④為1.4）。于是得：q2標準值=

=4.77kN/m,

q2設計值=

=6.31kN/m。豎向荷載（圖6）：支架自重（包含扣件）0.4kN/m，立桿上部g上=1.8×0.4=0.72kN，立桿底部g下=26.7×0.4=10.7kN。圖6豎向荷載計算（2）立桿內力分析（表4）表4幾個方法比較立桿計算方法

一根立桿最大軸向壓力（kN）

內力比值上部

底部

三支點平均受力（每根1/3）

12.1

15.4

中支點實際受力