扣件式鋼管腳手架整體穩(wěn)定性的計算方法，系通過對多種常用構(gòu)架尺寸和連墻點(diǎn)設(shè)置的1∶1原型單、雙排腳 手架段進(jìn)行整體加荷試驗(yàn)，得到其出現(xiàn)整體失穩(wěn)破壞時的臨界荷載Pcr，代入公式φ0＝Pcr/Afy（A為立桿的 毛截面積，fy為立桿鋼材的屈服強(qiáng)度），得到的φ0為腳手架段的整體穩(wěn)定系數(shù)。將φ0就視為立桿段（長度 為步距H）的穩(wěn)定系數(shù)，由《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GBJ18-87）附錄三可查得相應(yīng)于φ0的長細(xì)比λ0 ，由μ0＝λ0i/h（i為立桿的回轉(zhuǎn)半徑），即可得到立桿的計算長度系數(shù)μ0，經(jīng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合整理以后 ，確定了計算扣件式鋼管腳手架整體穩(wěn)定性的立桿計算長度系數(shù)μ取值（表2），μ值已綜合考慮了整架作用 、連墻點(diǎn)作用以及荷載偏心和初彎曲等初始缺陷的影響。將復(fù)雜的腳手架整體性驗(yàn)算，轉(zhuǎn)為簡單的對立桿穩(wěn) 定性的驗(yàn)算。將結(jié)果代入上述設(shè)計表達(dá)式，即可得到以下驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的實(shí)用式。

 

扣件式鋼管腳手架整體穩(wěn)定性驗(yàn)算的立桿的計算長度系數(shù)μ

 

類別 立桿橫距(m) 連墻件布置

 

2步3跨 3步3跨

 

雙排架 1.05 1.50 1.70

 

1.30 1.55 1.75

 

1.55 1.60 1.80

 

單排架 1.85

 

不組合風(fēng)載時：

 

N＝1.2NGK＋1.4NQK

 

組合風(fēng)載時：

 

N＝1．2NGK＋1．4×0．85NQK MW＝1．4×0．85MWK 式中N、MW———分別為立桿的軸向力設(shè)計值和風(fēng)載彎矩 設(shè)計值； NGK、NQK———分別為由恒載、施工荷載產(chǎn)生的立桿軸向力標(biāo)準(zhǔn)值； W———立桿的截面抵抗矩；  MWK———由風(fēng)載產(chǎn)生的立桿彎矩的標(biāo)準(zhǔn)值，按以下步驟計算。

 

（1） 按式（9）或式（10）確定風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值。

 

（2） 確定立桿所受風(fēng)線荷載標(biāo)準(zhǔn)值qwk為：

 

式中An為擋風(fēng)面積，即寬為立桿縱距La、高為步距H的風(fēng)載計算單元內(nèi)的實(shí)際擋風(fēng)面積。在計算An時，采用密 目安全網(wǎng)者，可按其實(shí)圍立面積的50%計，并應(yīng)同時計算桿件的擋風(fēng)面積（1.15×桿件的擋風(fēng)面積，1.15系數(shù) 為考慮桿件連接點(diǎn)阻力的增大系數(shù)）；采用擋風(fēng)材料封閉者，用其封閉面積。

 

（3） 由qwk按以下情況確定Mwk：

 

當(dāng)連墻件按2步3跨設(shè)置時，按3跨連續(xù)梁確定Mwk（查相應(yīng)結(jié)構(gòu)靜力計算圖表）；當(dāng)按3步3跨設(shè)置時，按2跨連 續(xù)梁查得Mwk。

 

我國現(xiàn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范均已采用“概率極限狀態(tài)設(shè)計法”，規(guī)范所給的強(qiáng)度設(shè)計值f由抗力分項(xiàng)系數(shù)γR 除強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值得到，而計算作用效應(yīng)N、M的荷載為計算值（考慮荷載的分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)）。一些讀者往 往在使用f時，卻用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，這是不對的，應(yīng)當(dāng)注意。

 

2.1.2 碗扣式鋼管腳手架的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

 

碗扣式鋼管腳手架的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，目前所做的相應(yīng)試驗(yàn)不夠（仍在繼續(xù)進(jìn)行之中），但從其與扣件式鋼 管腳手架相類似的試驗(yàn)結(jié)果的分析中可以看出，由于桿件采用軸心連接等因素，使其穩(wěn)定承載能力比相應(yīng)構(gòu) 架情況的扣件式鋼管架提高15%以上。當(dāng)取碗扣架的計算長度系數(shù)為μ1時，則。

 

因此確定，在驗(yàn)算碗扣式鋼管腳手架的整體穩(wěn)定性時，其μ1值可按表2數(shù)值乘以0．9325采用，其他均可采用 扣件式鋼管腳手架的計算方法。經(jīng)幾年的試用，可滿足使用安全的要求。2.1.3 門式鋼管腳手架的整體穩(wěn)定 性驗(yàn)算 ?門式鋼管腳手架的整體穩(wěn)定性以單榀門架計算，其門架立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ按組合桿件確定。其穩(wěn)定 驗(yàn)算式，當(dāng)不組合風(fēng)載時，仍使用式（11），但N為一榀門架的軸向力設(shè)計值；當(dāng)組合風(fēng)載時，按下式計算：

 

式中Mwk———風(fēng)載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，

 

hw———連墻件豎距；

 

φ———門架立桿的穩(wěn)定系數(shù)，按查《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》附錄三，其中：

 

I———門架立桿換算截面回轉(zhuǎn)半徑；

 

I0———門架立桿截面慣性矩；

 

I1、h1———門架加強(qiáng)桿的截面慣性矩和高度；

 

h0———門架高度；

 

A———門架立桿的毛截面積；

 

f———門架鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值：Q235鋼用205N/mm2；16Mn鋼用300N/mm2；

 

γ’R———考慮腳手架工作條件的抗力調(diào)整系數(shù)，取

 

2.2 非單、雙排腳手架結(jié)構(gòu)和單肢立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算 非單、雙排腳手架結(jié)構(gòu)包括多排或滿堂設(shè)置的腳手架和 模板支撐架，由于尚無系統(tǒng)的試驗(yàn)研究成果，其結(jié)構(gòu)和單肢立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算，可暫參考單、雙排腳手架計 算的研究成果和相關(guān)規(guī)范加以臨時解決。即將腳手架立桿段視為有側(cè)移多層框架柱，將上下橫桿視為計算立 桿段的約束桿件，采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ17－88）附表4.2的規(guī)定，計算出單肢立桿按有側(cè)移框架柱 考慮的計算長度系數(shù)μ’0，當(dāng)該單肢立桿為雙排腳手架的立桿時，則μ'0應(yīng)與相應(yīng)雙排腳手架的μ值一致。 由于兩者的計算依據(jù)是不同的，μ’0≠μ，因此就引入兩個調(diào)整系數(shù)m1（考慮連墻件設(shè)置情況的調(diào)整系數(shù)） 和m2（考慮另一方向水平桿件約束作用的調(diào)整系數(shù)），由μ’＝μ＝m1m2μ’0的特定情況求得m1和m2的數(shù)值 后，用μ’＝m1m2μ’0計算出扣件式鋼管腳手架各種構(gòu)架情況下單肢立桿的計算長度系數(shù)μ’的數(shù)值表。用 前述方法，取碗扣式鋼管腳手架單肢立桿的計算長度系數(shù)為μ’1，則μ’1＝0.9325μ’。μ’和μ’1的數(shù) 值表見文獻(xiàn)1第461～466頁。有了μ’（或μ’1），即可按前述方法得到相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)φ。

 

扣件式或碗扣式腳手架結(jié)構(gòu)的單肢立桿的穩(wěn)定驗(yàn)算（視其荷載作用情況可分為軸心受壓桿件和壓彎桿件）， 可采用《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GBJ18-87）的計算式和規(guī)定。

 

上述計算方法既考慮了腳手架結(jié)構(gòu)本身的剛度條件，又考慮了腳手架結(jié)構(gòu)的連墻約束和整體作用。同時還按 不同的h/Lb、h/La和連墻件設(shè)置情況，分別給出了首步架和其他步架的角立桿、邊立桿與中立桿（分別在兩 面、三面和四面設(shè)有橫桿）的μ’（或μ’1）值。因此，既可用于驗(yàn)算單、雙排腳手架結(jié)構(gòu)的單肢立桿穩(wěn)定 性，亦可用于驗(yàn)算多排和滿堂腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

 

計算多排和滿堂腳手架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性時，連墻條件可按以下界定采用：

 

（1） 當(dāng)架子兩個方向立桿排數(shù)≥8、桿距≤1.5m、且整體性較好，即設(shè)有足夠的整體性拉結(jié)桿件（斜桿、剪 刀撐、斜撐等）時，可按2步3跨連墻考慮；

 

（2） 當(dāng)架子兩個方向立桿排數(shù)＜8、桿距≤1.5m且整體性較好時，可按3步3跨連墻考慮；

 

（3）當(dāng)桿距＞1.5m或具有其他整體性較差的情況時，可取μ’值為1.80～1.85，即接近于單排腳手架的工作 情況。

 

2.3 其他驗(yàn)算項(xiàng)目和計算注意事項(xiàng)?

 

2.3.1 水平桿件的強(qiáng)度驗(yàn)算

 

水平桿件包括縱、橫向水平桿和腳手板等，當(dāng)其不超過構(gòu)造跨度規(guī)定，不超載或不受過大集中荷載作用時， 一般不需要進(jìn)行計算；當(dāng)跨度和荷載較大時，一般應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，可依其支承情況，按簡支梁或2～3跨連 續(xù)梁，使用式（1）或式（2）進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時不要遺漏公式右端抗力項(xiàng)的調(diào)整系數(shù)，應(yīng)先確定γ’m值。? 門式鋼管腳手架的門架為門式框架構(gòu)件，其承載力取決于荷載作用點(diǎn)的部位。受集中力作用時，作用點(diǎn)位于 門架立柱時的承載力最大，位于門架立柱和加強(qiáng)桿之間時次之，位于橫梁跨中時最小。在設(shè)計時，應(yīng)盡量避 開橫梁中部受集中力的作用。

 

2.3.2 連墻件驗(yàn)算

 

連墻件一般按承受水平力作用進(jìn)行設(shè)計，其所受水平力NL按下式計算：

 

NL＝NW＋3kN

 

式中，Nw為自由風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力（或水平力），在計算時，可將腳手架視為支承于連墻件之上的 三跨連續(xù)梁，跨度取連墻件的豎距hw，取其在風(fēng)線荷載作用下的最大支座反力為Nw；3kN為腳手架平面外變形 所引起的連墻件軸向力。

 

當(dāng)連墻件采用腳手鋼管并以扣件和腳手架連接時，應(yīng)使用式（2）進(jìn)行計算，并同時驗(yàn)算扣件的抗滑要求，每 個扣件的抗滑力為8.5kN。當(dāng)抗滑不滿足時，可增加扣件的設(shè)置。

 

當(dāng)連墻件為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ17-88）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。

 

2.3.3 地基承載力驗(yàn)算

 

腳手架立桿基礎(chǔ)（或支座、墊板）底面的承載力按下式驗(yàn)算：

 

式中P———腳手架立桿基礎(chǔ)底面處的平均應(yīng)力設(shè)計值；

 

A———基礎(chǔ)底面面積； N———腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力設(shè)計值，按下式確定：f＝K.fk

 

fk———地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；

 

K———調(diào)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。

 

2.3.4 計算注意事項(xiàng)

 

（1） 作業(yè)層施工荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)構(gòu)腳手架取3kN/m2，裝修（含裝飾和修繕作業(yè)）腳手架取2kN/m2，圍（ 防）護(hù)架按1kN/m2計算。模板支撐架、安裝支撐架和實(shí)用荷載超過上述規(guī)定的腳手架，應(yīng)按實(shí)用荷載設(shè)計。 腳手架和支撐架定型產(chǎn)品按其設(shè)計的荷載采用，但均不得低于1kN/m2。（2） 在腳手架設(shè)置構(gòu)造中的非腳手 架結(jié)構(gòu)部分和型鋼件，應(yīng)使用相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。

 

（3） 在腳手架設(shè)置中涉及連墻、附墻、預(yù)埋件、臨時支撐和對工程的加固措施等，應(yīng)按相應(yīng)結(jié)

 

構(gòu)設(shè)計規(guī)范驗(yàn)算，并應(yīng)取得工程設(shè)計人的同意，或請工程設(shè)計人對相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。

 

3.一個扣件可以承載多大力

 

應(yīng)該叫“承載力”才對。

 

表5.1.8       扣件、底座的承載力設(shè)計值（kN）

 

項(xiàng)    目承載力設(shè)計值

 

對接扣件（抗滑）3.20

 

直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件（抗滑）8.00

 

底座（抗壓）40.00

 

可調(diào)托座30.00

 

注：扣件螺栓擰緊扭力矩值不應(yīng)小于40N?m，且不應(yīng)大于65Nm。