滿堂支撐架計(jì)算規(guī)范

1、 13滿堂支撐架計(jì)算規(guī)范根據(jù)JGJ 130-2011 54 滿堂支撐架計(jì)算541 滿堂支撐架頂部施工層荷載應(yīng)通過可調(diào)托撐傳遞給立桿。542 滿堂支撐架根據(jù)剪刀撐的設(shè)置不同分為普通型構(gòu)造與加強(qiáng)型構(gòu)造，其構(gòu)造設(shè)置應(yīng)符合本規(guī)范第693條規(guī)定，兩種類型滿堂支撐架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)符合本規(guī)范第 546條規(guī)定。543 立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按本規(guī)范式（526-1）、式（526-2）計(jì)算。不組合風(fēng)荷載時(shí): N/Af （5.2.6-1）組合風(fēng)荷載時(shí): N/A+Mw/Wf （5.2.6-2）式中：N計(jì)算立桿的軸向力設(shè)計(jì)值（N），不組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk （5.2.71）組合風(fēng)荷載時(shí)N=

2、1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4NQk （5.2.72）式中：NG1k腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值；NG2k構(gòu)配件自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值；NQk施工荷載產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和，內(nèi)、外立桿各按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比由本規(guī)范附錄A表A.0.6取值;表A.0.6 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)(Q23511鋼)注：當(dāng)250時(shí)，=7320/2長(zhǎng)細(xì)比, =l0/i ；l0計(jì)算長(zhǎng)度（mm），應(yīng)按本規(guī)范式第5.4.6條的規(guī)定計(jì)算;i截面回轉(zhuǎn)半徑，可按本規(guī)范附錄B表B.0.1采用;表B.0.1 鋼管截面幾何特性外徑，d壁厚t截面積A(cm2)

3、慣性矩I(cm4)截面模量W(cm3)回轉(zhuǎn)半徑i(cm)每米長(zhǎng)質(zhì)量(kg/m)mm48.33.65.0612.715.261.593.97A立桿截面面積（mm2），可按本規(guī)范附錄B表B.0.1采用;Mw計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩（N·mm），可按下式計(jì)算：Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4klah2/10 （5.2.9）式中：Mwk風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值（N·mm）； ww風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2），應(yīng)按本規(guī)范式（4.2.5）式計(jì)算；la立桿縱距（m）。f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2），應(yīng)按本規(guī)范表5.1.6 用 。表5.1.6鋼材的

4、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量（N/mm2）544 計(jì)算立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值N，應(yīng)按下列公式計(jì)算：不組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2NGk+1.4NQk （5.4.41）組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2NGk+0.9×1.4NQk （5.4.42）式中：NGk永久荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和（kN）；NQk可變荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和（kN）。545 立桿穩(wěn)定性計(jì)算部位的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：1 當(dāng)滿堂支撐架采用相同的步距、立桿縱距、立桿橫距時(shí)，應(yīng)計(jì)算底層與頂層立桿段；2 當(dāng)架體的步距、立桿縱距、立桿橫距有變化時(shí)，除計(jì)算底層立桿段外，還必須對(duì)出現(xiàn)最大步距、最大立桿縱距、立桿橫距等部位的立桿段進(jìn)行驗(yàn)算；3

5、 當(dāng)架體上有集中荷載作用時(shí),尚應(yīng)計(jì)算荷載售后服務(wù)范圍內(nèi)受力最大的立桿段.546 滿堂支撐架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算，取整體穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果最不利值:頂部立桿段： (546-1)非頂部立桿段： (546-2)式中:滿堂支撐架立桿計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，應(yīng)按表546采用； h步距；a立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度；應(yīng)不大于0.5m。當(dāng)0.2ma0.5m時(shí)，承載力可按線性插入值；1、2考慮滿堂支撐架整體穩(wěn)定因素的單什計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，普通型構(gòu)造應(yīng)按本規(guī)范附錄C表C-2、表C-4采用；加強(qiáng)型構(gòu)造應(yīng)按本規(guī)范附錄C表C-3、表C-5采用。表546 滿堂支撐架立桿計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)高度H（m）H88H1010H2

6、020H30kk1.1551.1851.2171.291 注:當(dāng)驗(yàn)算立桿允許長(zhǎng)細(xì)比時(shí),取k=1。547 當(dāng)滿堂支撐架小于4跨時(shí)，宜設(shè)置連墻件將架體與建筑結(jié)構(gòu)剛性連接。當(dāng)架體未設(shè)置連墻件與建筑結(jié)構(gòu)剛性連接，立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)按本規(guī)范附錄C表C-2表C-5采用時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1 支撐架高度不應(yīng)超過一個(gè)建筑樓層高度，且不應(yīng)超過5.2m；2 架體上永久與可變荷載（不含風(fēng)荷載）總和標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)7.5Kn/m2；3 架體上永久荷載與可變荷載（不含風(fēng)荷載）總和的均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)大于7kN/m。條文說明：5.4滿堂支撐架計(jì)算5.4.15.4.6考慮工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況條件，規(guī)范所給滿堂支撐架整體穩(wěn)定性的計(jì)算方

7、法力求簡(jiǎn) 單、正確、可靠。同單、雙排腳手架立桿穩(wěn)定計(jì)算一樣，滿堂支撐架的立桿穩(wěn)定性計(jì)算公式， 雖然在表達(dá)形式上是對(duì)單根立桿的穩(wěn)定計(jì)算，但實(shí)質(zhì)上是對(duì)滿堂支撐架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計(jì)算。因?yàn)楣?5.4.6-1、5.4.6-2 中的 µ1、µ2 值 （附錄 C 表 C-2C-5）是根據(jù)腳手架的整體穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果確定的。本節(jié)所提滿堂支撐架是指頂部荷載是通過軸心傳力構(gòu)件（可調(diào)托撐）傳遞給 立桿的，立桿軸心受力情況；可用于鋼結(jié)構(gòu)工程施工安裝、混凝土結(jié)構(gòu)施工及其它同類工程 施工的承重支架。現(xiàn)就有關(guān)問題說明如下：1滿堂支撐架的整體穩(wěn)定 滿堂支撐架有兩種可能的失穩(wěn)形式：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。 整體失

8、穩(wěn)破壞時(shí)，滿堂支撐架呈現(xiàn)出縱橫立桿與縱橫水平桿組成的空間框架，沿剛度較弱方向大波鼓曲現(xiàn)象，無剪刀撐的支架，支架達(dá)到臨界荷載時(shí)，整架大波鼓曲。有剪刀撐的支 架，支架達(dá)到臨界荷載時(shí)，以上下豎向剪刀撐交點(diǎn)（或剪刀撐與水平桿有較多交點(diǎn)）水平面 為分界面，上部大波鼓曲（圖 8），下部變形小于上部變形。所以波長(zhǎng)均與剪刀撐設(shè)置、水平約束間距有關(guān)；圖 8滿堂支撐架整體失穩(wěn)1、水平剪刀撐2、豎向剪刀撐3、失穩(wěn)方向 一般情況下，整體失穩(wěn)是滿堂支撐架的主要破壞形式。 局部失穩(wěn)破壞時(shí)，立桿在步距之間發(fā)生小波鼓曲，波長(zhǎng)與步距相近，變形方向與支架整體變形可能一致，也可能不一致。當(dāng)滿堂支撐架以相等步距、立桿間距搭設(shè)，在均布

9、荷載作用下，立桿局部穩(wěn)定的臨界荷載高于整體穩(wěn)定的臨界荷載，滿堂支撐架破壞形式為整體失穩(wěn)。當(dāng)滿堂支撐架以不等步距、立 桿橫距搭設(shè)，或立桿負(fù)荷不均勻時(shí)，兩種形式的失穩(wěn)破壞均有可能。由于整體失穩(wěn)是滿堂腳支撐架的主要破壞形式，故本條規(guī)定了對(duì)整體穩(wěn)定按公-1)、2)計(jì)算。為了防止局部立桿段失穩(wěn)，本規(guī)范除對(duì)步距限制外，尚在本規(guī) 范第 5.4.5 條中規(guī)定對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱的立桿段進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。2關(guān)于滿堂支撐架整體穩(wěn)定性計(jì)算公式中的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) 的說明 影響滿堂支撐架整體穩(wěn)定因素主要有豎向剪刀撐、水平剪刀撐、水平約束（連墻件）、支架高度、高寬比、立桿間距、步距、扣件緊固扭矩、立桿上傳力構(gòu)件、立桿伸出頂層水平

10、桿 中心線長(zhǎng)度（a）等。滿堂支撐架整體穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)論，以上各因素對(duì)臨界荷載的影響都不同，所以，必須給出不同工況條件下的支架臨界荷載（或不同工況條件下的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) 值），才能保證施工 現(xiàn)場(chǎng)安全搭設(shè)滿堂支撐架。才能滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的需要。2008 年由中國(guó)建筑科學(xué)研究院主持負(fù)責(zé)，江蘇南通二建集團(tuán)有限公司參加及大力支援， 天津大學(xué)參加，并在天津大學(xué)土木工程檢測(cè)中心完成了 15 項(xiàng)真型滿堂扣件式鋼管腳手架與滿 堂支撐架（高支撐）試驗(yàn)。13 項(xiàng)滿堂支撐架主要傳力構(gòu)件“可調(diào)托撐”破壞試驗(yàn)，多組扣件 節(jié)點(diǎn)半剛性試驗(yàn)，得出了滿堂支撐架在不同工況下的臨界荷載。通過對(duì)滿堂支撐架整體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)與理論分析，采用實(shí)驗(yàn)確定的節(jié)

11、點(diǎn)剛性（半剛性），建立 了滿堂扣件式鋼管支撐架的有限元計(jì)算模型；進(jìn)行大量有限元分析計(jì)算，得出各類不同工況 情況下臨界荷載，結(jié)合工程實(shí)際，給出工程常用搭設(shè)滿堂支撐架結(jié)構(gòu)的臨界荷載，進(jìn)而根據(jù) 臨界荷載確定：考慮滿堂支撐架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) µ1、µ2 。試驗(yàn)支架搭設(shè)是按施工現(xiàn)場(chǎng)條件搭設(shè)，并考慮可能出現(xiàn)的最不利情況，規(guī)范給出的 µ1、µ2 值，能綜合反應(yīng)了影響滿堂支撐架整體失穩(wěn)的各種因素。 實(shí)驗(yàn)證明剪刀撐設(shè)置不同，臨界荷載不同，所以給出普通型與加強(qiáng)型構(gòu)造的滿堂支撐架。3滿堂支撐架立桿計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù) k 的確定見條文說明 條第三款關(guān)于“腳手架立桿計(jì)

12、算長(zhǎng)度附加系數(shù) k”解釋。 根據(jù)滿堂支撐架整體穩(wěn)定試驗(yàn)分析，隨著滿堂支撐架高度增加，支撐體系臨界荷載下降，參考國(guó)內(nèi)外同類標(biāo)準(zhǔn)，引入高度調(diào)整系數(shù)調(diào)降強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，給出滿堂支撐架計(jì)算長(zhǎng)度附系數(shù)取值表 5.4.6。可保證安全系數(shù)不小于 2.0。4滿堂腳手架與滿堂支撐架扣件節(jié)點(diǎn)半剛性論證扣件節(jié)點(diǎn)屬半剛性，但半剛性到什么程度，半剛性節(jié)點(diǎn)滿堂腳手架和滿堂支撐架承載力 與純剛性滿堂腳手架和滿堂支撐架承載力差多少？要準(zhǔn)確回答這個(gè)問題，必須通過真型滿堂腳手架與滿堂支撐架實(shí)驗(yàn)與理論分析。 直角扣件轉(zhuǎn)動(dòng)剛度試驗(yàn)與有限元分析，得出如下結(jié)論：1）通過無量綱化后的 M * - * 關(guān)系曲線分區(qū)判斷梁柱連接節(jié)點(diǎn)剛度性質(zhì)的方法

13、。試驗(yàn)中得到的 直角扣件的彎矩轉(zhuǎn)角曲線，處于半剛性節(jié)點(diǎn)的區(qū)域之中，說明直角扣件屬于半剛性連接。2）扣件的擰緊程度對(duì)扣件轉(zhuǎn)動(dòng)剛度有很大影響。擰緊程度高，承載能力加強(qiáng)，而且在相同力 矩作用下，轉(zhuǎn)角位移相對(duì)較小，即剛性越大。3）扣件的擰緊力矩為 40N·m， 50N·m 時(shí)，直角扣件節(jié)點(diǎn)與剛性節(jié)點(diǎn)剛度比值為 21.86%、33.21% 真型試驗(yàn)中直角扣件剛度試驗(yàn)： 在 7 組整體滿堂腳手架與滿堂支撐架的真型試驗(yàn)中，對(duì)直角扣件的半剛性進(jìn)行了測(cè)量， 取多次測(cè)量結(jié)果的平均值，得到直角扣件的剛度為剛性節(jié)點(diǎn)剛度的 20.43%。半剛性節(jié)點(diǎn)整體模型與剛性節(jié)點(diǎn)整體模型的比較分析：按照所作的 1

14、5 個(gè)真形試驗(yàn)的搭設(shè)參數(shù)，在有限元軟件中，分別建立了半剛性節(jié)點(diǎn)整體模 型及剛性節(jié)點(diǎn)整體模型，得出兩種模型的承載力。由于直角扣件的半剛性，其承載能力比剛 性節(jié)點(diǎn)的整體模型承載力降低很多，在不同工況條件下，滿堂腳手架與滿堂支撐架剛性節(jié)點(diǎn) 整體模型的承載力為相應(yīng)半剛性節(jié)點(diǎn)整體模型承載力的 1.35 倍以上。15 個(gè)整架實(shí)驗(yàn)方案的 理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比最大誤差為 8.05% 。所以，扣件式滿堂腳手架與滿堂支撐架不能盲目使用剛性節(jié)點(diǎn)整體模型（剛性節(jié)點(diǎn)支架） 臨界荷載推論所得參數(shù)。5滿堂支撐架高寬比=計(jì)算架高÷計(jì)算架寬，計(jì)算架高：立桿墊板下皮至頂部可調(diào)托撐 支托板下皮垂直距離。計(jì)算架寬：滿堂

15、支撐架橫向兩側(cè)立桿軸線水平距離。6公式(5.4.4-1)、 (5.4.4-2)NGK 包括滿堂支撐架結(jié)構(gòu)自重、構(gòu)配件自重等；NQK 包 括作業(yè)層上的人員及設(shè)備均布活荷載、結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重等?？砂疵恳粋€(gè)縱距、橫距為計(jì)算單元。7 公式（5.4.6-1），用于計(jì)算頂部，支撐架自重較小時(shí)，整體穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可能最不利，公式（5.4.6-2）用于底部、或最大步距部位計(jì)算，支撐架自重荷載較大時(shí)，計(jì)算結(jié)果可能最不利。5.4.7 滿堂支撐架整體穩(wěn)定試驗(yàn)證明，在一定條件下，寬度方向跨數(shù)減小，影響支架臨界荷 載。所以要求對(duì)于小于 4 跨的滿堂支撐架要求設(shè)置了連墻件（設(shè)置連墻可提高承載力），如果 不設(shè)置連墻件就應(yīng)該對(duì)支撐架進(jìn)行荷載、高度限制，保證支撐架整體穩(wěn)定。施工現(xiàn)場(chǎng)，少于 4 跨的支撐架多用于受荷較小部位。高度控制可有效減小支架高寬比， 荷載限制可保證支架穩(wěn)定。永久荷載與可變荷載（不含風(fēng)荷載）總和標(biāo)準(zhǔn)值 7.5kN/m2，相當(dāng)于 150 厚的混凝土樓 板。計(jì)算如下：樓板模板自重標(biāo)準(zhǔn)值為 0.3kN/m2，鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值，每立方砼 1.1 kN，砼自重標(biāo)準(zhǔn)值24 kN/m3 ;施工人員及施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 1.5kN/m2。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)