一、摘要

在當(dāng)前的各類建筑施工活動(dòng)中，支架事故頻發(fā)，施工支架的承載力及安全穩(wěn)定性問題引起了人們的高度關(guān)注。支架按材質(zhì)、組合形式不同，種類較多，適用規(guī)范也較多，最常見的為鋼管類支架。本文以實(shí)際案例，為大家提供參考。

二、關(guān)于荷載組合及施工荷載取值總結(jié)

目前有應(yīng)力法和極限狀態(tài)法兩種，對(duì)應(yīng)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)都是選擇后者，針對(duì)常用木方及模板應(yīng)力取值依據(jù)的選擇，有部門規(guī)定的按規(guī)定，沒有規(guī)定的按《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》；對(duì)應(yīng)目前臨時(shí)設(shè)施還大量使用的Q235鋼材應(yīng)力取值原則：一般情況下按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取值》對(duì)應(yīng)鋼材常用的鋼管及型鋼等（軸向應(yīng)力）抗拉、抗壓、抗彎取205MPa，抗剪取120MPa，以前一些方案采用的是容許應(yīng)力法及柱軸向應(yīng)力取成140MPa、彎曲應(yīng)力145MPa，剪切應(yīng)力85MPa其實(shí)是不對(duì)的，大多參照的《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，而此規(guī)范目前以作廢且只使用與橋梁工程設(shè)計(jì)而不是用于臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，如果容許應(yīng)力取值太小了會(huì)大大增加鋼材用量增加成本?，F(xiàn)行的規(guī)范中，既有綜合系數(shù)法，也有分項(xiàng)系數(shù)法(極限狀態(tài)法)。

貝雷梁其主要技術(shù)數(shù)據(jù)來自《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》，采用的規(guī)范是《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范采用的綜合系數(shù)法，也叫容許應(yīng)力法?，F(xiàn)在許多施工手冊(cè)有關(guān)貝雷梁的數(shù)據(jù)都來自于這本書。對(duì)貝雷梁設(shè)計(jì)時(shí)，我們直接或間接地引用了《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》中推薦的數(shù)據(jù)，其實(shí)不一定正確的。該手冊(cè)采用當(dāng)時(shí)現(xiàn)行的《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》是很正常的，這個(gè)規(guī)范不修訂，則手冊(cè)也不會(huì)修訂。

而《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，采用的分項(xiàng)系數(shù)法。該規(guī)范中材料抗力叫材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度，不叫容許應(yīng)力。和容許應(yīng)力比起來，采用分項(xiàng)系數(shù)法，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增加了許多。比如Q345（16Mn鋼）在86年規(guī)范中，抗彎容許應(yīng)力為210MPa，其在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值為250-310MPa。

如果我們采用分項(xiàng)系數(shù)法計(jì)算，則永久作用和可變作用都有不同的分項(xiàng)系數(shù)，都要分別去乘。與此同時(shí)，材料的抗力則要采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度，要比相應(yīng)的容許應(yīng)力大許多才是,16Mn就是Q345分類，極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)時(shí)用Q345的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是對(duì)的

腳手架安全等級(jí)和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：大多人設(shè)計(jì)時(shí)為考慮腳手架安全等級(jí)和結(jié)構(gòu)重要細(xì)數(shù)，這樣做是不對(duì)的，是違法規(guī)范要求的，根據(jù)《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》：3.2.1 ?腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)腳手架種類、搭設(shè)高度和荷載采用不同的安全等級(jí)。腳手架安全等級(jí)的劃分應(yīng)符合表3.2.1的規(guī)定。3.2.3 ?腳手架結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ，應(yīng)按表3.2.3的規(guī)定取值。

三、關(guān)于立桿穩(wěn)定性計(jì)算總結(jié)

1.對(duì)于滿堂腳手架應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范計(jì)算，但是現(xiàn)在規(guī)范對(duì)于大多數(shù)支架高度在16m以下的是保守的，尤其是扣件式腳手架規(guī)范，作為方案編制人員要清楚認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)，我們可以從規(guī)范計(jì)算的計(jì)算長度和歐拉公式中立桿長度對(duì)比知道；

2.采用腳手架規(guī)范計(jì)算的立桿穩(wěn)定性結(jié)果隨腳手架高度變化基本保守，在一定高范圍內(nèi)腳手架高度越高不等于危險(xiǎn)性就越大，而采用三維軟件建模模擬的穩(wěn)定性是隨著支架高度變高而降低的，能真實(shí)反映架體穩(wěn)定情況，但是目前軟件都是以屈曲分析來計(jì)算立桿承載能力的，而目前取安全系數(shù)都參照橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，但與規(guī)范計(jì)算結(jié)果比較非常保守，安全儲(chǔ)備過大 存在很大部分材料未發(fā)揮作用而浪費(fèi)，不建議使用有限元分析；

3.采用有限元分析立桿穩(wěn)定性易出現(xiàn)誤區(qū)，尤其是軟件初學(xué)者往往通過查看立桿應(yīng)力圖中相應(yīng)值與材料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值直接比較，這是打錯(cuò)，我們可以采用腳手架規(guī)范或者（橋梁工程的大鋼管）歐拉公式計(jì)算結(jié)果與有限元軟件應(yīng)力圖結(jié)果對(duì)比，相差幾倍。采用有限元對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析建議適用部位：非受壓件如貝雷梁、型鋼梁、方木、抱箍、桁架、水化熱等計(jì)算結(jié)果非常準(zhǔn)確，對(duì)應(yīng)受壓構(gòu)件可以通過有限元分析得出的軸向力通過腳手架規(guī)范或歐拉公式計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，這樣更可靠。

四、實(shí)例分析

1.關(guān)于壓桿穩(wěn)定性計(jì)算總結(jié)：失穩(wěn)實(shí)例介紹

該項(xiàng)目采用了大跨度鋼管支撐柱 貝雷梁，每孔布置10根鋼管，按照如圖做成兩端鉸接，每根鋼管可承載350t，10根共計(jì)3500t，而每孔箱梁870t，加上模板不足1200t，安全儲(chǔ)備系數(shù)2.91，用6根就夠了，浪費(fèi)了4根；若在鋼管支撐柱中間設(shè)置一道約束用4根就夠了，浪費(fèi)6根。

2.工程實(shí)體支架案例：某工程邊跨支架方案圖

3.工程實(shí)體支架案例：某工程邊跨支架方案優(yōu)化后圖

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