支架立杆稳定和地基承载力计算-2014.5

脚手架稳定性计算在建筑施工领域，脚手架是一种常用且至关重要的临时结构，为施工人员提供了安全的作业平台，同时也用于承载施工材料和设备。

然而，若脚手架的稳定性不足，可能会导致严重的安全事故，造成人员伤亡和财产损失。

因此，准确计算脚手架的稳定性是确保施工安全的关键环节。

脚手架的稳定性主要取决于其结构的强度、刚度和整体稳定性。

在进行稳定性计算时，需要考虑多种因素，包括脚手架的搭设高度、立杆间距、横杆步距、荷载分布、节点连接方式等。

首先，我们来了解一下脚手架所承受的荷载类型。

主要包括恒载和活载。

恒载指的是脚手架自身的重量，包括立杆、横杆、脚手板、防护栏杆等构件的重量。

活载则包括施工人员、施工材料、设备的重量以及风荷载等。

对于立杆的稳定性计算，通常采用轴心受压构件的计算方法。

计算时需要考虑立杆的截面特性，如截面面积、惯性矩等，以及所承受的轴向压力。

轴向压力是由恒载和活载产生的竖向力通过一定的分配方式传递到立杆上的。

在计算横杆的稳定性时，需要考虑其在水平方向上所承受的荷载，以及横杆的跨度和支撑情况。

横杆的稳定性对于保证脚手架的整体稳定性起着重要作用。

节点连接的可靠性也是影响脚手架稳定性的关键因素。

常见的节点连接方式有扣件连接、焊接和螺栓连接等。

在计算中，需要根据实际的连接方式和连接强度来评估节点的承载能力。

风荷载对脚手架的稳定性影响不容忽视。

风荷载的大小取决于当地的基本风压、脚手架的挡风系数以及搭设高度等因素。

在强风地区或高层建筑施工中，风荷载可能成为导致脚手架失稳的主要因素。

接下来，我们通过一个具体的例子来看看脚手架稳定性的计算过程。

假设我们有一个高度为 20 米的双排脚手架，立杆间距为 15 米，横杆步距为 18 米。

恒载标准值为 03kN/m²，活载标准值为 2kN/m²，基本风压为 05kN/m²。

首先计算恒载和活载产生的轴向压力。

恒载产生的轴向压力：N1＝ 01248×20 ＝ 2496kN。

地基承载力计算5． 2．1 基础底面的压力，应切合以下规定：1 当轴心荷载作用时p k ≤ f a（）式中： p k ——相应于作用的标准组合时，基础底面处的均匀压力值（f a ——修正后的地基承载力特点值（kPa ）。

kPa ）；2当偏爱荷载作用时，除切合式（5.2.1-1 ）要求外，尚应切合下式规定：p kmax ≤ 1.2f a（）式中： p kmax ——相应于作用的标准组合时，基础底面边沿的最大压力值（ kPa ）。

5． 2．2 基础底面的压力，可按以下公式确立：1当轴心荷载作用时F kG k （）p kA式中： F k ——相应于作用的标准组合时，上部构造传至基础顶面的竖向力值（kN ）；G k ——基础自重和基础上的土重（ kN ）；A ——基础底面面积（ m 2）。

2当偏爱荷载作用时F kG k M k (5.2.2-2)pk maxAWF kG kM k (5.2.2-3)pk minWA式中： M k ——相应于作用的标准组合时，作用于基础底面的力矩值（kN · m ）；W ——基础底面的抵挡矩（ m 3）；p kmin ——相应于作用的标准组合时，基础底面边沿的最小压力值（kPa ）。

3 当基础底面形状为矩形且偏爱距e ＞b/6 时（图 5.2.2 ）时， p kmax 应按下式计算：2(F k G k )(5.2.2-4)pk max3la式中： l ——垂直于力矩作用方向的基础底面边长（m ）；a ——协力作用点至基础底面最大压力边沿的距离（m ）。

e aF k+Gp kma3ab图偏爱荷载(e> b/6)下基底压力计算表示b—力矩作用方向基础底面边长5． 2． 3地基承载力特点值可由载荷试验或其余原位测试、公式计算、并联合工程实践经验等方法综合确立。

5． 2．4 当基础宽度大于 3m 或埋置深度大于 0.5m时，从载荷试验或其余原位测试、经验值等方法确立的地基承载力特点值，尚应按下式修正：f a= f ak+ηbγ（ b-3）+ηdγm(d-0.5)(5.2.4)式中： f a——修正后的地基承载力特点值（kPa）；f ak——地基承载力特点值（ kPa），按本规范第 5.2.3 条的原则确立；η、η——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类型查表 5.2.4 取值；bdγ——基础底面以下土的重度（ kN/ m3），地下水位以下取浮重度；b——基础底面宽度（m），当基础底面宽度小于3m 时按 3m 取值，大于 6m 时按 6m 取值；γ——基础底面以上土的加权均匀重度（kN / m3），位于地下水位以下的土层取有效重度；md——基础埋置深度（m），宜自室外处面标高算起。

脚手架盖梁支架计算方法一）立杆支撑稳定性验算计算原则：考虑到脚手架钢管的使用磨损情况，钢管材料按照中48X3.5mm 进行验算。

脚手架钢管截面积A = 4.89cπι2,回转半径i=15. 78mm,钢材抗压强度设计值为205MPa;1、不含大跨盖梁支架立杆支撑布置按照0.6X0. 6m （纵向X横向）进行设计，横杆设计按照步距 1. 2m进行计算。

取单位面积重量最大的PHN05号盖梁4. 514t∕m2盖梁混凝土：⑴荷载计算：（不考虑风荷载）：①永久荷载（ENGk）A、混凝土重：66. 2m3*25∕ （19.295*1. 9）=45. 144kN∕m2B、模板及支架重：0. 75 kN∕m2C、ΣNGK= （45. 144+0. 75）×0. 6×0, 6 = 16. 522kN②活荷载（ENQK）A、施工人员及设备荷载：LO kN∕m2B、振捣混凝土荷载：2. 0 kN∕m2C、ΣNQK= （1. 0 + 2.0） X0. 6X0. 6 = 1. 08 kN⑶计算荷载（N）N=l. 2NGK+1. 4NQK=1. 2×16. 522 + 1. 4×1. 08 = 21. 338kN2、立杆稳定性计算：N∕ΦA≤f式中：N 一立杆轴向力，取N=2L 338kN;6—稳定系数，根据长细比入=76,查得稳定系数6=0.744A一立杆截面积，A=4. 89cm2;f一钢材抗压强度设计值，取f = 205MPa.N∕ΦA = 21338∕ （0. 744X489） =58. 65MPa<f = 205 MPa故立杆稳定二）立杆地基承载力计算荷载计算：（不考虑风荷载）单根立杆的轴向力N=2L 338 kN整个支架的总竖向力 No 为 21. 338X36. 66/ （0.6X0.6） =2172. 92kN基础底面积为19. 295*1. 9=36. 66m2则基础底面平均压力：P=N∕A = 2172. 92/36. 66 = 59. 27KPa<80 Kpa （上海市地基平均承载能力）2、大跨箱梁桥大盖梁支架立杆支撑布置按照0.6X0. 3m （纵向X横向）进行设计，横杆设计按照步距 1. 2m进行计算。

脚手架承载力计算规范规定：当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时，在同一跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0KN/㎡（只需要验证这个就好）一)基本荷载值钢脚手板：0.3KN/m2施工人员材料荷载：3.5KN/m2脚手杆自重：0.25KN/m2（二）纵横向水平杆计算MGK=0.55KN/M2*1.52/24=0.052KN.MMQK=3.5*1.52/8=0.66KN.MM=1.2MGK+1.4∑MQK=1.2*0.052+1.4*0.66=0.986KN.MW=5.13CM3σ=M/W=0.986*106/（5.13*103）=192.3N/MM2<f=205N/MM2满足规范要求。

(三)扣件抗滑移承载力计算R=（0.3+0.25+3.5）*2.7/2=5.47KN<RC=8KN满足规范要求。

（四）立杆计算1、立杆轴向力设计值：N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQK+0.85=1.2（0.3+0.25）+1.4*3.5+0.85=6.41KN2、立杆计算长度l0=kuh=1.155*1.5*1.5=2.599mλ0=l0/i=2.6*100cm/1.7cm=1533、由风荷载设计值产生的立杆段弯距：MW=0.85*1.4WK*la*h2/10=0.85*1.4*0.6*1.5*1.2*1.2/10=0.1544、稳定性计算：N/φA+MW/W=6410/（0.298*452）+0.154*105/5.13*103=47.6+30=77.62N/mm2<f=205N/mm2满足规范要求。

（五）连墙件计算预埋φ14钢筋，fy=210 N/mm2，φ14圆钢抗拉能力：2πr2×fy=64.6KN>N2=14.42KN满足要求，但要保证预埋环有足够的锚固长度。

锚固筋可按层高设置每3.3米设置一道，水平方向每5米设置一道，如板内无上皮筋处应加设附加钢筋，防止板面裂缝。