满堂支撑架计算规范

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1、 13满堂支撑架计算规范根据JGJ 130-2011 54 满堂支撑架计算541 满堂支撑架顶部施工层荷载应通过可调托撑传递给立杆。542 满堂支撑架根据剪刀撑的设置不同分为普通型构造与加强型构造，其构造设置应符合本规范第693条规定，两种类型满堂支撑架立杆的计算长度应符合本规范第 546条规定。543 立杆的稳定性应按本规范式（526-1）、式（526-2）计算。不组合风荷载时: N/Af （5.2.6-1）组合风荷载时: N/A+Mw/Wf （5.2.6-2）式中：N计算立杆的轴向力设计值（N），不组合风荷载时N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk （5.2.71）组合风荷载时N=

2、1.2（NG1k+NG2k）+0.851.4NQk （5.2.72）式中：NG1k脚手架结构自重产生的轴向力标准值；NG2k构配件自重产生的轴向力标准值；NQk施工荷载产生的轴向力标准值总和，内、外立杆各按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比由本规范附录A表A.0.6取值;表A.0.6 轴心受压构件的稳定系数(Q23511钢)注：当250时，=7320/2长细比, =l0/i ；l0计算长度（mm），应按本规范式第5.4.6条的规定计算;i截面回转半径，可按本规范附录B表B.0.1采用;表B.0.1 钢管截面几何特性外径，d壁厚t截面积A(cm2)惯性矩I(c

3、m4)截面模量W(cm3)回转半径i(cm)每米长质量(kg/m)mm48.33.65.0612.715.261.593.97A立杆截面面积（mm2），可按本规范附录B表B.0.1采用;Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（Nmm），可按下式计算：Mw=0.91.4Mwk=0.91.4klah2/10 （5.2.9）式中：Mwk风荷载产生的弯矩标准值（Nmm）； ww风荷载标准值（kN/m2），应按本规范式（4.2.5）式计算；la立杆纵距（m）。f钢材的抗压强度设计值（N/mm2），应按本规范表5.1.6 用 。表5.1.6钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）544 计算立杆段的轴向力

4、设计值N，应按下列公式计算：不组合风荷载时N=1.2NGk+1.4NQk （5.4.41）组合风荷载时N=1.2NGk+0.91.4NQk （5.4.42）式中：NGk永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN）；NQk可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN）。545 立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定：1 当满堂支撑架采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距时，应计算底层与顶层立杆段；2 当架体的步距、立杆纵距、立杆横距有变化时，除计算底层立杆段外，还必须对出现最大步距、最大立杆纵距、立杆横距等部位的立杆段进行验算；3 当架体上有集中荷载作用时,尚应计算荷载售后服务范围内受力最大的立杆段.

5、546 满堂支撑架立杆的计算长度应按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值:顶部立杆段： (546-1)非顶部立杆段： (546-2)式中:满堂支撑架立杆计算长度附加系数，应按表546采用； h步距；a立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；应不大于0.5m。当0.2ma0.5m时，承载力可按线性插入值；1、2考虑满堂支撑架整体稳定因素的单什计算长度系数，普通型构造应按本规范附录C表C-2、表C-4采用；加强型构造应按本规范附录C表C-3、表C-5采用。表546 满堂支撑架立杆计算长度附加系数高度H（m）H88H1010H2020H30kk1.1551.1851.2171.291 注:当验算立杆

6、允许长细比时,取k=1。547 当满堂支撑架小于4跨时，宜设置连墙件将架体与建筑结构刚性连接。当架体未设置连墙件与建筑结构刚性连接，立杆计算长度系数按本规范附录C表C-2表C-5采用时，应符合下列规定：1 支撑架高度不应超过一个建筑楼层高度，且不应超过5.2m；2 架体上永久与可变荷载（不含风荷载）总和标准值不应7.5Kn/m2；3 架体上永久荷载与可变荷载（不含风荷载）总和的均布线荷载标准值不应大于7kN/m。条文说明：5.4满堂支撑架计算5.4.15.4.6考虑工地现场实际工况条件，规范所给满堂支撑架整体稳定性的计算方法力求简 单、正确、可靠。同单、双排脚手架立杆稳定计算一样，满堂支撑架的

7、立杆稳定性计算公式， 虽然在表达形式上是对单根立杆的稳定计算，但实质上是对满堂支撑架结构的整体稳定计算。因为公式 5.4.6-1、5.4.6-2 中的 1、2 值 （附录 C 表 C-2C-5）是根据脚手架的整体稳定试验结果确定的。本节所提满堂支撑架是指顶部荷载是通过轴心传力构件（可调托撑）传递给 立杆的，立杆轴心受力情况；可用于钢结构工程施工安装、混凝土结构施工及其它同类工程 施工的承重支架。现就有关问题说明如下：1满堂支撑架的整体稳定 满堂支撑架有两种可能的失稳形式：整体失稳和局部失稳。 整体失稳破坏时，满堂支撑架呈现出纵横立杆与纵横水平杆组成的空间框架，沿刚度较弱方向大波鼓曲现象，无剪刀

8、撑的支架，支架达到临界荷载时，整架大波鼓曲。有剪刀撑的支 架，支架达到临界荷载时，以上下竖向剪刀撑交点（或剪刀撑与水平杆有较多交点）水平面 为分界面，上部大波鼓曲（图 8），下部变形小于上部变形。所以波长均与剪刀撑设置、水平约束间距有关；图 8满堂支撑架整体失稳1、水平剪刀撑2、竖向剪刀撑3、失稳方向 一般情况下，整体失稳是满堂支撑架的主要破坏形式。 局部失稳破坏时，立杆在步距之间发生小波鼓曲，波长与步距相近，变形方向与支架整体变形可能一致，也可能不一致。当满堂支撑架以相等步距、立杆间距搭设，在均布荷载作用下，立杆局部稳定的临界荷载高于整体稳定的临界荷载，满堂支撑架破坏形式为整体失稳。当满堂支

9、撑架以不等步距、立 杆横距搭设，或立杆负荷不均匀时，两种形式的失稳破坏均有可能。由于整体失稳是满堂脚支撑架的主要破坏形式，故本条规定了对整体稳定按公式 (5.2.6-1)、(5.2.6-2)计算。为了防止局部立杆段失稳，本规范除对步距限制外，尚在本规 范第 5.4.5 条中规定对可能出现的薄弱的立杆段进行稳定性计算。2关于满堂支撑架整体稳定性计算公式中的计算长度系数 的说明 影响满堂支撑架整体稳定因素主要有竖向剪刀撑、水平剪刀撑、水平约束（连墙件）、支架高度、高宽比、立杆间距、步距、扣件紧固扭矩、立杆上传力构件、立杆伸出顶层水平杆 中心线长度（a）等。满堂支撑架整体稳定试验结论，以上各因素对临

10、界荷载的影响都不同，所以，必须给出不同工况条件下的支架临界荷载（或不同工况条件下的计算长度系数 值），才能保证施工 现场安全搭设满堂支撑架。才能满足施工现场的需要。2008 年由中国建筑科学研究院主持负责，江苏南通二建集团有限公司参加及大力支援， 天津大学参加，并在天津大学土木工程检测中心完成了 15 项真型满堂扣件式钢管脚手架与满 堂支撑架（高支撑）试验。13 项满堂支撑架主要传力构件“可调托撑”破坏试验，多组扣件 节点半刚性试验，得出了满堂支撑架在不同工况下的临界荷载。通过对满堂支撑架整体稳定实验与理论分析，采用实验确定的节点刚性（半刚性），建立 了满堂扣件式钢管支撑架的有限元计算模型；进

11、行大量有限元分析计算，得出各类不同工况 情况下临界荷载，结合工程实际，给出工程常用搭设满堂支撑架结构的临界荷载，进而根据 临界荷载确定：考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数 1、2 。试验支架搭设是按施工现场条件搭设，并考虑可能出现的最不利情况，规范给出的 1、2 值，能综合反应了影响满堂支撑架整体失稳的各种因素。 实验证明剪刀撑设置不同，临界荷载不同，所以给出普通型与加强型构造的满堂支撑架。3满堂支撑架立杆计算长度附加系数 k 的确定见条文说明 5.2.65.2.9 条第三款关于“脚手架立杆计算长度附加系数 k”解释。 根据满堂支撑架整体稳定试验分析，随着满堂支撑架高度增加，支撑体系

12、临界荷载下降，参考国内外同类标准，引入高度调整系数调降强度设计值，给出满堂支撑架计算长度附系数取值表 5.4.6。可保证安全系数不小于 2.0。4满堂脚手架与满堂支撑架扣件节点半刚性论证扣件节点属半刚性，但半刚性到什么程度，半刚性节点满堂脚手架和满堂支撑架承载力 与纯刚性满堂脚手架和满堂支撑架承载力差多少？要准确回答这个问题，必须通过真型满堂脚手架与满堂支撑架实验与理论分析。 直角扣件转动刚度试验与有限元分析，得出如下结论：1）通过无量纲化后的 M * - * 关系曲线分区判断梁柱连接节点刚度性质的方法。试验中得到的 直角扣件的弯矩转角曲线，处于半刚性节点的区域之中，说明直角扣件属于半刚性连接

13、。2）扣件的拧紧程度对扣件转动刚度有很大影响。拧紧程度高，承载能力加强，而且在相同力 矩作用下，转角位移相对较小，即刚性越大。3）扣件的拧紧力矩为 40Nm， 50Nm 时，直角扣件节点与刚性节点刚度比值为 21.86%、33.21% 真型试验中直角扣件刚度试验： 在 7 组整体满堂脚手架与满堂支撑架的真型试验中，对直角扣件的半刚性进行了测量， 取多次测量结果的平均值，得到直角扣件的刚度为刚性节点刚度的 20.43%。半刚性节点整体模型与刚性节点整体模型的比较分析：按照所作的 15 个真形试验的搭设参数，在有限元软件中，分别建立了半刚性节点整体模 型及刚性节点整体模型，得出两种模型的承载力。由

14、于直角扣件的半刚性，其承载能力比刚 性节点的整体模型承载力降低很多，在不同工况条件下，满堂脚手架与满堂支撑架刚性节点 整体模型的承载力为相应半刚性节点整体模型承载力的 1.35 倍以上。15 个整架实验方案的 理论计算结果与实验值相比最大误差为 8.05% 。所以，扣件式满堂脚手架与满堂支撑架不能盲目使用刚性节点整体模型（刚性节点支架） 临界荷载推论所得参数。5满堂支撑架高宽比=计算架高计算架宽，计算架高：立杆垫板下皮至顶部可调托撑 支托板下皮垂直距离。计算架宽：满堂支撑架横向两侧立杆轴线水平距离。6公式(5.4.4-1)、 (5.4.4-2)NGK 包括满堂支撑架结构自重、构配件自重等；NQK 包 括作业层上的人员及设备均布活荷载、结构构件自重等。可按每一个纵距、横距为计算单元。7 公式（5.4.6-1），用于计算顶部，支撑架自重较小时，整体稳定计算结果可能最不利，公式（5.4.6-2）用于底部、或最大步距部位计算，支撑架自重荷载较大时，计算结果可能最不利。5.4.7 满堂支撑架整体稳定试验