碗扣式满堂脚手架立杆稳定性计算

2010-05-24任永安

山西建筑 2010年25期

任永安

0 引言

伴随着城市建设规模的不断扩张,高楼大厦鳞次栉比,施工技术也日新月异。碗扣式脚手架作为近年来比较流行的新型结构支撑体系,以其方便、快捷、经济、实用等特点得到了广泛的应用。然而令人痛惜的是,近年来建筑施工中频频发生脚手架因失稳而坍塌的安全事故,给人民群众的生命和财产造成了巨大的损失。事实表明：脚手架立杆的稳定性是脚手架支撑体系稳定的关键。本文以山西省煤炭交易中心项目高度为5 m的碗扣式满堂脚手架为例,对碗扣式支撑体系立杆的稳定性进行了验算,无疑是一种有益的尝试。

1 模板支架选型

根据本工程实际情况,结合我单位现有施工条件,经过综合技术经济比较,选择碗扣式钢管脚手架作为模板支架的搭设材料,进行相应的设计计算。以下计算只适用于厚度为120 mm板的支撑体系。对梁底支撑需另外单独进行计算,本文不涉及。

1)基本搭设参数。模板支架高H=5 m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.8 m,立杆纵距la取 1.2 m,横距lb取1.2 m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.3 m。整个支架的简图如图1所示。

模板底部的方木,截面宽40 mm,高90 mm,布设间距250mm。

2)荷载取值说明。模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土板自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。

2 立杆稳定性验算

立杆计算简图见图2。

2.1 立杆荷载

作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。静荷载标准值包括以下内容：

1)支架的自重：

2)模板的自重：

静荷载标准值：

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。活荷载标准值：

立杆的轴向压力设计值计算公式：

2.2 立杆稳定性验算

其中,φ为轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;A为立杆的截面面积,取 4.24×102mm2;KH为高度调整系数,建筑物层高超过4 m时,按《规程》5.3.4采用。

计算长度l0按下式计算的结果取大值：

其中,h为支架立杆的步距,取1.8 m;a为模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.3 m;μ为模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.539;k为计算长度附加系数,按《规程》附表 D-2取值为 1.163;故l0取3.222 m。

查《规程》附录C得 φ=0.175;

立杆的受压强度计算值σ=360.259 N/mm2,大于立杆的抗压强度设计值f=205 N/mm2,满足要求。

3 构造要求

按规范要求设置剪刀撑如下：

1)支架立杆应竖直设置,2 m高度的垂直允许偏差为15 mm。2)满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑,由底到顶连续设置。3)由于本模板支架高于4 m,其两端与中间每隔四排立杆从顶层开始向下每隔两步设置一道水平剪刀撑。4)每道剪刀撑宽度不应小于四跨,且不应小于6 m,斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间。