门式钢管脚手架结构的稳定承载能力分析

注 : 序号 1～9 采用 Q225 钢 ,序号 10～13 为 STK51 ( 日本牌号) 钢 。
3 材料抗力附加分项系数 γ ′ m 取值情况
= 8819φ( kN) ; 对于立杆为 Φ4217 mm ×214 mm 时有 R d3 ≥ 18214 φ = 12716φ( kN) 。而由表 1 知在常用设计参数下的脚 1143
值的函数 。 从 (2) 式可知 : 当活载为零时 ,γ ′ m = 1159 , 其结构重要性 系数 、 荷载分项系数 、 抗力分项系数乘积大于 2122 。因而
) 1 +η 1 + 019 (η+ λ ( 不组合风荷载 ) 和 ( 组合风荷载 ) 均 ) 1 + 1117η 1 + (η+ λ 210 为小于 1 的系数 ,即 ≤ = 019 ,则有 2122
a) φ Af 是轴心受压杆件稳定设计时的承载能力 , 对于门
γ ′ 019 = 1143 m ≤1159 ×
4 门式脚手架结构的稳定承载能力 Rd 和结论分析
(7)
式脚手架 ,当立杆为Φ48 mm × 315 mm 时 φ 值变化在 01566～
01918 ,相 应 的 φ A f = ( 01566 ～ 01918 ) ×20016 = 11315 ～ 18412 kN ;当立杆为 Φ42 mm × 215 mm 时 φ 值变化在 01412～ 01909 ,相应的 φ Af = ( 01412 ～ 01909 ) ×12711 = 5214 ～ 11515 kN ;当立杆为 Φ4217 mm ×214 mm 时 φ 值 变 化 在 01327 ～
N GK — — — 立杆由恒载 ( 结构自重 ) 标准值产生的立杆轴
混用 ;
e) 荷载考虑不够充分 ,稳定验算有误 ; f ) 施工管理不到位 。
力;
N WK — — — 立杆由风荷载标准值产生的立杆轴力 ; N WK = AMWK w
2
可以看出 ,结构设计未达到稳定承载的要求 , 是事故发 生的主要原因 。本文将对门式钢管脚手架结构的稳定承载 能力及其影响因素进行分析 。
第 32 卷
可完全确保使用安全 ,当 ≤ 10511 ～ 17016 kN 时 , 可基本确保 安全 ,当 > 11315～18412 kN 时 ,就会出现不安全的危险 。
(8)
γ Af 0 [112 N GK + 114 N QK ] ≤φ 组合风载时 γ 114 N QK 0 112 N GK + 0185 ×
限值范围 ,并提出了相应的设计要求及注意事项 。
[ 关键词 ] 门式 ; 脚手架 ; 脚手架结构 ; 稳定承载能力 [ 中图分类号 ] TU73112 ;TU312 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 10012523X(2005) 0320006203
STABL E BEARING CAPACITY OF GABL ED STEEL TUBE SCAFFOLDING STRUCTURE
φ = 01412～01909 ,立杆为Φ4217 mm × 214 mm 时 ,φ = 01327～
01405 。因此 ,按其立杆进行验算的设计稳定承载力分别为
R d1 ≥7914 ～ 12818 kN ; R d2 ≥3616 ～ 8018 kN ; R d3 ≥4117 ～
5117 kN 。
通过以上分析 ,可以归纳出以下结论 :
Zhang Zhi2jian
[ Abstract ] This paper analyzes the stable bearing capacity of gabled steel tube scaffolding structure on theories ,then get the stable bearing capacity limit extension of internal familiar gabled steel tube scaffolding and provides relevant design requiremet and some matters needed attention. [ Keywords ] Gabled ; Scaffolding ; Scaffolding structure ; Stable bearing capacity
张志坚 : 门式钢管脚手架结构的稳定承载能力分析
2 稳定系数 φ 值的确定
第3期
017 — — — 按 5 年重现期的基本风压折减系数 。
将脚手架视为一轴心受压杆件 ,按 λ=
h0 [ (4) 式 ] ,进行 i
对于标准门架 ,若其立杆为 Φ48 mm × 315 mm的普通钢
2 管 , A = 97816 mm2 , f = 205 NΠ mm ,则 Af = 20016 kN ,于是由上
1 门式钢管脚手架结构稳定承载能力的表达式
MWK — — — 立杆所受的风荷载弯矩标准值 ;
MWK = 0119 qWK h
脚手架结构的稳定承载力 ,即验算门式脚手架整体稳定 性的设计表达式中右端的抗力设计值 R d ,其表达式为 :
收稿日期 :2004 - 12 - 08 作者简介 : 张志坚 (19752) ,男 ,江西南城人 , 毕业于湘潭工学院 , 现就 职于江西省第一建筑有限责任公司技术部 。
h1Π mm
截面积 A Π cm2
6. 204 6. 204 6. 204 6. 204 6. 204 9. 786 9. 786 9. 786 9. 786 6. 080 6. 080 6. 080 6. 080
回转半径 i Π cm
1. 505 1. 491 1. 525 1. 513 1. 525 1. 639 1. 631 1. 643 1. 651 1. 534 1. 523 1. 549 1. 548
查表获得 φ 的取值 。 h0 — — — 门架的高度 ( 几何尺寸 ) ; i — — — 门架组合立杆 ( 包括加强杆) 的回转半径 ,即
i = I A1 h1 h0
面的分析可以得到 :
R d1
(5) (6)
φ (kN) = 20016 γ ′ m
(3)
I = I0 + I1
同理 可 以 得 到 当 立 杆 为 Φ42 mm ×215 mm 时 , R d2 =
a) 构架结构本身存在缺陷 ; b) 附墙拉杆设置不足 ,连墙件刚度不够 ; c) 水平加固杆或剪刀撑设置不够 ; d) 对钢管的材料性质了解不够 ,对不同壁厚钢管的不当
Rd =
φ Af γ ′ m
(1)
式中 :φ — — — 门架立柱的稳定系数 , 按步距 h 的立杆进行查 表计算 ;
Af — — — 一榀门架两根立柱的毛截面积 ( = 2 A 1 ) ;
γ ′ — — 材料抗力的附加分项系数 ; m — γ ′ m = 1159
1 +η ( 不组合风荷载) ; 1 + 1117η (2)
) 1 + 019 (η + λ γ ( ); ′ m = 1159 ) 组合风荷载 1 + (η + λ
η=
N QK N WK ;λ = N GK N GK
N NK — — — 立杆由活载 ( 施工荷载 ) 标准值产生的立杆轴 力;
将上 (7) 式代入 ( 3) 中 , 可以得到对于立杆为 Φ48 mm ×
315 mm 的普通钢管 :
R d1
20016 φ = 14013φ( kN) ≥ 1143
Αf = (01327～01405) × 01405 ,φ 18214 = 5916～7319 kN 。
b) 按 “概率极限状态法” 设计时 , 使用分项系数 , 其一般
12711 φ 同理 对 于 立 杆 为 Φ42 mm ×215 mm 时 , 有 R d2 ≥ 1143
γ 表达式为 :γ ′ ′ 0 [γ G S GK + 4 Q ( S QK + S WK ) ] ≤R d , 相应的稳定
7
第3期 验算式为 : 不组合风载时
张志坚 : 门式钢管脚手架结构的稳定承载能力分析
γ ′ m 是在缺少对门式脚手架结构安全工作概率统计数 据的情况下 , 按照使用单一系数法设计时 , 取其安全系数
k≤ 210来确定的 。它是关于活载 ( 施工荷载 ,风载) 与恒载比
手架结 构 稳 定 系 数 φ 值 的 变 化 范 围 , 立 杆 为 Φ48 mm ×
315 mm 时 ,φ = 01566 ～ 01918 , 立杆为 Φ42 mm ×215 mm 时 ,
— 作用于门架的风荷载标准值 ; qWK = l a w k = 017 l aμsμ zω 0
l a — — — 门架立杆纵距 ; μs — — — 脚手架的风载体型系数 ;
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第 32 卷 μ — — 风压高度变化系数 ; z — ω0 — — — 标准风压值 ;
第 32 卷第 3 期 2005 年 3 月
建 筑 技 术 开 发
Building Technique Development
Vol. 32 ,No. 3 Mar. 2005
门式钢管脚手架结构的稳定承载能力分析
张志坚
( 江西省第一建筑有限责任公司技术部)
[摘 要] 对门式钢管脚手架结构的稳定承载能力进行了理论分析 ,得出了国内常见的各种门式钢管脚手架的承载力
( 4) 、 ( 5 ) 式 , 可以求出国内常用的门式钢 根据上面 (3) 、
管脚手架的 λ值 ,进而查表得出 φ 值 ,见表 1 。 表1 一榀门架立柱的稳定系数 < 选用
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13