脚手架的抗倾覆验算和稳定性计算.docx
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1、脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算摘要当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时,必须首先对脚手架进展抗倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式,并有2个算例辅以说明。最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关,与脚手架稳定性承载能力无关。关键词脚手架;倾覆;稳定性;验算构造设计中,“倾覆与“稳定这两个含义是不一样的,设计时都应考虑。?建筑构造可靠度设计统一标准?gb50068-2001第3.0.2条第一款规定承载能力极限状态包括:“整个构造或构造的一局部作为刚体失去平衡(如倾覆等)o构造或构造构件丧失稳定(如
2、压屈等)。可见它们同属于承载能力极限状态,但应分别考虑。?建筑构造设计术语和符号标准?gb/t50083-97,对“倾覆和“稳定分别作出了定义,并称“倾覆验算和“稳定计算。?建筑地基根基设计标准?gb50007-20()2,关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。?砌体构造设计标准?gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。对于脚手架,由于浮搁在地基上,更应该做倾覆验算。?建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准?jgjl30-2001及?建筑施工门式钢管脚手架安全技术标准?jgjl28-2000中都没有倾覆验算的内容
3、,这是因为这两本标准规定的脚手架都设置了“连墙杆,倾覆力矩由墙体抵抗,因此就免去了倾覆验算。如果不设连墙杆,那么脚手架的倾覆验算在这两本标准中就成为不可缺少的内容了。所以,对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架,首先应保证脚手架不倾覆而进展倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。如果需要,还可进展正常使用极限状态计算。1脚手架的倾覆验算1.I通用的验算公式推导无连墙杆的脚手架,作为一个刚体应按如下表达式进展倾覆验算:(1)式中:Ygl、cgKglk分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;Yg2、Cg2、g2k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载
4、标准值;cql、qlk分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;巾Ci为第i个可变荷载的组合值系数。当风荷载与一个以上的其它可变荷载组合时采用0.9;当风荷载仅与永久荷载组合时采用1.Oo对于平、立面无突出凹凸不平的脚手架,以下简称为规整脚手架,其倾覆验算应按如下表达式进展:(2)式中:0.9为起有利作用的永久荷载的荷载分顶系数;cw、Wk为风荷载的效应系数、风荷载的标准值。对于规整脚手架,其上作用的永久荷载、可变荷载是抗倾覆的,它们不应参与倾覆验算。此时应按如下表达式进展倾覆验算:(3)以上式适用于外形复杂的脚手架,式适用于
5、有施工活荷载的规整脚手架,式适用于无外荷载的规整脚手架。在倾覆验算时,为保证安全,需引入抗倾覆安全系数k,一般取k=L2,即抗倾覆力矩为倾覆力矩的1.2倍以上。1.2规整脚手架倾覆验算公式的进一步推导设搭设的规整脚手架,长度l(m)、宽度b(m)及高度h(),其上只有脚手架自重和风荷载作用。其倾覆沿受风面大的脚手架的外沿线,倾覆力矩InoV由风荷载产生:mov=1.4wklh22,沿单位长度上的倾覆力矩mov=l.4wkh22o抗倾覆力矩Inr由脚手架自重产生:Inr=O.9gklhb2,沿单位长度上的抗倾覆力矩rnr=O.9gkhb20引入抗倾覆系数k,倾覆力矩与抗倾覆力矩之间的关系应满足下
6、式要求:1.4kwkh220.9gkhb2将其整理后可得到:(4)取k=L2代入式(4),得:(5)式中:gk为脚手架按受风面面积平均分布的自重标准值(knm2);Wk为风荷载标准值,wk=zsw风压高度变化系数Uz按现行国家标准?建筑构造荷载标准?gb50009-2001规定采用,风荷载体型系数S可参考jgjl30-2001采用,基本风压w(knm2)按gb50009-2001规定采用,也可按风力计算确定。由式(4)、(5)可知,保证脚手架不倾覆,其高度与宽度之比值应受到限制,比值与脚手架自重大小成正比,与风荷载成反比。1.3计算实例1设规整脚手架的立杆间距为1.OmX1.0m,步距1.2m
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- 脚手架 倾覆 验算 稳定性 计算
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