复杂结构施工双排扣件式脚手架计算长度系数μ计算与应用.pdf

中国建筑2013年技术交流会论文集 复杂结构施工双排扣件式脚手架 单杆计算长度系数μ计算与应用 李学劲 （深圳中海建筑有限公司，广东深圳， 518057） 摘 要： 利用Midas Gen 建立直角扣件半刚连接的双排脚手架整体计算模型，计算双排扣件式钢管外围护脚 手架单杆计算长度系数 μ，计算结果与规范提供数值对比，验证计算方法是可靠的；以广州 PZB1401项目 裙楼外围护脚手架为例，计算连墙件竖向间距为 10.8m的外围护脚手架单杆计算长度系数 μ；采用计算结 论计算该脚手架的可搭设高度，提出脚手架的卸载措施；本文的计算方法及结论为复杂结构外围护脚手架 方案的设计提供了参考。 关键词： 扣件式脚手架；复杂结构；单杆计算长度系数；连墙件距离 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011 ） [1]提供了单根立杆稳定性 计算公式，其实质是对脚手架结构的整体稳定计算，其原因在于计算公式中的单杆计算长度 系数 μ值是根据脚手架的整体稳定试验结果确定的， 该系数反映了脚手架各杆件对立杆的约 束作用，它综合了影响脚手架整体失稳的各种因素，包括立杆偏心受荷、杆件初始缺陷等。 为便于应用，规范 [1]在 5.2.8 条提供了连墙件布置间距为三步两跨、三步三跨工况下的单杆 计算长度系数 μ的取值，并在 6.4.4条规定连墙件垂直间距不应大于 4米。 随着目前大层高、大柱跨的复杂建筑大量出现，越来越多的复杂结构外围护脚手架严格 按照规范要求的三步两跨或三步三跨来设置连墙件十分困难，即使采取各种方法按要求设 置，其方案也极不经济。广州 PZB1401项目裙楼（五层）层高均在 10米左右，柱主跨度达 到 18米，外围护脚手架搭设高度一般为 40.3米，由于部分脚手架搭设起始位置为地库负一 层，其最大搭设高度达到了 48米，而该项目建筑物四周并无结构外墙，外防护脚手架在使 用中连墙件的垂直间距达到 10.8m，水平间距达到 18米，均远远超过规范允许值，如果通 过设置大量撑拉结构作为连墙件来强行满足规范要求，实现起来十分困难，从现场实践情况 来看，也是没有必要的。 本文利用 Midas Gen 有限元计算软件建立扣件式钢管双排脚手架计算模型， 通过对脚手 架计算长度系数 μ的计算，计算结果与规范提供数值进行对比，验证计算方法和建立的计算 模型是可靠的； 然后利用该模型及计算方法对连墙件竖向间距为 10.8m的脚手架计算长度系 数 μ进行计算，并采用计算结论计算了该脚手架的竖向承载力和可搭设高度，为该项目脚手 架的卸载措施和方法提供了理论依据。 1 脚手架计算模型的建立 李学劲等 [2]在《扣件式双排脚手架竖向承载能力非线性分析与应用》一文中，详细阐述 了利用 Midas Gen 有限元计算软件建立扣件式双排钢管脚手架模型的方法， 并提出了虚拟水 平力模拟脚手架初始缺陷和脚手架杆件达到屈服应力作为脚手架承载破坏的判断标准， 本文 采用该文提供的方法建立计算模型，现把该文的主要结论简单叙述如下： 1.1 直角扣件抗扭刚度及模拟 直角扣件采用一个两端节点距离为 55mm的一般弹性连接（剪切弹簧）来模拟扣件，在 相连接杆件之间还有其他杆件穿过时，一般弹性连接两端节点距离调整到 110mm，以避免 866 中国建筑2013年技术交流会论文集 杆件重叠；斜向杆件（纵向剪刀撑和横向斜杆）和水平、竖直杆件的连接现场均采用弹簧两 端与杆件连接简化为铰接连接。 直角扣件的的刚度取值按照浙江大学的袁雪霞 [3]、鲁征等在 2004年的研究成果： ) / 1 ln( n R n M kθ + = 式中， n为形状参数， kR 为直角扣件抗扭初始刚度(KN.m/rad)，取值分别如下： 表 1. 抗扭刚度模型参数 Table 1. Parameters of torsional rigidity model T （ N.m) 20 30 40