一、摘要
在當(dāng)前的各類建筑施工活動中，支架事故頻發(fā)，施工支架的承載力及安全穩(wěn)定性問題引起了人們的高度關(guān)注。支架按材質(zhì)、組合形式不同，種類較多，適用規(guī)范也較多，最常見的為鋼管類支架。本文以實際案例，為大家提供參考。
二、關(guān)于荷載組合及施工荷載取值總結(jié)
目前有應(yīng)力法和極限狀態(tài)法兩種，對應(yīng)臨時支撐結(jié)構(gòu)都是選擇后者，針對常用木方及模板應(yīng)力取值依據(jù)的選擇，有部門規(guī)定的按規(guī)定，沒有規(guī)定的按《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》；對應(yīng)目前臨時設(shè)施還大量使用的q235鋼材應(yīng)力取值原則：一般情況下按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取值》對應(yīng)鋼材常用的鋼管及型鋼等（軸向應(yīng)力）抗拉、抗壓、抗彎取205mpa，抗剪取120mpa，以前一些方案采用的是容許應(yīng)力法及柱軸向應(yīng)力取成140mpa、彎曲應(yīng)力145mpa，剪切應(yīng)力85mpa其實是不對的，大多參照的《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和鐵路橋梁設(shè)計規(guī)范，而此規(guī)范目前以作廢且只使用與橋梁工程設(shè)計而不是用于臨時支撐結(jié)構(gòu)，如果容許應(yīng)力取值太小了會大大增加鋼材用量增加成本?，F(xiàn)行的規(guī)范中，既有綜合系數(shù)法，也有分項系數(shù)法(極限狀態(tài)法)。
貝雷梁其主要技術(shù)數(shù)據(jù)來自《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》，采用的規(guī)范是《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，該規(guī)范采用的綜合系數(shù)法，也叫容許應(yīng)力法。現(xiàn)在許多施工手冊有關(guān)貝雷梁的數(shù)據(jù)都來自于這本書。對貝雷梁設(shè)計時，我們直接或間接地引用了《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》中推薦的數(shù)據(jù)，其實不一定正確的。該手冊采用當(dāng)時現(xiàn)行的《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》是很正常的，這個規(guī)范不修訂，則手冊也不會修訂。
而《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范，采用的分項系數(shù)法。該規(guī)范中材料抗力叫材料設(shè)計強(qiáng)度，不叫容許應(yīng)力。和容許應(yīng)力比起來，采用分項系數(shù)法，強(qiáng)度設(shè)計值增加了許多。比如q345（16mn鋼）在86年規(guī)范中，抗彎容許應(yīng)力為210mpa，其在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的設(shè)計強(qiáng)度取值為250-310mpa。
如果我們采用分項系數(shù)法計算，則永久作用和可變作用都有不同的分項系數(shù)，都要分別去乘。與此同時，材料的抗力則要采用設(shè)計強(qiáng)度，要比相應(yīng)的容許應(yīng)力大許多才是,16mn就是q345分類，極限狀態(tài)法設(shè)計時用q345的強(qiáng)度設(shè)計值是對的
腳手架安全等級和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：大多人設(shè)計時為考慮腳手架安全等級和結(jié)構(gòu)重要細(xì)數(shù)，這樣做是不對的，是違法規(guī)范要求的，根據(jù)《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》：3.2.1 腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)腳手架種類、搭設(shè)高度和荷載采用不同的安全等級。腳手架安全等級的劃分應(yīng)符合表3.2.1的規(guī)定。3.2.3 腳手架結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ，應(yīng)按表3.2.3的規(guī)定取值。
三、關(guān)于立桿穩(wěn)定性計算總結(jié)
1.對于滿堂腳手架應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范計算，但是現(xiàn)在規(guī)范對于大多數(shù)支架高度在16m以下的是保守的，尤其是扣件式腳手架規(guī)范，作為方案編制人員要清楚認(rèn)識這一點，我們可以從規(guī)范計算的計算長度和歐拉公式中立桿長度對比知道；
2.采用腳手架規(guī)范計算的立桿穩(wěn)定性結(jié)果隨腳手架高度變化基本保守，在一定高范圍內(nèi)腳手架高度越高不等于危險性就越大，而采用三維軟件建模模擬的穩(wěn)定性是隨著支架高度變高而降低的，能真實反映架體穩(wěn)定情況，但是目前軟件都是以屈曲分析來計算立桿承載能力的，而目前取安全系數(shù)都參照橋梁設(shè)計規(guī)范，但與規(guī)范計算結(jié)果比較非常保守，安全儲備過大 存在很大部分材料未發(fā)揮作用而浪費，不建議使用有限元分析；
3.采用有限元分析立桿穩(wěn)定性易出現(xiàn)誤區(qū)，尤其是軟件初學(xué)者往往通過查看立桿應(yīng)力圖中相應(yīng)值與材料設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值直接比較，這是打錯，我們可以采用腳手架規(guī)范或者（橋梁工程的大鋼管）歐拉公式計算結(jié)果與有限元軟件應(yīng)力圖結(jié)果對比，相差幾倍。采用有限元對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析建議適用部位：非受壓件如貝雷梁、型鋼梁、方木、抱箍、桁架、水化熱等計算結(jié)果非常準(zhǔn)確，對應(yīng)受壓構(gòu)件可以通過有限元分析得出的軸向力通過腳手架規(guī)范或歐拉公式計算程序進(jìn)行計算，這樣更可靠。
四、實例分析
1.關(guān)于壓桿穩(wěn)定性計算總結(jié)：失穩(wěn)實例介紹
該項目采用了大跨度鋼管支撐柱+貝雷梁，每孔布置10根鋼管，按照如圖做成兩端鉸接，每根鋼管可承載350t，10根共計3500t，而每孔箱梁870t，加上模板不足1200t，安全儲備系數(shù)2.91，用6根就夠了，浪費了4根；若在鋼管支撐柱中間設(shè)置一道約束用4根就夠了，浪費6根。
2.工程實體支架案例：某工程邊跨支架方案圖
3.工程實體支架案例：某工程邊跨支架方案優(yōu)化后圖變?yōu)榇艘揽考芎蟠蟠鬁p少了材料用量節(jié)約 成本。