5．1．7 表5.1.7給出的扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)1.25得到的。
　　5．1．8 表5.1.8的容許撓度是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB J18）及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB J17）的規(guī)定確定的。
　　5．1．9 本條規(guī)定立桿的容許長細(xì)比大于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB J17）第5.3.7條規(guī)定的150，說明如下：
　　幾十年來，我國和英、日、德等國一直采用直徑為48mm、壁厚為3~4mm的鋼管。搭設(shè)步距為1.8~2.0m的裝修腳手架，其長細(xì)比用本規(guī)范第5.3.3條規(guī)定的計(jì)算長度系數(shù)計(jì)算均大于150（表1），若采用150就不能滿足使用要求。為此，本條參考了英國同類標(biāo)準(zhǔn)BS5973－1981的規(guī)定，確定了表5.1.9給出的容許值。
　　由于其它壓（拉）桿是按單根桿件進(jìn)行驗(yàn)算，不能采用本規(guī)范表5.3.3給出的μ值，而取μ=1.27，這是按步距、縱距無數(shù)為2m+0.2m時(shí)，斜桿的長度在[λ]=250條件下計(jì)算確定。

表1　　我國現(xiàn)有雙排腳手架采用的長細(xì)比

注：表中λ值未考慮計(jì)算長度附加系數(shù)k值（見本規(guī)范第5.3.5條）。
　　5．2 縱向水平桿、橫向水平桿計(jì)算
　　5．2．1~5．2．4 對受彎構(gòu)件計(jì)算規(guī)定的說明：
　?。?） 關(guān)于計(jì)算跨度取值，縱向水平桿取立桿縱距，橫向水平桿取立桿橫距，便于計(jì)算也偏于安全；
　?。?） 內(nèi)力計(jì)算不考慮扣件的彈性嵌固作用，將扣件在節(jié)點(diǎn)處抗轉(zhuǎn)動(dòng)約束的有利作用作為安全儲(chǔ)備。這是因?yàn)?，影響扣件抗轉(zhuǎn)動(dòng)約束的因素比較復(fù)雜，如扣件螺栓擰緊扭力矩大小、桿件的線剛度等。根據(jù)目前所做的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出作為計(jì)算定量的數(shù)據(jù)尚有困難；
　　（3） 縱向、橫向水平桿自重與腳手板自重相比甚小，可忽略不計(jì)；
　　（4） 為保證安全可靠，縱、橫向水平桿的內(nèi)力（彎矩、支座反力）應(yīng)按不利荷載組合計(jì)算。有關(guān)縱、橫向水平桿在不利荷載組合下的內(nèi)力計(jì)算方法可在建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊中直接查到；
　?。?） 橫向水平桿計(jì)算簡圖中，本條規(guī)定外伸長度不超過500mm，在伸出長度上的荷載規(guī)定為300mm，這是根據(jù)我國施工工地的實(shí)示情況確定的。
　　圖5.2.4的橫向水平桿計(jì)算跨度，適用于施工荷載由縱向水平桿傳至立桿的情況，當(dāng)施工荷載由橫向水平桿傳至立桿時(shí)，作用在橫向水平桿上的是縱向水平桿傳下的集中荷載，應(yīng)注意按實(shí)際情況計(jì)算。此圖只說明橫向水平桿計(jì)算跨度的確定方法。
　　在第5.2.1條中未列抗剪強(qiáng)度計(jì)算，是因?yàn)殇摴芸辜魪?qiáng)度不起控制作用。如φ48×3.5的Q235－A級鋼管，其抗剪承載力為：

上式中K1為截面形狀系數(shù)。一般橫向、縱向水平桿上的荷載由一只扣件傳遞，一只扣件的抗滑承載力設(shè)計(jì)值只有8.0kN，遠(yuǎn)小于[V]，故只要滿足扣件的抗滑力計(jì)算條件，桿件抗剪力也肯定滿足。
　　5．2．5 腳手板荷載和施工荷載是由橫向水平桿（南方作法）或縱向水平桿（北方作法）通過扣件傳給立桿。當(dāng)所傳遞的荷載超過扣件的抗滑承載能力時(shí)，扣件將沿立桿下滑，為此必須計(jì)算扣件的抗滑承載力。立桿扣件所承受的最大荷載，應(yīng)按其荷載傳遞方式經(jīng)計(jì)算（或查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊）確定。
　　5．3 立桿計(jì)算
　　5．3．1~5．3．4 考慮到扣件式鋼管腳手架是受人為操作因素影響很大的一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算一般由施工現(xiàn)場工程技術(shù)人員進(jìn)行，故所給腳手架整體穩(wěn)定性的計(jì)算方法力求簡單、正確、可靠。應(yīng)該指出，第5.3.1條規(guī)定的立桿穩(wěn)定性計(jì)算公式，雖然在表達(dá)形式上是對單根立桿的穩(wěn)定計(jì)算，但實(shí)質(zhì)上是對腳手架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計(jì)算。因?yàn)楣?.3.3中的μ值是根據(jù)腳手架的整體穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果確定的。
　　現(xiàn)就有關(guān)問題說明如下：
　　（1） 腳手架的整體穩(wěn)定
　　腳手架有兩種可能的失穩(wěn)形式：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。
　　整體失穩(wěn)破壞時(shí)，腳手架呈現(xiàn)出內(nèi)、外立桿與橫向水平桿組成的橫向框架，沿垂直主體結(jié)構(gòu)方向大波鼓曲現(xiàn)象，波長均大于步距，并與連墻件的豎向間距有關(guān)。整體失穩(wěn)破壞始于無連墻件的、橫向剛度較差或初彎曲較大的橫向框架（圖4）。一般情況下，整體失穩(wěn)是腳手架的主要破壞形式。

　　

局部失穩(wěn)破壞時(shí)，立桿在步距之間發(fā)生小波鼓曲，波長與步距相近，內(nèi)、外立桿變形方向可能一致，也可能不一致。
　　當(dāng)腳手架以相等步距、縱距搭設(shè)，連墻件設(shè)置均勻時(shí)，在均布施工荷載作用下，立桿局部穩(wěn)定的臨界荷載高于整體穩(wěn)定的臨界荷載，腳手架破壞形式為整體失穩(wěn)。當(dāng)腳手架以不等步距、給距搭設(shè)，或連墻件設(shè)置不均勻，或立桿負(fù)荷不均勻時(shí)，兩種形式的失穩(wěn)破壞均有可能。
　　由于整體失穩(wěn)是腳手架的主要破壞形式，故本條只規(guī)定了對整體穩(wěn)定按公式（5.3.1－1）、（5.3.1－2）計(jì)算。為了防止局部立桿段失穩(wěn)，本規(guī)范除在第6.3.3條中將底層步距限制在2m以下外，尚在本規(guī)范第5.3.5條中規(guī)定對可能出現(xiàn)的薄弱的立桿段進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
　?。?） 關(guān)于腳手架立桿穩(wěn)定性按軸心受壓計(jì)算（5.3.1－1、2）的說明
　　1） 穩(wěn)定性計(jì)算公式中的計(jì)算長度系數(shù)μ值，是反映腳手架各桿件對立桿的約束作用。本規(guī)范規(guī)定的μ值，采用了中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院1964年~1965年和1986年~1988年、哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院于1988年~1989年分別進(jìn)行原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗(yàn)所取得的科研成果，其μ值在1.5~2.0之間。它綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素，當(dāng)然也包含了立桿偏心受荷（初偏心e=53mm，圖3）的實(shí)際工況。這表明按軸心受壓計(jì)算是可靠的、簡便的。
　　2） 關(guān)于施工荷載的偏心作用。施工荷載一般是偏心地作用于腳手架上，作業(yè)層下面鄰近的內(nèi)、外排立桿所分擔(dān)的施工荷載并不相同，而遠(yuǎn)離作業(yè)層的內(nèi)、外排立桿則因連墻件的支承作用，使分擔(dān)的施工荷載趨于均勻。由于在一般情況下，腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大軸向力與由不均勻分配施工荷載產(chǎn)生的最大軸向力不會(huì)同時(shí)相遇，因此公式（5.3.1－1）、（5.3.1－2）的軸向力N值計(jì)算可以忽略施工荷載的偏心作用，內(nèi)、外立桿可按施工荷載平均分配計(jì)算。
　　試驗(yàn)與理論計(jì)算表明，將3.0kN/m2的施工荷載分別按偏心與不偏心布置在腳手架上，得到的兩種情況的臨界荷載相差在5.6%以下，說明上述簡化是可行的。
　　（3） 腳手架立桿計(jì)算長度附加系數(shù)k的確定
　　本規(guī)范采用《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ 68）規(guī)定的“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”，而結(jié)構(gòu)安全度按以往容許應(yīng)力法中采用的經(jīng)驗(yàn)安全系數(shù)K校準(zhǔn)。K值為：強(qiáng)度K1≥1.5，穩(wěn)定K2≥2.0。考慮腳手架工作條件的結(jié)構(gòu)抗力調(diào)整系數(shù)值，可按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式推導(dǎo)求得：
　　1） 對受彎構(gòu)件：
　　不組合風(fēng)荷載

上列式中 SGk、SQk——永久荷載與可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值分別產(chǎn)生的內(nèi)力和。對受彎構(gòu)件內(nèi)力為彎矩、剪力，對軸心受壓構(gòu)件為軸力；
　　SWk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的內(nèi)力；
　　f——鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
　　fk——鋼材強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值；
　　W——桿件的截面模量；
　　φ——軸心壓桿的穩(wěn)定系數(shù)；
　　A——桿件的截面面積；
　　0.9，0.2，1.4，0.85——分別為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)，活荷載分項(xiàng)系數(shù)，荷載效應(yīng)組合系數(shù)；

公式（5.3.6－1，5.3.6－2）是根據(jù)公式（5.3.1－1，5.3.1－2）推導(dǎo)求得。
　　5．3．7 規(guī)定腳手架高度不宜超過50m的依據(jù)：
　?。?） 根據(jù)國內(nèi)幾十年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及對國內(nèi)腳手架的調(diào)查，立桿采用單管的落地腳手架一般在50m以下。當(dāng)需要的搭設(shè)高度大于50m時(shí)，一般都比較慎重地采用了加強(qiáng)措施，如采用雙管立桿、分段卸荷、分段搭設(shè)等方法。國內(nèi)在腳手架的分段搭設(shè)、分段卸荷方面已經(jīng)積累了許多可靠、行之有效的方法和經(jīng)驗(yàn)。
　?。?） 從經(jīng)濟(jì)方面考慮。搭設(shè)高度超過50m時(shí)，鋼管、扣件的周轉(zhuǎn)使用率降低，腳手架的地基基礎(chǔ)處理費(fèi)用也會(huì)增加。
　　（3） 參考國外的經(jīng)驗(yàn)。美國、日本、德國等也限制落地腳手架的搭設(shè)高度：如美國為50m，德國為60m，日本為45m等。
　　本條提出的腳手架搭設(shè)高度限值[H]，是考慮到腳手架是施工現(xiàn)場搭設(shè)的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)安全度受人為因素影響很大，高度越高不安全隱患越大。為確保高層腳手架的安全，特按照英國標(biāo)準(zhǔn)《腳手架實(shí)施規(guī)范》（BS 5975－1982）第33.7.6條作此規(guī)定。
　　從安全和經(jīng)濟(jì)考慮，根據(jù)我國的歷史經(jīng)驗(yàn)，理論搭設(shè)高度HS在25m及25m以下不考慮高度安全系數(shù)。
　　5．4 連墻件計(jì)算
　　國內(nèi)外發(fā)生的腳手架倒塌事故，幾乎都是由于連墻件設(shè)置不足或連墻件被拆掉而未及時(shí)補(bǔ)救引起的。為此，本規(guī)范把連墻件計(jì)算作為腳手架計(jì)算的重要部分。
　　5．4．1 關(guān)于公式（5.4.1）中No的取值，說明如下：
　　為起到對腳手架發(fā)生橫向整體失穩(wěn)的約束作用，連墻件應(yīng)能承受腳手架平面外變形所產(chǎn)生的連墻件軸向力。此外，連墻件還要承受施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力。
　　根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，屈曲剪力可取壓桿穩(wěn)定承載力的2%，經(jīng)對步距h=1.8m的常用腳手架進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果列于表2。


 

施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力比較復(fù)雜，主要與施工荷載偏心大小、腳手架連墻件豎向間距有關(guān)。由于對施工荷載偏心情況缺少調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，難以給出水平力數(shù)值，故考慮其作用，與連墻件軸向力合在一起暫取No。
　　5．5 立桿地基承載力計(jì)算
　　5．5．1 公式（5.5.1）是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 7）規(guī)定確定的。腳手架系臨時(shí)結(jié)構(gòu)，故本條只規(guī)定對立桿進(jìn)行地基承載力計(jì)算，不必進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。
　　考慮到地基不均勻沉降將危及腳手架安全，因此，在第8.2.3條中規(guī)定了對腳手架沉降進(jìn)行經(jīng)常檢測。
　　5．5．2~5．5．3 本條對立桿地基承載力設(shè)計(jì)值規(guī)定的調(diào)整系數(shù)，是參考英國標(biāo)準(zhǔn)BS 5975－1982第33條的規(guī)定確定的。
　　由于立桿基礎(chǔ)（底座、墊板）通常置于地表面，地基承載力設(shè)計(jì)值容易受外界因素的影響而下降，故立桿的地基計(jì)算應(yīng)與永久建筑的地基計(jì)算有所不同。為此，在英國標(biāo)準(zhǔn)中，對立桿地基計(jì)算作了一些特殊的規(guī)定，即采用調(diào)整系數(shù)對地基承載力設(shè)計(jì)值予以折減，以保證腳手架安全。
　　5．6 模板支架計(jì)算
　　5．6．2 長期以來，我國施工現(xiàn)場普遍采用扣件與鋼管搭設(shè)水平結(jié)構(gòu)（樓板、梁、陽臺）的混凝土模板支架。
　　為保證扣件式鋼管模板支架的穩(wěn)定性，支架立桿的計(jì)算長度是借鑒英國標(biāo)準(zhǔn)《腳手架實(shí)施規(guī)范》（BS 5975－1982）第46.2條的規(guī)定。該規(guī)定將立桿上部伸出段按懸臂考慮，這有利于限制施工現(xiàn)場任意增大伸出長度。若伸出長度為0.3m，則計(jì)算長度為lo=h+2×0.3=h+0.6，當(dāng)步距h=1.8時(shí)，則lo-2.4m，其計(jì)算長度系數(shù)μ=2.4/1.8=1.333，比目前通常取μ=1的值提高33.3%，對保證支架穩(wěn)定有利。