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模板支架立杆计算中的风荷载体型系数

○林伊宁 （广西建设工程质量安全监督总站）

【摘要】 现行规范给出的风荷载体型系数计算式不适用于模板支架计算中的单立杆计算。 【关键词】 风荷载体型系数

0 引言

在模板支架的立杆计算中，风荷载标准值WK按GB50009-2001《建筑结构荷载规范》式7.1.1-1计算：

Wk??z?s?zW0

式中的μS是杆件的风荷载体型系数。本文就μS的取值问题作一探讨,为此，需要涉及如下规范：

GB50009-2001 《建筑结构荷载规范》（2006年版）

JGJ130-2001 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2002年版） JGJ162-2008 《建筑施工模板安全技术规范》

JGJ166-2008 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》

1 现行规范对μS取值的规定 对μS的取值,各规范各有规定：

――JGJ162-2008第4.1.3条规定按GB50009-2001（2006年版）计算，在GB50009-2001(2006年版)中，与模板支架体型相近的是表7.3.1中第32项至第37项，具体按哪一项取值，JGJ162-2008未作出明确规定。

――JGJ166-2008第4.3.2条第3款给出了无遮拦多排模板支架的体型系数为

1??n?s??st1??

该式出自GB50009-2001表7.3.1第32（b）项，式中n为顺风向支架立杆的排数；η

?0?按JGJ166-2008第4.3.2条规定，当杆件的挡风面积与迎风全面积的比值

A1A0小于或等

于0.1时，取??0.97；μSt为单排架的体型系数，

?st?1.2?0?1.2A1A0。

――JGJ130-2001（2002年版）第4.2.4条规定，敞开式单、双排脚手架的体型系数

?st?1.2A1A0

该式与JGJ166-2008的规定一致。按JGJ130-2001对第4.2.4条的条文说明，单排架的体型系数可作如下计算

1

?st?1.2A11.2A11.2(la?h?0.325lah)d???1.2?0A0la?hla?h

式中A1为杆件在计算单元内的挡风面积，包括计算杆长为

la的水平杆、计算杆长为h

的立杆以及计算杆长为每平方米内0.325m平均长度的剪刀撑3种杆件在迎风面上的投影；

A0?la?h为计算单元迎风面全面积；1.2是节点增大系数。

（JGJ130附录A表A-3就是按

上式对设定数据进行计算后所制成的表）

综合以上各规范的规定，得出支架杆件风荷载体型系数的计算式为

?st?1.2单排立杆支架

A11.2A11.2(la?h?0.325lah)d???1.2?0A0la?hla?h (1)

1??n?s??st1?? （2） 多排立杆支架

为了在工程实践中应用，先设定几组数据代入试算，然后再讨论如何应用。

2 试算

设：模板支架的立杆纵距、横距、步高均为1.5m，分别求顺风向具有15排立杆、30排立杆和50排立杆的支架的风荷载体型系数。

2.1 求顺风向为单排立杆的支架的风荷载体型系数μSt 已知：la?lb?h?1.5m，所用钢管为?48×3.5mm管，d?48mm?0.048m。将已知数据代入式（1），得

?st?1.2(la?h?0.325lah)d1.2?(1.5?1.5?0.325?1.5?1.5)?0.048??0.0955

la?h1.5?1.5即 ?st?1.2?0?0.0955 其中 ?0?

0.0955?0.0796 1.22.2 求顺风向具有15排立杆、30排立杆和50排立杆的支架的风荷载体型系数 按JGJ166-2008第4.3.2条第3款的规定，当

?0≤0.1时，??0.97，已知n分别为

n＝15、30、50，分别代入式（2），得：

a) 当n＝15

1??n1－0.97151－0.6333?s??st＝0.0955?＝0.0955?＝1.167

1??1－0.971－0.97b) 当n＝30

1??n1－0.97301－0.4010?s??st＝0.0955?＝0.0955?＝1.907

1??1－0.971－0.972

c) 当n＝50

1??n1－0.97501－0.2181?s??st＝0.0955?＝0.0955?＝2.489

1??1－0.971－0.973 讨论

3.1 风荷载体型系数μS有随架体顺风向立杆排数不断增多而增大的趋势 从以上试算可知：

当n?15时，?s?1.167； 当n?30时，?s?1.907； 当n?50时，?s?2.489。

1－0.97n可见，式?s?，当n无限增大时，?s也增大，最后趋向于1/0.03的极限值。

1－0.973.2 ?s不是单条立杆的风荷载体型系数，而是计算单元全面积上顺风向架体结构的风荷载体型系数

从试算可知，μS随架体顺风向立杆排数的增多而增大，所求出的μS不适用于单立杆，而适用于将顺风向n排立杆作为一个结构整体来考虑的情况（对此下文有更详尽的分析）。

3.3 分析风荷载在单立杆上引起弯矩的计算公式，再看μS的意义 JGJ162-2008式5.2.5-15给出了单立杆上由风荷载引起的弯矩值为

0.92?1.4Wklah2 Mw?10式中的0.9，一个0.9是结构重要性系数、另一个0.9是可变荷载效应组合系数，而1.4是可变荷载分项系数[见GB50009-2001(2006年版) 第3.2.2条、3.2.4条、3.2.5条]。

除去0.9、0.9、1.4这3个系数之后，将余下的

2

Wklah2 10与简支梁的跨中弯矩

ql2 8作比较，不同点在于，前者的分母是10，后者分母是8，这是考虑到支架中立杆的支承情况不完全是简支而类似于连续梁。前者分母为10，是考虑完全按简支计算的弯矩值不符合工程实际，应适当减小。

再看简支梁两支座的距离。前者是h，即步高，后者是l，即梁长，这两者是同一概念，

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