5.2 荷载组合

5.2.2  根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定，脚手架按承载能力极限状态设计，应取荷载的基本组合进行荷载组合，而不考虑短暂作用、偶然作用、地震荷载作用组合，只要是按本标准的规定对荷载进行基本组合计算，脚手架结构是安全的。

    1  对作业脚手架荷载基本组合的列出，其主要依据有以下几点：

        1)对于落地作业脚手架，主要是计算水平杆抗弯强度及连接强度、立杆稳定承载力、连墙件强度及稳定承载力、立杆地基承载力；对于悬挑脚手架，除上述架体计算内容外，主要是计算悬挑支承结构强度、稳定承载力及锚固。对于附着式升降脚手架，除架体计算与落地作业脚手架相同外，主要是计算水平支承桁架及固定吊拉杆强度、竖向主框架及附墙支座强度、稳定承载力。理论分析和试验结果表明，当搭设架体的材料、构配件质量合格，结构和构造应符合脚手架相关的国家现行标准的规定，剪刀撑等加固杆件、连墙件按要求设置的情况下，上述计算内容满足安全承载要求，则架体也满足安全承载要求。

        2)水平杆件一般只进行抗弯强度和连接强度计算，可不组合风荷载。

        3)理论分析和试验结果表明，在连墙件正常设置的条件下，落地作业脚手架破坏均属于立杆稳定破坏，故只计算作业脚手架立杆稳定项目。悬挑脚手架除架体的悬挑支承结构外，其他计算都与落地作业脚手架相同，作用在悬挑支承结构上的荷载即为作业脚手架底部立杆的轴向力。

        4)根据理论分析表明，悬挑脚手架悬挑支承结构的强度、稳定应同时满足才能够满足安全承载要求。当采用型钢作为悬挑梁时，只要型钢梁的抗弯强度和稳定承载力满足，既可满足安全承载要求，其抗剪强度、弯剪强度不起控制作用。 

        5)连墙件荷载组合中除风荷载外，还包括附加水平力N₀，这是考虑到连墙件除受风荷载作用外，还受到其他水平力作用，主要是两个方面：

        ①作业脚手架的荷载作用对于立杆来说是偏心的，在偏心力作用下，作业脚手架承受着倾覆力矩的作用，此倾覆力矩由连墙件的水平反力抵抗。

        ②连墙件是被用作减小架体立杆轴心受压构件自由长度的侧向支撑，承受支撑力。

    综合以上两因素，因精确计算以上两水平力目前还难以做到，根据以往经验，标准中给出固定值N₀。

    2  支撑脚手架荷载基本组合的列出，其主要依据有以下几点：

        1)对于支撑脚手架的设计计算主要是水平杆抗弯强度及连接强度、立杆稳定承载力、架体抗倾覆、立杆地基承载力，理论分析和试验结果表明，在搭设材料、构配件质量合格，架体构造符合本标准和脚手架相关的国家现行标准的要求，剪刀撑或斜撑杆等加固杆件按要求设置的情况下，上述4项计算满足安全承载要求，则架体也满足安全承载要求。

        2)根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定，在支撑脚手架荷载的基本组合中，应有由永久荷载控制的组合项，而且当永久荷载值较大的情况下(如混凝土模板支撑脚手架上混凝土板的厚度或梁的截面较大)，由永久荷载控制的组合值项起控制作用。根据分析得知，当永久荷载效应/可变荷载效应≥2.8时，应按永久荷载控制组合进行荷载组合；当永久荷载效应/可变荷载效应＜2.8时，应按可变荷载控制组合进行荷载组合。

        3)规定模板支撑脚手架立杆地基承载力计算时不组合风荷载，是因为在混凝土浇筑前，风荷载对地基承载力不起控制作用，当混凝土浇筑后，风荷载所产生的作用力已通过模板及混凝土构件传给了建筑结构。

        4)支撑脚手架整体稳定只考虑风荷载作用的一种情况，这是因为对于如混凝土模板支撑脚手架，因施工等不可预见因素所产生的水平力与风荷载产生的水平力相比，前者不起控制作用。如果混凝土模板支撑脚手架上安放有混凝土输送泵管，或支撑脚手架上有较大集中水平力作用时，架体整体稳定应单独计算。

    3  未规定计算的构配件、加固杆件等只要其规格、性能、质量符合脚手架相关的国家现行标准的要求，架体搭设时按其性能选用，并按本标准规定的构造要求设置，其强度、刚度等性能指标均会满足要求，可不必另行计算。

    必须注意，本标准给出的荷载组合表达式都是在以荷载与荷载效应存在线性关系为前提；对于明显不符合该条件的非线性问题，应根据问题的性质另行设计计算。

    根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定，荷载的基本组合按下列公式进行计算：

    式中：S_d——荷载效应组合设计值；

          γ_Gj——第j个永久荷载的分项系数。对由可变荷载控制的组合取1.2；对由永久荷载控制的组合取1.35；在整体稳定计算时，永久荷载对结构有利时，取值不应大于1.0；

          γ_Qi——第i个可变荷载的分项系数，其中γ_Q1为在诸可变荷载中起控制作用的可变荷载S_Q1k的分项系数，对于脚手架结构γ_Qi取1.4；

          S_Gjk——第j个永久荷载标准值(N)；

          S_Qik——第i个可变荷载标准值(N)，其中S_Q1k为诸可变荷载中起控制作用者，对于作业脚手架取施工荷载为S_Q1k；对于支撑脚手架一般情况时取施工荷载为S_Q1k，当其他可变荷载大于施工荷载时，取其他可变荷载为S_Q1k。

          ψ_ci——第i个可变荷载的组合值系数，对于起控制作用的可变荷载取1.0；对于不起控制作用的可变荷载取0.7，对于风荷载取0.6；

          m——参与组合的永久荷载数；

          n——参与组合的可变荷载数；

          γ_Li——可变荷载考虑设计使用年限调整系数，取1.0。

    根据上述规定，可以得出脚手架的荷载组合式，对本标准荷载组合计算公式介绍如下：

    对于作业脚手架而言，是可变荷载控制的组合起控制作用，一般架上无其他可变荷载，只有施工荷载和风荷载；因此，在计算水平杆和立杆承载力时，按下式进行荷载组合计算：

    对于支撑脚手架而言，可能是由可变荷载控制的组合起控制作用，也可能是由永久荷载控制的组合起控制作用，应分别进行组合计算并取较大值。

    在支撑脚手架水平杆强度计算时，按下列公式进行荷载组合计算：

    在支撑脚手架立杆稳定承载力计算时，按公式(5)、公式(6)进行荷载组合计算。

    式中：S_Qk——施工荷载标准值(N)；

          S_wk——风荷载标准值(N)。

    应说明的是，公式(5)～公式(7)组合计算的是脚手架立杆轴向力设计值，对于由风荷载引起的立杆弯矩设计值应单独计算，并应分别乘以可变荷载分项系数1.4和风荷载组合值系数0.6。

5.2.3  根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定，对脚手架正常使用极限状态，应按荷载的标准组合进行荷载组合。

    脚手架正常使用极限状态的设计计算只涉及水平受弯杆件挠度，在进行荷载组合计算时，可变荷载和风荷载不参与组合。