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关于对扣件式钢管脚手架立杆偏心受压
应力计算公式的探讨
江苏中兴建设有限公司西南分公司
赵济生

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130—2001，曾对脚手架进行试验，表明偏心与轴心受压立杆的临界荷载的相差值在5.6%以下。但规范中对在不同脚手架立杆步距的情况下施加荷载，所产生的偏心和轴心受压立杆的不同临界荷载，没有相关资料。在相同的施工荷载作用下，采用不同的脚手架立杆步距，所产生的不同压应力，它们两者各自的相差值是不一样的，是随立杆步距的变化而改变。基于以上状况，本文试拟推导出偏心受压立杆的应力计算公式。
扣件式钢管脚手架立杆偏心受压的应力值，与施工荷载和立杆的步距有直接关系，是两个参数在起变化，特别是立杆的步距起主导作用，随着水平钢管的间距的减小，而减少弯曲应力。由于架体结构的特殊性，采用常规的偏心受压的应力计算公式是不切合实际的，式中的弯曲应力“”应随立杆步距的减少而降低数值。经数理分析研究拟推荐 作为偏心受压应力的计算公式。式中n的取值：当＜0.2时，取n=0；当0.2≤＜0.35时，取n=1；当≥0.35时，取n=2。“公式”是依据规范中对偏心受压的基本原则拟定的。下面用实例计算说明。
一、采用脚手架中立杆的计算长度来计算
计算长度，长细比，式中取K=1.155，=1.6。采用Ф48×3.0的钢管，=15.9mm，A=424mm2，W=4500mm3。立杆的偏心距=53mm。
1、当立杆的步距h=1800mm时，施工荷载取N=12KN。
=1.155×1.6×1800=3326.4mm，=209,查表得=0.166，
=+
=170+27.6=197.6N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：27.6÷170=16.2%。
2、当立杆的步距h=1500mm时，施工荷载取N=15KN。
=1.155×1.6×1500=2772mm，==174，查表得=0.235。
+
=150+20.6=170.6N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：20.6÷150=13.8%。
3、当立杆的步距h=1300mm时，施工荷载取N=20KN。
=1.155×1.6×1300=2402mm，==151，查表得=0.305。
+
=155+12.8=167.8N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：12.8÷155=8.3%。
4、当h=1100mm，N=25KN。
=1.155×1.6×1100=2033mm，==128，查表得=0.406。
+
=145+7.7=153N/mm2。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：7.7÷145=5.3%。
二、采用模板支架中立杆的计算长度来计算。
计算长度=h+2a，式中a=300mm。
1、当立杆的步距h=1800mm时，施工荷载取N=12KN。
=1800+2×300=2400mm，==151，查表得=0.305。
+
=93+7.7=100.7N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：7.7÷95=8.3%。
2、当立杆的步距h=1500mm时，施工荷载取N=20KN。
=1500+2×300=2100mm，==132，查表得=0.386。
+
=122+7.8=129.8N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：7.8÷122=6.4%。
3、当立杆的步距h=1300mm时，施工荷载取N=27.62KN。
=1300+2×300=1900mm，==120，查表得=0.452。
+
=144+4.8=148.8N/mm2＜205。由偏心产生的弯曲应力与轴心受压的比值：4.8÷144=3.3%。
三、结语
从以上的举例计算，可以看出，当施工荷载由轻到重时，通过调整立杆步距的大小，由偏心受压计算得出的应力同样能满足设计强度的要求。这对采用轴心受压来计算扣件式钢管脚手架支架时，只要掌握好施工荷载和立杆步距两者的大小关系，可以不考虑偏心受压的影响。
以上关于扣件式钢管脚手架偏心受压计算公式的推导，是否恰当，请各位专家指正。
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