悬挑脚架计算.doc

脚手架悬挑梁设计计算
邱文春徐志照天元建设集团有限公司
【摘要】本文完整讲述了脚手架悬挑梁、混凝土局部受压、卸荷钢丝绳等方面计算,并给出公式和计算参数,能够指导脚手架设计计算。
【关键词】脚手架悬挑梁计算
在高层建筑工程施工中外墙围护脚手架是一项必不可少的安全防护措施及操作平台,多采用分段悬挑等卸荷措施,本文针对悬挑梁的受力、锚环锚固能力、悬挑梁对混凝土的局部受压,卸荷钢丝绳的拉力进行分析如下:
一、脚手架悬挑梁受力计算
悬挑脚手架有好几种悬挑方式,目前,最常用的悬挑形式如下图所示。
N1
N2
F1
F2
A
B
a
b
c
C
q
为简化受力分析,将悬挑梁后端第二个锚固件作为备用,略去不予考虑受力,可以简化成如下的受力简图(q为挑梁结构自重,N1、N2为脚手架内外立杆传递给悬挑梁的压力,F1为锚环对悬挑梁的拉力,F2为悬挑梁对混凝土结构的局部压力):
弯矩:
拉力:
挠度:
剪力:
N1
N2
F1
F2
A
B
a
b
c
C
F3
h
F3Y
F3X
q
当荷载较大,悬挑梁挠度或悬挑梁承受的内力超过规范要求时,就需要更换更大的悬挑梁或在悬挑端设置卸荷钢丝绳,斜拉在上一层结构上,其中以钢丝绳卸荷较为节省费用。在这种情况下,可以理解为在C点有一个支座,挑梁变为超静定结构,可以根据力法原理B点处位移为零计算F1、F2、F3。
首先,将B点支座撤掉,加上支座反力F2,根据力法原理(B点挠度为0):
上式中q、N1、a、b、c均为已知数值,带入上式可解出F2;
以A点为支点根据力矩平衡原理:F2a+F3Y(a+c)=q(a+c)2/2+N1(a+b)+N2(a+c),解出F3Y;
以挑梁为受力杆件进行受力平衡分析:F1+q(a+c)+N1+N2=F2+F3Y ,解出F1;
弯矩: MB=N1b+N2c+qc2/2-F3Yc
式中 F3—钢丝绳拉力;
F3X、F3Y—钢丝绳拉力在水平方向和垂直方向上的分力;
υc—挑梁在没有钢丝绳作用时的C点挠度;
a—脚手架挑梁锚固点至楼层边沿的距离;
b、c—脚手架内、外立杆到建筑物外墙皮之间的距离;
h—建筑物挑梁所在层的层高;
E、I—挑梁的弹性模量和截面惯性矩。
二、悬挑梁内力及整体稳定分析
悬挑梁在不使用钢丝绳卸荷时为纯受弯构件,当使用钢丝绳卸荷时为压弯构件
①、受弯构件: ②、拉弯、压弯构件
抗弯强度:≤ƒ 抗弯强度:≤ƒ
抗剪强度:≤ƒv 抗剪强度:≤ƒv
整体稳定:≤ƒ 整体稳定:≤ƒ
式中 N—挑梁的轴向压力; An—挑梁的净截面面积;
Mx—挑梁绕x轴的弯矩; γx—主轴截面塑性发展系数,对槽钢,可取γx=;
V—计算截面作用的剪力; S—计算截面处对中和轴的面积矩;
I—截面惯性矩; tw—腹板厚度;
ƒ—钢材的抗拉强度设计值; Wnx—对x轴的截面模量(截面抵抗矩);
ƒv—钢材的抗剪强度设计值;
φX—弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ查表;
φb—梁的整体稳定系数。βmx—等效弯矩系数,对悬挑构件,βmx=;
NEX—欧拉临界力,NEX=π2EA/(); λx—梁对x轴的长细比,λx=;
ix—梁对x轴的回转半径