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悬挑架方案40262中建三局一公司技术部—悬挑架设计方案
中建三局第一建设工程有限公司
高层建筑悬挑式钢管脚手架
设计计算方案示例
概述
根据现行脚手架设计规范，当建筑物高度超过50m时，落地搭设的扣件式钢管脚手架就不能满足要求了。此时，可以用悬挑架分段搭设的办法来解决。悬挑架的种类一般有：三角形钢架、斜撑钢管加吊杆、下撑式挑梁钢架、挑梁加吊杆、挑梁等。各类悬挑架的设计计算分两部分，一部分为架体的设计，第二部分为悬挑架部分的设计。本文介绍第二部分的设计。
悬挑架的主要构件为钢梁，应按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）进行设计，包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、整体稳定性、挠度和端部锚固连接强度等验算。
钢梁的设计计算步骤和公式如下：
抗弯强度
式中 Mx,My----绕x轴和y 轴的弯矩（对于工字形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴，）;
Wnx,Wny----对x 轴和y 轴的截面抵抗矩（mm3）;
Õx, Õy----截面塑性发展系数：对于工字形截面，Õx=, Õy=；对于箱形截面，Õx=, Õy=；对其他截面可按《钢结构设计规范》
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GB50017- 采用；
f----钢材的抗弯强度设计值（N/mm2）
抗剪强度
式中 V----计算截面沿腹板平面作用的剪力（N）;
S----计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩（mm3）；
I----毛截面积惯性矩；
tw----腹板厚度；
fv----钢材抗剪强度设计值（N/mm2）。
腹板边缘局部强度验算
局部承压强度
式中 F----集中荷载（N）；
Ø----集中荷载增大系数，此处ø=；
lz----集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度（mm），按下式计算：
lz=a+5hy（a----集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，hy----梁顶面至腹板计
算高度上边缘的距离，单位均为mm）。
f----钢材的抗压强度设计值（N/mm2）。
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折算应力
在某些情况下，比如在梁的同一部位有较大的弯曲应力ó剪应力ô和局部压应力óc时，应按最大形状改变能量强度理论计算折算应力óeq满足要求。规范计算公式为：
式中
ó、ô、có———为腹板计算高度边缘同一点上同时产生的弯曲正应力、剪应力和局部压应力，按材料力学公式计算。
â1———â1=(ó、óc同号或有一为零时)
â1=（ó、óc异号时）
整体稳定
式中 Mx------绕强轴作用的最大弯矩（）；
Wx------按受压纤维确定的梁毛截面抵抗矩（mm3）；
Ψb------梁的整体稳定性系数。按《钢结构设计规范》GB50017-2003 附录B 确定。
挠度
式中 v----挠度
[v]----容许挠度，悬挑受弯杆件，[v]=l/400（按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2001 规定选用）。
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计算示例
脚手架搭设参数
例如某高层建筑总高H=88m，， 处开始，分段搭设悬挑脚手架，分段高度为18m，立杆横距lb=，，立杆纵距la=，步距h=，每段脚手架10 步，连墙件按二步三跨设置，同时作业层数为1层，
活荷载Qk=/㎡，竹笆脚手片，每段满铺4 步。脚手架钢管采用Φ48×，悬挑梁采用16 号工字钢，悬挑长度为l=。
φ48× 钢管，截面性质如下：
截面面积 A=489mm2
截面惯性距 I=×105mm4
截面模量 W=×103 mm3
弹性模量 E=×105N/mm2
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