腳手架懸挑梁設(shè)計計算

1、腳手架懸挑梁設(shè)計計算【摘要】本文完整講述了腳手架懸挑梁、混凝土局部受壓、卸荷鋼絲繩等方面計算，并給出公式和計算參數(shù)，能夠指導(dǎo)腳手架設(shè)計計算?！娟P(guān)鍵詞】腳手架懸挑梁計算在高層建筑工程施工中外墻圍護(hù)腳手架是一項必不可少的安全防護(hù)措施及操作平臺，多采用分段懸挑等卸荷措施，本文針對懸挑梁的受力、錨環(huán)錨固能力、懸挑梁對混凝土的局部受壓，卸荷鋼絲繩的拉力進(jìn)行分析如下：一、腳手架懸挑梁受力計算懸挑腳手架有好幾種懸挑方式，目前，最常用的懸挑形式如下圖所示。abc為簡化受力分析，將懸挑梁后端第二個錨固件作為備用，F(xiàn)1qN1N2ABF2C略去不予考慮受力，可以簡化成如下的受力簡圖（q 為挑梁結(jié)1構(gòu)自重，N1、N2

2、 為腳手架內(nèi)外立桿傳遞給懸挑梁的壓力，F(xiàn)1為錨環(huán)對懸挑梁的拉力，F(xiàn)2 為懸挑梁對混凝土結(jié)構(gòu)的局部壓力）：彎矩： MB= N1b +N2c+ qc22拉力： F = Nb + Nc - qa 1 - c 2F = N (1 + b ) + N(1 + c ) + qa (1 + c )211 a2 a2( ) a21a2a2a撓度：u = N1ab 2bcN ac 2+2+ c + qa 3 c - +c 2 +c 3 u = l c3EI(1a )b(1)3EIa 124EI4( )a3( ) ac 400剪力：VB= N1 + N2 + qcV= Nb + Nc + qa 1 + c 2V

3、= Nb + N右c - qa 1 - c 2 B左1 a2 a2( ) aA1 a2 a2( ) a當(dāng)荷載較大，懸挑梁撓度或懸挑梁承受的內(nèi)力超過規(guī)范 要求時，就需要更換更大的懸挑梁或在懸挑端設(shè)置卸荷鋼絲 繩，斜拉在上一層結(jié)構(gòu)上，其中以鋼絲繩卸荷較為節(jié)省費用。在這種情況下，可以理解為在 C 點有一F個3支F3座Y，挑梁變?yōu)槌琱qF3X靜定結(jié)構(gòu)，可以F根1據(jù)力法原理 B 點N處1 位移為N2零計算F1、F2、F3。ABCF2abc首先，將 B 點支座撤掉，加上支座反力 F2，根據(jù)力法原理（B 點撓度為 0）：2 qa (a + c)3 - 2(a + c)a2 + a3 +N1 (c - b)a

4、 + c a - (a + b)3 + (a + c)2 - (c - b)2 a - a3 24EI6EI (a +c) c - b-F2ca + c (a - a)3 + (a + c)2 - c2 a - a3 = 06EI (a + c) c上式中 q、N1、a、b、c 均為已知數(shù)值，帶入上式可解出 F2；以 A 點為支點根據(jù)力矩平衡原理：F2a+F3Y(a+c)=q(a+c)2/2+N1(a+b)+N2(a+c)，解出 F3Y；c2 + h2F3 =hF3Y以挑梁為受力桿件進(jìn)行受力平衡分析：F1+q(a+c)+N1+N2=F2+F3Y ，解出 F1；彎矩： MB=N1b+N2c+qc

5、2/2-F3Yc式中F3鋼絲繩拉力；F3X、F3Y鋼絲繩拉力在水平方向和垂直方向上的分力；c挑梁在沒有鋼絲繩作用時的 C 點撓度；a腳手架挑梁錨固點至樓層邊沿的距離；b、c腳手架內(nèi)、外立桿到建筑物外墻皮之間的距離；h建筑物挑梁所在層的層高；E、I挑梁的彈性模量和截面慣性矩。二、懸挑梁內(nèi)力及整體穩(wěn)定分析懸挑梁在不使用鋼絲繩卸荷時為純受彎構(gòu)件，當(dāng)使用鋼絲繩卸荷時為壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件：、拉彎、壓彎構(gòu)件抗彎強度：s=M XgXWnX抗彎強度：s= N AnM XgXWnX抗剪強度：t= VS v抗剪強度：ItW3t= VS vItW整體穩(wěn)定：s=M XjbWnX整體穩(wěn)定：s= N +jX AngX W

6、bmx M XNX (1 - 0.8 N)EX式中N挑梁的軸向壓力；An挑梁的凈截面面積；Mx挑梁繞 x 軸的彎矩；x主軸截面塑性發(fā)展系數(shù)，對槽鋼，可取 x=1.05；V計算截面作用的剪力；S計算截面處對中和軸的面積矩；I截面慣性矩；tw腹板厚度；鋼材的抗拉強度設(shè)計值； Wnx對 x 軸的截面模量（截面抵抗矩）；v鋼材的抗剪強度設(shè)計值；X彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)長細(xì)比 查表；b梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。mx等效彎矩系數(shù)，對懸挑構(gòu)件，mx=1.0；xNEX歐拉臨界力，NEX=2EA/(1.1 2)；x梁對 x軸的長細(xì)比，x=l0 ix ；ix梁對 x 軸的回轉(zhuǎn)半徑。梁的整體穩(wěn)定系數(shù)

7、 b 計算：該系數(shù)，對工字鋼、槽鋼、T 形截面等計算公式各不相同，以普通熱軋槽鋼為例進(jìn)行計算：j = 570bt 235lhfb0y式中h、b、t槽鋼翼緣寬度、翼緣厚度、截面高度；4y鋼材的抗彎強度；l0計算長度，懸臂構(gòu)件 l0=l=2l當(dāng)按上式計算的 b0.6 時，應(yīng)按公式j(luò)b = 1.07 - 0.282 jb 1.0算得相應(yīng)的jb 代替 b 值。三、混凝土局部受壓驗算配置間接鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的承載力按下式計算：F2=FL1.35c L fc ALn式中FL局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設(shè)計值；c混凝土強度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強度等級不超過 C50 時，取 c=1.0

8、，當(dāng)混凝土強度等級為 C80 時，取 c=0.8，其間按線性內(nèi)插法確定；L混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù), L=（Ab/AL）1/2；c混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值； AL混凝土局部受壓面積；ALn混凝土局部受壓凈面積； Ab局部受壓的計算底面積；bab ab局部受壓的計算底面積：AL=Abb b bb b ba abAL=AbALAba abb b bALAbALAb5四、錨栓錨固能力驗算F1、F3N=0.8b y As且 N50As式中 N容許拉力y錨筋的抗拉設(shè)計強度210N/mm2As全部錨筋的截面面積b錨筋錨固長度折減系數(shù)，當(dāng)錨固長度為 30d 時，b=1.0五、鋼絲繩受力驗算鋼絲繩的允許

9、拉力按下式計算：F3 Fg= Fg / K式中Fg鋼絲繩的允許拉力（KN）；Fg鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和（KN）；換算系數(shù)，619 鋼絲繩換算系數(shù)為 0.85；K鋼絲繩的安全系數(shù)，一般選 4.510。 619 鋼絲繩的主要數(shù)據(jù)直徑鋼絲總斷面積參考重量鋼絲繩公稱抗拉強度（N/mm2）鋼絲繩鋼絲14001550170018502000鋼絲繩破斷拉力總和（mm）（mm2）Kg/100m（KN）不小于11.00.743.8541.4461.367.974.581.187.712.50.857.2754.1280.188.797.3105.5114.514.00.972.4968.50101.0112.0123.0134.0144.515.51.089.4984.57125.0138.5152.0165.5178.517.01.1103.28102