型钢半悬挑外脚手架悬挑梁计算实例

陈杏祥

(南京金审学院工学院，江苏南京　210023)

型钢半悬挑外脚手架悬挑梁计算实例

陈杏祥

(南京金审学院工学院，江苏南京210023)

摘要:结合某型钢半悬挑外脚手架工程的设计参数，从荷载取值、强度、挠度等方面，对主梁进行了验算，并分析了悬挑主梁的整体稳定性，为实际工程的施工设计提供了参考依据。

关键词:脚手架，半悬挑梁，主梁，荷载

1　基本参数信息

1.1脚手架构造参数

某工程采用型钢半悬挑外脚手架，架体搭设高度为17.4 m(建质［2009］87号文附件二第四条规定不做专家论证不宜超过20 m) ;不采用双立杆;立杆纵距为1.5 m，立杆横距为0.9 m，立杆的步距为1.8 m;内立杆离建筑物距离为0.35 m;纵向水平杆在上，横向水平杆上纵向水平杆根数为2根;采用的钢管类型为φ48× 3.5;连墙件采用两步三跨，采用钢管扣件连接;普通主梁悬挑方式，主梁离地高度14.3 m，主梁间距为1.5 m，平铺在楼板上; U形锚固螺栓，锚固螺栓直径d =16 mm，悬挑钢梁尾端设置两道U形螺栓，其相邻间距取150 mm(规范DGJ 32/J121—2011第3.2.3 条3的规定宜在150 mm～200 mm之间)，悬挑主梁末端距离外锚固点的距离取260 mm(规范JGJ 130—2011第6.10.2条不宜小于200 mm) ;主梁外悬挑长度lx=1 450 mm，主梁外锚固点到建筑物边缘的距离为100 mm，主梁内锚固长度lm=1 815 mm，整个主梁长度为3 600 mm;内立杆距主梁外锚固点水平距离m1=450 mm，外立杆距主梁外锚固点水平距离m2=1 350 mm，如图1所示。

1.2主梁参数

主梁材料类型和规格为18号工字钢;主梁合并根数nz= 1根;主梁的截面面积A =30.6 cm2;主梁截面惯性矩Ix=1 660 cm4;主梁截面抵抗矩Wx=185 cm3;主梁自重标准值gk=0.241 kN/m;主梁材料抗弯强度设计值［f］=205 N/mm2;主梁材料抗剪强度设计值为［τ］=120 N/mm2;主梁弹性模量E =206 000 N/mm2;主梁允许挠度［v］=1/360(规范DGJ 32/J121—2011第5.1.13条的规定选用1/360) ;各排立杆传至梁上荷载标准值F' =9.06 kN，各排立杆传至梁上荷载设计值F =11.54 kN。

2　主梁验算

图1　型钢半悬挑外脚手架示意图

主梁按照半悬挑梁受力方式进行抗弯强度、抗剪强度和挠度的验算，计算简图如图2所示。

图2　悬挑梁计算简图

2.1作用在主梁上的荷载标准值

2.2作用在主梁上的荷载设计值

2.3强度验算

主梁的最大抗弯强度σ= 113.889 N/mm2小于主梁的抗弯强度设计值［f］= 205 N/mm2，满足要求。主梁弯矩图如图3所示。

图3　主梁弯矩图（单位：kN·m）

2.4抗剪验算

1)支座反力计算。

2)最大剪力计算。

主梁的最大抗剪强度τmax= 22.993 N/mm2小于主梁的抗剪强度设计值［τ］= 120 N/mm2，满足要求。主梁剪力图如图4所示。

图4　主梁剪力图（单位：N/mm2）

2.5挠度验算

主梁的最大挠度vmax= 7.013 mm小于主梁的挠度设计值［v］=8.056 mm，满足要求。主梁变形图如图5所示。

图5　主梁变形图（单位：mm）

3　悬挑主梁整体稳定性计算

3.1压弯构件强度计算

主梁轴向力: N = |［0］| /nz= |［0］| /1 =0 kN。

其中，γ为塑性发展系数，取1.05。

压弯构件最大强度σmax=21.069×106/( 1.05×185×103) + 0×103/3 060 =108.466 N/mm2≤［f］=205 N/mm2。

压弯构件的最大强度σ=108.466 N/mm2小于压弯构件的强度设计值［f］=205 N/mm2，满足要求。

3.2受弯构件整体稳定性分析

φb为均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:

查表GB 50017—2003钢结构设计规范得，φb=2。

由于φb＞0.6，根据GB 50017—2003钢结构设计规范附表B，得到φb' =0.93。

受弯构件最大强度σmax=21.069×106/( 0.929×185×103) = 122.593 N/mm2≤［f］=205 N/mm2。

受弯构件最大强度σmax=122.593 N/mm2小于压弯构件的强度设计值小于［f］=205 N/mm2，满足要求。

4　结语

本文通过实际工程在脚手架专项施工方案中对型钢半悬挑外脚手架悬挑梁进行验算和计算，以期对工程技术人员提供积极的借鉴作用。

参考文献:

［1］建质［2009］87号，危险性较大的分部分项工程安全管理办法［S］.

［2］JGJ 130—2011，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范［S］.

［3］DGJ 32/J121—2011，建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程［S］.

On steel cantilever scaffold’s overhanging calculation cases

Chen Xingxiang
( Engineering College of Nanjing，Jinshen College，Nanjing 210023，China)

Abstract:Combining with the design parameter of some steel cantilever scaffold project，the paper calculates the main beam from the loading evaluation，strength，deflection，and analyzes the integrated stability of the cantilever，so as to provide some reference for the construction design of the projects.

Key words:scaffold，cantilever scaffold，main beam，loading

作者简介:陈杏祥(1968-)，女，副教授

收稿日期:2015-11-26

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0021-02

中图分类号:TU311

文献标识码:A