江西省安装工程有限公司 南昌 330000
【摘 要】对龙溪商街高层住宅型钢悬挑角手架进行了施工方案设计，对纵向杆、横向杆及立杆强度及稳定进行了计算分析，同进对悬挑梁的平面内和平面外的稳定进行了验算。
【关键词】悬挑架；施工方案；强度；稳定
于都县天润房地产开发有限公司开发的龙溪商街工程位于于都县于山大道，1#-4#楼为框架结构，建筑层数为6层，5#楼为框剪结构，建筑层数为19层，底层层高4.8m，第二层标高为4.2m，标准层层高为3m，坡屋面标高为65.7m，图1为高层住宅5号楼立面图，图2为悬挑脚手架示意图。
图1 5#楼立面图 图2 悬挑脚手架示意图
1.脚手架参数
1.1几何参数
双排脚手架示意图如图2所示，搭设起始高程为21.3m；纵距为1.5m；横距为0.80m；步距为1.70m；内排架距离墙长度为0.3m；钢管Φ48X3.0mm；钢管I：10.78cm4，钢管W：4.49cm3，连墙件布置取二步三跨；连墙件连接方式为扣件连接。
1.2 荷载参数
施工均布活荷载标准值：2.5kN/m2，本工程地处江西赣州市，基本风压为0.3kN/ m2，风荷载高度变化系数 为1.82；风荷载体型系数 为0.58，每米立杆承受的结构自重标准值：0.1248kN/ m2；脚手板自重标准值：0.3kN/ m2；栏杆挡脚板自重标准值：0.15kN/ m2，安全设施与安全网：0.005kN/ m2；每米脚手架钢管自重标准值：0.038kN/ m2；同时施工层数：2层；
1.3水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16号工字钢，悬挑段长度：1.25m，内锚固段长度2.0m，支座卡环直径：12mm，支座卡环抗拉强度50N/mm2。
1.4拉绳参数
钢丝绳安全系数取8，钢丝绳的抗拉强度1400N/mm2，层高：3m，拉绳拉环直径14mm，拉绳拉环抗拉强度50N/mm2。
2.纵向杆的计算
2.1均布荷载值计算
纵向杆的自重标准值：P1=0.038 kN/m；脚手板的自重标准值：P2=0.3×0.80/3=0.08kN/m；活荷载标准值：Q=2.5×0.80/3=0.67kN/m；静荷载的设计值：q1=1.2×0.038+1.2×0.08=0.14kN/m；活荷载的设计值：q2=1.4×0.67=0.93kN/m；设计值q=q1+q2=0.14+0.93=1.07 kN/m；
2.2强度验算
Mmax=0.1×q×l2
Mmax=0.1×1.07×1.52=0.24kN.m；
σ=Mmax/W=0.24×106/（4.49×103）=53.45N/mm2 <[f]=205 N/mm2，满足要求。
2.3挠度验算：
计算公式如下：f=0.677q1l4/100EI <[f]
静荷载标准值：q1=0.038+0.08=0.12kN/m；活荷载标准值：q2=0.67kN/m；
标准值：q=q1+q2=0.12+0.67=0.78kN/m；
最大挠度计算值为：
V = 0.677×0.78×1500.004/（100×210000.000×107800.00）=1.18mm<[v]=1500.00/150=10.00mm。
3.横向杆的计算
横向杆的荷载值分布如图3所示：
图3 横向杆计算简图
3.1强度验算
跨中最大弯矩计算：M1=P1B/3-P2a/3；M=1.63×0.80/3-0.88×0.3/3=0.35kN.m；支座最大弯矩计算：M2=P2a=0.88×0.3=0.26kN.m；最大应力计算值σ=0.35×106/（4.49×103）=77.95N/mm2<[f]=205 N/mm2，满足要求。
3.2考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式
风荷载标准值按照以下公式计算
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.70+1.4×4.13=9.02kN；
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×2.70+0.85×1.4×4.13=8.15kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 为
立杆的轴心压力设计值：N = 8.15kN；
i --- 计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.59cm，W --- 立杆净截面模量（抵抗矩）W =4.49 cm3
A --- 立杆净截面面积（cm2）A=4.24cm2，φ---轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i查表得到；
σ--- 钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；[f]--- 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00 N/mm2；
l0 --- 计算长度（m）；
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》[2]由公式（1）计算
（1） ，k1---计算长度附加系数，取值为k1=1.16； --计算长度系数， =1.50；公式（1）的计算结果： =1.16×1.50×1.70=2.96m；l0/i=186；φ=0.207。
=8150.00/（0.207×424.00）+110000.00/4490.00=117.36N/mm2，满足要求。
4、悬挑梁的受力计算
本方案中，脚手架排距为0.80mm，内排脚手架距离墙体0.3m，受脚手架集中荷载 P=1.2×2.70 +1.4×3.00=9.02kN。图4为悬挑脚手架计算简图，图5为悬挑脚手架弯矩图，图6和图7分别为剪力图和挠度图。
图4悬挑脚手架计算简图 图5悬挑脚手架弯矩图（kN.m）
Ra = 24.36 kN，Rb = 6.32 kN，Mmax = 12.63 kN.m，Vmax = 2.23 kN.m.
（1）.悬挑梁的强度计算：
最大应力σ=M/1.05W =12.63×106/（1.05×141×103）=85.31N/mm2；
悬挑梁的最大应力计算值小于水平支撑梁的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求。
图6为悬挑脚手架剪力图（kN） 图7为悬挑脚手架挠度图（mm）
（2）悬挑梁的挠度计算：
2.228<[ν]=1250.00/400=3.13mm
（3）悬挑梁的整体稳定性计算：
水平钢梁采用16号工字钢，计算公式如下
（4）悬挑梁的平面外整体稳定性计算：
在弯矩作用平面外的整体稳定性计算公式：
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB5009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]中华人民共和国建设部.JGJ130-2001 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑科学研究院，2002.
[3]中华人民共和国建设部.GB50017-2003 钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.
论文作者:龚红燕
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第11期
论文发表时间:2016/8/19
标签：荷载论文; 脚手架论文; 弯矩论文; 标准论文; 立杆论文; 挠度论文; 钢管论文; 《低碳地产》2015年第11期论文;