八、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
悬臂单跨梁计算简图
支座反力计算公式
支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式
其中 k'= m/l',k1'= m1/l',k2'= m2/l'。
本方案算例中,m =1.1 m,l'=6.6 m,m1 = 0.3 m,m2 = 1 m;
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660 cm4,截面模量(抵抗矩) W = 185 cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.011+1.4×
1.47=6.872kN;
水平钢梁自重强度计算荷载 q=3.06×10-3×78.5 =0.24 kN/m; k'= m/l'=1.1/6.6=0.169,
k1'= m1/l'=0.3/6.6=0.046,
k2'= m2/l'=1/6.6=0.152
代入公式,经过计算得到
支座反力 RA'= 15.824 kN
支座反力 RB'= -0.591 kN
最大弯矩 MA'= 9.079 kN·m
最大应力 σ'= 9078800 /( 1.05 ×185000 )= 46.738 N/mm2
水平支撑梁的最大应力计算值 46.738 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求。
最大挠度 νmax= 4.84 mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2014)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为
悬伸长度的两倍,即 2000 mm
水平支撑梁的最大挠度 4.84 mm 小于 水平支撑梁的最大容许挠度 2000/400 mm,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
8.1.9、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
σ = M/φbWx ≤ [f]
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2014)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2014)附表B,得到 φb值为0.93。
经过计算得到最大应力 σ = 9.078×106 /( 0.93×185000 )= 52.823 N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算 σ = 52.823 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
(十)、锚固段与楼板连接的计算
1.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下
锚固深度计算公式:
h ≥ N/πd[fb]
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 5.136kN; d -- 楼板螺栓的直径,d = 20mm;
[fb] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取
1.57N/mm2;
[f]-- 钢材强度设计值,取215N/mm2;
h -- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到 h 要大于
5136.067/(3.142×20×1.57)=52.066mm。
螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4×3.14×202×215×10-3=67.51kN 螺栓的轴向拉力N=5.136kN 小于螺栓所能承受的最大拉力
F=67.51kN,满足要求!
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:
N ≤ (b2-πd2/4)fcc
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向压力,N = 19.288kN; d -- 楼板螺栓的直径,d = 20mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=100mm;
fcc -- 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取
0.95fc=16.7N/mm2;
(b2-πd2/4)fcc=(1002-3.142×202/4)×16.7/1000=161.754kN>N=19.288kN 经过计算得到公式右边等于161.75 kN,大于锚固力 N=19.29 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!

