多排悬挑架主梁的应力和变形计算方法研索小永１，金路２，廖斌１（１．安徽工程大学建筑工程学院，安徽芜湖２４１０００；２．河南省航空物探遥感中心，河南郑州４５００００）摘要：采用材料力学和弹性力学有限元法，分别计算了多排悬挑架主梁的应力和变形．材料力学算法将多排悬挑架主梁视为连续梁，理论上无法解决几何形状变化明显的应力集中处（如支撑点处）的应力问题，２种方法的计算结果相差较大，最大误差达１１２％，但变形计算结果基本一致．故多排悬挑架主梁的强度计算应采用弹性力学有限元法．关键词：材力计算；有限元；应力；中图分类号：ＴＵ７文献标识码：Ａ高层建筑为满足施工需要，在离地面一定高度搭设悬挑脚手架，悬挑长度一般不超过２ｍ．但在工程结构局部常有为满足施工要求出现大悬挑［１］，对于此种情况，规范要求需专门设计并进行专家论证本文就某多排悬挑架主梁（大悬挑）设计计算，并用有限元进行模拟，指出设计中的不足．计算原始数据１悬挑水平钢梁采用１６＃工字钢，钢材Ｑ２３５，其中建筑物外悬挑长度２９００ｍｍ，内部２５００ｍｍ、２７００ｍｍ处预埋Ａ１８钢筋，简化计算取在２６００ｍｍ处为铰接；离悬挑水平钢梁端头９００ｍｍ处设Ａ７０×４圆钢管斜支撑，支撑件上下固定点垂直距离２９００ｍｍ，钢材Ｑ２３５．钢梁上安置３根立杆Ａ４８×３．５，离建筑物距离依次为３００ｍｍ、１７００ｍｍ、２８００ｍｍ，每根立杆传至钢梁上压力根据施工计算为１２ＫＮ，为静荷载，计算中不考虑风荷材料力学算法２图１悬挑架简图及计算简图主梁验算１６＃工字钢截面积Ａ＝２６．１ｃｍ２，截面惯性矩Ｉｘ＝１１３０ｃｍ４，截面抵抗矩Ｗｘ＝１４１ｃｍ３，截面惯性矩Ｉｘ＝１１３０ｃｍ４，截面惯性矩Ｉｘ＝１１３０ｃｍ４，自重标准值ｇｋ＝０．２０５ＫＮ／ｍ，设计值ｑ＝０．２５ＫＮ／ｍ，抗弯强度设计值ｆ＝２１５Ｎ／ｍｍ２，抗剪强度设计值τ＝１２５Ｎ／ｍｍ２，弹性模量Ｅ＝２０６０００Ｎ／ｍｍ２．圆钢管支撑处作为不动铰支点，其计算简图如图１ｂ所２．１图２悬挑架弯矩图及剪力图示．钢梁受荷后，最大弯矩１０．９ＫＮｍ，最大剪力１９．８ＫＮ．如图２所示，其主要计算抗弯：σｍａｘ＝Ｍｍａｘ／Ｗ＝１０．９×１０６／１４１０００＝７７．３３Ｎ／ｍｍ２≤［ｆ］＝２１５Ｎ／ｍｍ２抗剪：τｍａｘ＝Ｑｍａｘ／（８Ｉｚδ）［ｂｈ２－（ｂ－δ）ｈ２］＝２４４５Ｎ／ｍｍ２≤［τ］＝１２５Ｎ／ｍｍ２０挠度：νｍａｘ＝６．１ｍｍ≤［ν］＝２×ｌｘ／４００＝２×２９００／４００＝１４．５ｍｍ支座反力：Ｒ１＝０．６ＫＮ，Ｒ２＝４．８ＫＮ，Ｒ３＝３２．１ＫＮ（从左至右支座反力）．下撑杆验算钢管７０×４，截面积Ａ＝８．２９ｃｍ２，截面惯性矩Ｉ＝４５．３３ｃｍ４，截面抵抗矩Ｗ＝１２．９５ｃｍ３，截面抵２．２收稿日期：２０１２－１２－０２作者简介：索小永（１９８２－），男，河南焦作人，助教，硕士．---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---安徽工程大学学报第２８卷·８２·抗矩Ｗ＝２０５ｃｍ３，弹性模量Ｅ＝２０６０００Ｎ／ｍｍ２，截面回转半径ｉ＝２．３４ｃｍ，对接焊缝抗压强度设计值ｆｗｔ＝１８５Ｎ／ｍｍ．据图１实情，钢管与主梁夹角５５．４１°，长度３５２２．７８ｍｍ，受轴向压力３９ＫＮ，与工字钢２梁用对接焊缝，按两端铰接计算长度３５２２ｍｍ，长细比１５０．５５，查《钢结构设计规范》稳定系数φ＝０．３４．钢管轴压稳定：σ１＝Ｎ／（φＡ）＝３９／（０．３４×８２９）＝１３９．７５Ｎ／ｍｍ２≤ｆ对接焊缝：σ＝Ｎ／（ｌｗｔ）＝３９×１０３／８２９＝４７．６Ｎ／ｍｍ２≤ｆｗ＝１８５Ｎ／ｍｍ２．ｃ根据以上计算结果，判定此多排悬挑梁作为脚手架的主要受力构件是安全的．此计算存在如下简化：假定钢管支撑点不动，作为铰支，而实际中，钢管支点难做到不动铰支座，受荷后，会和悬挑钢梁一同下移，加大梁的挠度；另对焊缝计算认为...