144 施 工 技 术
C0NSTRUCTION TECHN0L0GY
2018年 3月上
第 47卷 第 5期
钢丝绳参与计算的悬挑钢梁计算方法比较
1 脚手架搭设概况
某商住楼工程，地上 l7层 ，地下 l层，裙房 2层(为商业
用房)，总建筑面积 124 915m ，其中地下 33 145：1II1 ，地上
90 769．9m ，标 准 层 层 高 为 2．9m，建 筑 高 度 54．600，
54．850m。从 2楼 顶开始悬挑脚手架 ，悬挑 6层，层高为
2．90m，从标高 9．300m到 26．700m。10年重现期的基本风
压为0．50kN／m ，地面粗糙度为 B类。本例采用扣件式钢管
脚手架，内立杆距 离外墙 200mm，脚手架 内外立杆间距 为
800ram，脚手架立杆纵向间距为 1 500ram。悬挑钢梁采用热
轧普通 I16，钢梁及脚手架立杆布置如图 1所示。采用品茗
安全计算软件计算脚手架立杆底部所受压力如下。
图1 钢梁及脚手架立杆布置
不组合风荷载作用时：单立杆的轴心压力设计值 N=
9．64kN；组合风荷载作用时：单立杆的轴心压力设计值 N=
9．39kN。因此，在悬挑钢梁计算时选用立杆压力 N=9．64kN
进行计算。
2 两种计算方法的计算比较
2．1 不考虑钢丝绳变形时的计算
不考虑钢丝绳变形，将钢丝绳与钢梁相交处假定为刚性
铰支座 ，其计算简图如图2所示。其中，P：N=9．64kN，q =
0．17kN／m(工字钢 自重)。
图2 钢梁计算简图1
采用结构力学求解器计算 ，其弯矩图、剪力图如图 3，4
所示。
按照这种计算方式计算钢丝绳的拉力，支座 3的支座反
力 R =9．69+4．94=14．63kN，根据钢丝绳与钢粱 的边角关
系(钢丝绳与竖向的夹角 =arctan( 萼 )：31．1。)，钢丝
绳的拉力 F1= OSOL = COSJ _l7．1 kNc C J．J
2．2 考虑钢丝绳变形时的计算
— J·
．，1，rr ．33 ／II
图3 弯矩 1(单位：kN·m)
65
-4．83 ． 94
图4 剪力 1(单位：kN)
考虑钢丝绳变形，将钢丝绳与钢梁相交处假定为铰支
座，钢丝绳参与计算 ，其计算简图如图5所示。其中，P=N=
9．64kN，q ：0．17kN／m(工字钢 自重)。
图5 钢梁计算简图2
采用结构力学求解器进行计算，其弯矩图、剪力图、轴力
图如图6～8所示。从上面的轴力图可以看出，钢丝绳受到
的拉力 F =4．88kN。
图 6 弯矩 2(单位 ：kN·m)
2．3 两种计算方法的对比分析
从最大支座反力、最大弯矩、最大剪力、钢丝绳拉力支座
3的竖向位移等方面进行比较分析 ，如表 1所示。
从表 l可以看出，支座反力、最大弯矩 由位置在支座 3
变动到支座2，钢丝绳拉力由 17．1kN变为 4．88kN，支座3的
竖向位移由0．048mm变为 3．33mm，这是由于考虑了钢丝绳
的变形(拉长)导致了支座 3有较大的竖 向位移 ，不考虑钢
2018 No．5 钢丝绳参与计算的悬挑钢梁计算方法比较 145
图7 剪力 2(单位：kN)
图 8 轴力(单位 ：kN)
丝绳变形时的位移如图9所示，考虑钢丝绳变形时的位移如
图 10所示，使得支座3有卸载作用，支座反力和弯矩转移到
了离钢丝绳较远的支座 2处，同时钢丝绳受力变化也较大。
_ 育 )4
图9 不考虑钢丝绳变形时的位移
图 1O 考虑钢丝绳变形时的位移
3 两种作用力下钢丝绳的选择
钢丝绳选用全新的钢丝，公称抗拉强度为 1 850N／mm
的6 X 19钢丝绳。钢丝绳的安全系数取为 8。
3．1 不考虑钢丝绳变形时钢丝绳的选择
F1=17．1kN
[s]≤ (1)
尸≥ (2)
式中：[s]为钢丝绳的许用拉力(kN)；P为钢丝绳的钢丝破
坏拉力总和 (kN)；a为破坏拉力换算 系数 ，本例取 a =
0．85；K为钢丝绳的安全系数 ，本例取 K=8。
P≥ ： 0_9kN，查表得钢丝绳的直
径为 15．5mm，其钢丝破坏拉力总和为 165．5kN，满足要求。
3．2 考虑钢丝绳变形时钢丝绳的选择
P≥ = -45．9kN，查表得钢丝绳的直径
为 9．3mm，其钢丝破坏拉力总和为 59．6kN，满足要求。
从上面的计算可以看出：两种计算方法对钢丝绳的选择
还是有较大差别 ，钢丝绳的直径越大，在施工现场手工弯曲
就越困难，因此考虑钢丝绳的变形使钢丝绳的直径变小 ，易
于作业人员现场操作，提高劳动效率。
4 结语
使用两种方法所得的内力值相差较大 ，在不考虑钢丝绳
变形的情况下，计算型钢梁的内力值是偏小的、不利的，有可
能出现型钢梁不能满足安全需要的情况；但选择的钢丝绳是
安全的，直径偏大，在施工现场手动弯曲的条件下不便于操
作，降低了劳动效率 ，增加 了施工成本。在考虑钢丝绳变形
的情况下进行计算符合实际受力情况，因此计算的内力值更
值得信赖 ，弥补了型钢梁 内力值偏小的不足，同时减小了钢
丝绳的直径，降低了施工成本。
(严青荣，莫君萍，孙海峰，王君红，林 伟，天颂建设集
团有限公司 317500)
(上接 第 143页 )
参考文献：
[1] 郭正兴．新型预制装配混凝土结构规模推广应用的思考[J]．
施工技术，2014，43(1)：17-22．
[2] 韩春，李青宁
钢丝绳参与计算的悬挑钢梁计算方法比较（论文）.pdf
