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安全網(wǎng)支撐體系結(jié)構(gòu)工作性能試驗研究

文檔作者：葉林劉宗仁楊躍		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月10日
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第26薔第2期
1993年4月
暗爾滇建筑工翟學(xué)魔學(xué)報
J Harbin Archit．點( ．Eng．Inst．
【_26 N o 2
A塒．1993
(廠
安全肉支撐體系結(jié)構(gòu)工作性能試驗研究
葉林 劉宗仁√ 楊躍
(銅言；石ij孬i) ； i一工技術(shù)教研室)
摘 要
／u7
本文在試驗研究的基礎(chǔ)上，對建筑工程安全罔支撐體幕，在魯力荷載和沖擊荷
載作用下的受力性能進行了分析，提出了安全髓安全．經(jīng)濟．可靠的支撐體幕，為安
全同規(guī)范的懈定提供了登耍的依據(jù)．
美薯詞 ；支桿：基苧苧 逢堡墨 銹 瑚邑、
中國圖書資科分類號TU731．6 ’
0 引言
建筑工程施工現(xiàn)場的安全網(wǎng)搭設(shè)是保護箍工人員和過路行人安全的一項重要措箍。
為了使安全網(wǎng)搭設(shè)逐步走向標(biāo)準化，便于有關(guān)部門的監(jiān)督管理，我院接受了建設(shè)部下達編
制《建筑工程安全網(wǎng)安全技術(shù)規(guī)范》任務(wù)，在進行大量調(diào)研和查閱國外有關(guān)一些材料的
基礎(chǔ)之上，確定了適合國情，簡單易行和便于實藏安全網(wǎng)搭設(shè)體系．這一安全網(wǎng)支攆體系
是否合理、安全可靠?為此，我們對此支撐體系進行了受力分析和試驗研究，對支撐體系
的結(jié)構(gòu)工作性能進行了探討．
1 試驗概況
1．1 支撐謦系
支攆體系基本由四部分構(gòu)件組成，即安全網(wǎng)、支桿、水平方向錒絲繩或木桿和抱角
架。本著體系的搭設(shè)盡可能方便，所用材料應(yīng)盡量選用施工現(xiàn)場現(xiàn)有材料的原則，支桿選
啦蔣日期：1992— 06—19
— 4l 一
，hV
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甩了腳手架工程中的鋼管和木桿，鋼管的聯(lián)接為扣件，木桿為8號鐵絲。支撐體系見圖
1、圖2。
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蝥
● ， ●
【主廠如
1I 1f 丑 I ￡W ．
45。12oo JoGo
圖2 立面布置圖
圖1 平面布置留
根據(jù)支撐體系所選用材料舶不阿，分別對下列三
種體系進行了試驗砑究：(1)鋼絲繩聯(lián)接鋼管支桿體
系；(2)鋼絲繩聯(lián)接木支桿體系；(3)水平木桿聯(lián)接木支
桿體系。
1．2 破壞標(biāo)志 、
安全網(wǎng)搭設(shè)是一個臨時性安全措施，其目的是保
護人們的安全，因而支撐體系受沖擊荷載后，體系是否
破壞的判斷標(biāo)志應(yīng)是整個體系是否破壞，而不應(yīng)是某
一構(gòu)件是否破壞。在此次試驗中，以體系受沖擊后能
否托重物作為破壞標(biāo)志。我們在正式試驗前，對圖l
的支撐體系(鋼管支桿)進行6m和10m高的100公斤重物沖擊荷載試探性試驗，體系在
兩次沖擊中，雖然支桿彎曲變形較大，但整個體系沒有垮，安全罔仍能托住重物。為此，我
們認為所確定的體系是可行的。
13 荷載
^
依據(jù)國家《安全罔技術(shù)規(guī)范》制作了規(guī)格100em×28em×28em,重1ookg的擬人沙
包，沖擊高度為10m。在安全罔一跨范圍蔭(Sin×3n1)，荷載作用點可能是任-二點，即荷載
作用點是一個隨機變量。在此次試驗中，為了拽出荷載對體系。申外側(cè)鋪絲繩的最不利作
同點，采用了靜力試算和靜力試驗相結(jié)合的方法，在橫向(3m)用強算找出嘲傳給錒絲繩
最大力時的荷載作用點，而在縱向(5m)通過試驗確定。
首先假定罔受力后網(wǎng)繩不伸長，圖3中0點為網(wǎng)外側(cè)與鋼絲繩聯(lián)接處，Ⅱ點為罔內(nèi)
僦，6點為荷載作用點，且為滑動坐標(biāo)由所選的坐標(biāo)系及體系安裝中一些參數(shù)(酉2)，可定
出三點的坐標(biāo)分別為，O(0，O l?！?．7o6),b(x,r)，曲線口6D方程為
廂+-v／—(3-x)a+(—y-0．706)a：4
42
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圖3 安全周變形田
只
圖4 力分解田
尸
通過取不同 值，計算出相對應(yīng)的y，再由每一對置y值定出 、盧兩角度，最后由
。c、 計算Pl、 兩值，設(shè)：
PI=K P P1=K K
P — — 荷載值；
P，— — P傳給作用點外側(cè)網(wǎng)的力；
— — P傳給作用點內(nèi)側(cè)同的力；
K．、墨— — 荷載系數(shù)，是角度 、蘆函數(shù)，它們分別為
Kt-面 1面
取P：1確 ， 集如下：
寰1 霸內(nèi)外倒力
器
】．0m 1．Sm 2 0m
。
’ {
4 ．
箍7 Z 47．73" j 3221。 姐O 2
【k富) 942 85 9 7王O
只㈣ 59．2 7吼5 — 1O&amp;amp;9
綜合考慮上述試算結(jié)果，同內(nèi)外有高差和內(nèi)傭鋼絲繩聯(lián)接強于外傭等因素，橫向加
載點取x=1．50m處，在這一基礎(chǔ)上．同縱向分別選擇了三個加載點進行靜力試驗．即1膽
跨、1／4跨和支桿處，通過實測值比較，最后沖擊荷載加載點選為同的形心處．如圖5所示。
1．4 測點布置
分別在試驗跨支桿ABC和邊跨支桿DEF的受力最大截面B、E兩個截面布置應(yīng)變
計，圖6。在支桿ABC的A處布置水平、豎向2個位移計．并在試驗跨和邊跨鋼絲繩中串
— — 43 —·
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聯(lián)涮力計。
I1‘‘
1250 125o
匿5 加藏位置圈
④ ④
日藏面 E 藏冒
E．一表示應(yīng)變計：
匿6 B、E蕾面應(yīng)變計布置田
2 試驗結(jié)果及分析
2．1 鋼絲繩連接鋼管支桿體系
鋼絲繩張力與垂度有密切的關(guān)系，且繩張力又直接影響支桿的內(nèi)力． 靜力試驗對繩
的初始垂度分別取17cm、10an兩種情況，沖擊試驗取10an．
1．靜力試驗
囊2 試 螬暴
B㈣ E㈣ 位暮(刪n】 磐末垂度 曩i鼙力(
P
毛 與 ￡l f F
一∞ 曲 一I49 l4I 一弼 46 77 一 23 2 2 305 啪
I70 一醴 鮐 一I41 l剪 一 d4 73 —7I 北 21
．3 30o 盯2
40 —5s 一15 4 —24 30 7l 一 1．7 l】．6 辨
一23 I3 一]44 143 —25 25 3I 一麓 2．I 14 l 夠1
1∞ 一 13 一∞ 85 一I4 23 66 一醴 1
．8 ， 1∞ 夠1
13 一麓 一 鮐 一17 14 一麓 一 7 7 鯽
注：‘一應(yīng)室值， ； ． 一支桿^赴的水平，璺向位薯，帥；L-，一翻量蠅柵始、，}毒垂度，珊
， ¨’_ 菁囊f}用位置．分尉為 ，|、 ，|和支桿赴；，一翻絲矗i鼙力，
— — 44 ——
+-引『一十 +
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2．沖擊試驗
寰3 試生結(jié)果
B㈦ E0耐 l位薯(mm)、 張力(kN)
尸 l l l ‘ l l i } j
l∞ 一167 I I67 l一3750{6750 39,5 l 857 I一1000{12fl0 1 70 ,r／5 28．22+I6 3
注： 襲中 、F 分剮為試驗躊和邊躊繩張力．
表中數(shù)值可以看出荷載作用l 2跨時，試驗跨和邊跨支桿內(nèi)力最大，且繩的張力也大，
隨著荷載移至l／4跨，支桿內(nèi)力略有降低，邊跨支桿的內(nèi)力大小反映了邊跨參與工作的程
度，繩的初始垂度大支桿內(nèi)力大，繩的張力小，反之，支桿內(nèi)力小，張力大。可以推斷隨著
安全網(wǎng)布置的跨數(shù)增多，即支桿數(shù)目的增多，將會有更多的邊跨支稈參與工作，受載跨支
桿內(nèi)力將減小。體系受沖擊后，支桿內(nèi)力最大截面B已進行塑性狀態(tài)，邊跨桿E截面的
應(yīng)力也將近2500kg／cmz左右，進行彈塑性狀態(tài)，試驗跨鋼絲繩張力達38．22kN，而邊跨上
只有16．37kN,從現(xiàn)場觀察和支桿振動曲線上看，體系受沖擊后，雖然支桿彎曲變形較大，坦
仍能托住重物，同時，體系的反彈能力很差，這是由于支桿的剛度小。這一點對重釩或人
非常有利，提供了緩沖作用。
2．2 鋼絲繩連接木支桿體系
鋼絲繩初始垂度取10cm。
1．靜力試驗
囊4 試驗結(jié)果
口 位薯‘∞ ) 繩張力(kN)
尸
L △l
一8o 76 —52 40 — 6l 5l 58 —37 6 l匹7 1．40 1．59
— 86 醴 一3o 墻 一63 36 53 -,40 -n5 l 3 1．竹 l 53
35 —43 43 —48 一柏 4] 53 40 0 1t1 j．05 1儡
2．沖擊試驗
囊5 拭驗結(jié)l果 單位：kN．m
尸 刪 E(曲
L
一433 328 一l60D }8oD 一56 強 一1∞ 83
M M ^r
O 69 3腳 3．17l 3087 n105 O∞ 5 O．230 1．313
— — 45 ——
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襄6 試驗嫡果
位蓼(mm1 嵬張力f kN 1
P
A． A． ．
30 210 l27 lS7
支桿與鋼絲繩內(nèi)力變化規(guī)律與鋼管支桿近似，但
支桿內(nèi)力大于鋼管支桿內(nèi)力，邊跨支桿參與工作的
程度也略高一點．同時繩張力也大于前者，由于體
系中支桿的剛度比較大，體系受沖擊后體系中各桿
件仍在彈性工作狀態(tài)，吸收能量相對鋼管支桿體系
小一些，所以網(wǎng)給沙包的反彈力較大，體系的振動時
間較長，從緩沖角度來看，此體系不如鋼管支桿體系．
2．3 水平木桿連接木支桿體系
此體系是在有安全兩的三跨內(nèi)，水平方向用術(shù)桿將四個術(shù)支桿連接起來而構(gòu)成的。
考慮有包角架作用，在兩側(cè)10．36m范圍仍用鋼絲繩連接。
1．靜力試驗
囊7 試吐蕾暴
B ㈣ 位暮(玎Ⅱn) tll~；9(N)
P
與 F
— l7 0 —76 70 一l0 l0 l8 —7 10 764
，
— 24 29 一∞ 玎 一 22 l2 一l0 5．
8 382
— 25 12 —32 9 一∞ l5 5 —6 47 0
2．沖擊試驗
襄8 試吐嫡暴 單位：kN．m
P 8( EO田
與
一l042 976 —60l ∞l —l啦 55 藹 一134
x
MI M Ⅳ ⅣI M Ⅳ
I l_84 ll0 2l4 —215 旺l8 旺30 —3．84
裹9 試驗蕾暴
P A：(m碼 F(斟)
180 3 63
此體系與前兩個相比，剛度是最大的，體系類似于三
跨具有4個彈性支座的連續(xù)梁、支桿內(nèi)力小于前兩個體系
支桿，邊跨參與工作程度相對小些從理論上講，此體系受
沖擊后，反彈力應(yīng)是比較大的，但在沖擊試驗中，試驗跨
的水平術(shù)桿被拉斷，但同仍托住了沙包，同幾乎沒有反
彈力，從某種意義上講，橫桿的拉斷對沙包起到了緩沖作用．
3 結(jié)論
(】)通過試驗所確定的安全兩三種支撐體系是可行的，其體系結(jié)構(gòu)受力性能是合理
一46 —
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的、可靠的，能夠使安全網(wǎng)起到安全保護作用，建議編寫《建筑工程安全阿安全技術(shù)規(guī)范》
時采用；
(2)三種支撐體系，應(yīng)優(yōu)先進用鋼絲繩連接鋼管支桿體系。由于此體系剛度較小，當(dāng)
人墜人網(wǎng)內(nèi)后，支桿立即產(chǎn)生較大的彎曲變形，將有較多的邊跨支桿在繩的格動下產(chǎn)生相
應(yīng)的彎曲變形，使體系吸收能量更加均勻 受荷載前鋼絲繩由各支桿之間的多個小拋物線
向一個跨越多跨的大拋物線過渡，在這一過程中，體系本身產(chǎn)生了內(nèi)力重新分布。這一點
對人極為有利，這一緩沖作用使人仿佛墜人一個大泡沫墊中，減小網(wǎng)對人身的傷害
(3)給出了鋼絲繩受沖擊后的最大張力，為包角粟的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了基礎(chǔ)；
(4)支桿的內(nèi)力，鋼絲繩張力與體系的連接方式，銅絲繩的初始垂度，支桿間距，支桿
數(shù)目或安全同布置跨數(shù)等因素有關(guān)。通過此次試驗研究，我們體會到，為了使安全同搭設(shè)
更方便、經(jīng)濟、可靠。首先應(yīng)確定鋼絲繩初始垂度，安全同縱向長度和支桿間距三者的關(guān)
系，根據(jù)常見建筑物的規(guī)模建立三者問的多組數(shù)據(jù)。由此，施工人員能很方便依據(jù)具體施
工現(xiàn)場選擇相應(yīng)的安全網(wǎng)搭設(shè)方式。
The Experimental Study on the Structuml Behaviour of the
Supporting System of the Safe Net in Building Engineering
Al~tmet
Based 0n the test,this pager makes an pe曲髓叫analys／s on the stnlIXIL,-~ behavior
ofthe supporting sys脅of the safe net under the punch Mad ,and 0正 the e~onomitml
and reliable supporting$),~tcrns for the s出net in buikit~g engineering．Tae no"m~ry basis
is provided to draw up the China Safe-l~ Tc曲njquc Cod
腳words braelng；safety eqttiprm~t；prop：鉀 rope
— — 47 ——
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