升降脚手架计算书——圆管(48X3.5)概要.doc

隆镐附着升降脚手架计算书编制：_审核：_批准：_天津隆镐科技有限公司一、编制依据本计算书中涉及的主要国家或行业规范、标准请参照表1.1：表1.1类别名称编号或文号国标冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002钢结构设计规范GB500172003建筑结构荷载规范GB500092001行标建筑施工工具式脚手架安全技术规范JGJ2022010建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ1302001建筑钢结构焊接规程JGJ8191二、工程概况1工程建设概况见表2.1：表2.1工程名称工程地址建设单位设计单位结构形式最大高度层数总面积主要楼板厚度主要剪力墙厚度标准层高建筑周长备注：2附着式升降脚手架技术参数见表2.2：表2.2升降脚手架搭设高度15.9米立杆纵距1.5米升降脚手架最大跨度6.0米步距1.8米升降脚手架最大侧悬挑2.0米搭设跳板步数3内立杆与墙面距离500mm跳板形式木脚手板/竹笆内立杆与外立杆中心距0.9米同时作业步数主体施工期间2步，装修阶段3步使用荷载限制结构施工期间作业的每步3KN/m2装修施工期间作业的每步2KN/m2三、升降脚手架荷载标准值1静荷载标准值升降脚手架搭设高度为15.9米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆纵距1.5米，内立杆与外立杆中心距0.9米，立杆步距1.8米。脚手板采用木脚手板（竹笆），其荷载标准值按建筑施工工具式脚手架安全技术规范（JGJ2022010）中表4.1.2-1取值：0.35KN/m2计算。挡脚板采用木脚手板（竹笆），其荷载标准值按建筑施工工具式脚手架安全技术规范（JGJ2022010）中表4.1.2-2取值：0.14KN/m计算。脚手架外侧满挂密目安全网，其荷载标准值按照0.005KN/m2计算，底部挂安全平网，其荷载标准值按照0.15KN/m2计算。扣件荷载：直角扣件13.2N/个，旋转扣件14.6N/个，对拉扣件18.4N/个。隆镐升降脚手架主要使用材料及其参数见表3.1：表3.1材料名称6.3槽钢14槽钢483.5钢管80604方钢60604方钢A840mm21851 mm2489mm21056mm2896mm2IIX510000mm4IX5637000mm4I=121870mm4IX=942600mm4I=470700mm4Iy=119000mm4Iy=532000 cm4Iy=596400mm4iix=24.5mmix=55.2 mmi=15.8mmiX=29.88mmi=22.9mmiy=11.8mmiy=17 mmiy=23.76mmW16100mm380500mm35080mm323560 mm315690mm3g0.066N/mm0.145N/mm0.038N/mm0.083N/mm0.070N/mm（1）各种型钢荷载采用483.5钢管的构件的长度：立 杆：L=(15.9-1.8)m3根+（14.4-1.8）m3跟=80.1；每根3个对接扣件大横杆：L=(27+6)根6.8m= 136m(每根长度按6.8m计算）；每根1个对接扣件，5个直角扣件小横杆：L=7根9层1.35m=85.05m (每根长度按1.35m计算）；每根2个直角扣件纵向支撑（剪刀撑）：L=2根m+2根m=42.54m (按单片剪刀撑计算)；共20+15+12=47个旋转扣件架体结构边柱的缀条：横缀条9根，斜缀条8根：L= 9根0.9m +8根m=24.2m；架体结构边柱的外立杆（附加护栏立杆、斜杆）：L=14.4+1.8+=17.9m：采用钢管的构件的总长度为： 80.1+136+85.05+42.54+24.2+17.9=385.79m所用钢管的总重为：G 385.7910000.038=14660.02N采用匚6.3(含圆钢)的架体构件为架体结构的边柱，L=2根14.4m=28.8m，其中圆钢（0.054N/mm）长58mm，共85个。所用槽钢匚6.3(含圆钢)的总重量为：G槽 =28.810000.065+58850.054=2138.22N采用槽钢匚10的架体构件为主框架的兜底装置：L=2根1.1m=2.2m。所用槽钢匚10的总重量为：G兜底 =2.21010=220N扣件重量：G扣件 =（63+20）18.4+（205+632）13.2+4714.6=4368.6NG=G+G槽+ G兜底+ G扣件=14660.02+2138.22+220+4368.6=21386.84N（2）脚手板、挡脚板自重：板宽1.2m，长6.0m，厚0.04m，有3步脚手板。根据荷载规范木脚手板自重取0.35KN/2。脚手板的自重为：G脚手板 =0.3531.26.0=7.56kN=7560N挡脚板：G挡脚板 =0.1436.0=2.52kN=2520N脚手板、挡脚板自重：GP=7560+2520=10080N（3）安全网：密目安全网面积：A1=(6.0+1.32)15.9=136.74兜底平网面积：A2=6.01.3=7.8安全网的重量为：G安全网 =0.005136.74+0.157.8=1.854kN=1854N（4）升降设备：（一个7.5t级电动葫芦900N）G葫芦= 900N永久荷载汇总见表3.2：表3.2序号构件重量备注1架体结构G21386.84N2脚手板、挡脚板GP10080N3安全网GN1854N4电动葫芦GC900N总计34220.84N34220.84N =34.2kN2施工活荷载标准值根据荷载规范：施工均布活荷载标准值如表3.3表3.3类别标准值（KN/m2）备注装修脚手架2结构脚手架3根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2001）及建筑施工工具式脚手架安全技术规范（JGJ202-2010）：结构施工按二层同时作业计算，使用状况时按每层3KN/2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/m2计算；装修施工按三层同时作业计算，使用状况时按每层2KN/2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/2计算。（1）结构施工：使用状态 ：31.26.02=43.2kN升降、坠落状态 ：0.51.26.02=7.2KN（2）装修施工：使用状态 ：21.26.03=43.2KN升降、坠落状态 ：0.51.26.03=10.8KN施工活荷载标准值QK取：43.2KN（施工状态）；10.8KN（升降状态）3风荷载 根据建筑施工工具式脚手架安全技术规范（JGJ2022010）: 式中： 风荷载标准值（kN/m2）； 风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范GB5009的规定采用，按照B类地区，150m高建筑取值2.38脚手架风荷载体型系数，应按背靠建筑物状况选取，全封闭时取1.0，敞开开洞时取1.3，其中为挡风系数，应为脚手架挡风面积与迎风面积之比；密目式安全立网的挡风系数应按0.8计算；基本风压值，应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006年版）附表D.4中n=10年的规定采用。工作状态应按本地区的10年风压最大值选用，取0.50。升降及坠落工况，可取0.25kN/计算；风振系数，一般可取1。风荷载Wk为： 荷载汇总见表3.4表3.4荷载名称静荷载活荷载风荷载荷载标准值34.2KN43.2KN（施工状态）1.24KN/m210.8KN（升降状态）本计算书中采用的强度设计值见下表表3.5钢材的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）钢材牌号抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压（磨平顶紧）Q235205N/mm2120N/mm2310N/mm2表3.6焊缝的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）钢材牌号对接焊缝角焊缝Q235抗压抗拉抗剪抗压、抗拉和抗剪205 N/mm2175 N/mm2120 N/mm2140 N/mm2表3.7C级普通螺栓连接的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）类别性能等级4.6级、4.8级抗拉170 N/mm2抗剪140 N/mm2四、小横杆的计算小横杆按照简支悬臂梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面,小横杆每750mm设置搭设。1荷载值计算小横杆的自重标准值 P10.040N/mm脚手板的荷载标准值 P2=0.3500.75=0.2625KN/m=0.2625N/mm活荷载标准值 Q=3.0000.75=2.25KN/m=2.25N/mm荷载的计算值 q=1.20.04+1.20.2625+1.42.25=3.51N/mm按照如下的两种计算简图的受力分析结果选取最不利状态进行验算： （1） （2）小横杆计算简图受力分析结果如下：弯矩（）：（1） （2） 则，弯矩取355387.5。剪力（N）：（1） （2）则，剪力取1579.5N。挠度：（1） （2）对于（1），最大挠度在跨中，其值为1.194mm；对于（2），最大挠度在悬臂端，其值为0.708mm。2抗弯强度验算小横杆的计算抗弯强度小于205.0N/mm2,满足要求!3抗剪强度验算小横杆的计算剪切强度小于120.0N/mm2,满足要求!4挠度验算对于（1），最大挠度，且对于（2），最大挠度，且小横杆的挠度验算满足要求!5支反力计算小横杆的支反力将以集中荷载的形式传递到大横杆，受力见图如下：计算支座1和支座2的支反力结果如下：距外立杆400mm范围内的荷载传递到外立杆，其余荷载传递到内立杆，具体结果：五、大横杆计算大横杆按照三跨连续梁进行挠度和强度计算，大横杆上面的脚手板重量和活荷载通过小横杆以集中力的形式作用到大横杆上，大横杆自重为均布荷载1荷载值计算大横杆的自重标准值q10.04 kN/m=0.04N/m恒荷载计算值q1.20.04=0.048N/m活荷载计算值p2808N2计算简图受力分析结果如下：弯矩（）： 则，弯矩取745200。剪力（N）：则，剪力取1868.4N，且用于扣件抗滑验算的最大支反力：挠度：最大挠度1,3单元靠近跨中的位置，其值为4.435mm。3抗弯强度验算大横杆的计算抗弯强度小于205.0,满足要求!4抗剪强度验算大横杆的计算剪切强度小于120.0,满足要求!5挠度验算最大挠度大横杆的挠度验算满足要求!六、扣件抗滑力的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001，扣件的抗滑承载力按照下式计算:其中： 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； 纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；由大横杆可知：单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!七、立杆的稳定性验算立杆在结构施工和装修施工时受荷相同，但因每种工况下的内外立杆所受荷载不同，需分别验算，压弯杆件稳定性应满足下列要求：当有风荷载组合时，水平支承桁架上部的扣件式钢管脚手架立杆的稳定性应符合下式要求：式中：压杆的截面面积（），其值为489；轴心受压构件的稳定系数，应按JGJ202-2010附录A表A选取，查表得； 压杆的弯矩设计值（）； 压杆的截面抗弯模量（），其值为5080； 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值（）。1内立杆（1）内立杆自重（含对接扣件）（2）小横杆的自重及其上脚手板和活荷（含直角扣件）由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离内立杆500mm范围内及悬臂端的荷载均传递给内立杆，则：对于其上有脚手板和活荷的小横杆，传递给内立杆的荷载为：对于其上只有脚手板荷载的小横杆，传递给内立杆的荷载为：对于只有自重的小横杆，传递给内立杆的荷载为：所以小横杆传递给内立杆的荷载：（3）大横杆自重（含直角扣件）（4）底部支撑桁架上下弦杆、斜腹杆及节点板重量所以，作用在内立杆上的轴力则，满足要求。2外立杆（不考虑风荷）（1）外立杆自重（含对接扣件）（2）小横杆的自重及其上脚手板和活荷（含直角扣件）由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离外立杆400mm范围内的荷载均传递给外立杆，则：对于其上有脚手板和活荷的小横杆，传递给外立杆的荷载为：对于其上只有脚手板荷载的小横杆，传递给外立杆的荷载为：对于只有自重的小横杆，传递给外立杆的荷载为：所以小横杆传递给内立杆的荷载：（3）大横杆自重（含直角扣件） （4）底部支撑桁架上下弦杆、斜腹杆及节点板重量（5）挡脚板自重（含直角扣件）（6）安全网自重所以，作用在内立杆上的轴力则，满足要求。3外立杆（考虑风荷）（1）外立杆自重（含对接扣件）（2）小横杆的自重及其上脚手板和活荷（含直角扣件）由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离外立杆400mm范围内的荷载均传递给外立杆，则：对于其上有脚手板和活荷的小横杆，传递给外立杆的荷载为：对于其上只有脚手板荷载的小横杆，传递给外立杆的荷载为：对于只有自重的小横杆，传递给外立杆的荷载为：所以小横杆传递给内立杆的荷载：（3）大横杆自重（含直角扣件）（4）底部支撑桁架上下弦杆、斜腹杆及节点板重量（5）挡脚板自重（含直角扣件）（6）安全网自重所以，作用在内立杆上的轴力由风荷载设计值产生的立杆段弯矩，可按下式计算：式中：风荷载标准值产生的弯矩； 风荷载标准值； 立杆纵距。则：所以：满足要求。八、水平支撑桁架计算分简支和悬挑两种情况进行分析。1简支水平支撑桁架承受由立杆传递来的荷载，按照立杆所受压力最大的情况（内立杆受压）对水平支撑桁架进行验算，分三种情况进行计算：全部荷载作用于上弦（结构施工和装修施工相同），结构施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦，装修施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦。（1）全部荷载作用于上弦（结构施工和装修施工相同）由立杆受力分析结果可知，最不利荷载为14289.24N,此荷载直接作用于桁架上弦，受力简图如下（单位：N、mm）：受力分析结果如下（单位：N）：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部跨中，即3节点，其值为2.503mm。满足要求。（2）结构施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦立杆荷载中，取一结构施工工作层的荷载作用于下弦节点，其余荷载仍作用于上弦节点。对于单根立杆，一个结构施工工作层的荷载，由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离内立杆500mm范围内及悬臂端的荷载均传递给内立杆，则：即为作用于水平支撑桁架下弦节点的荷载。N即为作用于水平支撑桁架上弦节点的荷载，桁架受力简图如下：受力分析结果如下：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部跨中，即3节点，其值为2.503mm。满足要求。（3）装修施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦立杆荷载中，取一装修施工工作层的荷载作用于下弦节点，其余荷载仍作用于上弦节点。对于单根立杆，一个装修施工工作层的荷载，由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离内立杆500mm范围内及悬臂端的荷载均传递给内立杆，则：即为作用于水平支撑桁架下弦节点的荷载。N即为作用于水平支撑桁架上弦节点的荷载，桁架受力简图如下：受力分析结果如下：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部跨中，即3节点，其值为2.503mm。满足要求。2悬挑对于悬挑的情况，同样按照三种工况进行分析：全部荷载作用于上弦（结构施工和装修施工相同），结构施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦，装修施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦。但悬挑端所受荷载应为跨中节点荷载的一半。（1）全部荷载作用于上弦（结构施工和装修施工相同）由立杆受力分析结果可知，最不利荷载为14289.24N,此荷载直接作用于悬挑桁架固定端上弦，作用于悬挑端，受力简图如下（单位：N、mm）：受力分析结果如下（单位：N）：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部外侧，即节点2处，其值为0.355mm。满足要求。（2）结构施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦立杆荷载中，取一结构施工工作层的荷载作用于下弦节点，其余荷载仍作用于上弦节点。对于单根立杆，一个结构施工工作层的荷载，由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离内立杆500mm范围内及悬臂端的荷载均传递给内立杆，则：即为作用于悬挑水平支撑桁架固定端下弦节点的荷载。N即为作用于悬挑水平支撑桁架固定端上弦节点的荷载。悬挑端上弦荷载：悬挑端下弦荷载：桁架受力简图如下：受力分析结果如下：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部外侧，即节点2处，其值为0.406mm。满足要求。（3）装修施工其中一层工作层位于水平支撑桁架下弦立杆荷载中，取一装修施工工作层的荷载作用于下弦节点，其余荷载仍作用于上弦节点。对于单根立杆，一个装修施工工作层的荷载，由小横杆支反力的计算可知，小横杆距离内立杆500mm范围内及悬臂端的荷载均传递给内立杆，则：即为作用于水平支撑桁架固定端下弦节点的荷载。N即为作用于水平支撑桁架固定端上弦节点的荷载。悬挑端上弦荷载：悬挑端下弦荷载：桁架受力简图如下：受力分析结果如下：挠度如下：最大挠度发生在桁架底部外侧，即节点2处，其值为0.391mm。满足要求。综上分析，选最不利杆件进行验算：对简支情况14（17）杆件进行受拉验算，N=27900.63N；对简支情况5（6、7、8）杆件进行受压验算，N=17861.55N，计算长度1500mm；对简支情况9（13）杆件进行受压验算，N=35723.10N，计算长度1800mm；对简支情况15（16）杆件或悬挑情况5杆件进行受压验算，N=9300.21N，计算长度2343mm。14（17）杆：满足要求。5（6、7、8）杆：，查表得满足要求。9（13）杆：，查表得满足要求。15（16）杆：，查表得满足要求。3 连接螺栓验算（组装式）采用M20螺栓连接各杆件，承受剪应力，且最大剪应力不超过35723.1N=35.72kN。满足要求。4焊缝验算（整体式）杆件最大内力为35723.1N，节点板设计角焊缝，长度不短于100mm。满足要求。九、主框架计算主框架自重按照与附墙支座的位置关系分布到各支座上，水平支撑桁架将其他荷载传递到主框架的底部，风荷载转化为节点荷载作用于主框架上（区分两个风向）。具体荷载值见受力简图： 风从外立杆方向吹来 风从内立杆方向吹来受力分析结果如下图所示： 10707.303 10707.303 19828.006 19828.006 10633.718 10633.718 37598.030 37598.030 73287.715 73287.715 145136.00 145136.00 60766.200 60766.200 12555.000 12555.000 12555.000 12555.000 17844.842 17844.842 13518.948 13518.948 17844.842 17844.842 30229.287 30229.287 10279.526 10279.526 94328.304 94328.304 53901.760 53901.760风从外立杆方向吹来 19835.121 19835.121 42184.900 42184.900 24105.600 24105.600 14641.520 14641.520 29322.973 29322.973 145136.00 145136.00 60766.200 60766.200 20024.076 20024.076 20024.076 20024.076 16641.458 16641.458 16641.458 16641.458 65568.163 65568.163 65568.163 65568.163风从内立杆方向吹来综合上述计算结果，选取最不利情况进行验算，对5号、6号和7号杆加强（材质为Q235的普通483.5钢管改用材质为45号钢的4810无缝钢管），对6号杆进行抗压验算（N=145136.00N）,对32号、33号、34号和35号杆做同样的加强后，对34号杆进行抗压验算（N=94328.30N）。 其余杆件不做加强，取4号杆进行抗压验算（N=27844.10N），取4号杆进行抗拉验算（N=37598.03N），取16号杆进行抗压验算（N=60264.20N），取26号杆进行抗压验算（N=145136N），取31号杆进行抗压验算（N=29574.57N）。6号杆抗压验算，加强处理，计算长度1800mm：，查表得（45号钢）满足要求。34号杆抗压验算，加强处理，计算长度2012mm：，查表得（45号钢）满足要求。4号杆抗压验算，材料为483.5钢管，计算长度1800mm：，查表得满足要求。4号杆抗拉验算，材料为483.5钢管：满足要求。16号杆抗压验算，材料为483.5钢管，计算长度900mm：，查表得满足要求。26号杆抗压验算，材料为双6.3#槽钢，计算长度1800mm：，查表得满足要求。31号杆抗压验算，材料为483.5钢管，计算长度2012mm：，查表得满足要求。十、附墙支座验算按照整个主框架的全部荷载由两个附墙支座承受，并将荷载设计值再乘以荷载不均匀系数2或冲击系数2进行计算。一个机位的全部荷载设计值：乘以荷载不均匀系数2或冲击系数2：1 三角附墙支座验算（1）剪力墙支座（400支座）验算支座材料选择双6.3#槽钢，受力情况如下：受力分析结果如下：穿墙螺栓受力：按照最不利状态验算，选2号杆进行压杆稳定性验算：，查表得 满足要求。（2）剪力墙支座（1900支座）验算支座材料6号杆和7号杆选择60604方钢管，其余杆件选双6.3#槽钢，受力情况如下：受力分析结果如下：穿墙螺栓受力：按照最不利状态验算，选4（5）号杆进行压杆稳定性验算：，查表得满足要求。2 板式附墙支座计算（1）板式剪力墙支座（400）荷载分别通过2和4节点传给支座，1、3和5号杆件选用60604方钢管，4号杆选用双6.3#槽钢，2号杆选用483.5