沈阳某多功能整体电动升降爬架施工方案有计算

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《冷弯薄壁型钢结结构技术规范范》GB50018－－2002《钢结构设计规范范》GB50017－－2003《建筑结构荷载规规范》GB50009－－2001行标《建筑施工附着升升降脚手架管管理暂行规定定》建〔2000〕2300号《建筑施工扣件式式钢管脚手架架安全技术规规范》JGJ130－22001《建筑钢结构焊接接规程》JGJ81－911二、工程概况1、工程建设概况见表2.1：表2.1工程名称**俱乐部A.B座工程地址建设单位设计单位结构形式框架最大高度层数总面积主要楼板厚度mm主要剪力墙厚度标准层高3.0m建筑周长备注：2、国力升降脚手架技术参数见表2.2：表2.2升降脚手架搭设高高度13.0米立杆横距0.9米升降脚手架最大跨跨度6.6米立杆纵距1.5米升降脚手架最大侧侧悬挑2.0米步距1.8米升降脚手架最大回回悬挑mm搭设步数7升降脚手架最大悬悬挑支座ｍｍ跳板形式木脚手板/竹笆同时作业步数主体施工期间≤22步，装修阶阶段≤3步使用荷载限制结构施工期间作业业的每步≤3KN/mm2装修施工期间作业业的每步≤2KN/mm2三、国力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13.0米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆纵距1.5米，立杆的横距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《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2001）中表-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《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2001）中表-2取值：0.14KN/m2计算。每步的挡脚杆和2道防护栏杆都采用Φ48×3.5钢管。脚手架外侧满挂绿色密目安全网，其荷载标准值按照侧面投影面积0.005KN/m2计算。国力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Φ48×3.5钢管管80×60×4方方钢60×60×4方方钢A8.4cm218.51cmm24.89cm210.56cm228.96cm2IIX＝51cm4IX＝563.7cmm4I=12.19ccm4IX=94.26cm44I=47.07ccm4Iy=11.9cm4Iy=53.2cm44Iy=59.64cm44iix=2.45cmix=5.52cmi=1.58cmmiX=2.988cmi=2.29cmmiy=1.18cmiy=1.7cmiy=2.376cmW5.08cm3g6.63kg/mm14.53kgg/m3.84kg/mm7.03kg/mm（1）采用φ48×3.5钢管的构件的长度：立杆：L=13×3×2=78ｍ；大横杆：L=2×7×8.5=119m(每根长度按8.5m计算）；小横杆：L=9×7×1.2=76m(每根长度按1.2m计算）；纵向支撑（剪刀撑）：L=4×+4×=61m(按单片剪刀撑计算)；架体结构边柱的缀条：横缀条7根，斜缀条6根，共两片：L=2×(6×)=41m；水平支撑（水平剪刀撑）：L=2×(1.8+4×)=39m；架体内的水平斜杆：L=3×4×=27m；护拦：L=2×9×3=54m；采用钢管的构件的总长度为：＝78+119+76+61+41+39+27+54=495m所用钢管的总重量为：GΦ＝495×3.84=1900kg采用匚6.3的架体构件为架体结构的边柱。长13m共四根。所用槽钢匚6.3的总重量为：G槽=4×13×6.6=345kg采用口60×60×4的架体构件为架体结构的边柱，长13m共2根。所用口60×60×4的总重量为：G方=2×13×7.0336=185kg则架体结构的自重为（对架体边柱考虑的构造系数）：G=GΦ+(G槽+G方）×1.1=1900+1.1×(345+185）=2483kg（2）脚手板自重：板宽0.9m，长8m,厚0.04m，按原计算考虑有3步脚手板。根据荷载规范木脚手板自重取0.35KN/ｍ2。（3）安全网：仍用原计算的数据但按面积比增大。安全网的重量为：G安全网=1.212×8×13=130kg（4）固定支架及支座：（一个支座重量60kg）G支座=60×2＝120kg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G2483kg2脚手板GP690kg3安全网GN130kg4支座GC120kg总计3423kg3423kg=334.2KNN2、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/mm2）备注装修脚手架2结构交手架3根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）及《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》（230）：结构施工按二层同时作业计算，使用状况时按每层3KN/ｍ2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/ｍ2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/ｍ2计算。（1）结构施工：使用状态：3×0.8×8×2=38.4KN升降、坠落状态：0.5×0.8×8×2=6.4KN（2）装修施工：使用状态：2×0.8×8×3=38.4KN升降、坠落状态：0.5×0.8×8×3=9.6KN施工活荷载标准值QK取：38.4KN（施工状态）；9.6KN（升降状态）3、风荷载根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）及《建筑结构荷载规范》:式中：------风荷载标准值（kn/m2）；------风压高度变化系数，按B类地区高100米的高层建筑上施工考虑，取2.1；------风荷载体型系数，其计算如下：背靠建筑物状况全封闭取，敞开、开洞为脚手架封闭情况确定的挡风系数WO------标准基本风压，取风荷载Wk为：＝考虑架体外侧有安全网，增加挡风系数，所以将风荷载WK增加10％荷载汇总见表1.7表3.4荷载名称静荷载活荷载风荷载荷载标准值34.5KN38.4KN（施施工状态）0.26KN/mm29.6KN（升降降状态）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、抗压和抗弯弯抗剪端面承压（磨平顶顶紧）Q235205N/mm22120N/mm22310N/mm22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、抗拉和抗剪剪205N/mmm2175N/mmm2120N/mmm2140N/mmm2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级级、4.8级抗拉165N/mmm2抗剪125N/mmm2四、大横杆计算大横杆按照三跨连续梁进行挠度和强度计算.按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1、均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1＝0.0384KN/m脚手板的荷载标准值P2＝0.35×0.9/2＝0.1575KN/m活荷载标准值Q＝3×0.9/2＝1.35KN/m静荷载计算值q1＝1.2×0.0384+1.2×0.1575＝0.235KN/m活荷载计算值q2＝1.4×1.35＝1.89KN/m2、最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)跨中最大弯矩计算公式如下：跨中最大弯矩为：M1＝（0.08×0.235+0.101×1.89）×1.52＝0.472KN.m支点最大弯矩计算公式如下：支点处最大弯矩为：M2＝－（0.1×0.235+0.117×1.89）×1.52＝－0.55KN.m选择支点弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：<所以大横杆抗弯强度满足要求！3、抗剪强度计算最大剪力考虑为三等跨连续梁上面荷载组合示意图中的第二种组合情况下最大剪力，其计算公式为：支点最大剪力为：V＝－（0.6×0.235+0.617×1.89）×1.5＝－1.961KN剪切强度为：<所以大横杆抗剪切强度满足要求！4、挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下：三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度钢材弹性模量：E＝206×103N/mm2V＝（0.677×0.235+0.99×1.89）×15004/（100×12.19×104×2.06×105）＝4.1mm大横杆的最大挠度小于1000/150mm与10mm，满足要求！五、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面,小横杆每600mm设置搭设。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算小横杆的自重标准值P1=0.0384KN/m脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.600=0.210KN/m活荷载标准值Q=3.000×0.600=1.800KN/m荷载的计算值P=1.2×0.035+1.2×0.210+1.4×1.800=2.814KN/m小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.2×0.0384+1.2×0.210)×0.92/8+2.814×0.9/3=0.874kN.m小横杆的计算抗弯强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.抗剪强度计算最大剪力计算公式：V=ql/2+2P/2=(1.2×0.0384)×0.900/2+2×2.814/2=2.832kN最大剪切强度为：τ=V/A=2.832×1000/424=6.681N/mm2＜[fv]=125N/mm2；小横杆的计算剪切强度小于125.0N/mm2,满足要求!4.挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.0384×9004/(384×2.050×105×107831.000)=0.029mm集中荷载标准值P=0.0384+0.210+1.800=2.045kN/m集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=2045×900×(3×9002-4×9002/9)/(72×2.05×105×107831.0)=2.533mm最大挠度和V=V1+V2=2.562mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,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，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范):R≤Rc其中Rc———扣件抗滑承承载力设计值值,取8.0kNN；R——纵向或横向向水平杆传给给立杆的竖向向作用力设计计值；1.荷载值计算小横杆的自重标准准值P11=0.03384×0..9/2=00.017kN大横杆的自自重标准值P1=22×（0.03844×1.500）=0.1155kN脚手板的荷载标准准值P22=0.350×0.99×1.500/2==0.2366kN活荷载标准值Q=3.0000×0..9×1.500/2==2.0255kN荷载的计算值R=1.22×0.017++1.2×00.115++1.2×0.236+1..4×2.0025=3.2766kN单扣件抗滑承载力力的设计计算算满足要求!!当直角扣件的拧紧紧力矩达400--65NN.m时,试验表明:单扣件在122kN的荷载载下会滑动,,其抗滑承载载力可取8..0kN；双扣件在20kNN的荷载下会会滑动,其抗滑承载载力可取122.0kN。七、脚手架荷载标标准值:作用于脚手架的荷荷载包括静荷荷载、活荷载载和风荷载。静荷载标准值包括括以下内容：：(1)每米米立杆承受的的结构自重标标准值(kN/m))；本例为外立杆、主主框架、小横横杆、大横杆杆、中间填心心杆、扣件的的自重荷载之之和再换算成成每米立杆的的平均荷载：：NNG1=25110×10--3/7.2＝3.4866kn(2)脚手板的自重重标准值(kN/m2)；本例采用用脚手板，标标准值为0..35NNG2=0.335×1.55×0.9××3/2＝0.7099kn(3)外立杆上栏杆杆与挡脚手板板自重标准值值(kN/m))；本例采用用2道钢管栏杆杆、和1道钢管挡挡挡板，标准值值为：NNG3=0.00384×33×1×1..5×3＝0.5188kn(4)外立杆上吊挂挂的安全设施施荷载，本例例计算中仅包包括安全网的的荷载(kN/m2)，因考虑到到剪刀撑自身身完全可以承承担自身重量量荷载而没有有计算在内（8步架）；NNG4=0.0005×1..2×8＝0.0488kn经计算得到，静荷荷载标准值NG=NG11+NG2+NG3+NG4=3.4486+0..709+00.51+00.048＝4.75kkn活荷载为施工荷载载标准值产生生的轴向力总总和，内、外外立杆按一纵纵距内施工荷荷载总和的11/2取值。经计算得到，活荷荷载标准值NQ=3×22×1.5××0.9/22＝4.05kkn风荷载标准值应按按照以下公式式计算经计算得到，风荷荷载标准值＝考虑风荷载时,立立杆的轴向压压力设计值计计算公式N==1.2NNG+0..85×1.4NQ=1.2×44.75+00.85×1.4×4..05=10.5119kN不考虑风荷载时,,立杆的轴向向压力设计值值计算公式N==1.2NNG+1..4NQ=1.2×44.75+11.4×4..05=11.377kN风荷载设计值产生生的立杆段弯弯矩MW计算公式其中Wk———风荷载基基本风压标准准值(kN/m2)；la——立杆的纵距距(m)；h——立杆的步距距(m)。八、立杆的稳定性性计算1.不考虑风荷载载时,立杆的稳定定性计算其中N——立杆的轴心心压力设计值值，N=11.337kN；——轴心受压立杆的稳稳定系数，由由长细比λ=l/μi=18000/（0.7×15.9）=162的结结果查JGJJ130-22001附录录C表C得到0.2668；i——计算算立杆的截面面回转半径，i=1.58cm=15.8mm；l——计算算时取的脚手手架步高((m),ll=1.8mm；μ——计算长度系数，根根据压杆的约约束条件情况况来取的系数数，依据脚手手架纵横方向向都有横杆约约束的情况取取μ=0..70A——立杆杆净截面面积积，A=4.89cm2=489mm2；——钢管立杆受压强度度计算值((N/mm22)；经计算得得到=111.37/（0.2688×489）=86.766N/mm2＜[f]；[f]——钢钢管立杆抗压压强度设计值值，[f]=2055.00N//mm2；不考虑风荷载时，立立杆的稳定性性计算<[f],满满足要求!2.考虑风荷载时时,立杆的稳定定性计算其中N——立杆的轴心心压力设计值值，N=10.5519kN；——轴心受压立杆的稳稳定系数,由长细比λ=l/μi=18000/（0.7×15.9）=162的结结果查表得到到0.2688；i——计算算立杆的截面面回转半径，i=1.58cm=15.8mm；l——计算算时取的脚手手架步高((m),ll=1.8mm；μ——计算长度系数，根根据压杆的约约束条件情况况来取的系数数，依据脚手手架纵横方向向都有横杆约约束的情况取取μ=0..70A——立杆杆净截面面积积，A=4.89cm2=489mm2；W——立杆杆净截面模量量(抵抗矩)，W=5.088cm3=5080mmm3；MW——计算立杆段由风荷荷载设计值产产生的弯矩；；——钢管立杆受压强度度计算值((N/mm22)；经计算得得到=105519/（0.2688×489）+910000/5080=80.2666+17.9113=98.1888N/mmm2；[f]——钢钢管立杆抗压压强度设计值值，[f]=2055.00N//mm2；考虑风荷载时，立立杆的稳定性性计算<[f],满满足要求!九、主框架计算1、荷载计算恒载标准准值Gk：3450kkg=34..5KN施工活荷荷载标准值QK结构施工工：使用状态态：3×0.88×8×2==38.4KKN升降、坠落状态：0.5×00.8×8××2=6.44KN装修施工：使用状态：2×0.88×8×3==38.4KKN升降、坠落状态：0.5×00.8×8××3=9.66KN主框架构造示意图图：18001800主框架高12.88m，每步1.88m：1260×601260×60×450xyyyy26.326.3（方钢）（槽钢）取其中较小值考虑虑计算。考虑风荷载时,主主框架的轴向向压力设计值值计算公式N==1.2NNG+0..85×1.4NQ=1.2×334.5+00.85×1.4×388.4=87.0996kN不考虑风荷载时,,主框架的轴轴向压力设计计值计算公式式N==1.2NNG+1..4NQ=1.2×334.5+11.4×388.4=95.166kN2、不组合风荷载状状态下2.1、稳定性计计算其中N——主框架的轴轴心压力设计计值，N=95.116kN；——轴心受压立杆的稳稳定系数，由由长细比0..27i——计算算主框架的截截面回转半径径，i=2.299cm=22.9mmm；l——计算算时取的脚手手架步高((m),ll=1.8mm；μ——计算长度系数，根根据压杆的约约束条件情况况来取的系数数，依据脚手手架纵横方向向都有横杆约约束的情况取取μ=0..70A——主框框架净截面面面积，A=2×8..4+8.996＝25.766cm2=2576mmm2；——主框架受压强度计计算值(NN/mm2)；经计算得得到=95..16/（0.27×22576）=136.8818N/mmm2＜[f]；[f]——主主框架抗压强强度设计值，[f]=205.00N/mm2；不考虑风荷载时，主主框架的稳定定性计算<<[f],,满足要求!3、组合风荷载状态态下3.1、稳定性计计算其中N——主框架的轴轴心压力设计计值，N=87.0096kN；——轴心受压立杆的稳稳定系数，由由长细比0..27i——计算算主框架的截截面回转半径径，i=2.299cm=22.9mmm；l——计算算时取的脚手手架步高((m),ll=1.8mm；μ——计算长度系数，根根据压杆的约约束条件情况况来取的系数数，依据脚手手架纵横方向向都有横杆约约束的情况取取μ=0..70A——主框框架净截面面面积，A=2×8..4+8.996＝25.766cm2=2576mmm2；——主框架受压强