附着式升降脚手架计算书

附着式升降脚手架计算书湖南创丰建工科技有限公司

目录第一章 计算依据 4第二章 结构形式及计算参数 42.1 附着导轨升降脚手架的结构形式 42.2 附着式升降脚手架的计算参数 52.3 升降工况下的计算 52.3.1 有限元的模型建立 52.3.2 正风压作用下的有限元结果分析 122.3.3 负风压作用下的有限元结果分析 212.4 使用工况下的计算 281.1.1 有限元的模型建立 282.4.1 正风压作用下的有限元结果分析 342.4.2 负风压作用下的有限元结果分析 432.5 螺栓及螺栓孔处混凝土承压强度验算 512.5.1 升降工况验算 512.5.2 使用工况验算 522.6 卸料平台计算 592.6.1 计算依据 592.6.2 构造参数 592.6.3 荷载参数 592.6.4 设计简图 602.6.5 次梁验算 602.6.6 主梁验算 622.6.7 钢丝绳验算 652.6.8 焊缝验算 672.7 托架搭设 672.7.1 计算依据 672.7.2 脚手架参数 672.7.3 荷载设计 682.7.4 纵向水平杆验算 702.7.5 横向水平杆验算 712.7.6 扣件抗滑承载力验算 722.7.7 立杆静荷载计算 722.7.8 立杆稳定性验算 732.7.9 连墙件承载力验算 742.7.10 立杆地基承载力验算 75

计算依据（1）《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）（2）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）（3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）（4）《优质碳素结构钢》（GB/T699-2015）（5）《结构用冷弯空心型钢》（GB/T6728-2017）结构形式及计算参数附着导轨升降脚手架的结构形式附着导轨升降脚手架的结构形式如图所示：图STYLEREF2\s2.1SEQ图\*ARABIC\s21附着导轨升降脚手架正立面图注：具体结构形式依据湖南创丰建工科技有限公司提供的图纸。附着式升降脚手架的计算参数附着导轨升降脚手架各构件所选用的材料及规格如下表所示：表STYLEREF2\s2.2SEQ表\*ARABIC\s21附着导轨升降脚手架各构件所选用的材料及规格表序号架体构件规格材质1主框架外立杆矩管70*50*3.0Q2352主框架内立杆方管50*50*3.0Q2353导轨方管40*40*3.5Q2354架体构架外立杆方管50*50*3.0Q2355架体构架内立杆方管50*50*3.0Q2356架体构架K字撑槽钢50*50*3.0Q2357脚手板横杆角钢50*50*4.0Q2358脚手板水平横杆方管50*30*2.5Q2359脚手板花纹钢板花纹钢板550*1.8Q23510水平支承桁架斜腹杆钢管48*3.5Q23511网板框架杆件方管20*20*1.8Q23512上吊点框架杆件方管50*50*3.0Q35513下吊点框架杆件方管50*50*3.0Q35514吊点销轴直径30Q355升降工况下的计算有限元的模型建立1.单元选择与连接方式根据CF-18型20.45米附着式升降脚手架实体，采用Midas/Gen2019有限元软件建立3机位2跨有限元模型，最大跨度4.6m。主框架内、外立杆、主框架横撑、斜撑、导轨、导轨横杆、斜杆、导轨防坠档杆、架体构架内、外立杆、架体构架横撑、斜撑、架体构架K字撑、脚手板横杆、脚手板加强横杆、脚手板水平横杆、上、下吊点框架杆件均用梁单元模拟，脚手板花纹钢板与网板网片采用板单元进行模拟，水平支承桁架斜腹杆采用桁架单元进行模拟。主框架内立杆、主框架横撑、斜撑、导轨、导轨横杆、斜杆、导轨防坠档杆之间的连接方式用刚性连接（111111）进行模拟，主框架横撑和脚手板横杆之间的连接方式用铰接连接（111000）进行模拟，上、下吊点框架杆件和主框架内立杆之间的连接方式用铰接连接（111000）进行模拟，其他未说明连接方式均通过共同节点连接。整体模型如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s21正视图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s22侧视图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s23俯视图2.支座设置根据CF-18型20.45米附着式升降脚手架实体，架体在每个主框架沿竖向高度分别在4.55m、9.11m和13.79m设置三排附墙支座。三排附墙支座设置约束x、y方向线位移（110000），将下吊点销轴处约束z方向线位移（001000），支座设置如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s24支座设置图3.荷载的计算升降荷载包括整个结构的自重组成的恒载，施工活荷载和风荷载。风荷载换算成梁单元荷载作用于爬架各框架立杆上。施工活荷载以面荷载的形式作用于脚手板上，杆件自重由软件自动计入，电动葫芦重量换算成节点荷载作用于上吊点销轴节点上。（1）电动葫芦恒荷载每个主框架内的上吊架处都有一个电动葫芦，重量为1000N/个，电动葫芦荷载直接作用于上吊点销轴节点处。加载情况如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s25电动葫芦荷载施加图（2）施工活荷载按结构升降工况进行计算，同时作业层数为2层，将施工活荷载作用于顶部两层（第九层、第十层），每层活荷载标准值为，以面荷载的形式施加，如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s26施工活荷载施加图（3）吊绳荷载由于吊绳只受竖向的拉应力，既下吊点销轴处的z方向支座反力，提取z方向的支座反力值见下表；正风坠落时下吊点销轴与负风坠落时下吊点销轴支座反力如下所示：表STYLEREF2\s2.3SEQ表\*ARABIC\s21下吊点销轴z方向支座反力对应节点表（单位：N）项F1F2F3正风坠落时下吊点销轴支座反力Fz23552.625456.923321.0负风坠落时下吊点销轴支座反力Fz47245.949874.746584.6图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s27正风坠落时z方向支座反力图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s28负风坠落时z方向支座反力（4）风荷载根据JGJ202-2010《建筑施工项式脚手架安全技术规范》，风荷载标准值（Wk）应按下式计算：风荷载标准值计算公式：—风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）的规定采用，C类地区，高250m的高层建筑上施工考虑时，取=2.24；—脚手架风荷载体型系数，，其中为挡风系数，应为脚手架挡风面积与迎风面积之比。按单板2.0m×1.0m的网板计算，冲孔如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s29挡风系数计算简图（单位：mm）迎风面积S1=1.0×1.95=1.95m2=1950000mm2，每块冲孔横向31×5=155个，竖向16×5=80个，孔的个数为n=155×80=19375个，每个孔S2=πR2=3.14×32=28.26mm2，挡风面积S3=S1-nS2=1950000-28.26×19375=1402462.5mm2。=1.2S3/S1=1.2x1402462.5/1950000=1.2×0.72=0.86按规定取1.3为挡风系数，则=×1.3=0.86×1.3=1.12—风振系数，按现行中国行业标准《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010，一般可取1。—基本风压值，应按现行中国国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2012续表E.5中年的规定采用。工作状态按昭通地区的10年风压最大值选用，取w0=0.25kN/m2，升降及坠落工况，可取0.25kN/m2计算；综上，风荷载标准值为：WK=1×1.12×2.24×0.25=0.63kN/m2；风压分为正压和负压两种情况分别进行建模，风荷施加如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s210正风压施加图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s211负风压施加图4.荷载组合在升降工况条件下，计算变形时，应采用荷载标准值。计算结构或构件的强度、稳定性及连接强度时，应采用荷载设计值。考虑风荷载时，=++0.9式中：—荷载效应组合设计值kN；—恒载分项系数，取1.3；—活载分项系数，取1.5；—恒载效应的标准值kN；—活载效应的标准值kN；—风荷载效应的标准值kN。故计算变形时，荷载效应组合设计值：=++计算结构或构件的强度、稳定性及连接强度时，=1.3+1.5+1.35正风压作用下的有限元结果分析1.结构变形爬架结构变形如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s212结构变形三维图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s213结构变形三维图侧面图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s214x方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s215x方向结构变形图侧面图x方向的位移最大值出现在最左侧导轨的最顶部，大小为-0.17mm。图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s216y方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s217y方向结构变形图侧面图y方向的位移最大值出现在右侧中间的架体构架顶部外立杆上，大小为8.17mm。图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s218z方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s219z方向结构变形图侧面图z方向的位移最大值出现在顶层右内侧脚手板水平横杆上，大小为-2.9mm。2.结构应力（1）主框架应力主框架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s220主框架应力图由图可知，主框架应力最大值出现在中间底层主框架内立杆处，组合应力最大值为144.5MPa，主框架内立杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故主框架内立杆应力符合规范要求；本文所有应力图显示的应力均为midas结果显示的组合应力，组合应力即为轴力产生的应力加上两个方向弯矩产生的应力，且正值均为拉应力，负值均为压应力，下文不再累述。（2）架体构架应力架体构架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s221架体构架应力图由图可知，架体构架应力最大值出现在中间底层架体构架内立杆处，组合应力最大值为-57.0MPa，架体构架为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故架体构架应力符合规范要求。（3）导轨应力导轨应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s222导轨应力图由图可知，导轨应力最大值出现在最右侧第一根导轨防坠档杆处，组合应力最大值为-147.0MPa，导轨为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故导轨应力符合规范要求。（4）上下吊点应力上下吊点应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s223上下吊点应力图由图可知，上下吊点架体构架最大值出现在下吊点销轴处，组合最大值为154.0MPa，下吊点销轴为Q355钢材，强度设计值为305MPa，故上下吊点应力符合规范要求。（5）水平支承桁架斜腹杆应力水平支承桁架斜腹杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s224水平支承桁架斜腹杆应力图由图可知，水平支承桁架斜腹杆应力最大值出现在中间下吊点上部桁架斜腹杆处，组合应力最大值为-19.4MPa，水平支承桁架斜腹杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故水平支承桁架斜腹杆应力符合规范要求。（6）脚手板水平横杆应力脚手板水平横杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s225脚手板水平横杆应力图由图可知，脚手板水平横杆应力最大值出现在顶层中间内侧脚手板水平横杆，组合应力最大值为34.4MPa，横杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故脚手板水平横杆应力符合规范要求。负风压作用下的有限元结果分析1.结构变形爬架结构变形如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s226结构变形三维图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s227结构变形三维图侧面图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s228x方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s229x方向结构变形图侧面图x方向的位移最大值出现在最左侧导轨的最顶部，大小为0.18mm。图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s230y方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s231y方向结构变形图侧面图y方向的位移最大值出现在中间的主框架顶部外立杆上，大小为-11.97mm。图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s232z方向结构变形图图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s233z方向结构变形图侧面图z方向的位移最大值出现在顶层中间外侧脚手板水平横杆上，大小为-2.9mm。2.结构应力（1）主框架应力主框架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s234主框架应力图由图可知，主框架应力最大值出现在中间底层主框架内立杆处，组合应力最大值为110.2MPa，主框架内立杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故主框架内立杆应力符合规范要求。（2）架体构架应力架体构架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s235架体构架应力图由图可知，架体构架应力最大值出现在第八层架体构架外立杆处，组合应力最大值为-64.9MPa，架体构架为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故架体构架应力符合规范要求。3.导轨应力导轨应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s236导轨应力图由图可知，导轨应力最大值出现在最右侧第一根导轨防坠档杆处，组合应力最大值为-120.2MPa，导轨为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故导轨应力符合规范要求。4.上下吊点应力上下吊点应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s237上下吊点应力图由图可知，上下吊点架体构架最大值出现在下吊点销轴处，组合应力最大值为-149.6MPa，上下吊点为Q355钢材，强度设计值为305MPa，故上下吊点应力符合规范要求。5.水平支承桁架斜腹杆应力水平支承桁架斜腹杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s238水平支承桁架斜腹杆应力图由图可知，水平支承桁架斜腹杆应力最大值出现在左侧下吊点上部桁架斜腹杆处，组合应力最大值为-18.3MPa，水平支承桁架斜腹杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故水平支承桁架斜腹杆应力符合规范要求。6.脚手板水平横杆应力脚手板水平横杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s239脚手板水平横杆应力图由图可知，脚手板水平横杆应力最大值出现在顶层中间内侧脚手板水平横杆，组合应力最大值为-33.5MPa，脚手板水平横杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故脚手板水平横杆应力符合规范要求。使用工况下的计算有限元的模型建立1.单元选择与连接方式根据CF-18型20.45米附着式升降脚手架实体，采用Midas/Gen2019有限元软件建立3机位2跨有限元模型，最大跨度4.6m。主框架内、外立杆、主框架横撑、斜撑、导轨、导轨横杆、斜杆、导轨防坠档杆、架体构架内、外立杆、架体构架横撑、斜撑、架体构架K字撑、脚手板横杆、脚手板加强横杆、脚手板水平横杆、上、下吊点框架杆件均用梁单元模拟，脚手板花纹钢板与网板网片采用板单元进行模拟，水平支承桁架斜腹杆采用桁架单元进行模拟。主框架内立杆、主框架横撑、斜撑、导轨、导轨横杆、斜杆、导轨防坠档杆之间的连接方式用刚性连接（111111）进行模拟，主框架横撑和脚手板横杆之间的连接方式用铰接连接（111000）进行模拟，上、下吊点框架杆件和主框架内立杆之间的连接方式用铰接连接（111000）进行模拟，其他未说明连接方式均通过共同节点连接。整体模型如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s21正视图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s22侧视图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s23俯视图2.支座设置根据CF-18型20.45米附着式升降脚手架实体，架体在每个主框架沿竖向高度分别在4.55m、9.11m和13.79m设置三排附墙支座。三排附墙支座与导轨接触处约束x、y方向线位移（110000），在附墙支座顶撑处约束z方向线位移（001000），支座设置如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s24支座设置图3.荷载的计算升降荷载包括整个结构的自重组成的恒载，施工活荷载和风荷载。风荷载换算成梁单元荷载作用于爬架各框架立杆上。施工活荷载以面荷载的形式作用于脚手板上，杆件自重由软件自动计入，电动葫芦重量换算成节点荷载作用于上吊点销轴节点上。（1）电动葫芦恒荷载每个主框架内的上吊架处都有一个电动葫芦，重量为1000N/个，电动葫芦荷载直接作用于上吊点销轴节点处。加载情况如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s25电动葫芦荷载施加图（2）施工活荷载按结构使用工况进行计算，同时作业层数为2层，将施工活荷载作用于顶部两层（第九层、第十层），每层活荷载标准值为，以面荷载的形式施加，如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s26施工活荷载施加图（3）风荷载根据JGJ202-2010《建筑施工项式脚手架安全技术规范》，风荷载标准值（Wk）应按下式计算：风荷载标准值计算公式：—风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）的规定采用，C类地区，高250m的高层建筑上施工考虑时，取=2.24；—脚手架风荷载体型系数，，其中为挡风系数，应为脚手架挡风面积与迎风面积之比。按单板2.0m×1.0m的网板计算，冲孔如图4-7：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s27挡风系数计算简图（单位：mm）迎风面积S1=1.0×1.95=1.95m2=1950000mm2，每块冲孔横向31×5=155个，竖向16×5=80个，孔的个数为n=155×80=19375个，每个孔S2=πR2=3.14×32=28.26mm2，挡风面积S3=S1-nS2=1950000-28.26×19375=1402462.5mm2。=1.2S3/S1=1.2x1402462.5/1950000=1.2×0.72=0.86按规定取1.3为挡风系数，则=×1.3=0.86×1.3=1.12—风振系数，按现行中国行业标准《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010，一般可取1。—基本风压值，应按现行中国国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2012续表E.5中年的规定采用。工作状态按昭通地区的10年风压最大值选用，取w0=0.25kN/m2，升降及坠落工况，可取0.25kN/m2计算；综上，风荷载标准值为：WK=1×1.12×2.24×0.25=0.63kN/m2；风压分为正压和负压两种情况分别进行建模，风荷施加如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s28正风压施加图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s29负风压施加图4.荷载组合在升降工况条件下，计算变形时，应采用荷载标准值。计算结构或构件的强度、稳定性及连接强度时，应采用荷载设计值。考虑风荷载时，=++0.9式中：—荷载效应组合设计值kN；—恒载分项系数，取1.3；—活载分项系数，取1.5；—恒载效应的标准值kN；—活载效应的标准值kN；—风荷载效应的标准值kN。故计算变形时，荷载效应组合设计值：=++计算结构或构件的强度、稳定性及连接强度时，=1.3+1.5+1.35正风压作用下的有限元结果分析1.结构变形爬架结构变形如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s210结构变形三维图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s211结构变形三维图侧面图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s212x方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s213x方向结构变形图侧面图x方向的位移最大值出现在最左侧导轨的最顶部，大小为-1mm。图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s214y方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s215y方向结构变形图侧面图y方向的位移最大值出现在右侧中间的架体构架顶部外立杆上，大小为30mm。图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s216z方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s217z方向结构变形图侧面图z方向的位移最大值出现在顶层中间内侧脚手板水平横杆上，大小为-6mm。2.结构应力（1）主框架应力主框架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s218主框架应力图由图可知，主框架应力最大值出现在中间8-9层间主框架内立杆处，组合应力最大值为-191.9MPa，主框架内立杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故主框架内立杆应力符合规范要求。（2）架体构架应力架体构架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s219架体构架应力图由图可知，架体构架应力最大值出现在右侧8层架体构架外立杆处，组合应力最大值为153.9MPa，架体构架为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故架体构架应力符合规范要求。（3）导轨应力导轨应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s220导轨应力图由图可知，导轨应力最大值出现在中间导轨防坠档杆处，组合应力最大值为-209.4MPa，导轨为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故导轨应力符合规范要求。（4）上下吊点应力上下吊点应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s221上下吊点应力图由图可知，上下吊点架体构架最大值出现在中间下吊点杆件处，组合最大值为34.6MPa，下吊点杆件为Q355钢材，强度设计值为305MPa，故上下吊点应力符合规范要求。（5）水平支承桁架斜腹杆应力水平支承桁架斜腹杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s222水平支承桁架斜腹杆应力图由图可知，水平支承桁架斜腹杆应力最大值出现在中间下吊点下部桁架斜腹杆处，组合应力最大值为9.7MPa，水平支承桁架斜腹杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故水平支承桁架斜腹杆应力符合规范要求。（6）脚手板水平横杆应力脚手板水平横杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s223脚手板水平横杆应力图由图可知，脚手板水平横杆应力最大值出现在顶层中间内侧脚手板水平横杆，组合应力最大值为34.4MPa，横杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故脚手板水平横杆应力符合规范要求。负风压作用下的有限元结果分析1.结构变形爬架结构变形如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s224结构变形三维图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s225结构变形三维图侧面图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s226x方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s227x方向结构变形图侧面图x方向的位移最大值出现在最左侧导轨的最顶部，大小为1mm。图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s228y方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s229y方向结构变形图侧面图y方向的位移最大值出现在中间的主框架顶部外立杆上，大小为-33mm。图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s230z方向结构变形图图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s231z方向结构变形图侧面图z方向的位移最大值出现在顶层中间外侧脚手板水平横杆上，大小为-7mm。2.结构应力（1）主框架应力主框架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s232主框架应力图由图可知，主框架应力最大值出现在中间9层主框架外立杆处，组合应力最大值为205.5MPa，主框架外立杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故主框架内立杆应力符合规范要求。（2）架体构架应力架体构架应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s233架体构架应力图由图可知，架体构架应力最大值出现在第八层架体构架外立杆处，组合应力最大值为-192.4MPa，架体构架为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故架体构架应力符合规范要求。（3）导轨应力导轨应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s234导轨应力图由图可知，导轨应力最大值出现在中间导轨防坠档杆处，组合应力最大值为-192.6MPa，导轨为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故导轨应力符合规范要求。（4）上下吊点应力上下吊点应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s235上下吊点应力图由图可知，上下吊点架体构架最大值出现在中间上吊点杆件处，组合应力最大值为38.2MPa，上下吊点为Q355钢材，强度设计值为305MPa，故上下吊点应力符合规范要求。（5）水平支承桁架斜腹杆应力水平支承桁架斜腹杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s236水平支承桁架斜腹杆应力图由图可知，水平支承桁架斜腹杆应力最大值出现在中间内侧桁架斜腹杆处，组合应力最大值为-13.4MPa，水平支承桁架斜腹杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故水平支承桁架斜腹杆应力符合规范要求。（6）脚手板水平横杆应力脚手板水平横杆应力如下图所示：图STYLEREF2\s2.4SEQ图\*ARABIC\s237脚手板水平横杆应力图由图可知，脚手板水平横杆应力最大值出现在顶层中间内侧脚手板水平横杆，组合应力最大值为-134.4MPa，脚手板水平横杆为Q235钢材，强度设计值为215MPa，故脚手板水平横杆应力符合规范要求。螺栓及螺栓孔处混凝土承压强度验算升降工况验算穿墙螺杆规格为T32，其有效面积为560.6mm2，其抗拉强度ƒtb=400N/mm2，抗剪强度ƒvb=250N/mm2，强度等级8.8级高强度螺栓。图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s21螺栓孔示意图则穿墙螺杆受到的竖向剪力为Nv=24937.35N。同时由于偏心作用，螺栓还受到拉力：单个螺栓抗剪承载力设计值为：N单个螺栓抗拉承载力设计值为：N根据升降工况下提升挂座的计算结果，机位提升挂座处螺栓所承受的剪力最大为24937.35N，即剪力值Fz=24.94kN，根据《JGJ202-2010建筑施工工具式脚手架安全技术规范》。式中：——螺栓所承受的剪力设计值（N）：——螺栓孔混凝土受荷计算系数，取0.39；——混凝土局部承压强度提高系数，取1.73；——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值（N/mm2）；——混凝土外墙厚度（mm）；——穿墙螺栓直径（mm）。其中，取200mm，取32mm，选用C15混凝土，则fc=7.2N/mm2，N即升降工况下提升挂座螺栓孔处混凝土受压承载能力满足要求。使用工况验算风荷载为正压时，坠落时设计荷载值应乘以冲击系数2.0,X、Y、Z方向支座反力如下图所示：图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s22X方向支座反力图图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s23Y方向支座反力图图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s24Z方向支座反力图风荷载为负压时，坠落时设计荷载值应乘以冲击系数2.0,X、Y、Z方向支座反力如下图所示：图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s25X方向支座反力图图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s26Y方向支座反力图图STYLEREF2\s2.5SEQ图\*ARABIC\s27Z方向支座反力图由上图提取数据，支座反力最大值见下表：表STYLEREF2\s2.5SEQ表\*ARABIC\s21支座反力最大值对应节点表（单位：N）项FxFyFz正风坠落时支座反力最大值-925.2-15302.120447.4负风坠落时支座反力最大值-1202.717326.820447.4X向的支座反力与Z、Y向的支座反力相比较小，这里忽略不计。故提取数据最大值，既负风坠落时支座反力最大值Fz=20447.4N，Fy=17326.8x2=34653.6N，共有三排支座约束水平方向的位移，将三排支座的反力加到一个支座处验算，附墙支座处采用8.8级高强度螺栓，则螺栓的竖向剪力和水平拉力最大值为：Nv=0.5Fz×3=30671.1N，Nt=0.5Fy×3=51980.4N。螺栓抗剪承载力设计值为：N螺栓抗拉承载力设计值为：N负风坠落时N故附墙支座与混凝土梁连接处的螺栓满足规范要求。根据《JGJ202-2010建筑施工工具式脚手架安全技术规范》，穿墙螺栓孔处混凝土的承载能力应符合下式要求:式中：——螺栓所承受的剪力设计值（N）：——螺栓孔混凝土受荷计算系数，取0.39；——混凝土局部承压强度提高系数，取1.73；——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值（N/mm2）；——混凝土外墙厚度（mm）；——穿墙螺栓直径（mm）。其中，取200mm，取32mm，选用C15混凝土，则fc=7.2N/mm2，N即附墙螺栓孔处的混凝土受压承载能力满足要求。卸料平台计算计算依据1.《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-20162.《钢结构设计标准》GB50017-2017构造参数表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s21卸料平台构造参数一览表序号名称参数1卸料平台支撑方式上拉钢丝绳2平台宽度B(m)1.823考虑主梁内锚长度是4主梁外锚固点到建筑物边缘的距离c(mm)9005次梁间距s(m)0.686内侧次梁离墙水平距离a(m)0.87外侧钢丝绳上下固定点垂直距离h1(m)7.98内侧钢丝绳上部上下固定点垂直距离h2(m)3.79内侧钢丝绳上下固定点水平距离s2(m)2.310钢丝绳夹个数411卸料平台类型主梁垂直建筑外墙12平台长度A(m)3.613卸料平台与主体结构连接方式特制压板14主梁建筑物内锚长度Lm(mm)50015主梁间距L1(m)1.8216次梁外伸长度m(m)017外侧钢丝绳离墙水平距离a1(m)3.418内侧钢丝绳离墙水平距离a2(m)2.319外侧钢丝绳上下固定点水平距离s1(m)3.420计算内侧钢丝绳是荷载参数表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s22卸料平台荷载参数一览表序号名称参数1面板自重Gk1(kN/m2)0.392主梁自重Gk3(kN/m)0.1973栏杆、挡脚板自重Gk4(kN/m)0.154安全网自重Gk5(kN/m)0.015堆放荷载Pk(kN)86次梁自重Gk2(kN/m)0.1457栏杆、挡脚板类型栏杆、冲压钢脚手板挡板8安全网设置设置密目安全网9施工活荷载Qk1(kN/m2)110堆放荷载作用面积S(m2)3设计简图图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s21型钢悬挑式卸料平台平面布置图次梁验算表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s23次梁验算参数一览表序号名称参数1次梁类型槽钢2截面惯性矩Ix(cm4)563.73抗弯强度设计值[f](N/mm2)2054次梁型钢型号14a号槽钢5截面抵抗矩Wx(cm3)80.56弹性模量E(N/mm2)206000次梁内力按以两侧主梁为支承点的简支梁计算：承载能力极限状态：q1=(1.2×Gk1+1.4×1.3×Qk1)×s+1.2×Gk2=(1.2×0.39+1.4×1.3×1)×0.68+1.2×0.1453=1.73kN/mp1=1.4×Pk=1.4×8=11.2kN正常使用极限状态：q2=(Gk1+Qk1)×s+Gk2=(0.39+1)×0.68+0.1453=1.091kN/mp2=Pk=8kN1.抗弯强度图STYLEREF2\s2.62次梁抗弯强度计算简图Mmax=q1(L12/8-m2/2)+p1×L1/4=1.73(1.822/8-02/2)+11.2×1.82/4=5.812kN.mσ=Mmax/(γxWX)=5.812×106/(1.05×80.5×103)=68.765N/mm2<[f]=205N/mm2次梁强度满足要求！2.挠度验算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s22次梁挠度验算计算简图νmax=q2L14/(384EIx)(5-24(m/L1)2)+p2L13/(48EIx)=1.091×18204/(384×206000×563.7×104)×(5-24(0/1.82)2)+8×18203/(48×206000×563.7×104)=0.135mm<[ν]=L1/250=1820/250=7.28mm次梁挠度满足要求！3.支座反力计算承载能力极限状态：R1=q1×B/2=1.73×1.82/2=1.574kN正常使用极限状态：R2=q2×B/2=1.091×1.82/2=0.992kN主梁验算表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s24主梁验算参数一览表序号名称参数1主梁类型槽钢2截面面积A(cm2)25.153截面惯性矩Ix(cm4)934.54抗弯强度设计值[f](N/mm2)2055主梁型钢型号16号槽钢6截面回转半径ix(cm)6.17截面抵抗矩Wx(cm3)116.88弹性模量E(N/mm2)206000根据《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2016），主梁内力按照外侧钢丝绳吊点和建筑物上支承点为支座的悬臂简支梁计算（不考虑内侧钢丝绳支点作用）：承载能力极限状态：q1=1.2×(Gk3+Gk4+Gk5)=1.2×(0.197+0.150+0.010)=0.429kN/mp1=1.4×Pk/2=1.4×8/2=5.6kNR1=1.574kN正常使用极限状态：q2=Gk3+Gk4+Gk5=0.197+0.150+0.010=0.357kN/mp2=Pk/2=4kNR2=0.992kN1.强度验算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s23主梁抗弯强度计算简图图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s24主梁剪力图(kN)R外=7.308kNMmax=7.693kN·mN=R外/tanα=R外/(h1/s1)=7.308/(6.000/3.400)=4.141kNσ=Mmax/(γxWX)+N/A=7.693×106/(1.05×116.800×103)+4.141×103/(25.15×102)=64.374N/mm2<[f]=205.000N/mm2主梁强度满足要求！2.挠度验算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s25主梁挠度验算计算简图νmax=3.575mm<[ν]=(a1+c)/250.00=(3400.00+1000)/250.00=17.600mm主梁挠度满足要求！3.支座反力计算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s26剪力图(kN)设计值：R外=7.308kN标准值：R'外=4.991kN如果外侧钢丝绳出现断裂，要求内侧钢丝绳能独立承担支撑作用，由于平台的受力情况发生了改变，故应重新建立计算模型计算：4.强度验算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s27计算简图图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s28弯矩图(kN·m)图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s29剪力图(kN)R内=10.133kNMmax=3.722kN·mN=R内/tanα=R内/(h2/s2)=10.133/(3.000/2.300)=7.769kNσ=Mmax/(γxWX)+N/A=3.722×106/(1.05×116.800×103)+7.769×103/(25.15×102)=33.436N/mm2<[f]=205.000N/mm2主梁强度满足要求！5.挠度验算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s210计算简图图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s211弯矩图(kN·m)νmax=0.903mm＜[ν]=(a2+c)/250.000=(2300.00+1000)/250.000=13.200mm主梁挠度满足要求！6.支座反力计算图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s212剪力图(kN)R内=10.133kN图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s213剪力图(kN)标准值：R'内=6.887kN钢丝绳验算表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s25钢丝绳验算参数一览表序号名称参数1钢丝绳型号6×19(a)2钢丝绳的钢丝破断拉力Fg(kN)161.4623不均匀系数α0.824钢丝绳直径165抗拉强度为(N/mm2)1570(纤维芯)6安全系数K10图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s214钢丝绳绳卡花篮螺栓外侧钢丝绳与主梁夹角α=arctan(h1/s1)=60.461°sinα=sin60.461°=0.87内侧钢丝绳与主梁夹角β=arctan(h2/s2)=52.524°sinβ=sin52.524°=0.794标准值：T'=Max[R'外/sinα,R'内/sinβ]=Max[4.991/0.870,6.887/0.794]=8.678kN设计值：T=Max[R外/sinα,R内/sinβ]=Max[7.308/0.870,10.133/0.794]=12.768kN由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算[Fg]=aFg/K=0.820×161.462/10.000=13.240kN＞T'=8.678kN主钢丝绳强度满足要求！故不再计算副绳！焊缝验算表STYLEREF2\s2.6SEQ表\*ARABIC\s26焊缝验算参数表序号名称参数1钢丝绳下节点拉环焊缝厚度he(mm)62角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)1603钢丝绳下节点拉环焊缝长度lw(mm)120图STYLEREF2\s2.6SEQ图\*ARABIC\s215节点三σf=T/(he×lw)=12.768×103/(6.000×120.000)=17.734N/mm2＜ffw=160N/mm2拉环焊缝强度满足要求！托架搭设计算依据1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20162、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20113、《建筑结构荷载规范》GB50009-20124、《钢结构设计标准》GB50017-20175、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011脚手架参数表STYLEREF2\s2.7SEQ表\*ARABIC\s21脚手架参数一览表序号名称参数1卸荷设置无2脚手架安全等级II级3脚手架钢管类型Φ48.3×3.64立杆步距h(m)1.85立杆横距lb(m)0.96双立杆计算方法不设置双立杆7结构重要性系数γ018脚手架搭设排数双排脚手架9脚手架架体高度H(m)15.310立杆纵距或跨距la(m)1.511内立杆离建筑物距离a(m)0.2荷载设计表STYLEREF2\s2.7SEQ表\*ARABIC\s22荷载设计参数一览表序号名称参数序号名称参数1脚手架设计类型结构脚手架10脚手板类型竹芭脚手板2脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.111脚手板铺设方式2步1设3密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.0112挡脚板类型木挡脚板4栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.1713挡脚板铺设方式2步1设5每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12914结构脚手架作业层数njj26结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)315地区云南昭通市7安全网设置全封闭16基本风压ω0(kN/m2)0.258风荷载体型系数μs117风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)0.81，0.819风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.203，0.203计算简图：图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s21立面图图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s22侧面图纵向水平杆验算表STYLEREF2\s2.7SEQ表\*ARABIC\s23纵向水平杆验算参数序号名称参数序号名称参数1纵、横向水平杆布置方式纵向水平杆在上2横向水平杆上纵向水平杆根数n22横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)2054横杆截面惯性矩I(mm4)1271003横杆弹性模量E(N/mm2)2060006横杆截面抵抗矩W(mm3)5260图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s23纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.1×0.9/(2+1))+1.4×3×0.9/(2+1)=1.344kN/m正常使用极限状态q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))=(0.04+0.1×0.9/(2+1))=0.07kN/m计算简图如下：图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s24纵向水平杆计算简图1.抗弯验算Mmax=0.1qla2=0.1×1.344×1.52=0.302kN·mσ=γ0Mmax/W=1×0.302×106/5260=57.475N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2.挠度验算νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.07×15004/(100×206000×127100)=0.091mmνmax＝0.091mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm满足要求！3.支座反力计算承载能力极限状态Rmax=1.1qla=1.1×1.344×1.5=2.217kN正常使用极限状态Rmax'=1.1q'la=1.1×0.07×1.5=0.115kN横向水平杆验算承载能力极限状态，由上节可知F1=Rmax=2.217kN，q=1.2×0.04=0.048kN/m正常使用极限状态，由上节可知F1'=Rmax'=0.115kN，q'=0.04kN/m1.抗弯验算计算简图如下：图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s25弯矩图(kN·m)σ=γ0Mmax/W=1×0.669×106/5260=127.242N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2.挠度验算计算简图如下：图STYLEREF2\s2.7SEQ图\*ARABIC\s26变形图νmax＝0.127mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[900/150，10]＝6mm满足要求！3.支座反力计算承载能力极限状态Rmax=2.239kN扣件抗滑承载力验算表STYLEREF2\s2.7SEQ表\*ARABIC\s24扣件抗滑承载力验算参数序号名称参数序号名称参数1横杆与立杆连接方式单扣件2扣件抗滑移折减系数0.85扣件抗滑承载力验算：纵向水平杆：Rmax=1×2.217/2=1.109kN≤Rc=0.85×8=6.8kN横向水平杆：Rmax=1×2.239kN≤Rc=0.85×8=6.8