幕墙附着式电动施工平台安全施工施工平台计算书及相关图纸

9.1荷载统计 19.2附墙装置验算 39.3立柱强度和稳定性验算 49.4平台梁强度和悬挑强度验算 69.5平台地基承载力验算 99.6回顶支撑验算 99.7、基础承载力计算 159.1荷载统计按照最不利原则，取本项目中4号、5号双柱附着式电动施工平台，最大伸展长度为24.1米的计算：其能允许承受的最大施工活荷载为20KN，平台立柱搭设高度按103米计算，共计使用69节立柱，荷载统计如下：(一)恒荷载1、立柱自重：立柱共69节，立柱每节自重：49.8KG，总重:G1=0.498×69=34.37kN2、平台梁及平台底座自重：主要构件重量描述重量（KG）数量底座2092驱动单元56321.5m平台167.6131.0m平台118.33右护栏281左护栏281单侧护栏436双侧护栏4.510上立柱保护罩18.51下立柱保护罩20.91安全门26.52电控箱411伸缩梁5.545长度为24.1m的双柱型电动施工平台的操作平台自重量：G2==47.04kN(二)活荷载按双柱型电动施工平台能承受的最大施工荷载，取平台施工荷载为：Q1=20kN。（三）风荷载按下式计算:Wk=βz·μs·μz·Wo式中:βz—风振系数，取1.0μz—风压高度变化系数。按C类地面粗糙度采用（高度按100米考虑）。按建筑结构荷载规范，GB5009-2012表7.2.1μz=1.70wo—基本风压。建筑结构荷载规范，中全国基本风压分布图,济南地区选取基本风压为wo=0.3kN/㎡(按10年一遇)。μs—风荷载体型系数。按下式计算μs=1.3Φ，其中Φ为挡风系数，取Φ=0.8，所以：μs=1.3Φ＝1.3×0.8＝1.04风荷载标准值:Wk＝βz·μs·μz·Wo＝1.0×1.04×1.7×0.3＝0.53kN/m29.2附墙装置验算计算跨度按附着间距跨度为6米进行验算，按照最不利荷载计算原则，选取4号、5号机位进行验算。受力简图如下：1.附墙拉结抗拉验算升降工况下平台梁荷载设计值平台运动活荷载：G＝G2/2＝47.04/2=23.52kN施工活荷载载：QK＝Q1=20kN荷载组合：式中：γG、γQ—恒载、活载分项系数，γG=1.2,γQ=1.4 GK、QK—恒载标准值、施工荷载标准值平台梁宽度为1.35m，平台梁荷载转换为线荷载为：60.93/1.35=45.14KN/m由于偏心产生的附墙件支座反力为F1=（60.93×438）/6000=4.45kN；因风荷载产生的附墙件支座反力为：F2=45.14×1.4×0.53=33.5KNF=F1+F2=37.95KN每个附墙处有两个附墙座，每个附墙座承受的拉力为：F/2=18.98KN。化学锚栓受力性能选用M16X190化学锚栓两根，允许拉力为：2×20=40KN，满足要求。2、附墙杆的稳定计算附墙杆同格构立柱连接采用直角扣件固定.附墙杆内力：取最不利情况，连墙件为2根48钢管，平均水平力为15kN。两端固定，计算长度为1200mm,回转半径为15.9mm。长细比：λ=1200mm/15.9mm=75.48查表，稳定系数。稳定计算按稳定性满足要求！9.3立柱强度和稳定性验算1、格构立柱稳定性验算：施工平台立柱是由3根40×40×4方钢管组成的空间格构体系，材质为Q345B,取一个立柱作为验算对象，由受力分析可知，最下端立柱承受的荷载值为最大，共承受了69节立柱的自重和24.1米双柱型电动施工平台基础重量的荷载，以及20KN的施工活荷载。该立柱按压弯杆件计算，按下式验算其强度：式中：N--立柱承受的竖向荷载设计值，式中：γG、γQ—恒载、活载分项系数，γG=1.2,γQ=1.4 GK、QK—恒载标准值、施工荷载标准值An--截面面积，40×40×4方钢管净截面面积为5.76cm2WX--40×40×4方钢管截面模量，取6.3cm3IX--40×40×4方钢管转动惯量，取12.6cm4MX--施工荷载、施工平台横梁基础重量对立柱产生的弯矩，计算如下对立柱进行受力分析可知，施工平台横梁基础重量和施工荷载通过齿条传递荷载到立柱其中一根立杆上，对立柱产生弯矩的作用，立柱自身荷载对立柱不产生弯矩，立柱截面如下所示：MX＝对该立柱截面，可求得截面模量为：所以有：＜f=265所以立柱强度满足要求！2、立柱杆件稳定性验算：立柱长度为1500mm，回转半径为14.4mm，长细比查表得稳定系数为φ=0.607稳定性按下式计算：＜f=265所以立柱稳定性满足要求！9.4平台梁强度和悬挑强度验算1、平台梁强度验算平台梁自重转换为线荷载：47.04kN/24.1m=1.96kN/m施工活荷载转换为线荷载：20kN/24.1m=0.83kN/m平台梁上整体荷载转换为线荷载设计值为：1.4×1.96kN/m＋1.4×0.83kN/m=3.91kN/m受力简图如下：由结构计算软件计算得，弯矩图如下（单位：N·㎜）：所以，最大弯矩值为52257600N·㎜平台连接部位的承载力：平台横梁为三角形格构，平台上部共有三个连接点，平台下部有一个连接点，平台梁三视图如下：由于平台顶部铺设刚脚手板，刚度比较大，在受扭过程中可以看做由平台顶部的的刚体与平台底部的横梁平衡扭转力矩。平台梁上下连接孔中心距为795mm，按照力矩平衡原理，作用在连接节点位置的轴向力为：N=52257600N·㎜/795mm=65732N三角横梁截面尺寸如下：显然，验算下连接节点强度：连接节点板采用铸钢ZG230-450，计算如下：<180N/mm2连接节点板抗剪强度满足要求！综上所述，平台梁强度满足使用要求！3、平台梁内挑部分强度验算平台梁悬挑方钢管间距500mm，方钢管尺寸70mm*30mm*3mm，Wx=9.52cm3,IX=33.32cm4,，此部位限制荷载，禁止堆放施工材料，仅允许单个作业人员进行施工，荷载按照1.0kN/㎡进行计算，本工程平台最大悬挑长度为1280mm。受力简图为：12801280受力简图（N，mm）强度计算：Mmax=ql=1000×1280＝1280000N·mm所以悬挑支撑强度满足要求！9.5平台地基承载力验算立立柱底座的平均压力应满足下式的要求p≤fg由于机位在一层车库顶板上，有连续钢管回顶措施将平台底座压力传至地基部分，取地基承载力的设计值进行验算。地基承载力设计值取:fg=170kPa；N--立柱承受的竖向荷载设计值，每个平台底座上有5个可调支腿，支腿下方脚手板与地面接触面积A是为1m2。P=N/A=88.17/1＜170kPa基础承载力满足要求！9.6回顶支撑验算1、基本计算参数钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为6.0m（取最不利因素），立杆的纵距b=0.90m，立杆的横距l=0.90m，立杆的步距h=1.20m。脚手板自重0.30kN/m2，栏杆自重0.15kN/m，平台最大荷载及施工荷载总计8.82kN/m2。地基承载力标准值170kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数0.40。图落地平台支撑架立面简图图落地平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元采用的钢管类型为φ48.3×3.0。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。2、纵向支撑钢管的计算纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩W=5.14cm3；截面惯性矩I=12.34cm4；纵向钢管计算简图2.1.荷载的计算：(1)脚手板与栏杆自重线荷载(kN/m)：q1=0.000+0.300×0.300=0.090kN/m(2)平台的自重线荷载(kN/m)：q21=8.82×0.300=2.65kN/m(3)施工荷载标准值(kN/m)：q22=0.000×0.300=0.000kN/m经计算得到，荷载标准值q2=0.000+2.65=2.65kN/m2.2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:最大弯矩计算公式如下:最大支座力计算公式如下:静荷载q1=1.20×0.090=0.108kN/m活荷载q2=1.40×0.000+1.40×2.65=3.71kN/m最大弯矩Mmax=(0.10×0.108+0.117×3.71)×0.902=0.37kN.m最大支座力N=(1.1×0.108+1.2×3.71)×0.90=4.12kN抗弯计算强度f=0.37×106/5262.3=70.32N/mm2纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!2.3.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:静荷载q1=0.090kN/m活荷载q2=2.65kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.090+0.990×2.65)×9004/(100×2.06×105×127084.6)=0.636mm纵向钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!3、横向支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=3.13kN支撑钢管计算简图支撑钢管弯矩图(kN.m)支撑钢管剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：支撑钢管变形计算受力图支撑钢管变形图(mm)经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax=1.053kN.m最大变形vmax=1.705mm最大支座力Qmax=11.374kN抗弯计算强度f=M/W=1.053×106/5262.3=200.06N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.0/120与10mm,满足要求!4、扣件抗滑移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R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.00kN,扣件取12.00kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=11.37kN选用单扣件,抗滑承载力的设计计算满足要求!5、立杆的稳定性计算荷载标准值作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架钢管的自重(kN)：NG1=0.138×6.000=0.828kN(2)栏杆的自重(kN)：NG2=0.150×0.900=0.150kN(3)脚手板自重(kN)：NG3=0.300×0.900×0.900=0.243kN(4)平台荷载(kN)：NG4=8.82×0.900×0.900=7.15kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.371kN。2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=0.000×0.900×0.900=0.000kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.20NG+1.40NQ6、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.38kNφ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.59A——立杆净截面面积(cm2)；A=5.06W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=5.26σ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；l0——计算长度(m)；参照《扣件式规范》2011，由公式计算l0=kuhk——计算长度附加系数，按照表5.3.4取值为1.155；u——计算长度系数，参照《扣件式规范》附录C表；u=1.719a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.20m；h——脚手架步距；h=1.20m；计算结果：l0=2.98mλ=2980/15.9=187.43允许长细比(k取1)λ0=187.43/1.155=162.28<250长细比验算满足要求!φ=0.353σ=7930/(0.353×506)=44.40N/mm2，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.7、基础承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m2)，p=N/A；p=33.83N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN)；N=7.93A——基础底面面积(m2)；A=0.25fg——地基承载力设计值(