内缩外伸多弧段异形结构附着式升降脚手架安全施工计算书和相关图纸

10.1爬架计算书 110.1.1计算依据 110.1.2荷载计算及相关受力分析 110.1.3附着支座 410.1.4架体构架 1010.1.5竖向主框架 1210.1.6主体结构强度验算 2310.2卸料平台计算书 2710.2.1卸料平台搭设及结构图 2710.2.2卸料平台相关计算 2810.3深化设计图 3210.2.1升降脚手架平面布置图 3210.2.2升降脚手架立面布置 4510.2.3其他图纸 5610.1爬架计算书10.1.1计算依据序号相关规范标准编号1建筑施工工具式脚手架安全技术规范JGJ202-20102建筑结构荷载规范GB50009-20123混凝土结构设计规范GB50010-20104钢结构设计标准GB50017-20175一般用途钢丝绳GB-T20118-20066一般用途钢丝绳JG/T546-201910.1.2荷载计算及相关受力分析1固定荷载本工程架体立面高与机位纵向跨度乘积最大值为：3.45m×22.5m=77.6㎡。架体立面高22.5m，机位纵向跨度最大3.45m，计算架体及各构件自重。本工程脚手板共铺设11层，其中花纹钢板脚手板2层；按最不利要求立杆按内外排各2套计算。根据产品设计单块立杆模块自重标准值5.187kg/m，则单块脚手板模块(重型钢板网1800×720)自重标准值0.441KN单块脚手板模块(花纹钢板1800×720)自重标准值0.633KN，则单块安全网板模块(1800×1800)自重标准值0.25KN，则斜撑共使用14根，每根自重标准值0.04KN葫芦吊点横梁，每个机位1根，每根自重标准值0.13KN提升设备自重提升设备(包括葫芦、链条、挂钩等全套部件)自重标准值65kg翻板自重翻板(包含腰杆)自重标准值0.22KN/m托盘，每个自重标准值0.26KN轨道长度16.56m，自重18.6kg/m顶端小横杆每根0.04KN，则则总固定荷载标准值：2可变荷载：施工荷载：包括施工人员、施工人员手持小型工具、作业层上不大于1kN/m2的堆载；施工荷载标准值工况类别用途+允许同时承载步数每层施工荷载标准值kN/㎡使用主体结构施工32升降结构和装饰施工30.5每层作业面积为：0.72×3.45=2.484m²。风荷载：挡风系数，安全网网格如下图所示则则在升降、坠落及使用工况下：根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010，《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，按n=10年重庆市基本风压。风压高度变化系数按C类取(建筑总标高297.35m，按300m高度取值)。取值风振系数按照JGJ202-2010取值10.1.3附着支座架体在使用状态下发生坠落时的荷载设计值为单个支座承受的最大竖向荷载：式中单个附着支座承受的水平荷载最大值：式中1）连接强度验算在整个附着支承结构中，连接最薄弱的焊缝是防坠块下面的四条焊缝，该焊缝采用直角贴焊缝（焊缝坡高5mm，长度96mm，防坠块两边各两条）：查《钢结构设计规范》表3.4.1-3焊缝抗剪许用应力为160MPa，由此：2）承重验算在整个附着支承结构中，其危险截面是如上图所示的附着支承结构悬臂梁的根部截面，受力的集中力作用，集中力作用点距离悬臂梁根部324mm，梁材料为Q345B。查《钢结构设计规范》表3.4.1-1钢材的抗拉、抗压强度设计值为310MPa。Wx上3）防坠装置承载力验算附座内的防坠块承载力验算。防坠块受剪截面为50mm×25mm，材料为ZG270-500根据GB50017《钢结构设计规范》铸钢件的抗剪强度设计值为120MPa，则：4）防倾装置承载力验算防倾装置由两对导向轮及其内轴组成。防倾荷载轴承担，轴为φ16圆钢，材质为20号钢，抗弯强度设计值为245MPa，防坠管截面参数：两端连接的防倾导向滚轮轴强度验算n1 ——单个机位在每楼层处附着支座数量；n2 ——单个附着支座内同时受力的防倾导向滚轮数量；5）附座穿墙螺栓承载力验算从上图可看出竖向荷载由卸力螺杆承担，水平力由挑臂螺杆承担。螺杆材质为30号钢卸力螺杆验算普通挑臂受力验算从机位卸力示意图可看出经卸力后挑臂不受竖向力，则水平向力和弯矩为挑臂由Q23514b槽钢两根制做而成。挑臂螺杆验算挑臂由两根14a号国标槽钢组成，查机械设计手册得则由卸力图取最大值挑臂强度验算得挑臂强度符合要求旋转挑臂受力验算选取最恶劣工况机位M1的挑臂进行相关验算。从图可看出机位荷载经卸力后竖向力传至上层结构梁，即挑臂不受竖向力。所以挑臂受水平力和扭矩，由于挑臂旋转有角度所以挑臂还受弯矩。M1机位的承担的架体跨度为2226.5mm。M1机位受最大力N1为挑臂承受的水平力挑臂承受的最大弯矩（水平段）挑臂承受的最大扭矩（水平段）挑臂承受的最大轴力（附座支承端）挑臂弯扭强度验算（挑臂由Q23514a槽钢两根制做而成）合格挑臂受压稳定性验算（附座支承端）符合要求所以M1机位处的挑臂强度能满足使用要求。卸力装置验算卸力装置由材质为20号钢直径为φ22的圆钢和M30的花篮螺杆等组成。按φ22的圆钢的抗拉强度进行验算。则停层装置承载力验算停层装置由专用定位扣件组成，每个附着支座由两个专用定位扣件构成停层装置。单个机位竖向荷载设计值：附加安全系数每个专用扣件的抗滑承载力：每个扣件底座抗压承载力：当有两个扣件有抗滑变为承压时能承受的外力为10.1.4架体构架水平杆强度验算根据产品设计知脚手板纵向骨架即为水平杆。水平杆由螺栓连接。为计算安全，假定脚手板上的荷载全由水平杆承担，则单根水平杆承受的竖向荷载：因此单根水平杆弯矩的设计最大值：其中水平杆由6.3号国标Q235槽钢制成，其截面参数为则立杆杆稳定承载力验算架体立杆为Q235的80mm×40mm×4mm的矩管。轴心受压杆件的稳定系数的确定：式中：——立杆计算长度——计算长度附加系数，取值1.155——脚手板步距——考虑架体稳定因素的单立杆计算长度系数，取值1.7则得外排立杆承担荷载大于内排，因此升降架外排立杆竖向荷载设计值：其中平台立杆在水平风荷载作用下的弯矩设计值：式中立杆稳定承载力10.1.5竖向主框架因施工原因所在竖向主框架的顶部产生的水平荷载设计值：式中——施工荷载组合值系数，取值0.7；——施工作业层数，取值3；——施工荷载标准值，取值2KN/m2；——架体立杆纵向间距，取值2.16m；——竖向主框架宽度，取值0.72m。使用工况下竖向主框架上的风线荷载设计值：竖向主框架截面参数计算内外排单立杆经脚手板和斜拉杆连接成整体，因此由立杆及其连接件件和轨道连接成几何不变体系为竖向主框架。按最不利原则内排立杆数量取2根和轨道1根，外排立杆数量取2根。单根圆钢管横截面面积：单根矩形管横截面面积：单根圆钢管对自身形心轴的惯性矩：单根矩形管对自身形心轴的惯性矩：整体截面形心线位置：整体截面面积：整体截面对其形心线的惯性矩（Y-Y轴）：整体截面对其形心线的抗弯截面模量为：惯性半径附着支承间距使用工况下竖向主框架悬臂工作状态下的强度验算受力分析： 机位架体竖直工况根据架体使用工况立面侧视图画出悬臂使用工况下的受力图架体弯矩计算从图可看出架体受力结构为超静定结构。结构受力弯矩按力法方式计算。弯矩由风荷载和架体固定固定荷载和施工活荷载产生。上图中各参数为：按不利原则选取分项系数即若把支座B处铰插入结构内则此处的弯矩为基本未知量。设支座处弯矩分别为X1，对应广义位移为铰两侧的相对转角。结构在此两处是连续的，相对转角应为零，由此建立力法方程。使用工况风荷载、固定荷载、施工活荷载作用下竖向主框架弯矩力法分析计算图力法方程利用图乘法求得以上各系数和自由项：风荷载单独作用时代入方程得固定荷载施工活荷载作用时其中代入方程得画出风荷载弯矩图及固定施工活荷载弯矩图平台竖向主框架竖向力：绘出轴力图。整体验算从上两图可看成应选取C处截面进行验算强度C处弯矩符合要求若风荷载从架体内向外吹，最大弯矩任然在C处截面，则C处弯矩符合要求 机位架体倾斜工况本项目机位架体倾斜最大角度为7.6°，向内倾斜。使用工况下倾斜架体受力分析图按照竖直架体方式计算得画出风荷载弯矩图及固定施工活荷载弯矩图整体验算从上两图可看成应选取C处截面进行验算强度C处弯矩符合要求若风荷载从架体内向外吹，最大弯矩任然在C处截面，则C处弯矩符合要求10.1.6主体结构强度验算表10.1-1单个机位支座承受的最大荷载N1机位号机位跨度N1<KN>机位号机位跨度N1<KN>A1244061.390E3206551.955A2240060.383F1283071.202A3277569.818F22487.562.585A4277569.818F31906.547.967A52914.573.328G1160440.356A62914.573.328G2171443.124A72921.573.504H12943.574.058A82921.573.504H22318.558.333A9290973.190H3267567.302A10290973.190H4274068.938A11274068.938I1194048.810B11529.538.482I2200050.319B2216854.546I3200050.319B32585.565.050I4194048.810B42918.573.429J1148037.236B5296174.498J2227557.238B62942.574.032J3274969.164B7195349.137J42986.575.139C1227957.339J5299675.378C2234759.050J63370.584.801C3202650.974K1203051.074C4259365.239K2218054.848C53151.579.291K3218054.848C62851.571.743K4218054.848C7262966.145K5218054.848C8270468.032K6218054.848C9295574.347K7218054.848C10310578.121K82665.567.063C11314979.228K92815.570.837C12314979.228L1274068.938C13214053.842L2307577.366D1126231.752L3343586.424D2209352.659L4343586.424D3216154.370L5270067.931D4260665.566L6180045.287D5318880.209L7165041.514D63110.578.259L8133133.488D71898.547.766M12226.556.018E1289072.712M22861.571.995E2232558.496M3207852.282从以上机位荷载统计及升降脚手架平面布置图可知机位L3、L4、L5处梁为最薄弱部位。因此选取该处进行结构强度验算。薄弱部位机位布置及该部位结构图建筑薄弱部位结构梁的抗弯强度验算最大荷载为坠落工况，弯矩最大部位为机位附座处。梁受最大弯矩计算该边梁在混凝土设计强度为C30。（参照《GB50010-2010》混凝土结构设计规范）（1）确定材料强度设计值，查表4.1.4、表4.2.3-1、规范7.1.3条、规范7.2.1条（2）确定梁的有效高度（3）混凝土受压区高度故该梁受弯满足要求。建筑薄弱部位结构梁的扭力和剪力强度验算同样按最不利原则选取坠落工况进行验算。按照《建筑结构》P144公式8-2计算受扭力构件截面塑形抵抗矩：滑道中心立粱距324mm，截面内的扭力矩最大：（机位坠落时工况）根据《混凝土结构设计规范》：所以须对构件的受扭和受剪强度进行进一步计算扭矩承载力受扭符合要求受剪承载力梁受剪符合要求。结论：经以上验算，本附着升降脚手架荷载附着于主体后，受力满足要求。10.2卸料平台计算书10.2.1卸料平台搭设及结构图10.2.2卸料平台相关计算1.计算依据JGJ202-2010建筑施工工具时脚手架安全技术规范GB50009-2001 建筑结构荷载规范4)GB/T20118-2006一般用途钢丝绳GB50010-2010 混凝土结构设计规范卸料平台各组成件主要采用型钢，材料为Q235A。依据JGJ202-2010，其抗拉强度设计值=170Mpa，抗剪强度设计值=140Mpa2.受力分析分析见图图10.2-1卸料平台受力分析图卸料平台自重10000N，额定荷载8000N内、外排Ф156×37(b)钢丝绳各2根，即共4根钢丝绳承担卸料平台竖向荷载。查五金手册得每根钢丝绳许用拉力119500N(最小值)。为使计算模型简化且更安全，取最严重情况，即平台自重和可变荷载均分布在平台最外端的4.1m范围内，同时只取最外两根钢丝绳进行验算，其计算如下：10.2-2卸料平台简化受力分析图3.卸料平台骨架强度验算图中： --均布荷载，作用在平台纵向：按图所示建立坐标系，则纵向龙骨承受的弯矩方程为则当X=2388.4mm另平台横向骨架：纵向龙骨采用梁2根14号槽钢，其，横向骨架采用7根6.3号角钢其。纵向横向以