爬架施工计算书及相关施工图纸

9.1设计计算依据 29.2计算说明 29.3材料 29.3.2、材料的强度设计值 29.4计算模型 39.5荷载计算 49.5.1、恒载标准值 49.5.3、风荷载 69.5.4、荷载计算系数 79.6架体构架的计算 89.6.1脚手板计算 89.6.2立杆验算 109.6.3水平支承桁架验算 129.7主框架验算 179.7.1计算模型 179.7.2计算荷载 199.7.3计算简图 219.7.4受力分析 239.7.5整体变形验算 3210.8附墙支座验算 329.8.1荷载 329.8.2支座背板验算 329.8.3防坠装置验算 339.8.4防倾装置验算 339.8.5卸荷顶撑验算 349.8.6支座穿墙螺栓验算 349.9升降机构及升降设备验算 359.9.1升降机构验算 359.9.2升降设备验算 379.10建筑结构的砼强度计算： 379.1设计计算依据序号法律、法规、规范性文件名称文件号《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《建筑施工升降设备设施检验标准》JGJ305-2013《建筑机械施工安全技术规程》JGJ33-2012《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016企业标准《附着式升降脚手架》9.2计算说明本计算书将反映工具式附着式升降脚手架系统各部件的受力状况、强度及稳定性等计算内容，主要依据是住建部《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》(JGJ202-2010)。脚手架架体、竖向主框架、水平支承桁架、附着支承装置按“概率极限状态法”进行设计，承载能力极限状态材料强度取设计值，使用极限状态材料强度取标准值。9.3材料9.3.1、材料的物理性能指标钢材Q235：密度7.9g/cm³、弹性模量206000N/mm²；9.3.2、材料的强度设计值材质抗拉、抗压和抗弯f(N/mm²)抗剪fv(N/mm²)角焊缝抗拉、抗压和抗剪ftw(N/mm²)Q235215（205）125（120）160（140）4.8级螺栓170140-ZG270-500270135注：表中括号内数值为矩形管（薄壁型钢）的参数值。9.4计算模型附着升降脚手架包括架体结构（架体构架、水平支撑桁架和竖向主框架，防倾坠系统、附着支承系统、提升系统和电控系统。计算脚手架整体模型按图所示建立模型，两个机位跨度6米；高度内排12米、外排14米，脚手板宽度0.6米；立杆间距2.0米，脚手板每隔2米一道7道，架体底部安装副板、翻板，每步架脚手板底部安装一道内外立杆连接撑；整体模型长10米、高14米、宽0.6米，设置2个机位。考虑单个机位计算模型为：架体高度为14米，跨度6米、脚手板宽度为0.6米，立杆间距2米，脚手板布设2米一道（顶部设置斜拉杆），最上面一道横杆。如下图所示：升降架计算模型图工具式脚手架设计计算技术参数：技术参数数值单位最大机位跨距L：6m架体高度（全高）H：14m楼层高度：3m最大立杆间距：2m架体宽度：0.65m9.5荷载计算9.5.1、恒载标准值按附着式升降脚手架设计计算参数表中数值和竖向主框架两侧各3m宽进行设计计算。各部件重量如下表：类别名称数量单重（kg）合计（kg）1、脚手板2000脚手板2131.65664.652000副板610.663.62000翻板39.97329.919横杆6米118.618.62、桁架斜杆2556水平桁架（内外）611.267.2水平桁架连接件121.315.63、立网1000×1970立网4213.77578.34网片连接件840.3327.724、杆件立杆-6米1825.2453.6立杆-2米210.120.2顶部斜杆193546.1624.64立杆下接头91.4312.87三角斜撑187.85141.3立杆接头200.7715.4立杆连接夹板400.4718.8主框架矩形撑610.361.85、导轨导轨-9m12032036、吊装系统电动葫芦1190190吊点桁架223.146.2合计：2654以上按两点位最大间距为6m，每榀架（除附墙支座、附墙吊挂件外）重量为2654kg，=2654×10=26540N。Q架体内外排自重荷载值分别为：QQ9.5.2、活荷载标准值：结构施工按二层同时作业计算，使用状况时按每层3000N/m2计算，升降及坠落状况时按每层500N/m2计算；装修施工按三层同时作业计算，使用状况时按每层2000N/m2计算，升降及坠落状况时按每层500N/m2计算。活荷载统计如下：使用工况下 3×0.6×6×2= 21.6kN提升工况下 0.5×0.6×6×2= 3.6kN9.5.3、风荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）对以下参数进行取值。（1）基本风压W0使用状况：450N/㎡(10年一遇)升降及坠落状况：250N/㎡（2）风振系数：βz=1（取当地基本风压值时，取1.0）（3）风压高度系数：μz=2.03（建筑物高度按200m，C类地区）（4）风荷载体型系数μs：脚手架风荷载体型系数表1背靠建筑物状况全封闭敞开开洞μs1.0φ1.3φ表中：φ为脚手架封闭情况确定的挡风系数。挡风系数=0.82（5）风荷载：Wk＝βzμsμzW0＝1×1.3×0.82×2.03×450=974N/㎡升降工况风荷载：Wk＝βzμsμzW0＝1×1.3×0.82×2.03×250=541N/㎡9.5.4、荷载计算系数根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）4.1.5条，荷载效应组合为：表4.1荷载效应组合计算项目荷载效应组合纵横水平杆，水平支承桁架，使用过程中的固定吊拉杆和竖向主框架，附墙支座，防倾及防坠落装置永久荷载+施工活荷载竖向主框架

脚手架立杆稳定性1.永久荷载+施工荷载

2.永久荷载+0.9（施工荷载值+风荷载），按最不利计算。选择动力设备时选择钢丝绳及吊索具时横吊梁及其吊拉杆计算永久荷载+升降过程活荷载连墙杆及连墙件风荷载+5.0kN不考虑风荷载：考虑风荷载：恒载分项系数γG 1.2活载分项系数γQ附加安全系数γ1附加荷载不均匀系数γ2（使用工况）附加荷载不均匀系数γ2（升降、坠落工况）冲击系数γ39.6架体构架的计算9.6.1脚手板计算脚手板材料选用钢Q235，该产品主要有长度3m、2m、1.0m、0.6m、0.3m、0.2m、0.1m共7种规格，各型脚手板宽度均为0.6m（架体宽度）。面板为2.0mm厚花纹钢板，边框为50×30×3矩形管、中肋为L25×25×2角铁。计算模型图面板验算面板采用Q235材料，使用厚度为2.0mm花纹钢板。荷载脚手板计算荷载按使用工况取值，每块脚手板重31.65kg，脚手板自重折合均布荷载为264N/m2。副板及翻板合计重21kg，副板宽度200mm、翻板宽度为300mm，因此构件自重合计沿长度方向折合均布荷载为263N/m，因此：验算脚手板面板及中肋时：qq验算脚手板边框时：qq面板验算面板近似按沿纵向的连续梁验算，边框及中肋为其支承，按三跨连续梁计算。截面特性为：I=W=面板承受的线荷载为：qq=4517最大弯矩为：M=0.1因此：συ=4.23mm中肋验算中肋为L25×25×2.0角铁，两端支承在边框上，按简支梁计算。截面特性为：I=0.81W=1.12中肋承受的线荷载为：qq=4517最大弯矩为：M=因此：συ=1.35mm边框验算边框为L50×30×3.0方管，按两端铰接计算。截面特性为：A=444IWW荷载确认如下：q最大弯矩：M因此：συ=8.39mm9.6.2立杆验算内立杆验算由前述计算可知，其值为：Q=1.43=13.93kNQ=1.43=15.67kN立杆规格为□50×50×3.0方钢管，步距为2m，其截面特性为：W=8340A=564i立杆的计算长度为l=2000mm，则其长细比为λ=l/i=104φ内立杆受三角撑斜杆的作用，非轴心受力，按照压弯构件进行计算；外排荷载在三角撑的作用下所产生的弯矩作用为：M=Fl=15.67故：N外立杆验算由前述计算可知，外立杆竖向荷载值为：Q=1.43=15.67kN外立杆安装有外网片，因此其还承受水平风载的作用，风载为：q=1.4风荷载作用在顶部立杆上所产生的弯矩作用为：M1=1/8qσ风荷载在中部立杆上所产生的弯矩作用为：M2=1/24q故：N9.6.3水平支承桁架验算在架体底部设置两排（内、外排）斜杆，规格为50×50×3mm方管，斜杆长度为2560mm，通过斜杆连接件连接在架体立杆上，由斜撑连接件、斜杆、立杆、脚手板边框等共同构成空间几何不变体系的底部水平桁架，所用材料均为Q235材质矩形管。水平桁架所受的节点荷载即为上部立杆传来的轴向压力，水平桁架高度为2000mm。计算简图如下：荷载架体内外排均安装斜杆，分使用工况和升降工况进行分析计算；根据荷载组合比较选受力较大的进行分析建模计算。按使用、升降、坠落三种工况进行荷载分析，单根立杆所承受的荷载如下：使用工况：Q=1.2Q=1.2×Q升降工况：Q=1.2=5.54kNQ=1.2×14.79/3+1.4=6.76kNkNQ水平桁架的设置为架体内外排均进行安装，使用工况下内外排荷载为：Q内Q外升降工况下内外排荷载为：Q内Q外对结果进行分析得出结论如下，架体水平桁架在使用工况下外排荷载最大。对比以上两种工况，取：Q使受力分析使用Midas软件进行受力分析，建立模型添加约、加入荷载图：水平支承桁架运行分析后，得到支座反力和水平支承桁架各杆件的相关力学结果图：水平桁架应力图（N/mm2）桁架各杆件内力图(N)承载验算杆件验算结果由以上应力结果图可知应力结果如下：部位最大压应力（N/mm2）最大拉应力（N/mm2）水平桁架上下弦杆26.126.1竖杆30.40腹杆28.728.7由上表可知，各杆件受力安全。水平桁架连接螺栓验算水平桁架为杆件组合式的，杆件通过M18螺栓连接。由以上杆件内力图可知，螺栓受力最大为下弦杆处的连接螺栓，N=16.4kN。因此：σ变形验算验算荷载变形验算取两种工况下的标准荷载进行比较。使用工况：Q=11.79/3+3.0=7.53kNQ=14.79/3+3.0=8.53kN升降工况：Q=11.79/3+0.5=4.53kNQ=14.79/3+0.5=5.53kN对比以上两种工况，取：Q使外变形验算结果将以上荷载代入，得到如下验算结果：桁架变形图由以上变形图可知，跨中最大变形为：桁架变形结果输出：ε=1.167mm＜l9.7主框架验算9.7.1计算模型竖向主框架由内立杆（导轨立杆）和内外立杆斜撑、外立杆（架体立杆）组成，形成稳定的空间桁架结构，导轨与竖向主框架连接在一起，具体结构如下图示。主框架结构图由于导轨为组焊而成的刚架，组装时导轨与主框架内立杆由螺栓拼连成一体，因此导轨与主框架内立杆可看成一个竖向刚架，此刚架可用等效刚截面代替以简化计算，等效刚性截面如下图：xxyxy经计算该截面相关参数如下：A=2228对于中性轴x0、yIIxyiiWW9.7.2计算荷载根据前述水平桁架的计算结果，综合内外水平桁架使用工况之和进行分析得出反力为：由水平支承桁架传递至主框架的下拉力计算值为：Q使用工况：根据荷载统计分析结构得出：架体内排在整个架体的重量占比为11.75/26.54=0.45；QQ升降工况：将水平桁架计算后的升降工况结果带入迈达斯进行运算得出支座反力如下：即QQQ通过网片传递至节点的风载标准值为：使用工况下：w升降及坠落工况下：w使用工况下：上下边节点：F中节点：F升降工况下：上下边节点：F中节点：F9.7.3计算简图附着升降脚手架主框架为刚架型结构，使用Midas/Gen软件进行验算。层高按3m计，竖向荷载按最下支座承受计，上面的支座仅承受水平倾覆力。将水平支承桁架传递给主框架的下拉力及活荷载、风荷载标准值加在模型上（见下图），分析时按不同组合加上不同系数后进行分析。在以上假定条件下，建立分别针对使用工况和升降工况的模型（两个模型分别加载标准值，不同组合系数的添加在后期荷载组合中完成）：使用工况模拟加载图示：支座支座A约束dx、dy支座支座B约束dx、dy支座支座C约束dz添加竖向荷载风载9.7.4受力分析附着升降脚手架的主框架为刚架型结构，我们采用Midas/Gen软件进行验算。以上简图中的加载数据均为标准荷载加载简图，在软件中对以上加载进行荷载组合分析，共设以下几种组合情况：A：使用工况组合①(γ2S==1.3(1.2=1.56B：使用工况组合②(γ2S==1.3(1.2=1.56C：使用工况组合②(γ2S==1.3(1.2=1.56变形验算：A：使用工况组合①：S=B：使用工况组合②（正风）：S=C：使用工况组合②（反风）：S=带入相关组合得出结果如下：内力图（kN）应力图（N/mm2）变形（mm）A使用工况内力图（kN）应力图（N/mm2）变形（mm）B使用工况内力图（kN）应力图（N/mm2）变形（mm）C使用工况升降工况时：D：升降工况组合①(γ2S==2.0(1.2=2.4E：升降工况组合②(γ2S==2.0(1.2=2.4F：升降工况组合②(γ2S==2.0(1.2=2.4变形验算：D：升降工况组合①：S=E：升降工况组合②（正风）：S=F：升降工况组合②（反风）：S=升降工况模拟加载图示：9.7.5整体变形验算由以上分析结果可知变形最大的部位在顶部悬臂端，主框架的变形数值比较可以看出有风载作用的组合B、C、E、F下顶部悬臂部分变形较大，最大变形值为：14.5mm＜l15010.8附墙支座验算9.8.1荷载附墙支座的验算荷载取机位范围内的全部荷载设计值，并乘以荷载不均匀系数2.0。于是：N9.8.2支座背板验算计算简图附着支座最不利处在与结构紧贴背板处，背板螺孔内穿M30穿墙螺杆将之与结构墙体固定，背板尺寸样式如下图所示： 附着支座背板简图 其截面特性如下：A=bNWx=82637mm3计算荷载背板按受弯钢构件计算，其所受力与穿墙螺杆受力互为反力，则：Mx=NL/4=125000×250/4=7.813×106N·mm截面验算截面最大应力为：M=95N/mm2＜f=205N/mm2满足要求9.8.3防坠装置验算防坠摆块验算分析得出如下结果：防坠器起作用时承受单剪力作用，剪切面积为：A=1790因此，剪切应力校核如下：σ=69.83N/导轨防坠挡杆验算导轨防坠挡杆采用直径30的圆钢，其截面特性为：A=706.5mm2因此，剪切应力校核如下（双面受剪）：σ=88.53N/9.8.4防倾装置验算1）防倾装置由设于附墙支座内的防倾滚轮和导轨构成，每个支座内设有4个滚轮，滚轮轴直径22