幕墙工程施工计算书及相关施工图纸

10.1吊篮计算 210.1.1吊篮布置图 210.1.2荷载计算 510.1.3风载荷的计算 510.1.4钢丝绳的选择与计算 810.1.5前后支架支反力计算 910.1.6M16U型螺栓的计算 1110.1.7后支架配重验算 1210.1.8悬挂机构横梁验算 1210.1.9钢结构工字钢荷载验算 1310.2窗框龙骨计算 1410.2.1计算基本信息 1410.2.2竖框强度计算 1510.2.3竖框挠度计算 1610.3脚手架计算 1710.3.1双排脚手架计算 1710.3.2满堂脚手架计算 2610.1吊篮计算10.1.1吊篮布置图1-B#楼剖面图2#楼剖面图10.1.2荷载计算建筑最大标高为42M；4根钢丝绳重：50Kg；最大活动载荷（安全载荷）：300Kg；为满足GB/T19155-2017《高处作业吊篮》要求，考虑风载因素，为确保安全对吊篮限制载荷将至630kg-180kg（风载荷）450kg，考虑偏载、建筑高度稳定性等因素，安全载荷取350kg。10.1.3风载荷的计算根据《建筑结构载荷规范》GB50009-2012规定计算：式中：风载荷标准值：其中：以上按离地面或海平面标高50m，B类地面粗糙度类别取值。吊篮受风面积计算：（1.816m2为6.0m吊篮平台受风面积；1m2为施工中其它物品受风面积；1.4m2为施工人员的受风面积，每人按照0.7m2计算）即风载荷为：。10.1.4钢丝绳的选择与计算GB/T19155-2017《高处作业吊篮》6.6.1.3规定：钢丝绳安全系数：钢丝绳悬挂系统大于或等于8。GB/T19155-2017《高处作业吊篮》6.6.1.2钢丝绳安全系数按式（15）计算：Zp式中：钢丝绳最小破断拉力确定：选择钢丝绳型号：4×31SW+NF-8.3吊篮系统采用的是标准号为Q/320281PM02-2007的4x31SW+NF-8.3航空用钢丝绳；最小破断拉力F0=53.00kN。采用GB/T19155-2017《高处作业吊篮》6.6.2.2平台内安装的起升机构规定：S等于起升机构的极限工作载荷除以起升机构承受悬挂载荷钢丝绳的数量，最大工作静拉力按式（16）计算：………（16）式中：ZLP630型号吊篮采用LTD63提升机,其为了符合GB/T19155-2017标准使用要求，即提升机ZDT63的极限工作载荷规定为500kg（为安全计，钢丝绳选型计算按照LTD63提升机的原极限工作载荷计算，即为630kg）。因此按照端部起升机构极限工作载荷除以起升机构承受悬挂载荷钢丝绳的数量计算：满足受力荷载，符合要求。10.1.5前后支架支反力计算1、非标跨梁架设形式（前横梁1.9m，中横梁及后横梁3.4m）（正负号说明，正表示楼面承受重力，负号代表拉力）已知技术参数表如下：规格名称型号单位参数规格名称型号单位参数横梁（前、中、后梁）自重Kg65上支撑Kg15前支架Kg15后支架Kg0其它Kg25悬架总重Kg120横梁和其它之和重量Kg90前支架和上支撑重量Kg30配重GKg0吊篮平台最大活动载荷（安全载荷）Kg350最大前挑尺寸m1.9前后间距尺寸m3.4=1\*GB3①悬杆自重引起的前后支架受力如下：前支架处楼面承受重力为：后支架处楼面承受重力为：=2\*GB3②当吊篮平台闲置时，悬杆只承受自重、配重和钢丝绳重量，这时候楼面承受重力为：前吊点为：前支架处楼面受力：后支架处楼面受力：=3\*GB3③当吊篮平台满载运行时，楼面承受重力为：最大6.0m吊篮，自重380kg前吊点为：前支架处楼面受力： 后支架处楼面受力：综合上述可知：前支架处楼面的受力范围为：1.37~7.06kN；后支架处楼面的受力范围为：0.08~1.96kN。2、非标跨梁架设形式（前横梁1.3m，中横梁及后横梁2.7m）（正负号说明，正表示楼面承受重力，负号代表拉力）已知：技术参数表如下：规格名称型号单位参数规格名称型号单位参数横梁（前、中、后梁）自重Kg45上支撑Kg15前支架Kg15后支架Kg0其它Kg25悬架总重Kg100横梁和其它之和重量Kg70前支架和上支撑重量Kg30配重GKg0吊篮平台最大活动载荷（安全载荷）Kg350最大前挑尺寸m1.3前后间距尺寸m2.7=1\*GB3①悬杆自重引起的前后支架受力如下：前支架处楼面承受重力为：后支架处楼面承受重力为：=2\*GB3②当吊篮平台闲置时，悬杆只承受自重、配重和钢丝绳重量，这时候楼面承受重力为：前吊点为：前支架处楼面受力：后支架处楼面受力：=3\*GB3③当吊篮平台满载运行时，楼面承受重力为：最大6.0m吊篮，自重380kg前吊点为：前支架处楼面受力： 后支架处楼面受力：综合上述可知：前支架处楼面的受力范围为：1.19~6.60kN；后支架处楼面的受力范围为：0.06~1.70kN。10.1.6M16U型螺栓的计算每个固定点采用2个M16U型螺栓，允许载荷为28*2=56KNU型螺栓受到最大拉力为1.96KN工作载荷按照三倍计算为1.96X3=5.88KNU型螺栓受到最大拉力5.88KN<56KN，所以满足受力安全要求。10.1.7后支架配重验算后支架采用与楼层结构拉结形式，支承后支架结构所受集中荷载为：T=3×(Q0×L1/L2)=3×(9.57×1.90/3.40)=16.05kN。拉环允许最大拉力为T0=2×65×3.14×16.002/4=26138.07kNT<T0，拉环强度满足要求!10.1.8悬挂机构横梁验算悬挂机构横梁抗弯强度验算：两拉结点钢丝拉绳按相同规格考虑。钢丝绳拉力为T=Q0/(sinα1+sinα2)=9.57/(0.41+0.45)=11.19kN其中α1-吊点处斜拉绳与横梁的夹角；α2-横梁中部斜拉绳与横梁的夹角。横梁截面型钢抵抗矩W=29.35cm3横梁最大弯矩M=Q0L1-TL1sinα1-TL3sinα2=9.57×1.90-11.19×1.90×0.41-11.19×1.70×0.45=1.00kN.m抗弯强度σ=M/W=1.00×106/(29.35×103)=34.10N/mm2悬挂机构横梁抗弯强度σ<[f]=205,满足要求!悬挂机构横梁轴心抗压强度验算：横梁受轴向压力为N=T×(cosα1+cosα2)=9.57×(0.91+0.89)=20.22kN长细比λ=L/i=1.90×1000/(3.11×10)=61.08查表得φ=0.81压杆抗压强度σ=N/φA=20.22×103/(0.81×12.16×102)=20.43N/mm2悬挂机构横梁抗压强度σ<[f]=205,满足要求!10.1.9钢结构工字钢荷载验算建筑最大标高为42米；2根钢丝绳重：50Kg；吊篮自重：410kg；最大活动载荷（安全载荷）：300Kg；总荷载=50+410+300=760kg按照GB19155-2017规定，抗倾覆系数等于配重矩比前倾力矩，其比值不得小于3正常工况下：（以ZLP630型最大载荷计算）稳定力矩 =后坠力×支点至配重长度=N×b前倾力矩=总载荷×前吊杆长度=W×a（W见总载荷计算）因吊篮为无配重形式根据规范（GB19155-2017吊篮标准5.2.7要求:在正常工作状态下,吊篮悬挂机构的抗倾覆力矩与倾覆力矩比值不得小于3、现取值3）挑出长度1.9米，后支臂到支撑点距离3.4米(求后缀力N)（N×b）÷（W×a）=3（N×1.9）÷（7.6×3.4）=31.9N÷9.14.4=3N=12.74计算可知吊篮后支臂所在钢梁受拉力为12.74KN结论：施工期间，临时荷载吊篮承受的前支臂反力作用时，原主体结构钢梁可以满足受力要求。10.2窗框龙骨计算10.2.1计算基本信息10.2.2竖框强度计算10.2.3竖框挠度计算10.3脚手架计算10.3.1双排脚手架计算钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《钢结构设计规范》GB50017-2003、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010等规范。按照最不利条件进行考虑，搭设最高脚手架为18米。1、脚手架参数搭设尺寸为：立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为0.90米，立杆的步距为1.80米；计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为10.0米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.55米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2、活荷载参数施工荷载均布参数(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2；3、静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:栏杆冲压钢；4、地基参数地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kN/m2):500.00；基础底面扩展面积(m2):0.09；基础降低系数:0.40。5、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。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=0.038kN/m；脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.900/(2+1)=0.105kN/m；活荷载标准值:Q=3.000×0.900/(2+1)=0.900kN/m；静荷载的计算值:q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；活荷载的计算值:q2=1.4×0.900=1.260kN/m；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)（2）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跨中最大弯距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.5002+0.10×1.260×1.5002=0.314kN.m；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.5002-0.117×1.260×1.5002=-0.370kN.m；我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.314×106,0.370×106)/5080.0=72.835N/mm2；大横杆的抗弯强度:σ=72.835N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。满足要求！（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：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷载标准值:q2=Q=0.900kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=0.677×0.143×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×0.900×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.992mm；脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。大横杆的最大挠度小于1500.0/150mm或者10mm,满足要求!6、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。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）荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.038×1.500=0.058kN；脚手板的荷载标准值：P2=0.350×0.900×1.500/(2+1)=0.158kN；活荷载标准值：Q=3.000×0.900×1.500/(2+1)=1.350kN；荷载的计算值:P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.350=2.148kN；小横杆计算简图（2）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:Mqmax=1.2×0.038×0.9002/8=0.005kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=2.148×0.900/3=0.644kN.m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.649kN.m；σ=M/W=0.649×106/5080.000=127.776N/mm2；小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求！（3）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小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:Vqmax=5×0.038×900.04/(384×2.060×105×121900.000)=0.013mm；P2=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.350=1.565kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:Vpmax=1565.100×900.0×(3×900.02-4×900.02/9)/(72×2.060×105×121900.0)=1.613mm；最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.013+1.613=1.626mm；小横杆的最大挠度小于(900.000/150)=6.000与10mm,满足要求!；7、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值:P1=0.038×0.900=0.035kN；脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN；活荷载标准值:Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN；荷载的计算值:R=1.2×(0.035+0.236)+1.4×2.025=3.160kN；R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!8、脚手架荷载标准值:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248NG1=0.125×10.000=1.248kN；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35NG2=0.350×4×1.500×(0.900+0.3)/2=1.260kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆冲压钢，标准值为0.11NG3=0.110×4×1.500/2=0.330kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.500×10.000=0.075kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.913kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×0.900×1.500×2/2=4.050kN；风荷载标准值应按照以下公式计算其中Wo--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Wo=0.450kN/m2；Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz=0.840；Us--风荷载体型系数：Us=0.649；经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×0.840×0.649=0.172kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.913+1.4×4.050=9.166kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.172×1.500×1.8002/10=0.099kN.m；9、立杆的稳定性计算:不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴心压力设计值：N=9.166kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；计算长度附加系数：K=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：U=1.500计算长度,由公式lo=kuh确定：lo=3.119m；Lo/i=197.000；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.186；立杆净截面面积：A=4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2；σ=9166.000/(0.186×489.000)=100.772N/mm2；立杆稳定性计算σ=100.772小于[f]=205.000N/mm2满足要求！10、最大搭设高度的计算:不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.665kN；活荷载标准值：NQ=4.050kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk=0.125kN/m；Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.665+1.4×4.050)]/(1.2×0.125)=73.301m；脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：[H]=73.301/(1+0.001×73.301)=68.295m；[H]=68.295和50比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。11、连墙件的计算:不考虑风荷载连墙件的轴向力无需计算!12、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg地基承载力设计值:fg=fgk×Kc=200.000kN/m2；其中，地基承载力标准值：fgk=500.000kN/m2；脚手架地基承载力调整系数：kc=0.400；立杆基础底面的平均压力，p=N/A=101.840kN/m2；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=9.166kN；基础底面面积(m2)：A=0.090m2。p=101.840≤fg=200.000kN/m2。地基承载力的计算满足要求！10.3.2满堂脚手架计算1、参数信息:（1）基本参数立柱横向间距或排距la(m):1.60，脚手架步距h(m)：1.60；立杆纵向间距lb(m):1.60，脚手架搭设高度H(m)：7.00；立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.30，平台底钢管间距离(mm)：200.00；钢管类型(mm):Φ48×3.5，扣件连接方式：双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.80；（2）荷载参数脚手板自重(kN/m2):0.300；栏杆自重(kN/m2):0.100；材料堆放最大荷载(kN/m2):1.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；2、纵向支撑钢管计算: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=5.08cm3；截面惯性矩I=12.19cm4；纵向钢管计算简图荷载的计算：(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：q11=0.100+0.300×0.200=0.160kN/m；(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：q12=1.000×0.200=0.200kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：p1=1.000×0.200=0.200kN/m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；最大弯矩计算公式如下:最大支座力计算公式如下:均布恒载：q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.160+1.2×0.200=0.432kN/m；均布活载：q2=1.4×0.200=0.280kN/m；最大弯距Mmax=0.1×0.432×1.6002+0.117×0.280×1.6002=0.194kN.m；最大支座力N=1.1×0.432×1.600+1.2×0.280×1.600=1.298kN；截面应力σ=0.194×106/(5080.0)=38.279N/mm2；纵向钢管的计算强度38.279小于205.000N/mm2,满足要求!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:均布恒载:q=q11+q12=0.360kN/m；均布活载：p=0.200kN/m；V=(0.677×0.360+0.990×0.200)×1600.04/(100×2.060×105×121900.0)=1.153mm纵向钢管的最大挠度小于1600.000/250与10,满足要求!3、横向支撑钢管计算:支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=1.298kN；支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN.m)支撑钢管计算变形图(kN.m)支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=1.635kN.m；最大变形Vmax=11.539mm；最大支座力Qmax=11.406kN；截面应力σ=201.940N/mm2；满足要求!4、扣件抗滑移的计算:按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=11.406kN；R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!5、模板支架荷载标准值(轴力):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)脚手架的自重(kN)：NG1=0.138×7.000=0.965kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。(2)栏杆的自重(kN)：NG2=0.100×1.600=0.160kN；(3)脚手板自重(kN)：NG3=0.300×1.600×1.600=0.768kN；(4)堆放荷载(kN)：NG4=1.000×1.600×1.600=2.560kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.453kN；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=1.000×1.600×1.600=2.560kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.453+1.4×2.560=8.927kN；6、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计