附着升降脚手架安全施工计算书及相关图纸

PAGE1附着升降脚手架安全施工计算书及相关图纸附件=1\*ROMANI：计算书本工程标准层层高3.0m，使用架体总高度13.5m，7层走道板，架体两机位间最大跨度为5.6米；1栋B座地上31层，建筑高度99.5m。由上述可知，当升降脚手架施工防护至屋面层时为最不利工况，按照使用工况和升降工况及台风来临工况分别进行验算。9.1荷载计算恒荷载导轨自重：225kg×10N/kg＝2250N提升系统：100kg×10N/kg=1000N架体自重:5.6m×4700N/m=26320N（13.5m-7F的架体荷载4.7kN/m）静荷载合计：∑＝2250＋1000＋26320＝29570N活荷载1）架体施工活荷载当三步架同时作业时2.0kN/m2当二步架同时作业时3.0kN/m2当为升降状态时0.5kN/m22）风荷载WK＝μZ×μS×WOWO＝0.45KN/m2（深圳市重现期n=10风压值）依据《广东省建筑结构荷载规范》（J12795-2014）高度修正系数μz＝2.00（1栋B座建筑高度99.5m，计算按100米B类）集成式附着升降脚手架防护网风荷载体型系数μs＝1.3φ本工程采用的钢板冲孔网的挡风系数φ＝0.78μs＝1.3×0.78＝1.014Wk＝2.00×1.014×450＝912.6N/㎡9.2荷载组合结构重要性系数γ0=1.1竖向主框架竖向荷载设计值附加安全系数γ1＝1.3荷载不均匀系数γ2＝2.0冲击系数γ3＝1.5永久荷载的分项系数γG＝1.2可变荷载分项系数γQ＝1.4恒载：P静＝29570N根据设计布置，最大跨度L=5.6m，依据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》JG/T546-2019表8防护平台施工荷载标准值可知：使用时:P活＝5.6m×0.6m×2×3KN/㎡＝20160N（两层作业，每层不应大于3KN/㎡）P活＝5.6m×0.6m×3×2KN/㎡＝20160N（三层作业，每层不应大于2KN/㎡）升降时：P活＝5.6×0.6×3×500＝5040N使用工况：P使＝γ0×（γ1×P静＋γQ×P活）＝1.1×（1.3×29570＋1.4×20160）＝73332N升降、坠落工况：P升＝γ0×（γ2×P静＋γQ×P活）＝1.1×（2×29570+1.4×5040）=72816N台风工况：P台＝γ0×γ2×P静=1.1×2.0×29570=65054N9.3工况验算根据机位布置以及建筑结构情况，使用工况下集成式附着升降脚手架导轨的附墙支座不少于2个。按最不利情况考虑，架体荷载均由底部2个导座承载，顶部第三个导座只起抗倾翻作用。同时底部2个导座按1:1.5的承载不均等计算，即中间导座F2=0.6F总9.3.1使用工况验算1)架体在施工标准层时，组合风荷载作用（6级及以上强风不允许施工），基本风压值WO＝V2/1600=0.119KN/m2（6级大风最高风速V=13.8m/s）Wk＝2.0×1.014×119＝241N/㎡F风=1.4×Wk×6.05×5.6=1.4×241×6.05×5.6=11431N（6.05米为顶部悬挑高度+0.5个楼层高度，按第三个导座防倾覆考虑）a.内力计算机位B螺栓处：剪力：Nv=P1=0.6×P使=0.6×73332=43999N拉力：Nt=P1(L+a/2)/H+F风Nt=43999×(0.45+0.6/2)/3.0+11431Nt=22430Nb.承载力验算本工程穿墙螺杆均采用M30、5.6级普通螺栓，，，根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）(以下简称《脚手架规范》)式（4.3.6-1）~（4.3.6-3）得：Nbv＝nvπd2×fbv/4＝π×302×190/4＝134235(N)>43999NNbt＝ntde2πfbt/4＝561×210＝117810(N)>22430N<1满足要求。抗拉强度f=Nt/As=22430/561=39.98N/mm2<210N/mm2抗剪强度f=Nv/As=43999/561=78.43N/mm2<190N/mm2满足要求。3.2升降工况验算遇5级及以上强风或大雨、大雪、浓雾（水平能见度不足50m）等恶劣天气时，不应进行升降作业。基本风压值WO＝V2/1600=0.072KN/m2（5级大风最高风速V=10.7m/s）Wk＝2.0×1.014×72＝146N/㎡F风=1.4×Wk×6.05×5.6=1.4×146×6.05×5.6=6925N超过5级风时，不得进行升降作业。剪力：Nv=P升=72816N拉力：Nt=P升(L+a/2)/H+F风Nt=72816×(0.45+0.6/2)/3.0+6925Nt=25129Nb.承载力验算本工程均采用M30、5.6级普通螺栓，，，根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）(以下简称《脚手架规范》)式（4.3.6-1）~（4.3.6-3）得：Nbv＝nvπd2×fbv/4＝π×302×190/4＝134235(N)>72816NNbt＝ntde2πfbt/4＝561×210＝117810(N)>25129N<1满足要求。抗拉强度f=Nt/As=25129/561=44.79N/mm2<210N/mm2抗剪强度f=Nv/As=72816/561=129.79N/mm2<190N/mm2满足要求。3.3台风来临时使用工况验算a.内力计算因台风来临时，不能进行任何施工操作，因此不考虑施工荷载，并且每机位必须安装3个固定导向座，并进行钢管临时拉结，抵挡台风对架体的作用，此时架体受力为静载及10年一遇风荷载。（4.9米为顶部悬挑高度）F风=1.4×Wk×4.9×5.6=1.4×912.6×4.9×5.6=35058N机位螺栓处：剪力：Nv=P=0.6×P台=0.6×65054=39032N拉力：Nt=P(L+a/2)/H+F风Nt=39032×(0.45+0.6/2)/3.0+35058Nt=44816Nb.承载力验算本工程均采用M30、5.6级普通螺栓，，，根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）(以下简称《脚手架规范》)式（4.3.6-1）~（4.3.6-3）得：Nbv＝nvπd2×fbv/4＝π×302×190/4＝134235(N)>39032NNbt＝ntde2πfbt/4＝561×210＝117810(N)>44816N<1满足要求。抗拉强度f=Nt/As=44816/561=79.88N/mm2<210N/mm2抗剪强度f=Nv/As=39032/561=69.57N/mm2<190N/mm2满足要求。9.4吊挂件及吊索计验算1、上吊挂件设计计算1)、吊挂件的吊环轴用Φ30的Q235、5.6级螺栓，[f]＝210N/mm2[fv]＝190N/mm2吊环截面积：As＝561(mm2)吊挂件提升时承重：P升＝72816(N)由f＝Nt/A≤[f]有f＝72816÷561＝129.8(N/mm2)＜[f]＝170N/mm2(满足要求)2)、焊缝强度计验算焊缝采用母材直角焊，双面满焊hf≥6mm，由钢结构设计规范GB50017-2017中“直角角焊缝的强度应按下列公式计算：在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：当力垂直于焊缝长度方向时，σf＝NV/helw≤βtffw，当力平行于焊缝长度方向时，τf＝NV/helw≤ffw，另由《机械设计手册》第四版第1卷第1篇1-291页表1-4-40建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值：抗压：f＝167N/mm2抗剪：τp’＝118N/mm2(钢结构设计规范GB50017-2017表3.4.1-3焊缝的强度设计值中，自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊，Q235钢的角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度：fwt＝160N/mm2)总焊缝长度：ΣL＝250×4＝1000(mm)焊缝有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2(mm)承受平行于焊缝长度方向的荷载为NV＝72816Nfv＝NV/helw＝72816/heΣL＝72816/（4.2×1000）＝17.34(N/mm2)＜[τp’]＝118N/mm2满足要求。2、下吊点桁架设计计算下吊点桁架钩挂升降设备销轴处连接耳板强度计算，二块连接吊板厚度均为12mm，最小截面积为：As＝2×(38－14)×12＝576mm2σ吊＝P升/AS＝72816/576＝126.42N/mm2＜[σ]＝140N/mm2满足要求连接耳板处焊缝强度计验算总焊缝长度：ΣL＝80×4＝320(mm)焊缝有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2(mm)承受平行于焊缝长度方向的荷载为NV＝72816Nfv＝NV/helw＝72816/heΣL＝72816/（4.2×320）＝54.2(N/mm2)＜[τp’]＝118N/mm2满足要求。9.5固定导向座计验算附墙固定导向座侧板采用Q235-A钢板，其[f]＝170N/mm2[fv]＝140N/mm2，按“容许应力设计法”进行计算，即f≤[f]、fv≤[fv]1、内力分析BC受压：压力N2＝P坠=72816(N)AB受拉：拉力N1＝N2×185/205＝65712(N)2、截面计算：As＝70×10＝700(mm2)固定导向座有二个侧板，则拉力、压力每件均承受1/2力或按2As计算。f1＝N1/2As1＝65712÷2÷700＝46.94(N/mm2)＜[f]＝170N/mm2满足要求i＝0.289a＝0.289×70＝20.23(mm)L＝323mmλ＝323/20.23＝16查钢结构设计规范GB50017-2017附录C的轴心受压构件的稳定系数，表C-13号钢、a类截面轴心受压构件的稳定系数ψ＝0.988f2＝N2/ψAs＝72816÷0.988÷1400＝52.64(N/mm2)＜[f]＝170N/mm2满足要求以上计算是整个架子的重量和荷载以一个附墙固定导向座承载来计算的，实际上有2个或2个以上这样的附墙固定导向座，平均按二个来承载则安全裕度就更大了。3、焊缝计验算：3.1、焊缝采用母材直角焊，双面满焊hf≥6，由钢结构设计规范GB50017-2017中“直角角焊缝的强度应按下列公式计算：在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：当力垂直于焊缝长度方向时，f＝NV/helw≤βtffw，当力平行于焊缝长度方向时，fv＝NV/helw≤fwf”，另由《机械设计手册》第四版第1卷第1篇1-291页表1-4-40建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值：抗压：[ft]＝167N/mm2；抗剪：[fv]＝118N/mm2当力平行于焊缝长度方向时he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2（mm）Lw＝2×50×2-10×2＋33.5×π×2＝390.5(mm)fv＝N2/heLw＝72816÷4.2÷390.5＝44.40(N/mm2)＜[fv]＝118N/mm2满足要求3.2、当力垂直于焊缝长度方向时fv＝N1/heLw≤βtfwt[f]＝167N/mm2βt＝1.22（钢结构设计规范GB50017-2017）f＝N1/heLw＝65712÷4.2÷390.5＝40.06(N/mm2)f＜βtfwt＝1.22×167＝203.7(N/mm2)满足要求3.3、在其它力或各种力综合作用下√（σf/βt）2＋τf2≤fw即√(44.40/1.22)2＋40.062＝54.12(N/mm2)＜[f]＝167N/mm2满足要求。9.6梁强度验算梁计算所用混凝土为C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2），梁截面最小尺寸为200×700mm，穿墙螺栓孔处混凝土受压状况如图，其承载能力应符合下式要求：Nv≤1.35βbβlfcbd式中：Nv——一个螺栓所承受的剪力设计值（N）：βb——螺栓孔混凝土受荷计算系数，取0.39；βl——混凝土局部承压强度提高系数，取1.73；fc——上升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值（N/mm2）；b——混凝土外墙厚度（mm）；d——穿墙螺栓直径（mm）。查《混凝土结构设计规范》C30混凝土轴心抗压强度fc=14.3N/mm21.35βbβlfcbd=1.35×0.39×1.73×14.3×200×30=78150NNv=72816N＜1.35βbβlfcbd=78150N满足要求。9.7加高件计验算由上可知，剪力：Nv=P1=0.6×P使=0.6×73332=43999N拉力：Nt=P1(L+a/2)/H+F风Nt=43999×(0.45+0.6/2)/3.0+11431Nt=22430N∑Px＝0PEB×600/624＝Nt∑Py＝0PCE×230/643＋PEB×170/624＝NvPEB＝23327(N)PCE＝105239(N)而PCE和PEB均由两根5#槽钢承受,其单根截面积为：AS＝692.8mm2其中LEC杆受压，i=19.4mmλ=LEC÷i=643÷19.4=33.1查得ψ＝0.909（材料Q235）σEC=PCE÷ψ÷2As=105239÷0.909÷2÷692.8=83.55N/mm2＜[σ]=215N/mm2满足要求σEB=PEB÷2As=23327÷2÷692.8=16.83N/mm2＜[σ]=215N/mm2满足要求焊缝强度计验算由《机械设计手册》第四版第1卷第1篇1-291页表1-4-40建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值：抗压：[f]＝167N/mm2抗剪：[fv]＝118N/mm2βt＝1.22（建筑结构荷载设计规范GB50009-2012）焊缝采用母材直角焊、双面满焊，hf≥6mm，焊缝抗压抗剪总焊缝长度：∑L=50+50+45=145mm焊缝有效高度：he=0.707hf=0.707×6=4.24mm当力垂直于焊缝长度方向时，σf＝Nv/heLw≤βtfvσf=Nv/heLw=43999/（4.24×145×2）=35.78N/mm2≤βtfv=1.22×118=143.96N/mm2满足要求当力平行于焊缝长度方向时，Tf＝NT/heLw≤fTf