DM-01型導(dǎo)軌框架式爬架計(jì)算書(09-10-19)_第1頁(yè)
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1、DM-01型導(dǎo)軌框架式附著升降腳手架 計(jì) 算 書計(jì)算:審核: DM-01型 導(dǎo) 軌 框 架 式 爬 架計(jì) 算 書一、計(jì)算書名詞含義1. 豎向主框架:用于承受腳手架上的荷載并與附著支承裝置連接,將荷載 傳遞到建筑物結(jié)構(gòu)上的焊接及螺栓聯(lián)接而成的豎向框架。2 水平支承框架:支承在兩個(gè)相鄰豎向主框架之間,并將所承受的架體豎 向荷載傳遞給豎向主框架的空間桁架或框架。3 附著支承裝置:附著在建筑結(jié)構(gòu)上與腳手架架體連接,在升降、使用過(guò) 程中,承受腳手架架體荷載的支承結(jié)構(gòu)。4. 支承跨度:相鄰兩豎向主框架軸線之間的水平距離。5 腳手架高度:腳手架架體底面至架體頂端,不包括防護(hù)欄桿(圍擋)高 度的距離。6 防墜

2、裝置:架體在升降和使用過(guò)程中防止腳手架架體墜落的裝置。7 防傾裝置:在升降和使用過(guò)程中,防止腳手架架體傾覆的裝置。二、荷載規(guī)定和計(jì)算系數(shù)1.荷載規(guī)定恒載:包括搭設(shè)架體的鋼管和扣件、豎向主框架、水平支承框架、作業(yè)層腳手板、安全網(wǎng)、軌道以及固定于架體上的設(shè)備等傳給附著支承點(diǎn)的全部材料、構(gòu)配件、器具的自重。活荷載(施工荷載):架體在工作狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)施工時(shí),按兩層荷載(每層3N2)計(jì)算;裝修施工時(shí),按三層荷載(每層2N2)計(jì)算;架體在升降狀態(tài)下,施工活荷載按每層0.5N2計(jì)算。風(fēng)荷載:風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值按照編制建筑施工腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定計(jì)算確定。擋風(fēng)面積按擋風(fēng)材料、桿件的實(shí)際擋風(fēng)面積計(jì)算。2.計(jì)算系

3、數(shù)(1) 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)o 取0.9;動(dòng)力系數(shù)d取1.05(2) 恒載分項(xiàng)系數(shù)G 取1.2;活荷載分項(xiàng)系數(shù)Q 取1.4(3) 組合風(fēng)荷載時(shí)的荷載組合系數(shù) 取0.85(4) 荷載變化系數(shù)1取1.3; 2取2.0;(5) 豎向主框架和水平支承框架 壓桿 150 拉桿 300單一系數(shù)法復(fù)核時(shí),其安全系數(shù)k值 對(duì)于強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí): k1.5 對(duì)于穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí): k2.0(6)吊索和繩索的安全系數(shù) k6.0三、計(jì)算方法與計(jì)算依據(jù) 1.計(jì)算方法 本計(jì)算書中“豎向主框架”、“水平支承框架”、“附著支承裝置”等按照“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”進(jìn)行計(jì)算。按承載極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的荷載值取設(shè)計(jì)值;按使用極限設(shè)計(jì)的承載值取標(biāo)準(zhǔn)值。

4、防墜裝置、吊具、索具按“容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法”進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,取強(qiáng)度容許值。 計(jì)算荷載的傳遞過(guò)程架體荷載水平支承框架豎向主框架附著支承裝置建筑結(jié)構(gòu)有些安全措施是由水平支承框架直接傳遞給建筑物或者通過(guò)豎向主框架直接傳遞給建筑結(jié)構(gòu)。2.計(jì)算及設(shè)計(jì)參考規(guī)范及手冊(cè) 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-99)、附著升降腳手架管理暫行規(guī)定、扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2002)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)、建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91)、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(GBJ18-87)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)。四、DM-

5、01型導(dǎo)軌框架式爬架結(jié)構(gòu)分類及特點(diǎn) DM-01型導(dǎo)軌框架式爬架結(jié)構(gòu)包括幾大部分組成:1.架體:采用扣件式腳手架桿件組裝的架體。2. 豎向主框架和水平支承框架:采用鋼管及型鋼定型焊接加工螺栓連接的桁架或框架。3.爬升機(jī)構(gòu):包括:附著支承裝置(預(yù)埋件、穿墻螺栓、墊板、掛座、銷軸、卸荷導(dǎo)向件)、提升底座(包含防墜裝置箱體)、防傾及導(dǎo)向裝置(導(dǎo)輪組及導(dǎo)軌)、承重裝置(限位鎖、防墜圓鋼、以及附著支承裝置)。4. 自身提升設(shè)備:電動(dòng)葫蘆、電控柜、電纜線、同步性控制系統(tǒng)。DM-01型導(dǎo)軌框架式爬架突出結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)同一提升點(diǎn)多層多點(diǎn)附墻。DM -01型導(dǎo)軌框架式爬架采用四套卸荷導(dǎo)向件、四根穿墻螺栓分別附著

6、于四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樓層上并連接四層以上長(zhǎng)度的導(dǎo)軌組成附著支承裝置。保證了有效的附著并滿足建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。(2)有效的防傾與導(dǎo)向特點(diǎn)。DM-01型導(dǎo)軌框架式爬架每一提升點(diǎn)沿全高度有四套導(dǎo)輪組件環(huán)抱導(dǎo)軌。在使用工況時(shí),豎向主框架體內(nèi)排上有四套限位鎖直接將導(dǎo)軌及架體固定于卸荷導(dǎo)向件上。(3)靈敏的機(jī)械式防墜裝置。DM -01型導(dǎo)軌框架式爬架提升底座上焊接制動(dòng)框,制動(dòng)框內(nèi)安裝制動(dòng)凹軸,防墜圓鋼從凹軸間穿過(guò),利用信號(hào)裝置從葫蘆提升鉤取得信號(hào),使制動(dòng)軸上下運(yùn)動(dòng),運(yùn)用摩擦角自鎖原理達(dá)到防墜自鎖抱緊,起到阻止架體下墜的作用。(4)同步性控制系統(tǒng)。DM -01型導(dǎo)軌框架式爬架安裝有同步性安全預(yù)警保護(hù)系統(tǒng),其控制架體

7、升降同步性的關(guān)鍵是控制架體每一提升點(diǎn)的荷載或單個(gè)點(diǎn)位升降差,如出現(xiàn)超載或欠載,則發(fā)出“聲”、“光”報(bào)警及切斷電源等各種明顯信號(hào)。(5)豎向主框架和水平支承框架強(qiáng)度可靠。豎向主框架和水平支承框架均是采用鋼管及型鋼定型加工、定型安裝的工具式桁架系統(tǒng);豎向主框架與桁架式導(dǎo)軌形成雙桁架并聯(lián)加強(qiáng)體系,框架強(qiáng)度有效加強(qiáng)。(6)采用桁架式導(dǎo)軌,強(qiáng)度大大加強(qiáng),導(dǎo)向性能更好。解決了目前大部分爬架存在的導(dǎo)軌彎曲變形問(wèn)題。(7)導(dǎo)軌與架體同步升降,省掉了人工周轉(zhuǎn)導(dǎo)軌的工序,升降時(shí)間更短,更好地滿足施工進(jìn)度和安全防護(hù)。五、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算計(jì)算用荷載單元模型的確定選取架體支承跨度為6.0米,腳手架高度按8步雙排,上端外加

8、一步單排防護(hù),綜合折算高度按16.7米的一片架體為荷載計(jì)算單元。架體內(nèi)外排立桿中心距為0.75米,步高為1.8米和2.0米,均布立桿柱距為1.5米。以建筑物標(biāo)準(zhǔn)層層高4.0米的立桿設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。(二)風(fēng)荷載的計(jì)算 計(jì)算式:Wk=0.7s·z·Wo式中:z風(fēng)壓高度變化系數(shù)。按照田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中、小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)的B類地面粗糙度采用。(高度按200米考慮)查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表6.2.1 z=2.61 w o 基本風(fēng)壓。依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖,和為適應(yīng)北京、廣州、上海、天津、西安、重慶、成都、南京、福州、沈陽(yáng)、杭州等全國(guó)大中城市使用,故

9、選取基本風(fēng)壓為wo=0.55N2。 s風(fēng)荷載體型系數(shù)。按照編制建筑施工腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定中,背靠建筑物的情況為“敞開框架和開洞墻”附著升降腳手架外排為密目安全網(wǎng)全封閉,故s=1.3,其中為擋風(fēng)系數(shù)。=AnAW,式中: AN擋風(fēng)面積,AW迎風(fēng)面積 0.5×(1.81.8)×0.0481.8×1.8×40%= = 0.426 1.8×1.8s=1.3=1.3×0.426=0.55 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Wk=0.7s·z·Wo= 0.7×0.55×2.61×0.55=0.55 N2腳手

10、板自重計(jì)算底層腳手板采用鋼筋腳踏板,每50cm間距鋪設(shè)50×100×1200木方一條。架體內(nèi)排立桿離墻450,腳手板鋪設(shè)時(shí)離墻200,則腳手板寬度為:750 + 450 - 200 = 1000。腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.12N2,木方每條重量為0.042 N條,以上操作層采用竹笆,自重標(biāo)準(zhǔn)為0.06KN/2底層腳手板自重:6.0×1.0×0.12N2+0.042 N條×14條=1.31N一層竹笆腳手板自重:6.0m×1.0×0.06N2 = 0.36 N2-9層竹笆自重:0.36N×7層= 2.3N擋腳板自重計(jì)算在

11、腳手板鋪設(shè)層架體的外排搭設(shè)180高、18厚的木板作為擋腳板。 單層自重:6.0×0.18×0.12N2= 0.13N 九層自重:0.13 N×9層=1.17 N安裝于架體上爬升機(jī)構(gòu)自重計(jì)算 包括:1個(gè)提升底座(導(dǎo)軌重量列在豎向主框架重量?jī)?nèi))1×0.22N/個(gè)=0.22N電控柜自重計(jì)算 按40門電控柜配置1臺(tái)計(jì)算: 0.7 N安全網(wǎng)自重計(jì)算外排架外側(cè)面、腳手板下面鋪設(shè)密目式安全網(wǎng),重量系數(shù)為0.01N2。架體上安全網(wǎng)自重:(16.2×6.01.8×6.0×3層)×0.01N2=1.30N豎向主框架自重計(jì)算參見(jiàn)豎向主框

12、架圖紙重量計(jì)算:序號(hào)名稱數(shù)量(節(jié))單重(N)總重(N)圖號(hào)1主框架外立桿下節(jié)10.360.36DkJ-09-01-002主框架外立桿上節(jié)10.250.25DkJ-09-01-003主框架 廊道桿80.0780.624DkJ-08-03-004主框架小橫桿90.030.27DkJ-08-02-005導(dǎo)軌上下節(jié)11.631.63DkJ-04-00-00合計(jì)總重(N)3.13水平支承框架自重計(jì)算序號(hào)名稱數(shù)量單重(N)總重(N)圖號(hào)1小橫桿H806根0.030.182支撐框架4片0.602.43螺栓M20×4022條0.00150.0337螺母M2022個(gè)0.000680.015合計(jì)總重(N

13、)2.63腳手架架體自重計(jì)算DM-01型導(dǎo)軌框架式爬架架體部分采用鋼管扣件腳手架,本計(jì)算書引用鋼管扣件式腳手架來(lái)統(tǒng)計(jì)架體自重荷載。架體鋼管自重計(jì)算偏于安全地采用規(guī)格48×3.0,重量系數(shù)為0.0384 N。1.大橫桿自重計(jì)算:按底步支撐框架以上7步架計(jì)算統(tǒng)計(jì)外排大橫桿22根;內(nèi)排大橫桿7根外排大橫桿:6.0m/根×22根×0.0384N= 5.07N(包括護(hù)欄桿)內(nèi)排大橫桿:6.0m/根×7根×0.0384N= 1.62N2.小橫桿自重計(jì)算:1.3米/根×3根/層×8層×0.0384N = 1.20N3.立桿自重計(jì)

14、算:外排高度:17.6米2.2米=15.4米內(nèi)排高度:15.82.2米=13.6米其中2.2米為水平支承框架立桿平均高度。(15.4米/根+13.6米/根)×3×0.0384N= 3.34N外排立桿自重:15.4米×3×0.0384N=1.77N內(nèi)排立桿自重:13.6米×3×0.0384N=1.57N4.外排剪刀撐自重計(jì)算:計(jì)算長(zhǎng)度:下邊L1= 6米cos55°=10.5米; 上邊L2=10.5米鋼管自重:(10.5米10.5米)×2根×0.0384N=1.6N5扣件自重計(jì)算:扣件自重按0.010N/個(gè)計(jì)

15、算:大橫桿用扣件:90個(gè) 外排大橫桿扣件:62個(gè) 內(nèi)排大橫桿扣件:28個(gè) 小橫桿用扣件:2個(gè)/根×36根=72個(gè) 立桿用對(duì)接扣件:3個(gè)/點(diǎn)×6點(diǎn)=18個(gè)外側(cè)剪刀撐用扣件:9個(gè)/根×2根7個(gè)/根×2根=32個(gè)外排扣件自重:(62+36+9+32)×0.01= 1.39N內(nèi)排扣件自重:(28+36+9)×0.01= 0.73N合計(jì)自重:(90+72+18+32)個(gè)×0.01N/個(gè)=2.12N 以上腳手架自重合計(jì):14.95N(十一)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1.使用工況下,結(jié)構(gòu)施工時(shí),按2層作業(yè)層3N2計(jì)算。 6.0米×1.0米

16、×2層×3N2= 36N 裝修施工時(shí),按3層作業(yè)層2N2計(jì)算。 6.0米×1.0米×3層×2N2= 36 N2. 升降工況下,施工活荷載:按照作業(yè)層0.5N2計(jì)算結(jié)構(gòu)施工時(shí):6.0米×1.0米×2層×0.5N2= 6.0N裝修施工時(shí):6.0米×1.0米×3層×0.5N2= 9.0N六、水平支承框架計(jì)算結(jié)構(gòu)說(shuō)明水平支承框架為組拼式框架,節(jié)點(diǎn)連接采用焊接和螺栓連接,上下弦桿、斜腹桿、立桿及短橫桿采用48×3.0鋼管,螺栓采用M20規(guī)格。水平支承框架兩邊與提升點(diǎn)處的豎向主框架采用螺

17、栓連接。計(jì)算說(shuō)明水平支承框架計(jì)算其承擔(dān)的荷載時(shí),不包括豎向主框架自重荷載。架體荷載通過(guò)立桿傳遞給水平支承框架,再由水平支承框架傳遞給豎向主框架、導(dǎo)軌、建筑結(jié)構(gòu)。將提升點(diǎn)處作為水平支承框架的支座進(jìn)行計(jì)算。架體的全部恒載以及使用工況結(jié)構(gòu)施工時(shí)的施工活荷載簡(jiǎn)化為作用于水平支承框架上弦的節(jié)點(diǎn)荷載。水平支承框架自重、一層腳手板、擋腳板自重和按升降工況裝修時(shí)的一層施工活荷載簡(jiǎn)化為作用于水平支承框架下弦的節(jié)點(diǎn)荷載。荷載計(jì)算1. 荷載計(jì)算方法分別計(jì)算水平支承框架外框架和內(nèi)框架的節(jié)點(diǎn)荷載。每層腳手板的恒載和活荷載作用于外框架和內(nèi)框架的荷載承受面積的分配,根據(jù)一端懸臂梁求支座反力求得:MA=0;MB=0則:X內(nèi)=

18、1.0220.75=0.67米 ;X外=0.33米外框架節(jié)點(diǎn)荷載承受面積的計(jì)算寬度:X外=0.33米內(nèi)框架節(jié)點(diǎn)荷載承受面積的計(jì)算寬度:X內(nèi)=0.67米按照導(dǎo)軌式爬架使用工況和升降工況考慮內(nèi)外框架的節(jié)點(diǎn)荷載。爬架上攀登的施工人員作為活荷載計(jì)算。作用于上弦桿荷載 作用于上弦桿的節(jié)點(diǎn)荷載包括:兩層腳手板的施工荷載(3N2)和架體的全部恒載。(不包括水平支承框架自重)恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算使用工況升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)外框架(N)內(nèi)框架N腳手板六層 3303.19×=1.05 1000 6703.19×=2.14 10001.052.14擋腳板六層1.1701.170爬升機(jī)構(gòu)00

19、220022電控柜0.700.70安全網(wǎng)0.4500.450架體自重10.244.7210.244.72合計(jì)13.617.0813.617.08節(jié)點(diǎn)恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.401.773.401.77架體自重計(jì)算說(shuō)明:外框架:外排大橫桿+小橫桿分配自重+外排立桿+外排剪刀撐+外排扣件自重 330 = 5.07+1.2× + 1.77+1.61+1.39 = 10.24N 1000內(nèi)框架:內(nèi)排大橫桿+小橫桿分配自重+內(nèi)排立桿+內(nèi)排扣件自重 670 = 1.62+1.2× + 1.57 + 0.73= 4.72 N 1000活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算使用工況升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)外框架(

20、N)內(nèi)框架(N)施工活荷載 33036× =11.88 1000 67036× =24.12 1000 3306× 1000=1.98 6706× 1000=4.02節(jié)點(diǎn)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.976.030.51.03.作用于下弦桿荷載 作用于下弦桿的荷載包括:一層腳手板、擋腳板自重以及水平支承框架自重。恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算使用工況升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)外框架(N)內(nèi)框架N腳手板一層 3301.27× =0.42 1000 6701.27× =0.85 10000.420.85踢腳板一層0.1300.130水平支承框架 12.63

21、15; =1.32 21.321.321.32合計(jì)1.872.171.872.17節(jié)點(diǎn)恒載標(biāo)準(zhǔn)值0.470.540.470.54活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)施工活荷載 3303× =0.99 1000 6703× =2.01 1000節(jié)點(diǎn)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.250.504.節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值作用于上弦桿荷載:使用工況外框架P使外上 = od(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05×(1.2×3.4+1.4×2.97)= 7.78(N)使用工況內(nèi)框架P使內(nèi) 上= od(G G k + Q G Q)= 0.9

22、5;1.05×(1.2×1.77+1.4×6.03)= 9.99(N)升降工況外框架P升外上 = od(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05×(1.2×3.4+1.4×0.5)= 4.52(N)升降工況內(nèi)框架P升內(nèi) 上= od(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05×(1.2×1.77+1.4×1.0)= 3.33(N)作用于下弦桿荷載:使用工況外框架 使用工況內(nèi)框架P使外下 = odG G k P使內(nèi)下 = odG G k = 0.9×1.05

23、5;1.2×0.47 = 0.9×1.05×1.2×0.54= 0.53(N) = 0.61(N)升降工況外框架P升外下 = od(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05×(1.2×0.47+1.4×0.25)= 0.86(N)升降工況內(nèi)框架P升內(nèi)下 = od。(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05×(1.2×0.54+1.4×0.5)= 1.27(N)匯總:表一:節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值使用工況升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)外框架(N)內(nèi)框架(N)作用于上弦桿

24、P使外上 = 7.78P使內(nèi)上 =9.99P升外上 =4.52P升內(nèi)上 = 3.33作用于下弦桿P使外下 = 0.53P使內(nèi)下 = 0.61P升外下 = 0.86P升內(nèi)下 = 1.27說(shuō)明:由上述計(jì)算可以看出,使用工況下內(nèi)框架荷載最大,因此,以下計(jì)算選擇最不利的使用工況內(nèi)框架進(jìn)行驗(yàn)算。匯總:表二:節(jié)點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值使用工況升降工況外框架(N)內(nèi)框架(N)外框架(N)內(nèi)框架(N)恒載活載恒載活載恒載活載恒載活載作用于上弦桿3.402.971.776.033.400.501.771.0作用于下弦桿0.4700.5400.470.250.540.50桿件內(nèi)力計(jì)算1. 結(jié)構(gòu)尺寸以及上弦桿節(jié)點(diǎn)在單位集中荷載

25、系數(shù)P=1作用下的內(nèi)力圖 p/2=0.5 p=1 p=1 p=1 p/2=0.5 2343 1500NAG=(20.5)× =1.95()NAC=1.95× = 1.25(+) 1800 2343 1800 2343NDG=(1.95× 1.0)×= 0.65(+) 2343 1800 1500NGH=(1.95+0.65)× =1.66(-) 23432. 下弦桿節(jié)點(diǎn)在單位集中荷載系數(shù)P=1作用下的內(nèi)力圖 2343 1500NAG=1.5× =1.95()NAC=1.95× = 1.25(+) 1800 2343 1800

26、 2343NDG=(1.95× 1.0)× = 0.65(+) 2343 1800 1500NGH=(1.95+0.65)× =1.66(-) 2343最不利的桿件內(nèi)力組合 由上述單位荷載內(nèi)力圖可以看出最危險(xiǎn)的受壓桿件是支座(提升底座)處斜腹桿AG、BI和跨中部位上弦桿GH、HI,因此,只驗(yàn)算此兩種桿件的強(qiáng)度及穩(wěn)定性即可。由上述內(nèi)、外框架荷載設(shè)計(jì)值的比較明顯看出,在使用工況下,內(nèi)框架的節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值最大,因此,以下只驗(yàn)算使用工況下的內(nèi)框架。1.AG桿內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值:NAG設(shè)=1.95×9.99+1.95×0.61= 20.67N標(biāo)準(zhǔn)值:NAG標(biāo)

27、=1.95×(1.77+6.03)+1.95×0.54 = 16.26N2.GH桿內(nèi)力組合 設(shè)計(jì)值:NGH設(shè)=1.66×9.99+1.66×0.60= 17.58N標(biāo)準(zhǔn)值:NGH標(biāo)=1.66×(2.49+5.42)+1.95×0.53 = 14.0 1N 最不利桿件AG和GH的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算1. 材料特性參數(shù)材料選用48鋼管:截面積A=4892,抗彎截面模量Wx=50803,ix=15.8。2.支座處斜腹桿AG的驗(yàn)算強(qiáng)度: NAG設(shè) 20650 = = = 42.23N2f=205N2 A 489穩(wěn)定性:計(jì)算長(zhǎng)度:L=(18002+

28、15002)12=2343 L 2343= = = 148.3<150 ix 15.8查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表A.1.1-1 穩(wěn)定系數(shù) :=0.446 NAG設(shè) 20650 = = = 54.79N2f=205N2 A 0.446×845.1安全系數(shù): NAG標(biāo) 16460 = = =43.7N2f=205N2 A 0.446×845.1 S 240 k= = = 5.52.0 合格! 43.73.上弦跨中壓桿GH驗(yàn)算強(qiáng)度: NGH設(shè) 17580 = = = 35.95N2f=205N2 A 489穩(wěn)定性:計(jì)算長(zhǎng)度:L= 1500 L 1500= = = 95 ix 15

29、.8查冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范附表A.1.1-1 穩(wěn)定系數(shù) :=0.626 NGH設(shè) 17580 = = = 57.4N2f=205N2 A 0.626×489安全系數(shù): NGH標(biāo) 14010 = = = 45.77 N2f=205N2 A 0.626×489 S 240 k= = = 5.242.0 合格! 45.77驗(yàn)算桿件AG配用螺栓的抗剪強(qiáng)度 在提升底座處,AG桿配用1條M20螺栓。水平支承框架配用螺栓均承受剪力,不受軸向力。螺栓凈截面積計(jì)算:A1=(17.2942)2 = 234.92 A2=(17.2942)2 = 234.92螺栓抗剪力計(jì)算:N1=234.9&

30、#215;130 = 30537 N NAG設(shè)=25560NN2= 30537N安全系數(shù):NAG標(biāo)=16260N NAG標(biāo) 16260= = = 69N2fvb=130N2234.9 234.9k=1.86>1.5抗擠壓計(jì)算AG桿連接鋼板擠壓強(qiáng)度計(jì)算 擠壓面上的擠壓力設(shè)計(jì)值:P=20670N 擠壓面的計(jì)算面積:A1=d1×L=20×8=1602 (作用于支座連接板) d1:螺栓直徑;L:擠壓作用厚度 擠壓面的計(jì)算面積:A2=d1×L=20×7=1402 (作用于AG桿) d1:螺桿直徑;L:擠壓作用厚度工作擠壓應(yīng)力:(選用計(jì)算面積較小者計(jì)算) NA

31、G設(shè) 20670 = = = 147.5N2fcb = 305N2 A2 140焊縫強(qiáng)度計(jì)算提升底座處斜腹桿作用下的耳板焊縫計(jì)算 N 式中:f:垂直于焊縫長(zhǎng)度的正應(yīng)力f =f ffw f:沿焊縫方向的剪應(yīng)力 helw f:設(shè)計(jì)值增大系數(shù)1.22 N he:角焊縫有效厚度0.7hf=0.7×5=3.5f = ffw lw :角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 helw 每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度減10 ffw:角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1800=arctg = 50.2。 1500NAG設(shè)=20670NNAGX=NAG設(shè)×cos=1323NNAGy= NAG設(shè)×cos(90°-) NAGX =

32、 15880N NAG設(shè)NAGy附圖(3) NAGX 13231f =23.6N2f ffw =195.2N2 helw 3.5×80×2 NAGy 15865f =28.3N2 ffw =160N2 helw 3.5×80×2綜合作用: f 2 23.6 2()+f 2 = ( )+ 28.32 = 34.3N2 ffw f 1.22 =160N2七、豎向主框架計(jì)算結(jié)構(gòu)說(shuō)明豎向主框架是由主框架單元節(jié)組裝而成的。單元節(jié)包括主框架下節(jié)、主框架上節(jié)和主框架加長(zhǎng)節(jié)。每一單元節(jié)均是利用導(dǎo)軌立桿、外立桿、小橫桿、廊道斜桿、節(jié)點(diǎn)板和M20螺栓連接而成的定型框架。根據(jù)

33、具體工程選用主框架單元節(jié)。每一單元節(jié)外排立桿一根;內(nèi)排立桿兩根(導(dǎo)軌簡(jiǎn)化為一根立桿),其中心間距為0.25。豎向主框架的內(nèi)、外立桿中心距為0.75,大橫桿的模數(shù)高度(即安裝后的步高)為2.0,豎向主框架的上端防護(hù)欄桿高度1.5。豎向主框架單元節(jié)之間的連接采用同樣的連接方法。內(nèi)外排立桿采用套接,利用螺栓連接的方法。計(jì)算說(shuō)明1.豎向主框架桿件軸線在一個(gè)平面內(nèi)相交于一點(diǎn)且承受跨度為6.0的一榀架體的荷載。2.在使用工況下,豎向主框架與導(dǎo)向件有四處附著,包括上、下每層一個(gè)導(dǎo)輪組即四個(gè)導(dǎo)輪組和四道限位鎖;導(dǎo)向件與每個(gè)樓層均有一根穿墻螺栓與結(jié)構(gòu)附著。在升降工況下,提升電動(dòng)葫蘆承載,荷載包括恒載和作業(yè)層上0

34、.5N2的施工荷載。3.從荷載分析可知,豎向主框架承擔(dān)荷載在使用工況下最大,因此,著重驗(yàn)算使用工況下的強(qiáng)度與穩(wěn)定。 根據(jù)附著式升降腳手架設(shè)計(jì)和使用管理辦法的規(guī)定,使用工況下,每層應(yīng)設(shè)附著支承裝置。對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌框架式爬架,在計(jì)算簡(jiǎn)圖中,將上、下四個(gè)導(dǎo)輪組以及四個(gè)限位鎖作為四個(gè)支座,其中導(dǎo)輪組可承受水平風(fēng)荷載的作用,限位鎖主要承受垂直荷載,但也可承受部分水平風(fēng)荷載的作用。作為豎向主框架每個(gè)支座,風(fēng)荷載作用下的支座反力按照彎矩分配法進(jìn)行計(jì)算。 綜上,豎向主框架按照平面內(nèi)單片進(jìn)行內(nèi)力分析計(jì)算;計(jì)算簡(jiǎn)化是根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利情況進(jìn)行的偏于安全的簡(jiǎn)化,根據(jù)上述簡(jiǎn)化求出的支座反力和最大彎矩、剪力、軸力的截面進(jìn)行

35、最不利組合,驗(yàn)算強(qiáng)度和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)尺寸及簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)圖【參見(jiàn)附圖(4)】豎向主框架的總高度(不加防護(hù)桿)15.8,防護(hù)桿按0.9米計(jì)算,內(nèi)外排立桿中心距0.75,組裝后步高2,最上一個(gè)導(dǎo)輪組以上的架體懸臂部分高度4,小于4.5。 將導(dǎo)輪組和限位鎖安裝于結(jié)構(gòu)樓層對(duì)應(yīng)的架體2米步高的節(jié)點(diǎn)上。風(fēng)荷載考慮水平作用于架體2米步高的節(jié)點(diǎn)上,以節(jié)點(diǎn)荷載考慮。荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk標(biāo) = 0.55N2風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:Wk設(shè) = 0.9×1.05×1.4×0.55 = 0.73N2風(fēng)線荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q標(biāo) = 0.55×6.0 = 3.3 N風(fēng)線荷載設(shè)計(jì)值:q設(shè)= 0.73&#

36、215;6.0 = 4.38N1. 節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)值P1標(biāo)=(1.01.0)×3.3 =6.6NP1設(shè)=(1.0+1.0)×4.38 =8.76(N)P2標(biāo)=(1.01.0)×3.3 =6.6NP2設(shè)=(1.0+1.0)×4.38 =8.76(N)P3標(biāo)=0.9×3.3=2.97 NP3設(shè)=0.9×4.38=3.94N2.豎向主框架垂直荷載計(jì)算【參見(jiàn)附圖(5)】由水平支承框架傳遞給主框架的支座反力作用于主框架下面R內(nèi)和R外。豎向主框架自重按內(nèi)外立柱分配系數(shù)23和13進(jìn)行分配并簡(jiǎn)化到頂部由P1內(nèi)和P2外均擔(dān)

37、。設(shè)計(jì)值計(jì)算:使用工況外立柱(N)R外= 3.5×(P使外上+ P使外下) =3×(7.78+0.53)=29.09P1外= 1.04內(nèi)立柱(N)R內(nèi)= 3.5×(P使內(nèi)上+ P使內(nèi)下) =3.5×(9.99+0.60) =37.07P1內(nèi)=2.08升降工況外立柱(N)R外= 3.5×(P升外上+ P升外下)=3.5×(4.52+0.86)=18.83P1外=1.04內(nèi)立柱(N)R內(nèi)= 3.5×(P升內(nèi)上+ P升內(nèi)下)=3.5×(3.33+1.27)=16.1P1內(nèi)=2.08豎向主框架分配于內(nèi)立柱的自重 豎向主框架

38、分配于外立柱的自重 2 13.13× = 2.09 N 3.13× = 1.04 N 3 3風(fēng)荷載作用下的支座反力計(jì)算【參見(jiàn)附圖(6)】 綜合計(jì)算得出:支座反力(合力A+B) RD = 35.07 ; RB= -29.16 RC=32.90 ; ;RA=28.17風(fēng)荷載作用下桿件內(nèi)力計(jì)算【參見(jiàn)附圖(7)】 800 2000 2000 2154 = 0.40 ; = 2.5; = 0.92; = 1.08 2000 800 2154 2000其中斜邊計(jì)算長(zhǎng)度:L=(20002+8002)12=2154N1-2=-8.76 N2-3=23.56 N2-4=21.9 N3-4=0

39、N3-5=65.7 N3-6=47.23N4-6=21.9 N5-6=8.76N5-7=-65.7 N6-7=27.90N6-8=27.11 N7-8=0N7-9=-18.27 N7-10=-8.67N8-10=27.11 N9-10=7.88N9-11=-18.75 N10-11=69.66N10-12=43.81 N11-12=0N11-13=90.15 N11-14=-50.43N12-14=-47.81 N13-14=7.88N13-15=90.15 N14-15=(-40.35N14-16=-52.80 N15-16=23.64N15-17=53.43 N16-17=-58.31N1

40、6-18=0 N17-18=27.97最不利桿件垂直力與風(fēng)荷載組合由豎向主框架內(nèi)力圖看出,壓桿11-13、13-15內(nèi)力值最大,只驗(yàn)算這幾種桿件即可。簡(jiǎn)化到豎向主框架下部的垂直力R外有利于壓桿11-13、13-15因此不用組合。1. 驗(yàn)算壓桿11-13/13-15強(qiáng)度: N11-13設(shè) 90150 = = = 184 N2f=205N2 A 489穩(wěn)定性:計(jì)算長(zhǎng)度:L= 1800 L 1800= = = 114 150 I 15.8八、限位鎖的計(jì)算計(jì)算說(shuō)明限位鎖是在導(dǎo)軌框架式爬架使用工況下承擔(dān)架體全部恒載和活荷載的構(gòu)件。其安裝固定于導(dǎo)軌上,安裝在導(dǎo)向件上,通過(guò)它承擔(dān)架體的荷載并傳至導(dǎo)向件,再由

41、導(dǎo)向件通過(guò)穿墻螺栓傳給結(jié)構(gòu),每一提升點(diǎn)安裝四個(gè)限位鎖。限位鎖環(huán)抱住導(dǎo)軌,每個(gè)限位鎖通過(guò)2個(gè)M20螺栓(4.8級(jí))與導(dǎo)軌限位。限位鎖主要承受架體垂直向下的豎向力。與限位鎖同時(shí)作用的承擔(dān)豎向荷載的還有提升底座防墜裝置的構(gòu)造措施。這里只考慮四個(gè)限位鎖承擔(dān)全部荷載,其他措施作為保險(xiǎn)構(gòu)造。另外,豎向主框架導(dǎo)軌上下與導(dǎo)向座之間水平拉接的四個(gè)導(dǎo)輪組抵抗水平偏心彎矩,所以,以下計(jì)算將只驗(yàn)算限位鎖銷軸的抗剪以及限位鎖本身環(huán)抱導(dǎo)軌的鋼板之間的焊縫強(qiáng)度,不考慮由于豎向主框架外排立桿擔(dān)負(fù)的荷載對(duì)限位鎖的偏心彎矩。此計(jì)算偏于安全地忽略了防墜鎖的同時(shí)作用,只單獨(dú)考慮限位鎖承載。防墜裝置作為安全保護(hù)裝置將另行驗(yàn)算。安裝及受

42、力見(jiàn)圖【參見(jiàn)(附圖8)】荷載計(jì)算 1.恒載標(biāo)準(zhǔn)值:6層腳手板+6層擋腳板+爬升機(jī)構(gòu)+電控柜+安全網(wǎng)+豎向主框架+水平支承框架+腳手架架體=4.19+1.17+0.22+0.7+0.45+3.13+2.63+14.9=27.39N2. 施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 使用工況下活荷載標(biāo)準(zhǔn)值36.0N3. 荷載總值P標(biāo)= 27.39+36.0=63.39N P設(shè) = oD(G G k + Q G Q) = 0.9×1.05×(1.2×27.39+1.4×36)=78.69N螺栓抗剪驗(yàn)算螺栓M20;截面積A=2352(按三個(gè)限位鎖受力計(jì)算)抗剪強(qiáng)度: P設(shè) 78690=

43、= = 56N2fbv=130N2 6A 6×235 螺栓孔承壓驗(yàn)算 擠壓面上的擠壓力設(shè)計(jì)值:P設(shè) =78690N 擠壓面的計(jì)算面積:A=6d×l=6×20×5.3=6362 d:螺栓直徑;l:槽鋼擠壓作用厚度工作擠壓應(yīng)力: N設(shè) 78690 = = = 124 N2fcb = 310N2 A 636九、防墜圓鋼和連墻螺栓驗(yàn)算防墜圓鋼和斜拉鋼件采用25 的Q235圓鋼。驗(yàn)算公式: =N/Af f圓鋼強(qiáng)度值1.防墜圓鋼受力分析【參見(jiàn)(附圖9)】防墜圓鋼是在架體升降過(guò)程中,提升機(jī)斷鏈或提升鉤脫落等情況下承受架體的豎向全部荷載,并將荷載通過(guò)防墜三角架和斜拉卸荷

44、圓鋼傳遞于結(jié)構(gòu)物,此時(shí)包括架體的恒載和作業(yè)層0.5N2的施工活荷載;荷載計(jì)算:結(jié)構(gòu)施工工況下恒載:9層腳手板+9層擋腳板+爬升機(jī)構(gòu)+電控柜+安全網(wǎng)+豎向主框架+水平支承框架+腳手架架體=27.39N裝修施工工況下恒載:由于懸臂的兩步架拆除, 以上恒載中除電控柜、爬升機(jī)構(gòu)、水平支承框架外,其余荷載均變小,即: 25.55 N升降工況下的活載:結(jié)構(gòu)施工階段:6.0N ;裝修施工階段:9.0N2. 荷載設(shè)計(jì)值裝修施工時(shí):FMAX=27.39+6.0=33.39N斜拉圓鋼驗(yàn)算: 選擇靜拉力較大者進(jìn)行計(jì)算: =N/Af =N/SIN6O/A =33390÷SIN84O÷491=69N

45、/2f =205 N/23. 連墻螺栓驗(yàn)算:由于斜拉圓鋼傾角為84度,對(duì)螺栓產(chǎn)生的剪力遠(yuǎn)大于產(chǎn)生的拉力,為簡(jiǎn)化計(jì)算,僅考慮螺栓的受剪計(jì)算: 螺栓有效截面為:A=(28/2)2×=615.7 驗(yàn)算公式: FMAXFP FP= A×125=76963NFMAX 十、提升掛座和防墜掛座的計(jì)算(參見(jiàn)(附圖10)提升掛座是在升降工況下使用的構(gòu)件,它通過(guò)32穿墻螺栓與結(jié)構(gòu)物連接,下掛提升葫蘆。在架體升降時(shí),提升掛座承受通過(guò)提升機(jī)傳來(lái)的架體的豎向全部荷載,并將荷載傳遞于結(jié)構(gòu)物,此時(shí)包括架體的恒載和作業(yè)層0.5N2的施工活荷載。1 荷載計(jì)算:結(jié)構(gòu)施工工況下恒載:9層腳手板+9層擋腳板+爬升機(jī)構(gòu)+電控柜+安全網(wǎng)+豎向主框架+水平支承框架+腳手架架體=27.39N升降工況下的活載:結(jié)構(gòu)施工階段:6.0N ;裝修施工階段:9.0 N2.荷載設(shè)計(jì)值裝修施工時(shí):P設(shè) = o2(G G k + Q G Q) = 0.9×1.05×(1.2×20.69+1.4×9.0) = 32.08N結(jié)構(gòu)施工時(shí):P設(shè) = o2(G G k + Q G Q)= 0.9×1.05&

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