幕墻工程施工計算書及相關施工圖紙

10.1吊籃計算 210.1.1吊籃布置圖 210.1.2荷載計算 510.1.3風載荷的計算 510.1.4鋼絲繩的選擇與計算 810.1.5前后支架支反力計算 910.1.6M16U型螺栓的計算 1110.1.7后支架配重驗算 1210.1.8懸掛機構橫梁驗算 1210.1.9鋼結構工字鋼荷載驗算 1310.2窗框龍骨計算 1410.2.1計算基本信息 1410.2.2豎框強度計算 1510.2.3豎框撓度計算 1610.3腳手架計算 1710.3.1雙排腳手架計算 1710.3.2滿堂腳手架計算 2610.1吊籃計算10.1.1吊籃布置圖1-B#樓剖面圖2#樓剖面圖10.1.2荷載計算建筑最大標高為42M；4根鋼絲繩重：50Kg；最大活動載荷（安全載荷）：300Kg；為滿足GB/T19155-2017《高處作業(yè)吊籃》要求，考慮風載因素，為確保安全對吊籃限制載荷將至630kg-180kg（風載荷）450kg，考慮偏載、建筑高度穩(wěn)定性等因素，安全載荷取350kg。10.1.3風載荷的計算根據(jù)《建筑結構載荷規(guī)范》GB50009-2012規(guī)定計算：式中：風載荷標準值：其中：以上按離地面或海平面標高50m，B類地面粗糙度類別取值。吊籃受風面積計算：（1.816m2為6.0m吊籃平臺受風面積；1m2為施工中其它物品受風面積；1.4m2為施工人員的受風面積，每人按照0.7m2計算）即風載荷為：。10.1.4鋼絲繩的選擇與計算GB/T19155-2017《高處作業(yè)吊籃》6.6.1.3規(guī)定：鋼絲繩安全系數(shù)：鋼絲繩懸掛系統(tǒng)大于或等于8。GB/T19155-2017《高處作業(yè)吊籃》6.6.1.2鋼絲繩安全系數(shù)按式（15）計算：Zp式中：鋼絲繩最小破斷拉力確定：選擇鋼絲繩型號：4×31SW+NF-8.3吊籃系統(tǒng)采用的是標準號為Q/320281PM02-2007的4x31SW+NF-8.3航空用鋼絲繩；最小破斷拉力F0=53.00kN。采用GB/T19155-2017《高處作業(yè)吊籃》6.6.2.2平臺內(nèi)安裝的起升機構規(guī)定：S等于起升機構的極限工作載荷除以起升機構承受懸掛載荷鋼絲繩的數(shù)量，最大工作靜拉力按式（16）計算：………（16）式中：ZLP630型號吊籃采用LTD63提升機,其為了符合GB/T19155-2017標準使用要求，即提升機ZDT63的極限工作載荷規(guī)定為500kg（為安全計，鋼絲繩選型計算按照LTD63提升機的原極限工作載荷計算，即為630kg）。因此按照端部起升機構極限工作載荷除以起升機構承受懸掛載荷鋼絲繩的數(shù)量計算：滿足受力荷載，符合要求。10.1.5前后支架支反力計算1、非標跨梁架設形式（前橫梁1.9m，中橫梁及后橫梁3.4m）（正負號說明，正表示樓面承受重力，負號代表拉力）已知技術參數(shù)表如下：規(guī)格名稱型號單位參數(shù)規(guī)格名稱型號單位參數(shù)橫梁（前、中、后梁）自重Kg65上支撐Kg15前支架Kg15后支架Kg0其它Kg25懸架總重Kg120橫梁和其它之和重量Kg90前支架和上支撐重量Kg30配重GKg0吊籃平臺最大活動載荷（安全載荷）Kg350最大前挑尺寸m1.9前后間距尺寸m3.4=1\*GB3①懸桿自重引起的前后支架受力如下：前支架處樓面承受重力為：后支架處樓面承受重力為：=2\*GB3②當?shù)趸@平臺閑置時，懸桿只承受自重、配重和鋼絲繩重量，這時候樓面承受重力為：前吊點為：前支架處樓面受力：后支架處樓面受力：=3\*GB3③當?shù)趸@平臺滿載運行時，樓面承受重力為：最大6.0m吊籃，自重380kg前吊點為：前支架處樓面受力： 后支架處樓面受力：綜合上述可知：前支架處樓面的受力范圍為：1.37~7.06kN；后支架處樓面的受力范圍為：0.08~1.96kN。2、非標跨梁架設形式（前橫梁1.3m，中橫梁及后橫梁2.7m）（正負號說明，正表示樓面承受重力，負號代表拉力）已知：技術參數(shù)表如下：規(guī)格名稱型號單位參數(shù)規(guī)格名稱型號單位參數(shù)橫梁（前、中、后梁）自重Kg45上支撐Kg15前支架Kg15后支架Kg0其它Kg25懸架總重Kg100橫梁和其它之和重量Kg70前支架和上支撐重量Kg30配重GKg0吊籃平臺最大活動載荷（安全載荷）Kg350最大前挑尺寸m1.3前后間距尺寸m2.7=1\*GB3①懸桿自重引起的前后支架受力如下：前支架處樓面承受重力為：后支架處樓面承受重力為：=2\*GB3②當?shù)趸@平臺閑置時，懸桿只承受自重、配重和鋼絲繩重量，這時候樓面承受重力為：前吊點為：前支架處樓面受力：后支架處樓面受力：=3\*GB3③當?shù)趸@平臺滿載運行時，樓面承受重力為：最大6.0m吊籃，自重380kg前吊點為：前支架處樓面受力： 后支架處樓面受力：綜合上述可知：前支架處樓面的受力范圍為：1.19~6.60kN；后支架處樓面的受力范圍為：0.06~1.70kN。10.1.6M16U型螺栓的計算每個固定點采用2個M16U型螺栓，允許載荷為28*2=56KNU型螺栓受到最大拉力為1.96KN工作載荷按照三倍計算為1.96X3=5.88KNU型螺栓受到最大拉力5.88KN<56KN，所以滿足受力安全要求。10.1.7后支架配重驗算后支架采用與樓層結構拉結形式，支承后支架結構所受集中荷載為：T=3×(Q0×L1/L2)=3×(9.57×1.90/3.40)=16.05kN。拉環(huán)允許最大拉力為T0=2×65×3.14×16.002/4=26138.07kNT<T0，拉環(huán)強度滿足要求!10.1.8懸掛機構橫梁驗算懸掛機構橫梁抗彎強度驗算：兩拉結點鋼絲拉繩按相同規(guī)格考慮。鋼絲繩拉力為T=Q0/(sinα1+sinα2)=9.57/(0.41+0.45)=11.19kN其中α1-吊點處斜拉繩與橫梁的夾角；α2-橫梁中部斜拉繩與橫梁的夾角。橫梁截面型鋼抵抗矩W=29.35cm3橫梁最大彎矩M=Q0L1-TL1sinα1-TL3sinα2=9.57×1.90-11.19×1.90×0.41-11.19×1.70×0.45=1.00kN.m抗彎強度σ=M/W=1.00×106/(29.35×103)=34.10N/mm2懸掛機構橫梁抗彎強度σ<[f]=205,滿足要求!懸掛機構橫梁軸心抗壓強度驗算：橫梁受軸向壓力為N=T×(cosα1+cosα2)=9.57×(0.91+0.89)=20.22kN長細比λ=L/i=1.90×1000/(3.11×10)=61.08查表得φ=0.81壓桿抗壓強度σ=N/φA=20.22×103/(0.81×12.16×102)=20.43N/mm2懸掛機構橫梁抗壓強度σ<[f]=205,滿足要求!10.1.9鋼結構工字鋼荷載驗算建筑最大標高為42米；2根鋼絲繩重：50Kg；吊籃自重：410kg；最大活動載荷（安全載荷）：300Kg；總荷載=50+410+300=760kg按照GB19155-2017規(guī)定，抗傾覆系數(shù)等于配重矩比前傾力矩，其比值不得小于3正常工況下：（以ZLP630型最大載荷計算）穩(wěn)定力矩 =后墜力×支點至配重長度=N×b前傾力矩=總載荷×前吊桿長度=W×a（W見總載荷計算）因吊籃為無配重形式根據(jù)規(guī)范（GB19155-2017吊籃標準5.2.7要求:在正常工作狀態(tài)下,吊籃懸掛機構的抗傾覆力矩與傾覆力矩比值不得小于3、現(xiàn)取值3）挑出長度1.9米，后支臂到支撐點距離3.4米(求后綴力N)（N×b）÷（W×a）=3（N×1.9）÷（7.6×3.4）=31.9N÷9.14.4=3N=12.74計算可知吊籃后支臂所在鋼梁受拉力為12.74KN結論：施工期間，臨時荷載吊籃承受的前支臂反力作用時，原主體結構鋼梁可以滿足受力要求。10.2窗框龍骨計算10.2.1計算基本信息10.2.2豎框強度計算10.2.3豎框撓度計算10.3腳手架計算10.3.1雙排腳手架計算鋼管腳手架的計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2011、《建筑施工腳手架安全技術統(tǒng)一標準》GB51210-2016、《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011、《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012、《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003、《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2010等規(guī)范。按照最不利條件進行考慮，搭設最高腳手架為18米。1、腳手架參數(shù)搭設尺寸為：立桿的縱距為1.50米，立桿的橫距為0.90米，立桿的步距為1.80米；計算的腳手架為雙排腳手架搭設高度為10.0米，立桿采用單立管；內(nèi)排架距離墻長度為0.55米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2；采用的鋼管類型為Φ48×3.5；橫桿與立桿連接方式為單扣件；扣件抗滑承載力系數(shù)為0.80；連墻件采用兩步三跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2、活荷載參數(shù)施工荷載均布參數(shù)(kN/m2):3.000；腳手架用途:結構腳手架；同時施工層數(shù):2；3、靜荷載參數(shù)每米立桿數(shù)承受的結構自重標準(kN/m2):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.350；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m2):0.110；安全設施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數(shù):4；腳手板類別:木腳手板；欄桿擋板類別:欄桿沖壓鋼；4、地基參數(shù)地基土類型:碎石土；地基承載力標準值(kN/m2):500.00；基礎底面擴展面積(m2):0.09；基礎降低系數(shù):0.40。5、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。（1）均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038kN/m；腳手板的荷載標準值:P2=0.350×0.900/(2+1)=0.105kN/m；活荷載標準值:Q=3.000×0.900/(2+1)=0.900kN/m；靜荷載的計算值:q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；活荷載的計算值:q2=1.4×0.900=1.260kN/m；大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)（2）強度計算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎距計算公式如下:跨中最大彎距為M1max=0.08×0.172×1.5002+0.10×1.260×1.5002=0.314kN.m；支座最大彎距計算公式如下:支座最大彎距為M2max=-0.10×0.172×1.5002-0.117×1.260×1.5002=-0.370kN.m；我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：σ=Max(0.314×106,0.370×106)/5080.0=72.835N/mm2；大橫桿的抗彎強度:σ=72.835N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。滿足要求！（3）撓度計算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下：靜荷載標準值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷載標準值:q2=Q=0.900kN/m；三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度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；腳手板,縱向、受彎構件的容許撓度為l/150與10mm請參考規(guī)范表5.1.8。大橫桿的最大撓度小于1500.0/150mm或者10mm,滿足要求!6、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。（1）荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1=0.038×1.500=0.058kN；腳手板的荷載標準值：P2=0.350×0.900×1.500/(2+1)=0.158kN；活荷載標準值：Q=3.000×0.900×1.500/(2+1)=1.350kN；荷載的計算值:P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.350=2.148kN；小橫桿計算簡圖（2）強度計算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax=1.2×0.038×0.9002/8=0.005kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax=2.148×0.900/3=0.644kN.m；最大彎矩M=Mqmax+Mpmax=0.649kN.m；σ=M/W=0.649×106/5080.000=127.776N/mm2；小橫桿的計算強度小于205.000N/mm2,滿足要求?。?）撓度計算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下: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；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:Vpmax=1565.100×900.0×(3×900.02-4×900.02/9)/(72×2.060×105×121900.0)=1.613mm；最大撓度和V=Vqmax+Vpmax=0.013+1.613=1.626mm；小橫桿的最大撓度小于(900.000/150)=6.000與10mm,滿足要求!；7、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為6.40kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設計值,取6.40kN；R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；橫桿的自重標準值:P1=0.038×0.900=0.035kN；腳手板的荷載標準值:P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN；活荷載標準值:Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN；荷載的計算值:R=1.2×(0.035+0.236)+1.4×2.025=3.160kN；R<6.40kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!8、腳手架荷載標準值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1248NG1=0.125×10.000=1.248kN；(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用木腳手板，標準值為0.35NG2=0.350×4×1.500×(0.900+0.3)/2=1.260kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿沖壓鋼，標準值為0.11NG3=0.110×4×1.500/2=0.330kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.500×10.000=0.075kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.913kN；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值NQ=3.000×0.900×1.500×2/2=4.050kN；風荷載標準值應按照以下公式計算其中Wo--基本風壓(kN/m2)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Wo=0.450kN/m2；Uz--風荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz=0.840；Us--風荷載體型系數(shù)：Us=0.649；經(jīng)計算得到，風荷載標準值Wk=0.7×0.450×0.840×0.649=0.172kN/m2；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.913+1.4×4.050=9.166kN；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.172×1.500×1.8002/10=0.099kN.m；9、立桿的穩(wěn)定性計算:不組合風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為：立桿的軸心壓力設計值：N=9.166kN；計算立桿的截面回轉半徑：i=1.58cm；計算長度附加系數(shù)：K=1.155；計算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得：U=1.500計算長度,由公式lo=kuh確定：lo=3.119m；Lo/i=197.000；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比lo/i的結果查表得到：φ=0.186；立桿凈截面面積：A=4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值：[f]=205.000N/mm2；σ=9166.000/(0.186×489.000)=100.772N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=100.772小于[f]=205.000N/mm2滿足要求！10、最大搭設高度的計算:不考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算：構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力NG2K(kN)計算公式為：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.665kN；活荷載標準值：NQ=4.050kN；每米立桿承受的結構自重標準值：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；腳手架搭設高度Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米：[H]=73.301/(1+0.001×73.301)=68.295m；[H]=68.295和50比較取較小值。得到，腳手架搭設高度限值[H]=50.000m。11、連墻件的計算:不考慮風荷載連墻件的軸向力無需計算!12、立桿的地基承載力計算:立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求p≤fg地基承載力設計值:fg=fgk×Kc=200.000kN/m2；其中，地基承載力標準值：fgk=500.000kN/m2；腳手架地基承載力調整系數(shù)：kc=0.400；立桿基礎底面的平均壓力，p=N/A=101.840kN/m2；其中，上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值：N=9.166kN；基礎底面面積(m2)：A=0.090m2。p=101.840≤fg=200.000kN/m2。地基承載力的計算滿足要求！10.3.2滿堂腳手架計算1、參數(shù)信息:（1）基本參數(shù)立柱橫向間距或排距l(xiāng)a(m):1.60，腳手架步距h(m)：1.60；立桿縱向間距l(xiāng)b(m):1.60，腳手架搭設高度H(m)：7.00；立桿上端伸出至模板支撐點的長度a(m):0.30，平臺底鋼管間距離(mm)：200.00；鋼管類型(mm):Φ48×3.5，扣件連接方式：雙扣件，扣件抗滑承載力系數(shù):0.80；（2）荷載參數(shù)腳手板自重(kN/m2):0.300；欄桿自重(kN/m2):0.100；材料堆放最大荷載(kN/m2):1.000；施工均布荷載標準值(kN/m2):1.000；2、縱向支撐鋼管計算:縱向鋼管按照均布荷載下連續(xù)梁計算，截面力學參數(shù)為截面抵抗矩W=5.08cm3；截面慣性矩I=12.19cm4；縱向鋼管計算簡圖荷載的計算：(1)腳手板與欄桿自重(kN/m)：q11=0.100+0.300×0.200=0.160kN/m；(2)堆放材料的自重線荷載(kN/m)：q12=1.000×0.200=0.200kN/m；(3)活荷載為施工荷載標準值(kN/m)：p1=1.000×0.200=0.200kN/m強度計算:最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩。最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和；最大彎矩計算公式如下:最大支座力計算公式如下:均布恒載：q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.160+1.2×0.200=0.432kN/m；均布活載：q2=1.4×0.200=0.280kN/m；最大彎距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；截面應力σ=0.194×106/(5080.0)=38.279N/mm2；縱向鋼管的計算強度38.279小于205.000N/mm2,滿足要求!撓度計算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度；計算公式如下:均布恒載:q=q11+q12=0.360kN/m；均布活載：p=0.200kN/m；V=(0.677×0.360+0.990×0.200)×1600.04/(100×2.060×105×121900.0)=1.153mm縱向鋼管的最大撓度小于1600.000/250與10,滿足要求!3、橫向支撐鋼管計算:支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P=1.298kN；支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN.m)支撐鋼管計算變形圖(kN.m)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=1.635kN.m；最大變形Vmax=11.539mm；最大支座力Qmax=11.406kN；截面應力σ=201.940N/mm2；滿足要求!4、扣件抗滑移的計算:按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范培訓講座》劉群主編，P96頁，雙扣件承載力設計值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉雙扣件承載力取值為12.80kN。R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設計值,取12.80kN；縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值R=11.406kN；R<12.80kN,所以雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!5、模板支架荷載標準值(軸力):作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1.靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)：NG1=0.138×7.000=0.965kN；鋼管的自重計算參照《扣件式規(guī)范》附錄A雙排架自重標準值，設計人員可根據(jù)情況修改。(2)欄桿的自重(kN)：NG2=0.100×1.600=0.160kN；(3)腳手板自重(kN)：NG3=0.300×1.600×1.600=0.768kN；(4)堆放荷載(kN)：NG4=1.000×1.600×1.600=2.560kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.453kN；2.活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算得到，活荷載標準值NQ=1.000×1.600×1.600=2.560kN；3.不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.453+1.4×2.560=8.927kN；6、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計