计算书-计算讲解

桁架导轨式爬架计算

1．概述

桁架导轨式爬架从功能上可划分为三部分:架体结构,由竖向主框架、水平支撑桁架、脚手管、脚手板等组成；升降机构及安全装置，由横梁、拉杆、穿墙螺栓、提升钢丝绳、吊点横梁、底座、制动轨、导轨等组成；升降动力设备，由电动葫芦、电缆线、电控柜等组成。

其中前两部分，即架体结构、升降机构及安全装置为本设计计算书的检算对象。

1.1计算遵守的规范、规程

①《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

②《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

③《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)

④《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)

⑤《起重机设计规范》（GB3811-83）

⑥<<编制建筑施工脚手架安全技术标准统一规定>>

⑦《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）

⑧《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010

1.2计算方法

按照《附着式升降脚手架设计和使用管理办法》规定,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；吊具、索具按“容许应力法”进行设计。

1.3计算单元的选取

计算单元的选取原则是符合《附着式升降脚手架设计和使用管理规定》。

①桁架导轨式爬架设计支承跨度 6.6m,选择计算单元的计算跨度为6.6m。

②桁架导轨式爬架设计架体全高与支承跨度乘积一般小于110m2。故选取计算单元的架体全高与支承跨度乘积110m2，此时风荷载最大。

综上所述, 本设计计算书选取一支承跨度6.6m的一榀脚手架作为计算单元。

2.荷载计算

2.1恒载(标准值):

恒载即脚手架结构及其上附属物自重，包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、护栏、扣件、安全网、脚手板(挡脚板)、电闸箱、控制箱、主框架、底部支撑桁架、安装在脚手架上的爬升装置自重。

①脚手架结构自重:

立杆：2×3×（17 m-1.8m）×38.4N/m=3.50KN

大横杆:2×8×6.6m×38.4N/m=4.06KN

扶手栏杆:7×6.6m×38.4N/m=1.77KN

小横杆:24×1.4m×38.4N/m=1.29KN

剪刀撑：2×12.82m×38.4N/m=0.99KN

扣件：每根立杆对接扣件2个，每根大横杆、扶手栏杆直角扣件5个、对接扣件1个，每根小横杆直角扣件2个；剪刀撑每根旋转扣件7个。

直角扣件：（23×5+24×2）×13.5N/个=2.20KN

旋转扣件：2×7×14.6N/个=2.04KN

对接扣件：（6×2+23×1）×18.5N/个=0.65KN

脚手架结构自重（以上合计）:G1k=15.52KN

②安全网自重:

G2k=0.01KN/m2×107.1 m2=1.07KN

③脚手板(挡脚板)自重:

脚手板重量:0.35KN/m2×(1.20m×6.3m)×3=2.65KN 挡脚板重量:0.14KN/m2×(0.20m×6.3m)×3=0.17KN G3k =2.65KN+0.17KN=2.82KN

④电闸箱、电控箱自重:

G4k=2.00KN

⑤主框架自重：G5k=5.23KN

⑥底部支撑框架：G6k=3.06KN

⑦安装在脚手架上的爬升装置有底座和吊点横梁。

G7k=1248.0 N +152.3N =1.13KN

以上各项合计为恒载(标准值):

G k= G1k+G2k+ G3k+G4k+G5k+ G6k+G7k =36.92KN

2.2活载(标准值):

①施工荷载

在使用工况下，结构施工时按两层（每层3 KN/m2）计算，装修施工时按三层（每层2 KN/m2）计算，且两种情况下，施工荷载总和均不得超过6 KN/m2；在升降工况下，施工荷载按0.5 KN/m2计算。

a.在使用工况下, 施工荷载按6KN/m2计算:

Q

=6KN/m2×(6.6m×1.2m)=47.52KN

k

b.在升降工况下, 施工荷载按0.5KN/m2计算:

=0.5KN/m2×(6.6m×1.2m)= 3.96KN

Q

k

②风荷载计算

按《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010

ωk=μsμzω0

式中:

μs—风荷载体型系数,脚手架外挂密目安全网。挡风系数φ=0.8, μs=1.3φ=1.04。

μz—风压高度比系数。按地面粗糙度D类,150m高空考虑,μz=1.61。

ω0—基本风压,取ω0=0.25kN/m2。

风荷载标准值:

ωk=μsμzω0=1.04×1.61×0.25kN/m2=0.42kN/m2

3.升降承力结构构件计算

3.1受力分析

升降承力结构是由横梁和竖拉杆、斜拉杆通过铰联接，并由穿墙螺栓附着在建筑物上的一次超静定结构。其受力特点是：在升降工况下,架体荷载由提升钢丝绳以集中荷载的形式作用于底层横梁外端。附墙的三层横梁兼具导向功能，同时横梁、穿墙螺栓还受风荷载水平作用。

升降承力结构受恒载+施工荷载+风荷载共同作用。各荷载标准值取值如下：

恒载G k= 36.92KN

施工荷载Q k=3.96KN

风荷载WK=0.42kN/m2×107.1m2=44.98KN

3.2各荷载标准值作用下内力计算

计算简图如下：

在计算简图中，横梁附墙用的穿墙螺栓简化为铰支座，此简化偏于安全；鉴于竖拉杆受力与层高无关，而横梁和斜拉杆受力与层高大小成反比，与横梁长度成正比，