爬架计算书091130.docx
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爬架计算书091130
DM-01型导轨框架式爬架
计算书
一、计算书名词含义
1、竖向主框架：
用于承受脚手架上的荷载并与附着支承装置连接，将荷载
传递到建筑物结构上的焊接及螺栓联接而成的竖向框架。
2、水平支承框架：
支承在两个相邻竖向主框架之间，并将所承受的架体竖
向荷载传递给竖向主框架的空间桁架或框架。
3、附着支承装置：
附着在建筑结构上与脚手架架体连接，在升降、使用过
程中，承受脚手架架体荷载的支承结构。
4、支承跨度：
相邻两竖向主框架轴线之间的水平距离。
5、脚手架高度：
脚手架架体底面至架体顶端，不包括防护栏杆（围挡）高
度的距离。
6、防坠装置：
架体在升降和使用过程中防止脚手架架体坠落的装置。
7、防倾装置：
在升降和使用过程中，防止脚手架架体倾覆的装置。
二、荷载规定和计算系数
1.荷载规定
（1）恒载：
包括搭设架体的钢管和扣件、竖向主框架、水平支承框架、作业层脚手板、安全网、轨道以及固定于架体上的设备等传给附着支承点的全部材料、构配件、器具的自重。
（2）活荷载（施工荷载）：
架体在工作状态下，结构施工时，按两层荷载（每层3ＫN／ｍ2）计算；装修施工时，按三层荷载（每层2ｋN／ｍ2）计算；架体在升降状态下，施工活荷载按每层0.5ｋN／ｍ2计算。
（3）风荷载：
风压标准值按照《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》计算确定。
挡风面积按挡风材料、杆件的实际挡风面积计算。
2.计算系数
（1）结构重要性系数γo取0.9;动力系数γd取1.05
（2）恒载分项系数γG取1.2；活荷载分项系数γQ取1.4
（3）组合风荷载时的荷载组合系数ψ取0.85
（4）荷载变化系数γ1取1.3;γ2取2.0;
（5）竖向主框架和水平支承框架
压杆λ≤150拉杆λ≤300
单一系数法复核时，其安全系数k值
对于强度设计时：
k≥1.5
对于稳定性设计时：
k≥2.0
（6）吊索和绳索的安全系数k≥6.0
三、计算方法与计算依据
1.计算方法
本《计算书》中“竖向主框架”、“水平支承框架”、“附着支承装置”等按照“概率极限状态设计法”进行计算。
按承载极限状态设计的荷载值取设计值；按使用极限设计的承载值取标准值。
防坠装置、吊具、索具按“容许应力设计法”进行设计计算，取强度容许值。
计算荷载的传递过程
架体荷载→水平支承框架→竖向主框架→附着支承装置→建筑结构
有些安全措施是由水平支承框架直接传递给建筑物或者通过竖向主框架直接传递给建筑结构。
2.计算及设计参考规范及手册
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《附着升降脚手架管理暂行规定》、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）、《机械设计手册》、《起重机设计手册》。
四、DM-01型导轨框架式爬架结构分类及特点
DM-01型导轨框架式爬架结构包括几大部分组成：
1、架体：
采用扣件式脚手架杆件组装的架体。
2、竖向主框架和水平支承框架：
采用钢管及型钢定型焊接加工螺栓连接的桁架或框架。
3、爬升机构：
包括：
附着支承装置（预埋件、穿墙螺栓、垫板、挂座、销轴、卸荷导向件）、提升底座（包含防坠装置箱体）、防倾及导向装置（导轮组及导轨）、承重装置（限位锁、防坠圆钢、以及附着支承装置）。
4、自身提升设备：
电动葫芦、电控柜、电缆线、同步检测控制系统。
DM-01型导轨框架式爬架突出结构特点：
（1）同一提升点多层多点附墙。
DM-01型导轨框架式爬架采用四套卸荷导向件、四根穿墙螺栓分别附着于四个标准楼层上并连接四层以上长度的导轨组成附着支承装置。
保证了有效的附着并满足建筑结构强度的要求。
（2）有效的防倾与导向特点。
DM-01型导轨框架式爬架每一提升点沿全高度有四套导轮组件环抱导轨。
在使用工况时，竖向主框架体内排上有两套限位锁直接将导轨及架体固定于卸荷导向件上。
（3）灵敏的机械式防坠装置。
DM-01型导轨框架式爬架提升底座上焊接制动框，制动框内安装制动凹轴，防坠圆钢从凹轴间穿过，利用信号装置从葫芦提升钩取得信号，使制动轴上下运动，运用摩擦角自锁原理达到防坠自锁抱紧，起到阻止架体下坠的作用。
（4）同步性检测控制系统。
DM-01型导轨框架式爬架安装有同步性安全预警保护系统，其控制架体升降同步性的关键是控制架体每一提升点的荷载或单个点位升降差，如出现超载或欠载，则发出“声”、“光”报警及切断电源等各种明显信号；由于电动提升机本事同步效果完全满足爬架的安全需要，同步检测控制装置应每提升5-6次对爬架进行检测一次。
（5）竖向主框架和水平支承框架强度可靠。
竖向主框架和水平支承框架均是采用钢管及型钢定型加工、定型安装的工具式桁架系统；竖向主框架与桁架式导轨形成双桁架并联加强体系，框架强度有效加强。
（6）采用桁架式导轨，强度大大加强，导向性能更好。
解决了目前大部分爬架存在的导轨弯曲变形问题。
（7）导轨与架体同步升降，省掉了人工周转导轨的工序，升降时间更短，更好地满足施工进度和安全防护。
五、荷载标准值计算
1、计算用荷载单元模型的确定
选取架体支承跨度为6.0米，脚手架高度按8步双排，上端外加一步单排防护，综合折算高度按16.7米的一片架体为荷载计算单元。
架体内外排立杆中心距为0.75米，步高为1.8米和2.0米，均布立杆柱距为1.5米。
以建筑物标准层层高4.0米的立杆设计为基准。
2、风荷载的计算
计算式：
Wk=0.7μs·μz·Wo
式中:
μz—风压高度变化系数。
按照田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市郊区的B类地面粗糙度采用。
（高度按200米考虑）查《建筑结构荷载规范》表6.2.1μz=2.61
wo—基本风压。
依据《建筑结构荷载规范》中全国基本风压分布图，和为适应北京、广州、上海、天津、西安、重庆、成都、南京、福州、沈阳、杭州、三亚等全国大中城市使用，故选取基本风压为wo=0.80ｋN／ｍ2。
μs—风荷载体型系数。
按照《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》中，背靠建筑物的情况为“敞开框架和开洞墙”附着升降脚手架外排为密目安全网全封闭，故μs=1.3Φ，其中Φ为挡风系数。
Φ=An／AW，式中:
AN─挡风面积，AW─迎风面积
0.5×（1.8＋1.8）×0.048＋1.8×1.8×40%
Φ=──────────────────────=0.426
1.8×1.8
μs=1.3Φ=1.3×0.426=0.55
风荷载标准值:
Wk=0.7μs·μz·Wo=0.7×0.55×2.61×0.80=0.80ｋN／ｍ2
3、脚手板自重计算
底层脚手板采用钢筋脚踏板，每50cm间距铺设50×100×1200木方一条。
架体内排立杆离墙450ｍｍ，脚手板铺设时离墙200ｍｍ，则脚手板宽度为:
750+450-200=1000ｍｍ。
脚手板的自重标准值为0.12ｋN／ｍ2，木方每条重量为0.042ｋN／条,以上操作层采用竹笆，自重标准为0.06KN/ｍ2
①底层脚手板自重：
6.0ｍ×1.0ｍ×0.12ＫN／ｍ2+0.042ｋN／条×14条=1.31ＫN
②一层钢笆脚手板自重：
6.0m×1.0ｍ×0.06ｋN／ｍ2=0.36ｋN
2-9层钢笆自重：
0.36ｋN×8层=2.9ｋN
4、挡脚板自重计算
在脚手板铺设层架体的外排搭设180ｍｍ高、18ｍｍ厚的木板作为挡脚板。
①单层自重：
6.0ｍ×0.18ｍ×0.12ｋN／ｍ2=0.13ｋN
②九层自重：
0.13ｋN×9层=1.17ｋN
5、安装于架体上爬升机构自重计算
包括:
1个提升底座（导轨重量列在竖向主框架重量内）
1×0.22ｋN/个=0.22ｋN
6、安全网自重计算
外排架外侧面、脚手板下面铺设密目式安全网，重量系数为0.01ｋN／ｍ2。
架体上安全网自重：
（16.2ｍ×6.0ｍ＋1.8ｍ×6.0ｍ×3层）×0.01ｋN／ｍ2=1.30ｋN
7、竖向主框架自重计算
参见竖向主框架图纸重量计算:
序号
名称
数量（节）
单重（ｋN）
总重（ｋN）
图号
1
主框架外立杆下节
1
0.36
0.36
DkJ-09-01-00
2
主框架外立杆上节
1
0.25
0.25
DkJ-09-01-00
3
主框架廊道杆
8
0.078
0.624
DkJ-08-03-00
4
主框架小横杆
9
0.03
0.27
DkJ-08-02-00
5
导轨上下节
1
1.63
1.63
DkJ-04-00-00
合计总重（ｋN）
3.13
8、水平支承框架自重计算
序号
名称
数量
单重（ｋN）
总重（ｋN）
图号
1
小横杆H80
6根
0.03
0.18
2
支撑框架
4片
0.60
2.4
3
螺栓M20×40
22条
0.0015
0.033
7
螺母M20
22个
0.00068
0.015
合计总重（ｋN）
2.63
9、脚手架架体自重计算
DM-01型导轨框架式爬架架体部分采用钢管扣件脚手架，本《计算书》引用钢管扣件式脚手架来统计架体自重荷载。
架体钢管规格采用Φ48×3.2，重量系数为0.0354ｋN／ｍ。
（1）大横杆自重计算:
按底步支撑框架以上7步架计算统计外排大横杆22根；内排大横杆7根
外排大横杆：
6.0m/根×22根×0.0354ｋN／ｍ=4.067ｋN（包括护栏杆）
内排大横杆：
6.0m/根×7根×0.0354ｋN／ｍ=1.49ｋN
（2）小横杆自重计算:
1.3米/根×3根/层×8层×0.0354ｋN／ｍ=1.10ｋN
（3）立杆自重计算:
外排高度:
17.6米－2.2米=15.4米
内排高度:
15.8－2.2米=13.6米
其中2.2米为水平支承框架立杆平均高度。
（15.4米/根+13.6米/根）×3×0.0354ｋN／ｍ=3.08ｋN
外排立杆自重：
15.4米×3×0.0354ｋN／ｍ=1.64ｋN
内排立杆自重：
13.6米×3×0.0354ｋN／ｍ=1.44ｋN
（4）外排剪刀撑自重计算:
计算长度：
下边L1=6米／cos55°=10.5米；
上边L2=10.5米
钢管自重：
（10.5米＋10.5米）×2根×0.0354ｋN／ｍ=1.47ｋN
（5）扣件自重计算:
扣件自重按0.010ＫN/个计算:
①大横杆用扣件:
90个
外排大横杆扣件：
62个
内排大横杆扣件：
28个
②小横杆用扣件:
2个/根×36根=72个
③立杆用对接扣件:
3个/点×6点=18个
④外侧剪刀撑用扣件:
9个/根×2根＋7个/根×2根=32个
外排扣件自重：
（62+36+9+32）×0.01=1.39ｋN
内排扣件自重：
（28+36+9）×0.01=0.73ｋN
合计自重:
（90+72+18+32）个×0.01ｋN/个=2.12ｋN
以上脚手架自重合计：
13.33ｋN
10、活荷载标准值计算
①使用工况下，结构施工时，按2层作业层3ｋN／ｍ2计算。
6.0米×1.0米×2层×3ｋN／ｍ2=36ｋN
装修施工时，按3层作业层2ｋN／ｍ2计算。
6.0米×1.0米×3层×2ｋN／ｍ2=36ｋN
②升降工况下，施工活荷载:
按照作业层0.5ｋN／ｍ2计算
结构施工时：
6.0米×1.0米
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