达蒙1代附着脚手架计算书.docx
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达蒙1代附着脚手架计算书
达蒙1代导轨附着脚手架（更新版）计算书
一、编制依据：
1.《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》）（JGJ202-2010）
2.《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）
3.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
4.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）2010版
5.《武汉市建筑施工附着式脚手架安全技术要求》武城安字[2010]20号
6.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2011
7.建质[2009]87号关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
的通知
8.《建筑结构菏载规范》（GB50009-2012）
二、计算书内容：
附着支撑结构的验算，支承附着式升降脚手架的建筑结构构件验算
（一）、附着支撑结构的验算
⑴、拉杆、吊具、钢丝绳的受拉承载力；
⑵、悬臂钢梁正截面和斜截面承载力、稳定及变形；
⑶、压杆的受压承载力和稳定；
⑷、附墙支座的受弯、受剪、焊缝；
⑸、穿墙螺栓的受剪和受拉承载力。
（二）、建筑结构构件验算
⑴、穿墙螺栓在螺栓孔处，梁及剪力墙混凝土的局部受压承载力；
⑵、穿墙螺栓所在阳台封口梁的受弯、受剪扭承载力及变形，支承该阳台
封口梁的悬臂梁受弯、受剪承载力及变形；
⑶、穿墙螺栓所在阳台封口梁平面外的受弯、受剪承载力；
⑷、穿墙螺栓所在框架梁平面内、外的受弯及受剪扭承载力；
⑸、穿墙螺栓所在剪力墙，剪力墙抗冲切及平面外受弯承载力。
（三）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。
三、导轨式附着升降脚手架附着支承结构内力及建筑物结构构件荷载
1.架体构造
架体双排架高12.6m，顶部单排1.8m，架体宽度0.6m，立杆间距1.5m，步距1.8m，外排有防护栏杆。
2.吊点自重
本工程吊点最大为6.0m（见下图一），按6.0m计算，自重如下表所示。
图一
表1
6米架体自重计算
序号
计算项目
数量
规格
单位
单位自重（Kg）
荷载标准重量（Kg）
1
外排立杆
3
钢管48*3.5L=14.4米
米
3.84
165.9
2
内排立杆
3
钢管48*3.5L=12.6米
米
3.84
145.2
3
大横杆
15
钢管48*3.5L=6米
米
3.84
345.6
4
小横杆
40
钢管48*3.5L=0.8米
米
3.84
122.9
5
十字扣件
155
个
1.25
193.8
6
直接扣件
12
个
1.25
15
7
主框架
1
件
397.57
397.6
8
底部桁架
1
件
357
357
9
底部翻板
1
450mm*6000mm*2.5mm
件
57.51
57.5
10
底部翻板连接框
1
6000mm*200m
件
91.56
91.6
11
底部踢脚板
1
6000*210mm*2.5mm
件
26.8
26.8
12
钢网连接框
24
1500mm*2420mm
片
41.06
985
13
竹跳板
4
3.5
平方米
30
420
合计
3323.9
3.施工载荷
导轨附着式升降脚手架的附着支承结构验算、与附着支承结构连接的建筑物结构构件验算，应按实际选取承受架体荷载最大的附墙支座。
根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）4.1规定，附着式升降脚手架的恒荷载按实际计算，各工况作用在附着支承结构及建筑物结构构件上的活荷载、荷载不均匀系数γ2及荷载冲击系数γ3（均可取2.0）、用于验算的荷载效应组合设计值表达式S，按表2计算，并取各种工况下较大的S乘以2.0，进行附着支承结构及建筑物结构构件验算。
主体施工阶段按两层同时作业，每层3kN/㎡。
装修施工阶段按三层同时作业，每层2kN/㎡，施工面积6×0.6=3.6m2。
活荷载分项系数1.4。
则使用工况（或坠落工况）下施工载荷较大：
，
则升降工况下施工载荷较大：
，
因此，以下计算部分按使用工况取值进行计算。
，
表2活荷载及用于验算的荷载效应组合设计值表达式S
序
号
构件类别
工况
类别
同时作
业层数
每层活荷载标准值（kN/m2）
荷载不均匀系数γ2（荷载冲击系数γ3）
受力的附墙支座个数
用于验算的荷载效应组合设
计值表达式S×荷载不均匀
系数γ2（荷载冲击系数γ3）
1
附着支承结构构件：
拉杆
压杆
吊具
钢丝绳
悬臂钢梁
附墙支座
穿墙螺栓
建筑物结构构件：
混凝土局部承压
混凝土梁受弯、受剪、受剪扭
剪力墙抗冲切、平面外受弯
使用
工况
结构
（装修）施工
2
（3）
3.0
（2.0）
2.0
多于一个
式中：
恒荷载分项系数，取1.2；
活荷载分项系数，取1.4；
恒荷载效应标准值（kN）；
活荷载效应标准值（kN）。
2
升降
工况
2
0.5
2.0
一个
3
坠落
工况
（结构
或装
修施
工）
2
（3）
3.0
（2.0）
2.0
多于一个
4
坠落
工况
（架体
升降）
2
0.5
2.0
一个
注：
表中“受力的附墙支座个数”，系指一个主框架竖向范围内的附墙支座（或吊挂件）个数。
4导轨式附着升降脚手架附着支承结构内力及建筑物结构构件荷载
4.1使用及坠落工况
（1）附墙支座受力计算
使用工况下，导轨式附着升降脚手架的附墙支座一般为3个。
假定虚线1-1以上架体荷载P1由节点A承受，虚线1-1和2-2间架体荷载由节点C承受,虚线2-2以下架体荷载由节点E承受。
考虑使用及使用过程中坠落，P1为相应S，按表2序号1使用工况、序号3坠落工况计算。
图2导轨式附着架使用时附着支承结构受力情况
考虑使用及使用过程中坠落，计算附墙支座水平反力时，应考虑设该机位范围内架体的全部竖向荷载P1，P1为相应S，按表2序号1使用工况、序号3坠落工况计算，M为架体荷载P1对节点B产生的附加弯矩：
M=P1（L+a/2）
式中：
a为架体内、外侧立杆外边缘间的距离，L为架体内排立杆中心至建筑物结构构件外边缘的距离。
M对附墙支座产生水平拉、压力，假定建筑物楼层层高均为H，则3个附墙支座的距离相等，可近似认为位于中间的附墙支座不承受水平力，即X2=0，简化计算模型见图2，附加弯矩M引起的附墙支座水平力为：
代入a=0.64m，L=0.5m，P=138.56kN，H=3.0m，求得：
M=113.62kN·m，X1=-X3=18.94kN。
（2）用于验算附着支承结构、建筑物结构构件的内力及荷载设计值
①螺栓
剪力：
Nv=P1=138.56kN
轴向拉力：
=18.94kN
螺栓垫片压力：
=18.94kN
②混凝土梁（墙）
螺栓孔处混凝土局部压力：
Nv=P1=138.56kN
竖向集中荷载：
Nv=P1=138.56kN
水平集中荷载：
=32.61kN
为所验算机位范围内，附墙支座承受的风荷载设计值，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）第5.4.2条计算，下同。
查《建筑结构荷载规范》（GB500009-2012），武汉市10年基本风压：
0.35kN/㎡。
市区内地面粗糙度为C类，立杆底部风压高度（100m）变化系数：
。
风荷载体型系数：
。
立杆底部作用于脚手架上的水平风荷载标准值：
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、杭州等全国大中城市使用，故选取基本风压为wo=0.55ｋN／ｍ2。
武汉市10年基本风压：
0.35kN/㎡。
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
混凝土梁承受的扭矩：
，
为梁宽；
混凝土墙墙端平面外弯矩：
，
为墙厚。
4.2升降及坠落工况
升降工况时，仅有一处附着支承结构承受该机位范围内的架体全部竖向荷载P，考虑升降及升降过程中坠落，P为相应S，按表2序号2升降工况、序号4坠落工况计算。
图3导轨式附着架升降时吊挂件受力情况
用于验算螺栓和混凝土构件的荷载设计值为：
①螺栓
剪力：
②混凝土梁（墙）
螺栓孔处混凝土局部压力：
竖向集中荷载：
混凝土梁承受的扭矩：
为梁宽；
混凝土墙墙端平面外弯矩：
为墙厚；。
四、附着支撑结构的验算，支承附着式升降脚手架的建筑结构构件验算
（一）附着支撑结构的验算
1、钢丝绳的受拉承载力
（1）提升钢丝绳采用Φ20的6×19规格，其破断拉力为P破=220kN；
提升载荷P升＝P静＋L×H×500＝33.2＋6×0.60×0.5＝35.0kN
安全系数：
P破/P升=220kN/35.0kN=6.29>6,满足安全要求。
（2）电动提升葫芦的计算
采用7.5吨电动环链提升机，其允许载荷大于爬架在升降状态下的自重和活动荷载之和fmax=33.39kN.
2、悬臂钢梁正截面和斜截面承载力、稳定及变形
（1）竖龙骨稳定性计验算：
竖龙骨（80×40×3.0矩形管）抗弯截面系数WX＝13.061cm3，Wy＝8.776cm3，A=6.608cm2，IX＝71.246cm4，IY＝17.571cm4
imin＝
＝1.630cm
使用工况；不组合风荷载作用
每个机位的轴心压力设计值N=1.2SGK+1.4SQK=69.28kN
每个机位由6根竖龙骨承担
两端铰接μ=1，
=
=
=135，查表得
=0.375
σ=N/（φA）=（69280/6）（0.375×660.8）=44.72N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
使用工况：
组合风荷载作用（计算活荷载标准值按照0.35kN/m2，因为大风天不允许施工，按照升降工况活荷载标准值计算即可）
P活升＝γq×L×H×2×350N/m2＝1.4×6m×0.60m×2层×350N/m2＝3718.0N
单立杆的轴心压力设计值N=γb{SGK+SQK}/6
=1.05{33089.6N+3718.0N}/6=6408.08N
Mw=1.4×Mwk=1.4×ωklah2/10=1.4×0.723×2×2.22/8=1.22KN·m
此弯矩由外侧单根竖龙骨承担则
σ=N/（φA）+Mw/W=6673N/（0.375×660.8）+1220000N·mm/8776mm3
=26.92+171.02=165.94N/mm2≤[f]=205N/mm2
使用工况按照步距4.4m，中间2.2米处有横撑计算，横距2m，竖龙骨稳定性可靠！
升降工况：
稳定性验算
升降工况示意图如下
验算竖直杆件失稳，升降时提升力
P升＝P静＋γa×L×H×500＝33089.6＋1.2×6×0.60×500＝35609.6N
分别由导轨和外排3根竖龙骨承担，
由于导轨是有2根8#槽钢背对背用圆钢焊接在一起，惯性半径稳定些远大于竖龙骨（80x40x3.0矩形管）的惯性半径，所以只需计算竖龙骨的稳定性即可。
步高4.4米，在2.2米处内外竖龙骨之间有横撑。
由于掉点偏心，在距离导轨500mm处内外竖龙骨单根承载力N=P升×3/5÷2=10682.7N
两端铰接μ=1，
=
=
=135，查表得
=0.375
σ=N/（φA）=10682.7N/（0.375×660.8）=43.11N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
大风天不允许提升作业，所以不需要组合风荷载再计算竖直杆件的提升稳定性。
3、压杆的受压承载力和稳定
无此项验算内容
4、附墙支座的受弯、受剪、焊缝
固定附着支座斜拉件焊缝计算：
架体载荷由3个附着支座承担，每个附着支座承担：
P=S/3＝138.56kN/3=46.19kN
斜拉件拉力：
P拉=P×1.414=65.31N
焊缝采用直角焊，双面满焊hf≥6mm，由钢结构设计规范GB50017-2003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≤βtfwf，当力平行于焊缝长度方向时，τf＝NV/helw≤fwf，建筑钢结构焊缝许用应力中查得焊缝强度许用设计值：
角焊缝抗拉、抗压、抗剪：
τp’＝118N/mm2
（钢结构设计规范GB50017-2003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）
2个斜拉角钢（L50*50）总焊缝长度：
ΣL＝50×4＝200mm
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＝P＝46.19kN
fv＝P/helw＝46190.8/heΣL＝46190.8/（4.2×200）
＝55.0（N/mm2）＜[τp’]＝118N/mm2，满足使用要求。
5、穿墙螺栓的受剪和受拉承载力
（1）连接固定附着支座螺栓强度验算：
该螺栓采用M30螺栓，数量每处一个,螺栓有效截面积：
A1s＝561mm2，螺栓在使用时承受剪力和向外的拉力，由钢结构设计规范GB50017-2003中“同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓和铆钉应分别符合下列公式的要求：
普通螺栓：
≤1
在该规范的表3.4.1-4中查得3号钢、C级
“螺栓连接的强度设计值”螺栓的许用应力值为：
fbt＝170N/mm2，fbv＝140N/mm2
承受剪力为：
NV＝P1＝138560（N）
承受拉力为：
Nt＝18940N
Nbv＝nvπd2×fbv/4＝π×302×140/4＝112591.4（N）
Nbt＝ntde2πfbt/4＝29.442×π×170/4＝28929.5（N）
其中：
nv＝1，nt＝1
则：
（Nv/NbV）2+（F/Nbt）2]1/2
=[（138560/112591.4）2+（18940/28929.5）2]1/2=0.95≤1。
满足使用要求。
（2）升降时螺栓的受拉和受剪强度计验算：
即：
f＝Nt/A≤[fbt]，fv＝NV/A≤[fbv]
考虑最不利情况，按荷载最不利情况考虑时计算:
承受拉力：
Nt＝X1＝18940N
承受剪力：
Nv＝44330.7N
则：
f＝Nt/As＝12667.9/561＝20.60（N/mm2）＜[f]＝170N/mm2，满足使用要求，达到抗倾覆能力。
fv＝Nv/As＝44330.7/561＝72.08（N/mm2）＜[fv]＝140N/mm2，满足使用要求
（3）防坠落时卸荷支顶器根部螺杆的抗剪力计算
坠落时，P坠＝γc×P升=2×37149.6＝70499.2N
小于M20螺栓的双面许用安全抗剪力Nbv＝nvπd2×fbv/4×2面＝π×202×140/4×2面＝87962.0N，满足使用要求。
（4）连墙螺栓验算:
由于斜拉圆钢倾角为84度,对螺栓产生的剪力远大于产生的拉力,为简化计算,仅考虑螺栓的受剪计算:
螺栓有效截面为：
A=（26/2）2×л=530
验算公式：
Fmax≤FP
FP=A×125=76.96kN≥Fmax
（二）、建筑结构构件验算
1、穿墙螺栓在螺栓孔处，梁及剪力墙混凝土的局部受压承载力
验算部位：
根据最不利原则，A、B、C三处螺栓孔处，A点的混凝土强度相对最低，按照C20的强度进行验算，梁宽b=200mm。
A点处混凝土抗压强度满足要求。
2、穿墙螺栓所在阳台封口梁的受弯、受剪扭承载力及变形，支承该阳台封口梁的悬臂梁受弯、受剪承载力及变形
本工程7#楼机位平面布置图中，最不利机位为20#和34#两个如下图：
20#、34#机位处的螺栓孔处混凝土局部压力：
=18.86kN
水平集中荷载：
=20.61kN
混凝土梁承受的扭矩
：
=
式中：
为梁宽，下同；
为水平集中荷载
至梁截面形心轴的距离，
引起的扭矩与竖向集中荷载
引起的扭矩同方向时取+号。
由于
可得
，故满足要求。
图扭矩计算
3、穿墙螺栓所在阳台封口梁平面外的受弯、受剪承载力
封口梁平面外弯矩：
，
=200为剪力墙墙厚，下同。
=
对最危险点进行计算：
该边梁截面b×h=200×500。
验算公式：
式中M——弯矩设计值；
——系数，混凝土强度小于C50时，
=1；
——混凝土轴心抗压强度设计值；
——钢筋抗拉强度设计值；
——受拉区纵向普通钢筋的界面面积；
——梁宽度；
——梁有效高度；
根据梁平面整体配筋图，该边梁配筋为2Φ18受拉。
计算该边梁在混凝土强度达到C20时的荷载设计值。
C20混凝土强度可根据同等养护条件试块测试报告获得,如果达不到强度要求,要求施工现场根据具体情况,采取加筋或其他试剂等措施确保达到强度要求.
相对受压区高度：
，满足要求。
则：
边梁：
所以该处边梁强度满足要求。
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