爬架厂家提供计算书.docx
《爬架厂家提供计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《爬架厂家提供计算书.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
爬架厂家提供计算书
导轨式爬架
计算书
山西赛福特施工设备有限公司
二○一一年二月
前言
本计算书将反映导轨式爬架系统关键部件的受力状况、强度及稳定性等计算内容。
主要计算根据是建设部《建筑施工附着式升降脚手架管理暂行规定》和《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》。
以爬架以最大支承跨度72米，脚手架高度16.8米的一片架体为基础，进行荷载统计。
不同具体工程导轨式爬架在方案设计时，将遵循不超过本《计算书》中荷载和杆件内力的原则，反之，将重新计算校核。
另外，对于风荷载基本风压的取值，我们将考虑基本上覆盖我国大、中城市，如果超出《计算书》中取值时，我们将针对性的重新计算校核或采取减小风荷载作用的构造措施。
山西赛福特施工设备有限公司
2010年11月
XHR-01型导轨式爬架
计算书
一、相关术语
1、竖向主框架：
用于构造爬架架体，垂直于建筑物外立面，并与附着支承结构相连，主要承受和传递竖向和水平荷载的竖向框架。
2、水平桁架：
用于构造爬架架体，主要承受架体竖向荷载，并将竖向载荷传递至竖向主框架和附着支承结构的水平结构。
3、附着支承结构：
直接与工程结构相连，承受并传递脚手架荷载的支承结构。
4、支承跨度：
两相邻竖向主框架中心轴线之间的距离。
5、脚手架高度：
架体最底层杆件轴线至架体最上层横杆（护栏）轴线间的距离。
6、防坠装置：
架体在升降和使用过程中发生意外坠落的制动装置。
7、防倾覆装置：
防止架体在升降和使用过程中发生内、外倾覆的装置。
结构示意图
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或碗扣式脚手架、竖向主框架、水平支承桁架、作业层脚手板、安全网、提升机构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0.5kN／ｍ2计算。
③风荷载：
风压标准值按照文献[3]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
（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桁架
压杆λ≤150拉杆λ≤300
（6）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
（7）钢丝绳安全系数
升降系统用S=6.0
斜拉卸荷用S=3.5
三、计算方法
本《计算书》中架体结构和附着支承结构按照“概率极限状态法”进行计算。
承载力设计表达式为：
γ0S≤R
不考虑风载S=K[rGSGK+rQSQK]
考虑风荷S=K[rGSGK+ψrQSQK]+ψrGSWK
式中：
γ0—结构重要性系数，取0.9
S—荷载效应
R—结构抗力
GK。
--恒载
QK--施工活荷载
SGK、SQK、SWK--恒载、活荷载、风载荷载效应
K--荷载附加计算系数
rG、rQ--荷载分项系数rG=1.2（有利时rG=0.9）rQ=1.4
按照“概率极限状态法”进行设计时，按承载力极限状态设计的计算荷载取荷载的设计值；按使用极限状态设计的计算荷载取荷载的标准值。
升降动力设备、吊具、索具按“容许应力设计法”进行设计计算，取强度容许值，计算表达式为：
σ≤[σ]
式中：
σ—设计应力
[σ]—容许应力
计算荷载的传递过程
架体荷载→水平支承桁架→竖向主框架→附着支承结构→建筑结构
有些安全措施是由水平支承桁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。
荷载附加计算系数表
表一
项次
计算项目
荷载附加计算系数K
使用工况
升降工况
坠落工况
1
扣件式脚手杆件搭设的架体板的立杆、斜杆
Ke
Ke
-
2
除第1项外的架体板杆件、节点或其他形式架体板的杆件
1．0
1．0
-
3
水平支承结构杆件、节点
KJ1
KJ2
KC
4
附着支承结构
KJ1
KJ2
KC
5
竖向主框架
KJ1
KJ2
KC
表中：
KC：
冲击系数，根据防坠装置性能确定，取试验值1.2倍,最小值不得低于1.8;
KJ1、KJ2:
荷载变化系数，取KJ1=1.3，KJ2=1.8;单跨脚手架计算时取
KJ1=1.0,KJ2=1.0;
Ke:
扣件式钢管脚手架立杆的偏心作用系数,取Ke=1.15.
吊具、索具荷载附加计算与数表
表二
计算项目
荷载附加计算系数K
升降工况
坠落工况
升降机构中与升降动力相连的吊具、索具
KJ2
-
升降机构中与防坠装置相连的吊具、索具
-
KC
设计指标：
钢材的强度设计值与弹性模量N/mm2
厚度或直径
（mm）
抗拉、抗弯
抗压f
抗剪
fv
端面承压（刨平顶紧）fce
弹性模量E
≤16
215
125
320
2.06×105
17-40
200
115
320
扣件拉滑力NVC设计值（KN）
项目
扣件数量（个）
承载力设计值
对接扣件抗滑力
1
3.2
直角扣件、旋转扣件抗滑力
1
8.5
焊缝强度设计值（N/mm2）
焊接方法和焊条型号
钢号
厚度或直径（mm）
对接焊缝
角焊缝
抗拉和抗弯ftw
抗压
fcw
抗剪
fw
抗拉、抗压抗剪ftw
自动焊、半自动焊和E43XX型焊条的手工焊
Q235
≤16
185
215
125
160
17-40
170
200
115
160
螺栓连接度设计值（N/mm2）
钢号
抗拉ftb
抗剪fvb
Q235
170
130
受压、受拉构件的容许长细比（λ）
构件类别
容许长细比[λ]
受压构件
150
受拉构件
300
受变构件的容许挠度值
构件类别
容许挠度
大横杆、小横杆
L/150
水平支承结构
L/350
材料强度调整系数M
钢材的壁厚（mm）
强度调整系数
≤3．5
0．80
>3．5
0．85
四、导轨移动式爬架结构分类及特点
导轨移动式爬架结构包括几大部分组成：
1.架体：
采用扣件式或碗扣式脚手架杆件组装的架体。
2.竖向主框架和水平桁架：
采用型钢定型焊接加工螺栓连接的桁架和主框架（含导轨）。
3.爬升机构：
包括：
附着支承结构（预埋件、穿墙螺栓、悬梁、导轮架、垫板、花篮螺栓、钢丝绳）、防坠装置、防倾及导向装置（导轮及导轨）。
4.自身提升设备：
导轮悬梁组、电动葫芦、电控柜、电缆线。
五、荷载标准值计算
（一）计算用荷载单元模型的确定
选取架体最大支承跨度为7.2米，脚手架高度16.8米的一片架体为荷载计算单元。
架体内外排立杆中心距为0.9米，步高为1.8米，均布立杆柱距为1.8米。
（二）风荷载计算
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）。
按文献[5]表6.2.1μz=2.61
wo—基本风压。
依据文献[5]中全国基本风压分布图，和为适应北京、广州、上海、天津、太原、西安、重庆、成都、南京、福州、沈阳等全国大中城市使用，故选取基本风压为wo=0.55kN／ｍ2。
μs—风荷载体型系数。
按照文献[4]，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
Φ=
=0.527
μs=1.3Φ=1.3×0.527=0.685
使用工况风荷载标准值:
Wk=0.7μs·μz·Wo=0.7×0.685×2.61×0.55=0.761kN／ｍ2
升降和坠落工况风荷载标准值:
Wk‘=0.7μs·μz·Wo=0.7×0.685×2.61×0.25=0.313kN／ｍ2
（三）脚手板自重计算
脚手板采用50ｍｍ厚的木板，架体内排立杆离墙500ｍｍ，脚手板铺设时离墙200ｍｍ，则脚手板宽度为:
900+500-200=1200ｍｍ。
脚手板的自重标准值为0.35kN／ｍ2。
①单层脚手板自重：
7.2ｍ×1.2ｍ×0.35kN／ｍ2=3.024kN
②三层脚手板自重：
3.024kN×3层=9.072kN
③五层脚手板自重：
3.024kN×5层=15.12kN
（四）挡脚板自重计算
在脚手板铺设层架体的外排搭设180ｍｍ高、50ｍｍ厚的木板作为挡脚板。
①单层自重：
7.2ｍ×0.18ｍ×0.35kN／ｍ2=0.4536kN
②三层自重：
0.4536kN×3层=1.36kN
③五层自重：
0.4536kN×5层=2.268kN
附图1水平桁架
（五）水平支承桁架（两主框间7.2米计）自重计算（杆件直径48×3.5钢管构成）
序号
名称
数量（根）
单重（kN）
总重（kN）
1
横杆H180
16
0.067
1.072
3
斜杆X180
8
0.083
0.664
5
中间框架
3套
0.270
0.810
6
螺栓M20×40
32条
0.0015
0.048
7
螺母M20
32个
0.00068
0.022
合计总重（kN）
2.616
（六）竖向主框架自重计算3.00kN
1.导轨12M×0.11261kN/M=1.35kN
2.立杆.斜杆总长43米×0.0384kN/M=1.65kN
（七）脚手架架体自重计算
导轨移动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Φ48×3.5，重量系数为0.0384kN／ｍ，直角扣件0.0132kN/个，旋转扣件0.0146kN/个，对接扣件0.0184kN/个。
1.大横杆自重计算:
23道，外排15道，内排8道，对接扣件23个，直角扣件92个
7.2m/根×23根×0.0384kN／ｍ+23×0.0184kN+92×0.0132kN=7.99kN（包括防护栏杆）
2.小横杆自重计算:
脚手板层小横按1.4米/根计算，其余按1.2米/根计算。
1.4米的24根，1.2米的18根，直角扣件68个。
（1.2m/根×18根+1.4m/根×24根）×0.0384kN／ｍ+68×0.0132kN=3.02kN
2.立杆自重计算:
外排3根，内排3根立杆总长约80.8米，对接扣件17个。
附图2立面图
80.8m×0.0384kN／ｍ+17×0.0184kN/个
=3.42kN
3.剪刀撑自重计算:
3.外排16根6米管，42个旋转扣件；
6m/根×16根×0.0384kN／ｍ+42×0.0146kN=4.30kN
以上脚手架自重合计18.73kN。
（八）活荷载标准值计算
1.使用工况下，结构施工及装修施工时，按2层作业层
3kN／ｍ2及3层作业层2kN／ｍ2计算。
7
升级会员 