香格里拉酒店附着式脚手架计算书.docx
《香格里拉酒店附着式脚手架计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《香格里拉酒店附着式脚手架计算书.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
香格里拉酒店附着式脚手架计算书
TS-01型附着式升降脚手架
设计计算书
北京韬盛科技发展有限公司
二○一五年11月
目录
1.计算依据1
2.计算说明1
2.1架体参数1
2.2计算选用值1
2.3验算项目3
3.计算单元3
4.计算荷载5
5.水平支承桁架验算6
5.1计算简图6
5.2荷载计算6
5.3受力分析7
5.4截面校核7
6.主框架验算8
6.1模型分析8
6.2计算简图9
6.3计算荷载9
6.3.1使用工况9
6.3.2升降工况11
6.3.3坠落工况12
6.4受力分析13
6.4.1使用工况13
6.4.2升降工况13
6.4.3坠落工况14
6.5承载验算14
7.架体验算16
7.1架体立杆16
7.2架体水平杆16
8.上吊点吊挂件验算17
8.6吊挂件穿墙螺栓验算19
9.下吊点验算20
10.附着支座验算21
10.1附着支座穿墙螺栓验算21
10.2附着支座背板验算22
11.防坠验算23
11.1计算荷载23
11.2防坠摆针验算23
11.3导轨小横杆验算24
1.计算依据
（1）《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》建[2000]230号
（2）《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2001
（3）《钢结构设计规范》GB50017-2003
（4）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
（5）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
（6）《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010
（7）《附着式升降脚手架》Q/TXTSK001-2009
2.计算说明
2.1架体参数
导座式附着升降架的相关架体参数如下：
表1架体相关参数
序号
项目
内容
1
架体宽度
内外排立杆中心距0.9m，内立杆与结构间距0.4m
2
立杆间距
立杆间距1.5m
3
水平杆步距
水平杆步距1.8m
4
架体高度
架体总高为9步，高度18m
5
计算跨度
取五个立杆间距，按7.5m一跨计算
6
附着支座数量
使用过程中每榀主框架上保证不少于4个，提升过程中不少于3个
7
附着支座与结构连接
27螺杆，Q235钢
8
吊挂件与结构连接
30螺杆，Q345钢
计算所采用的楼层相关信息如下：
表2楼层相关参数
序号
项目
内容
1
层高
3.2m
2
砼强度
C20
3
墙体厚度
200mm
2.2计算选用值
材料选用值见表3。
表3材料选用值
A
（cm2）
I
（cm4）
W
（cm3）
i
（cm）
重量
（N/m）
48.3*3.2
4.53
11.59
4.80
1.60
35.6
48*3.5
4.89
12.19
5.08
1.58
38.4
48*3.0
4.24
10.78
4.49
1.59
33.3
[6.3
8.45
51
16.3
2.46
66.3
各类材料物理性能指标选用值见表4。
表4各类材料物理性能指标选用值
材料种类
弹性模量E
（N/mm2）
抗拉、抗压和抗弯f
（N/mm2）
抗剪fv
（N/mm2）
48.3*3.2
206×103
205
120
48*3.5
206×103
205
120
48*3.0
206×103
205
120
[6.3
206×103
205
120
M27螺杆
206×103
170
140
M30螺杆
206×103
170
140
焊缝（角焊缝）
160
160
计算参数见表5。
表5相关计算参数
序号
类别
项目
符号
取值
备注
1
架体荷载
操作面铺板
150N/m2
扣件
13.2N/个
2
施工
活荷载
使用状态同时作业3层时
2.0kN/m2
升降状态按3层荷载计
0.5kN/m2
3
风荷载
基本风压
w0
0.68kN/m2
风压高度变化系数
2.83
A类，200m
风振系数
1.0
建筑物体型系数
1.3
挡风系数
0.8
2.3验算项目
在确定架体计算单元的基础上对下列部分进行验算：
（1）水平支承桁架；
（2）主框架；
（3）架体构架
（4）附着支座；
（5）上、下吊点
（6）防坠验算。
3.计算单元
计算单元简图如图1：
图1附着式升降脚手架示意图
为偏于安全计，计算单元取5个立杆间距，跨度为7.5m。
4.
计算荷载
取一个计算单元计算，各部位的荷载标准值如下表：
表6荷载标准值
代号
项目
计算标准
荷载值
A
永久荷载
A1
主框架
（每榀主框架）
导轨立杆9.3×38.4×2＝714N
导轨纵向小横杆0.09×27.6×74＝184N
导轨横向小横杆0.16×23.0×25＝92N
导轨小斜杆0.38×23.0×13＝114N
框架立杆10.0×38.4×2＝768N
框架水平杆0.85×38.4×6＝196N
框架斜杆1.90×38.4×2＝146N
2.21kN
A2
主框架加长节
（每榀主框架）
导轨立杆4.0×38.4×2＝307N
导轨纵向小横杆0.09×27.6×32＝79N
导轨横向小横杆0.16×23.0×11＝40N
导轨小斜杆0.38×23.0×11＝96N
框架立杆4.0×38.4×2＝307N
框架斜杆1.90×38.4×2＝146N
0.98kN
A3
水平支承桁架
（每立杆间距）
立杆2.3×38.4＝88N
水平杆1.5×38.4×2＝115N
斜杆2.34×38.4＝90N
0.29kN
A4
附着支座（每榀主框架）
330N
0.33kN
A5
架体外排立杆处
（每立杆间距）
立杆13.3×38.4＝511N
大横杆及扶手杆38.4×1.5×15＝864N
小横杆38.4×1.2/2×8＝184N
剪刀撑38.4×18.0/2＝346N
扣件13.2×（9+2×8）＝330N
操作面铺板150×0.45×1.5×5＝506N
密目立网5×15.2×1.5＝114N
2.86kN
A6
架体内排立杆处
（每立杆间距）
立杆13.3×38.4＝511N
大横杆及扶手杆38.4×1.5×7＝403N
小横杆38.4×1.2/2×8＝184N
扣件13.2×8×2＝211N
操作面铺板150×0.45×1.5×5＝506N
1.82kN
A7
架体内外排水平杆
（架体构架计算用）
大横杆自重38.4N/m
小横杆自重38.4×1.2/2÷1.5＝15.4N/m
操作面铺板150×0.45＝67.5N/m
121N/m
A8
电动葫芦（每榀主框架）
2000N
2.00kN
B
可变荷载（使用工况下每立杆单元）
B1
架体外排立杆处
0.45×1.5×3000×2＝4050N
4.05kN
B2
架体内排立杆处
0.45×1.5×3000×2＝4050N
4.05kN
C
可变荷载（升降工况下每立杆单元）
C1
架体外排立杆处
0.45×1.5×500×2＝675N
0.68kN
C2
架体内排立杆处
0.45×1.5×500×2＝675N
0.68kN
D
可变荷载（坠落工况下每立杆单元）
D1
架体外排立杆处
0.45×1.5×500×3＝1013N
1.01kN
D2
架体内排立杆处
0.45×1.5×500×3＝1013N
1.01kN
E
风荷载
E1
每个立面单元
1×2.83×（1.3×0.8）×680×1.5×1.8＝5404N
5.4kN
5.水平支承桁架验算
为偏于安全计，水平支承桁架取五片水平桁架（跨度为7.5m）进行计算，并按简支受力进行分析，其荷载效应组合为：
永久荷载+施工活荷载
5.1计算简图
按简支静定桁架进行分析，其计算简图如下：
图2水平支承桁架计算简图
5.2荷载计算
5.2.1外侧水平支承桁架
永久荷载：
PGLw=G（A3+A5）=1.2（0.29+2.86）=3.78kN
可变荷载：
PQLw=Q·B1=1.4×4.05=5.67kN
则计算荷载：
Pw=PGLw+PQLw=3.78+5.67=9.45kN
式中：
PGLw每个外侧支承桁架的竖向永久荷载设计值
PGLw每个外侧支承桁架的竖向可变荷载设计值
Pw每个外侧支承桁架的设计荷载
G永久荷载分项系数，取G=1.20
Q可变荷载分项系数，取Q=1.40
A3水平桁架自重，见表6，A3=0.29kN
A5外排立杆永久荷载，见表6，A5=2.86kN
B1外排立杆可变荷载，见表6，B1=4.05kN
5.2.2内侧水平支承桁架
永久荷载：
PGLn=G（A3+A6）=1.2（0.29+1.82）=2.53kN
可变荷载：
PQLn=Q·B2=1.4×4.05=5.67kN
则计算荷载：
Pn=PGLn+PQLn=2.53+5.67=8.20kN
式中：
PGLn每个内侧支承桁架的竖向永久荷载设计值
PGLn每个内侧支承桁架的竖向可变荷载设计值
Pn每个内侧支承桁架的设计荷载
A6内排立杆永久荷载，见表6，A6=1.82kN
B2内排立杆可变荷载，见表6，B2=4.05kN
其受荷载值小于外侧水平支承桁架，因此仅须验算外侧水平支承桁架即可。
5.3受力分析
按静定支承桁架进行受力分析，结果如下图所示：
图3水平支承桁架受力分析图单位：
kN
5.4截面校核
由受力分析图可以看出，则最不利杆件为压杆，出现在两个支座处，其一为竖向压杆，受力为28.35kN；其二为斜腹杆，受力为24.60kN。
杆件一：
杆件型号按48×3.0钢管计，杆件计算长度L＝1800mm
A＝424mm2i＝15.9mm
λx＝λy＝1800/15.9＝113
＝0.489
压杆稳定性验算如下：
=
136.73N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
杆件二：
杆件型号按48×3.0钢管计，杆件计算长度L＝2343mm
A＝424mm2i＝15.9mm
λx＝λy＝2343/15.9＝147
＝0.316
压杆稳定性验算如下：
=
183.60N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
6.主框架验算
6.1模型分析
主框架导轨由三根48*3.5钢管构成，联结焊成格构式结构，可以认为是截面如下图形式的“品”字形刚架。
图4主框架导轨截面示意图
经分析截面的中性轴如上图所示，刚架的截面参数如下：
截面惯性矩：
Ix=
=
=
mm4
截面模量：
Wx=
=
=
mm3
6.2计算简图
主框架的受力分析应根据荷载效应组合的不同分两种：
①永久荷载+施工活荷载
②永久荷载+0.9（施工活荷载+风荷载）
1）荷载效应组合①2）荷载效应组合②
图5主框架受力简图
6.3计算荷载
主框架承受由水平支承桁架传递来的荷载，并加上主框架自重荷载，主框架的自重荷载在内外排之间按2:
1的比例分配。
6.3.1使用工况
荷载效应组合①
内排处：
P1n=4Pn+2/3G（A1+A2）+GA8
=4×8.20+2/3×1.2×（2.21+0.98）+1.2×2.00
=37.75kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=1.3后：
P1n=37.75×1.3=49.08kN
外排处：
P1w=4Pw+1/3G（A1+A2）=4×9.45+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=39.08kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=1.3后：
P1w=39.08×1.3=50.80kN
荷载效应组合②
内排处：
P2n=4[G（A3+A6）+0.9QB2]+2/3G（A1+A2）+GA8
=4×[1.2×（0.29+1.82）+0.9×1.4×4.05]+2/3×1.2×（2.21+0.98）+1.2×2.00
=35.49kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=1.3后：
P2n=35.49×1.3=46.14kN
外排处：
P2w=4[G（A3+A5）+0.9QB1]+1/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+2.86）+0.9×1.4×4.05]+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=36.81kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=1.3后：
P2w=36.81×1.3=47.85kN
风荷载：
PF=0.9×4QE1=0.9×4×1.4×5.4=27.22kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=1.3后：
PF=27.22×1.3=35.39kN
上列式中：
P1n荷载效应组合①下主框架内侧杆荷载设计值
P1w荷载效应组合①下主框架外侧杆荷载设计值
P2n荷载效应组合②下主框架内侧杆荷载设计值
P2w荷载效应组合②下主框架外侧杆荷载设计值
PF每个主框架单元节点的风荷载设计值
A1主框架自重，见表6，A1=2.21kN
A2主框架加长节自重，见表6，A2=0.98kN
A8提升设备自重，见表6，A8=2.00kN
E1每个立面单元节点所受风荷载，见表6，E1=5.4kN
6.3.2升降工况
荷载效应组合①
内排处：
P1n=4[G（A3+A6）+QC2]+2/3G（A1+A2）+GA8
=4×[1.2×（0.29+1.82）+1.4×0.68]+2/3×1.2×（2.21+0.98）+1.2×2.00
=18.34kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P1n=18.34×2.0=36.68kN
外排处：
P1w=4[G（A3+A5）+QC1]+1/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+2.86）+1.4×0.68]+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=19.66kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P1w=19.66×2.0=39.32kN
荷载效应组合②
内排处：
P2n=4[G（A3+A6）+0.9QC2]+2/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+1.82）+0.9×1.4×0.68]+2/3×1.2×（2.21+0.98）
=16.11kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P2n=16.11×2.0=32.22kN
外排处：
P2w=4[G（A3+A5）+0.9QC1]+1/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+2.86）+0.9×1.4×0.68]+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=19.82kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P2w=19.82×2.0=39.64kN
风荷载：
PF=0.9×4QE1=0.9×4×1.4×5.4=27.22kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
PF=27.22×2.0=54.44kN
6.3.3坠落工况
荷载效应组合①
内排处：
P1n=4[G（A3+A6）+QD2]+2/3G（A1+A2）+GA8
=4×[1.2×（0.29+1.82）+1.4×1.01]+2/3×1.2×（2.21+0.98）+1.2×2.00
=20.74kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P1n=20.74×2.0=41.48kN
外排处：
P1w=4[G（A3+A5）+QD1]+1/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+2.86）+1.4×1.01]+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=22.05kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P1w=22.05×2.0=44.10kN
荷载效应组合②
内排处：
P2n=4[G（A3+A6）+0.9QD2]+2/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+1.82）+0.9×1.4×1.01]+2/3×1.2×（2.21+0.98）
=17.77kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P2n=17.77×2.0=35.54kN
外排处：
P2w=4[G（A3+A5）+0.9QD1]+1/3G（A1+A2）
=4×[1.2×（0.29+2.86）+0.9×1.4×1.01]+1/3×1.2×（2.21+0.98）
=21.49kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
P2w=21.49×2.0=42.98kN
风荷载：
PF=0.9×4QE1=0.9×4×1.4×5.4=27.22kN
按JGJ202规范4.1.7要求，考虑附加荷载不均匀系数 2=2.0后：
PF=27.22×2.0=54.44kN
6.4受力分析
取一个主框架单元进行计算，全部荷载简化为由一个框架单元承受，主框架是由多个单元构成，单个单元能满足承载要求时，多个单元组合承载能力更强。
受力分析简图如下：
1）荷载效应组合①2）荷载效应组合②
图6主框架受力分析简图
6.4.1使用工况
1）荷载效应组合①2）荷载效应组合②单位：
kN
图7主框架受力分析简图（使用工况）
6.4.2升降工况
1）荷载效应组合①2）荷载效应组合②单位：
kN
图8主框架受力分析简图（升降工况）
6.4.3坠落工况
1）荷载效应组合①2）荷载效应组合②单位：
kN
图9主框架受力分析简图（坠落工况）
6.5承载验算
6.5.1使用工况
（1）、荷载效应组合①
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
72.26N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
133.94N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
（2）、荷载效应组合②
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
127.37N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
126.18N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
6.5.2升降工况
（1）、荷载效应组合①
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
55.93N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
103.68N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
（2）、荷载效应组合②
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
147.60N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
104.53N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
6.5.3坠落工况
（1）、荷载效应组合①
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
62.73N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
116.27N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
（2）、荷载效应组合②
压杆校核：
=900/15.9＝57＜[]=150
查表得＝0.829
=
152.35N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
拉杆校核：
=
113.33N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
7.架体验算
7.1架体立杆
比较内外排立杆，外排立杆受力为Pw=9.45kN，内排立杆受力为Pn=8.20kN，内外排立杆受力环境状态相同，因此只须验算外立杆稳定性。
=1800/15.9＝113＜[]=210
查表得＝0.496
按JGJ202规范4.1.6要求，考虑附加安全系数 1=1.43后：
Pw=1.43×9.45=13.51kN
64.24N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
7.2架体水平杆
架体内排水平杆按单跨简支梁计算。
p=GA7+Qp活=1.2×121+1.4×0.45×2000=1405N/m
M=1/8·pl2=1/8×1405/1000×15002=3.95×105N·mm
式中：
p水平杆所受线荷载设计值
A7架体内外排水平杆所受永久荷载
p活使用工况下的活荷载
M水平杆所受跨中弯矩
则水平杆截面应力如下：
=M/W=3.95×105/4.49×103
=87.97N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
则水平杆跨中挠度如下：
v=
=4.17mm＜[v]=10mm满足要求
8.上吊点吊挂件验算
8.1计算简图
吊挂件螺杆为M30螺杆，外侧挂吊挂件的一侧为光杆无螺纹，吊挂件安装图如下：
图10吊挂件安装示意图
受力简图如下：
图11吊挂件受力分析图单位：
kN
8.2荷载计算
吊挂件仅在架体升降时使用，因此按升降工况及荷载组合①情况考虑，吊挂件所受荷载为：
PD=P1n+P1w=36.68+39.32
=76.00kN
式中P1n及P1w见6.3.2，计算值已经考虑了附加荷载不均匀系数 2。
8.3吊环验算
吊环采用Φ28圆钢
吊环截面积：
As＝615.75mm2
＝PD/2As＝76.00×103/（2×615.75）
＝61.71N/mm2＜f=205N/mm2满足要求
8.4吊环轴验算
吊环轴采用Φ32圆钢，承受剪力：
吊环轴截面积：
As＝804.25mm2
＝PD/2As＝76.00×103/（2×804.25）
＝47.25N/mm2＜
满足要求
8.5焊缝强度计验算
焊缝采用母材直角焊，双面满焊hf≥6mm
焊缝强度许用设计值：
抗压：
fwc＝160N/mm2
抗拉、抗剪：
fwt＝160N/mm2
总焊缝长度：
ΣL＝250×4＝1000mm
焊缝有效高度：
he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2mm
升级会员 