毕业设计附着式升降脚手架设计.docx

1、毕业设计附着式升降脚手架设计附着式升降脚手架设计摘要：近十多年来，落地式外脚手架、吊篮和外挂脚手架因其耗时、耗工、耗材和安全保障及经济性等多方面原因逐渐在建筑工程施工中淘汰，特别是高层、超高层建筑施工中，取而代之的是悬挑脚手架和附着升降脚手架。但是悬挑脚手架存在反复搭拆的缺点，而附着升降脚手架却较好的克服了这一缺点。因此，整体提升脚手架、附壁悬空轨道式自升降脚手架、架段间互提升脚手架的研制和使用目前在国内正蓬勃发展。关键词：升降脚手架；防坠；智能控制；安全防护；荷载一、施工工艺技术1 “附着式”外架简介该外架的附着支撑结构、防坠、防倾融为一体，原理简单、结构合理、安全可靠；同步智能控制系统具有

2、超载、欠载自动报警和停机功能，能保证外架的同步升降；其结果符合JGJ202-2010建筑施工工具式脚手架安全技术规范的要求，能够从根本上保证施工安全，降低工人劳动强度，并且提高工作效率。2 附着升降脚手架搭设、运行、拆除工艺流程2.1 附着升降脚手架搭设流程图脚手架安装工艺流程图2.2附着升降脚手架上运行流程图2.3 附着升降脚手架下运行流程图2.4 附着升降脚手架拆除流程图 二、附着升降脚手架设计1荷载计算架体高度12.7米上）,宽度0.9m，最大跨度6米主框架悬臂高度6m，主跳板4层，立杆间距为1.5m，步距1.8m。137.5=97.5110。 1.1 永久荷载架体结构自重 G1k=5K

3、N 脚手架体自重 G2k=g2kHn=0.12481310=16.224KN构配件自重 G3K=0.356.754=9.45KNGk=G1k+G2k+G3k =5+16.244+9.45=30.694KN1.2 施工荷载主体施工时3KN/m2和两层作业，装修施工时2KN/m2和三层作业，单层作业面积：7.50.9=6.75m2Qk=36.752=40.5KN1.3风荷载Wk=0.7zsW0基本风压值，取W0=0.550KN/m2s=1.3=1.30.089=0.1157z按B类地区100m的高层建筑施工考虑，取z=2.1Wk=0.7zsW0 =0.72.10.11570.55=0.0935 K

4、N/m22底部桁架的计算2.1各杆件内力计算脚手杆自重G1k=g1kH=0.124813=1.622KN脚手板自重G2k=0.351.50.45=0.236KN恒载Gk=G1k+G2k=1.622+0.236=1.858KN活载Qk=31.50.452=4.05KN桁架上弦节点作用力F=1.2Gk+1.4Qk= 1.21.858+1.44.05=7.9KN 各杆件内力（见附图）2.2 最不利杆件验算根据计算结果分析，最不利杆件为：拉杆N1-3=N9-10=20.625KN压杆NA-1=NB-10=23.7KN(此杆为竖向主框架竖肢)N4-6=N6-8=19.885KNN8-9=15.8KN 除

5、压杆NA-1、NB-10外，其余杆件均采用483.5钢管制作 （1）拉杆N1-3,N9-10 =l0/i=234/1.58=148300=N/A=20625/489=42N/mm2f=205N/mm2 (2) 压杆N4-6,N6-8=l0/i=150/1.58=95150,=0.626=N/A=19885/(0.626489)=65 N/mm2f=205N/mm2 (3) 压杆N8-9 =l0/i=180/1.58=114, =0.489 =N/A=15800/(0.489489)=66 N/mm2f=205N/mm2 故满足要求。3竖向主框架的计算3.1 内力计算按两跨连续梁考虑（1）使用工

6、况时，主框架悬臂高度6m（考虑主体施工时最上一层结构模板未拆支座未及时安装，安装后悬臂高度为3.6m）轴心力设计值 N=0(1.2Gk+1.4Qk) =0.9(1.230.694+1.440.5)=84.18KN风荷载产生弯矩 qw=0.851.40.0686=0.486KN/mM=qwl2/2=0.48662/2=8.748KN.m(2)升降工况时，考虑施工荷载0.5KN/m2，因大风天气不能升降施工，故不考虑风荷载N=0.9(1.230.694+1.40.56.752)=41.65KNNk=0.9(30.694+0.56.752)=33.7KN考虑使用工况和升降工况最不利计算Mmax=8.

7、748KN.m，Nmax=84.18KN3.2 截面尺寸几何特征A1=28.4=16.8cm2, A2=4.89cm2A=A1+A2=16.8+4.89=21.69cm2a1=A290/A=4.8990/21.69=20cma2=90-a1=90-20=70cmI1=251=102cm4I1y=211.9+8.4(2.5+1.36)2=274.1cm4I2=I2y=12.19cm4i1=2.45cm, i1y=I1y/A1=274.1/16.8=4.04cmi2=i2y=1.58cmIx=I1+A1a12+I2+A2a22 =102+16.8202+12.19+4.89702=30795cm4

8、ix=Ix/A=30795/21.69=37.68cmW1x=Ix/(20+3.15)=30795/23.15=1330cm3W2x=30795/(70+2.4)=425cm33.3 整体稳定计算=N/（A）+mM/(1-N/NE)W1xx=l0x/ix=2600/37.68=31.8斜缀条面积 A1=4.89cm20x=x2+27A/A1=31.82+2721.69/4.89=33.6查表，得 =0.907 取m=1.0NE=2EA/ox2=3.1422.0610521.69102/33.62=1242.7KN=N/（A）+mM/(1-N/NE)W1x =84.18103/(0.90721.

9、69102)+1.08.748106/(1-0.90784.18103/1242.7103)1330103=50N/mm2f=205N/mm2故满足要求。3.4 单肢验算N1=M/h+a2N/h=8.748/0.9+0.784.18/0.9=75.19KNN2=-M/h+a1N/h=-8.748/0.9+0.284.18/0.9=8.99KN验算肢1（26.3max=l01/i1min=180/2.45=73.5查表，得 =0.758=N1/A1=75.19103/(0.75816.8102)=59N/mm2f=205N/mm2验算肢2（483.5）=l02/i2=180/1.58=114=1

10、50查表，得 =0.489=N1/A2=8.99103/(0.4894.89102)=38N/mm2 f=205N/mm2故满足要求。4 附着支座的计算使用工况时考虑两个附着支座承受竖向荷载。P=N/2=84.18/2=42.09KN升降工况考虑一个附着支座受力，并考虑2.0的动力系数P=2.0Nk=2.033.7=67.4KN4.1三角形支座计算三角形支座斜撑杆为26.3，水平杆为28（1）斜撑杆N= P，/sin=67.4/sin450=95.318KN=l0/i=56/2.45=23, =0.938=N/A=95.318/(0.9381680)=60N/mm2f=205N/mm2（2）水

11、平杆N=Ncos=95.318cos450=67.4KN(受拉)=N/A，=67400/(21024.8)=33N/mm2f=205N/mm24.2钢梁斜拉支座计算钢梁为28，最长为900mm，斜拉杆为两根22圆钢（Q235）制作的花篮螺栓,水平角度为680。（1） 钢梁N= P/tg=67.4/tg680=27.23KN=l0/i=90/3. 15=28 ，=0.906=N/A=27230/(0.9062049.6)=15 N/mm2N=36.35KN故满足要求5 主要连接件的计算5.1 穿墙螺栓的计算（M30）Nv=Tsin=37.016sin720=35.204KNNt=Tcos=37.

12、016cos720=11.439KNNc=T=37.016KNNvb=nvd2/4fvb=13.14302/4130=91.845KNNv=35.204KNNtb=de2/4ftb=3.1427.52/4170=100.921KNNt=11.439KNNcb=dtfcb=3010305=91.5KNNc=37.016KN(Nt/Ntb)2+(Nv/Nvb)2=(11.439/100.921)2+(35.204/91.845)2=0.401故满足要求。5.2导向轮的计算附着支座承受最大水平拉力(考虑最不利反风向荷载)R=(qwl2/2+Na1)/3=(0.48692/2+84.180.2)/3=

13、36.519KN每个支座4个导向轮，每个导向轮轴(25)承受剪力V=36.519/4=9.13KN=V/A=9130/(3.14252/4)=19N/mm2 N，=88.51KN故满足要求。6 阳台验算6.1计算依据根据该类架体的搭设标准及具体施工工程的层高要求，选择跨度最大的架体单元做为验算对象。但计算跨度Lmax与架体高度H的乘积（LmaxH）应110m2。如果本段架体满足强度及刚度要求，整个架体即可满足使用。6.2计算参数及单元架体材料数量本计算书使用于标准层层高3.6m，Lmax7.2m的单元架体，本计算书是针对本工程的具体要求取最大值做为计算参数。具体参数架体高度H：81.8 = 1

14、4.4m，防护拦杆：1.8m。立杆间距：1.8m。小横担管间距：0.9m。计算跨度Lmax：7.5m。LmaxH = 7.514.4 = 108m2110m2，满足要求。钢管规格：483.5，单位重量：3.84kg/m=38.4N/m。单元架体使用钢管材料立杆：12.610 + 51.8 = 135m。小横杆：1.398 = 93.6m。大横杆：7.233 = 237.6m。桁架斜腹杆：2.816 = 44.8m。大剪刀撑：14.92 = 29.8m。扣件：450个, 单位重量：1.5kg/个=15N/个。6.3 静态荷载（G静）钢管重：540.838.4 = 20766.7N扣件重：4501

15、5 = 6750N竹笆重：（0.97.28 + 0.57.23）7.510 = 4698N承重主架重：3000N/台安全网重：168.10.510 = 648N恒载合计：35860N加静载荷计算系数1.2，计算值为43032N。6.4施工活荷载按三个工作层计算，根据规定取2000N/m2G活 = 2000（0.87.23）= 34560N加施工载荷计算系数1.4，计算值为48384N。6.5升降作业时无施工荷载。6.6静止时有施工荷载由承重底座与承重桁架共同受力G总 = G静 + G活 = 91416 N6.7因每台机位有4根拉杆及穿墙螺栓受力，所以架体在预埋点的自重计算值G= G总/4=91

16、4164=22.85 kN6.8挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离xo计算公式：当l12.2hb时（弹性挑梁），计算倾覆点至墙外边缘的距离为xo0.3hb并且xo0.13l1。当l12.2hb时（刚性挑梁），计算倾覆点至墙外边缘的距离为xo0.13l1式中，l1挑梁埋人墙体的长度；xo计算倾覆点至墙外边缘的距离； hb混凝土挑梁的截面高度。挑梁抗倾覆荷载取起有利作用永久荷载分项系数0.8，挑梁抗倾覆力矩设计值：Mr0.8Gr(l2xo)式中， Gr挑梁的抗倾覆荷载l2Gr作用点至墙外边缘的距离抗倾覆验算：（1）计算倾覆点：挑梁埋入墙体长度l12000mm2.2hb2.23708140mm，则：倾覆

17、点距墙边距离xo0.3hb0.3400110 mm（2）计算倾覆力矩：倾覆力矩由阳台上荷载F1k、g1k、p1k、挑梁自重产生.和架体在预埋点的自重。Mov1.35（422.85）(1.800.11)(102.1)(1.80.11)2/2 1.06(1.800.1)2/2 1.3575.731.010.83113.07 kNm（3）计算抗倾覆力矩Mr0.8Gr(l2xo)0.8（122.1)(2.00.110)2/25.2423(10.110）5.242(32)(120.110)5.2422/2(2/320.110)22.8sin45（2.0-0.110）140.72 kNm（4）抗倾覆验算由

18、(2)、(3)计算结果可知 Mr Mov ，阳台梁抗倾覆安全阳台梁抗弯验算取最大阳台做验算对象，尺寸为 5.1m1.8m，设计承载力为2.5 kN /m2， 静载系数为 1.4，一个阳台按两个机位计算，升降时由两层阳台同时受力（四条螺栓），使用状态由四层阳台同时受力，所以只需验算升降状态时受弯情况：1升降式的受弯情况W1=（35.861.2/4）1.8 =19.36kNm2. 设计允许的受弯情况W =（5.41.8）2.51.41.8/2 = 28.917 kNm比较得知WW1，阳台梁受力安全。参考文献1 建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定建建2000230号2 建筑结构荷载规范（GB5009-2001）3 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）4 钢结构设计规范（GB50017-2003）5 建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）6建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定建建2000230号7 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）8 建筑施工高处作业安全技术规程（JGJ80-91）9 建筑安装工人安全技术操作规程10建筑现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）