高层住宅楼爬架计算书

1、一、编制依据本计算书中涉及的主要国家或行业规范、标准请参照表1.1：表1.1类别名称编号或文号国标冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002钢结构设计规范GB500172003建筑结构荷载规范GB500092001行标建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定建2000230号建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ1302001建筑钢结构焊接规程JGJ8191二、工程概况1、工程建设概况见表2.1：表2.1工程名称山西煤炭中心医院高层住宅楼工程地址建设单位设计单位结构形式剪力墙结构最大高度层数层总面积主要楼板厚度主要剪力墙厚度200标准层高3.0米建筑周长备注：2、国力升降脚手架技术参数见表2

2、.2：表2.2升降脚手架搭设高度13.0米立杆横距0.9米升降脚手架最大跨度7.8米立杆纵距1.5米升降脚手架最大侧悬挑3.0米步距1.8米升降脚手架最大回悬挑500mm搭设步数7升降脚手架最大悬挑支座1100mm跳板形式木脚手板/竹笆同时作业步数主体施工期间2步，装修阶段3步使用荷载限制结构施工期间作业的每步3KN/m2装修施工期间作业的每步2KN/m2三、国力升降脚手架荷载标准值1、静荷载标准值升降脚手架搭设高度为13.0米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆纵距1.5米，立杆的横距0.9米，立杆步距1.8米。脚手板采用木脚手板（竹笆），其荷载标准值按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（J

3、GJ1302001）中表-1取值：0.35KN/m2计算。挡脚板采用木脚手板（竹笆），其荷载标准值按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ1302001）中表-2取值：0.14KN/m2计算。每步的挡脚杆和2道防护栏杆都采用48×3.5钢管。脚手架外侧满挂绿色密目安全网，其荷载标准值按照侧面投影面积0.005KN/m2计算。国力升降脚手架主要使用材料及其参数见表3.1：表3.1材料名称6.3槽钢14槽钢48×3.5钢管80×60×4方钢60×60×4方钢A8.4cm218.51 cm24.89cm210.56cm28.96cm2

4、IIX51cm4IX563.7 cm4I=12.19cm4IX=94.26cm4I=47.07cm4Iy=11.9cm4Iy=53.2 cm4Iy=59.64cm4iix=2.45cmix=5.52 cmi=1.58cmiX=2.988cmi=2.29cmiy=1.18cmiy=1.7 cmiy=2.376cmW5.08cm3g6.63kg/m14.53 kg/m3.84kg/m7.03kg/m（1）采用48×3.5钢管的构件的长度：立 杆：L=13×3×2=78；大横杆：L=2×7×8.5=119 m(每根长度按8.5m计算）；小横杆：L=9

5、×7×1.2=76m (每根长度按1.2m计算）；纵向支撑（剪刀撑）：L=4×+4×=61m(按单片剪刀撑计算)；架体结构边柱的缀条：横缀条7根，斜缀条6根，共两片：L=2×(6×)=41m；水平支撑（水平剪刀撑）：L=2×(1.8+4×)=39m；架体内的水平斜杆：L=3×4×=27m；护拦：L=2×9×3=54m；采用钢管的构件的总长度为： 78+119+76+61+41+39+27+54=495m所用钢管的总重量为：G 495×3.84=1900kg采用匚6.

6、3的架体构件为架体结构的边柱。长13m共四根。 所用槽钢匚6.3的总重量为：G槽 =4×13×6.6=345kg采用口60×60×4的架体构件为架体结构的边柱，长13m共2根。所用口60×60×4的总重量为：G方 =2×13×7.0336=185kg则架体结构的自重为（对架体边柱考虑的构造系数）：G=G+(G槽 +G方）×1.1=1900+1.1×(345+185）=2483kg（2）脚手板自重：板宽0.9m，长8m,厚0.04m，按原计算考虑有3步脚手板。 根据荷载规范木脚手板自重取0.35K

7、N/2。（3）安全网：仍用原计算的数据但按面积比增大。安全网的重量为：G安全网 =1.212×8×13=130kg（4）固定支架及支座：（一个支座重量60kg）G支座= 60×2120kg永久荷载汇总见表3.2：表3.2序号构件重量备注1架体结构G2483kg2脚手板GP690kg3安全网GN130kg4支座GC120kg总计3423kg3423kg=34.2KN2、施工活荷载标准值根据荷载规范：施工均布活荷载标准值如表3.3表3.3类别标准值（KN/m2）备注装修脚手架2结构交手架3根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2001）及建筑施工附

8、着升降脚手架管理暂行规定（230）：结构施工按二层同时作业计算，使用状况时按每层3KN/2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/m2计算；装修施工按三层同时作业计算，使用状况时按每层2KN/2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/2计算。（1）结构施工：使用状态 ：3×0.8×8×2=38.4KN升降、坠落状态 ：0.5×0.8×8×2=6.4KN（2）装修施工：使用状态 ：2×0.8×8×3=38.4KN升降、坠落状态 ：0.5×0.8×8×3=9.6KN施工活荷载标准

9、值QK取：38.4KN（施工状态）；9.6KN（升降状态）3、风荷载 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2001）及建筑结构荷载规范: 式中： - 风荷载标准值（kn/m2）； - 风压高度变化系数，按B类地区高100米的高层建筑上施工考虑，取2.1； - 风荷载体型系数，其计算如下：背靠建筑物状况全封闭取，敞开、开洞为脚手架封闭情况确定的挡风系数 WO - 标准基本风压，取风荷载Wk为： 考虑架体外侧有安全网，增加挡风系数，所以将风荷载WK增加10荷载汇总见表1.7表3.4荷载名称静荷载活荷载风荷载荷载标准值34.5KN38.4KN（施工状态）0.26KN/m29.6

10、KN（升降状态）本计算书中采用的强度设计值见下表表3.5钢材的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）钢材牌号抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压（磨平顶紧）Q235205N/mm2120N/mm2310N/mm2表3.6焊缝的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）钢材牌号对接焊缝角焊缝Q235抗压抗拉抗剪抗压、抗拉和抗剪205 N/mm2175 N/mm2120 N/mm2140 N/mm2表3.7C级普通螺栓连接的强度设计值（冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500018-2002）类别性能等级4.6级、4.8级抗拉165 N/mm2抗剪125 N/mm

11、2四、大横杆计算大横杆按照三跨连续梁进行挠度和强度计算. 按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1、均布荷载值计算大横杆的自重标准值P10.0384 KN/m脚手板的荷载标准值P20.35×0.9/20.1575 KN/m活荷载标准值Q3×0.9/21.35 KN/m静荷载计算值q11.2×0.0384+1.2×0.15750.235 KN/m活荷载计算值q21.4×1.351.89 KN/m2、最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆计算荷载组合

12、简图(支座最大弯矩)跨中最大弯矩计算公式如下：跨中最大弯矩为：M1（0.08×0.235+0.101×1.89）×1.520.472 KN.m支点最大弯矩计算公式如下：支点处最大弯矩为：M2（0.1×0.235+0.117×1.89）×1.520.55 KN.m选择支点弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：<所以大横杆抗弯强度满足要求！3、抗剪强度计算最大剪力考虑为三等跨连续梁上面荷载组合示意图中的第二种组合情况下最大剪力，其计算公式为：支点最大剪力为：V（0.6×0.235+0.617×1.89）×

13、1.51.961 KN剪切强度为：<所以大横杆抗剪切强度满足要求！4、挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下：三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度钢材弹性模量：E206×103 N/mm2V（0.677×0.235+0.99×1.89）×15004/（100×12.19×104×2.06×105）4.1mm大横杆的最大挠度小于1000/150mm与10mm，满足要求！五、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面,小横杆每600mm设置搭设。用大横杆支座的最大

14、反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算小横杆的自重标准值 P1=0.0384KN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.600=0.210KN/m活荷载标准值 Q=3.000×0.600=1.800KN/m荷载的计算值 P=1.2×0.035+1.2×0.210+1.4×1.800=2.814KN/m 小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=(1.2×0.0384+1.2&#

15、215;0.210)×0.92/8+2.814×0.9/3=0.874kN.m小横杆的计算抗弯强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.抗剪强度计算最大剪力计算公式：V=ql/2+2P/2=(1.2×0.0384)×0.900/2+2×2.814/2=2.832kN最大剪切强度为：=V/A=2.832×1000/424=6.681N/mm2fv=125N/mm2；小横杆的计算剪切强度小于125.0N/mm2,满足要求!4.挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载

16、最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.0384×9004/(384×2.050×105×107831.000)=0.029mm集中荷载标准值P=0.0384+0.210+1.800=2.045kN/m集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=2045×900×(3×9002-4×9002/9)/(72×2.05×105×107831.0)=2.533mm最大挠度和 V=V1+V2=2.562mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与

17、10mm,满足要求!六、扣件抗滑力的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范): R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；1.荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.0384×0.9/2=0.017kN 大横杆的自重标准值 P1=2×（0.0384×1.500）=0.115kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.9×1.500/2=0.236kN 活荷载标准值 Q=3.000×0.9×1.500/2=2.025kN 荷载的

18、计算值 R=1.2×0.017+1.2×0.115+1.2×0.236+1.4×2.025=3.276kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。七、脚手架荷载标准值: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)； 本例为外立杆、主框架、小横杆、大横杆、中间填心杆、扣件的自重荷载之和再换算成每米立杆的平均荷载

19、： NG1 = 2510×10-3/7.23.486kn (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用脚手板，标准值为0.35 NG2 = 0.35×1.5×0.9×3/20.709kn (3)外立杆上栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用2道钢管栏杆、和1道钢管挡挡板，标准值为： NG3 = 0.0384×3×1×1.5×30.518kn (4)外立杆上吊挂的安全设施荷载，本例计算中仅包括安全网的荷载(kN/m2)，因考虑到剪刀撑自身完全可以承担自身重量荷载而没有计算在内（8步架）； NG4 = 0.

20、005×1.2×80.048kn 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.486+0.709+0.51+0.0484.75kn 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 3×2×1.5×0.9/24.05kn 风荷载标准值应按照以下公式计算 经计算得到，风荷载标准值 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ=1.2×4.75+0.85×1.4×

21、;4.05=10.519kN 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ=1.2×4.75+1.4×4.05=11.37kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。八、立杆的稳定性计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=11.37kN； 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 =l/i=1800/（0.7×15.9）=162的结果查JGJ130-2001附录C表C得到0.268； i 计算

22、立杆的截面回转半径，i=1.58cm=15.8mm； l 计算时取的脚手架步高 (m), l=1.8m； 计算长度系数，根据压杆的约束条件情况来取的系数，依据脚手架纵横方向都有横杆约束的情况取 = 0.70 A 立杆净截面面积，A=4.89cm2=489mm2； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 11.37/（0.268×489）=86.76N/mm2f； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < f,满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=10.519kN；

23、 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 =l/i=1800/（0.7×15.9）=162的结果查表得到0.268； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm=15.8mm； l 计算时取的脚手架步高 (m), l=1.8m； 计算长度系数，根据压杆的约束条件情况来取的系数，依据脚手架纵横方向都有横杆约束的情况取 = 0.70 A 立杆净截面面积，A=4.89cm2=489mm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3=5080mm3；MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 10519/（0.268×48

24、9）+91000/5080=80.266+17.913=98.188N/mm2； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < f,满足要求!九、主框架计算1、荷载计算 恒载标准值Gk ：3450kg=34.5KN 施工活荷载标准值QK 结构施工： 使用状态 ：3×0.8×8×2=38.4KN升降、坠落状态 ：0.5×0.8×8×2=6.4KN装修施工：使用状态 ：2×0.8×8×3=38.4KN升降、坠落状态 ：0.5×0.8×

25、8×3=9.6KN主框架构造示意图： 1800 1800主框架高12.8m，每步1.8m ：12 60×60×4 50xyy2 6.3 （方钢） （槽钢） 取其中较小值考虑计算。 考虑风荷载时,主框架的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ=1.2×34.5+0.85×1.4×38.4=87.096kN 不考虑风荷载时,主框架的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ=1.2×34.5+1.4×38.4=95.16kN2、不组合风荷载状态下2.1、稳定性计算

26、 其中 N 主框架的轴心压力设计值，N=95.16kN； 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比0.27 i 计算主框架的截面回转半径，i=2.29cm=22.9mm； l 计算时取的脚手架步高 (m), l=1.8m； 计算长度系数，根据压杆的约束条件情况来取的系数，依据脚手架纵横方向都有横杆约束的情况取 = 0.70 A 主框架净截面面积，A=2×8.4+8.9625.76cm2=2576mm2； 主框架受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 95.16/（0.27×2576）=136.818N/mm2f； f 主框架抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；不

27、考虑风荷载时，主框架的稳定性计算 < f,满足要求!3、组合风荷载状态下3.1、稳定性计算 其中 N 主框架的轴心压力设计值，N=87.096kN； 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比0.27 i 计算主框架的截面回转半径，i=2.29cm=22.9mm； l 计算时取的脚手架步高 (m), l=1.8m； 计算长度系数，根据压杆的约束条件情况来取的系数，依据脚手架纵横方向都有横杆约束的情况取 = 0.70 A 主框架净截面面积，A=2×8.4+8.9625.76cm2=2576mm2； 主框架受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 87.096/（0.27×2

28、576）+91000/32.3×1000=126.16+2.817128.977N/mm2f； f 主框架抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；考虑风荷载时，主框架的稳定性计算 < f,满足要求! 十、支座（连墙件）计算正常施工状态下：由2个支座承受主框架传递荷载支座荷载设计值： 不考虑风荷载时,主框架的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ=1.2×34.5+1.4×38.4=95.16kNN支座=N/295.16/247.58kn支座轴向力设计值： Nl=Nlw+No式中：Nl支座轴向力设计值Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值No支座约束脚手架平面外变形所产生的轴向力本计算书中取5KNNl0.26×14.8×7.2/2+513.85+518.85kn1、 剪力墙支座（500支座;固定螺栓距LAB4