导轨式电动附着脚手架计算书

导轨式电动附着脚手架专项施工方案（共35页）导轨式电动附着脚手架计算书一、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》GB50018－2002《钢结构设计规范》GB50017－2003《建筑结构荷载规范》GB50009－2001行标《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002二、工程概况1、工程建设概况见表2.1：表2.1工程名称德州市德城区堤岭片区棚户区改造项目4#楼工程地址德州结构形式剪力墙最大高度71.3m层数25标准层高2.9m备注：从4层开始施工2、升降脚手架技术参数见表2.2：表2.2升降脚手主框架设高度13.5米立杆横距0.8米升降脚手架最大跨度6.2米立杆纵距1.5米升降脚手架最大侧悬挑1.7米步距1.8米搭设步数7.5跳板形式竹串片脚手板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、升降脚手架荷载标准值1、静荷载标准值升降脚手架主框架高度为12.8米，架体搭设高度为13.5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0.8米，步距1.5米。底部脚手板采用全钢脚手板，第二、第三道操作层采用脚手板采用竹串片脚手板，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》（JGJ130－2011）中表4.1.2-1取值：0.35KN/m2计算。每步的挡脚杆和2道防护栏杆都采用Φ48×3.25钢管。脚手架外侧立面安装钢板网，其荷载标准值按照侧面投影面积0.55KN/m计算。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12工字钢〔14槽钢Φ48×3.25钢管140×140×8方钢A14.7cm218.51cm24.89cm242.24cm2IIX＝488.43cm4IX＝563.7cm4I=12.19cm4I=1231.16cm4Iy=49.906cm4Iy=53.2cm4iix=5.195cmix=5.52cmi=1.58cmi=5.4cmiy=1.609cmiy=1.7cmW5.08cm3g14.2kg/m14.53kg/m3.84kg/m33.16kg/m⑴采用φ48×3.25钢管的构件的长度：立杆：L=13.5×8=108ｍ；纵向水平杆：L=2×7×9=126m(每根长度按7m计算）；横向水平杆：L=9×7×1.2=76m(每根长度按1.2m计算）；纵向支撑（剪刀撑）：L=6×=45m(按单片剪刀撑计算)；护拦：L=2×8×7=112m；采用钢管的构件的总长度为：1＝108+126+76+45+112=467m采用钢管的构件的总重量为：467m×3.84kg/m=1793.28kg主框架及底部桁架计算：架体主框架边柱的缀条：斜缀条8根，共一片：L=8×=16m；底部桁架斜拉杆：L=2×4×=19m；采用Φ48×3.25钢管的架体构件为架体结构的边柱，长12.8m共1根。所用Φ48×3.25钢管的总长度为：L2=16+19+13=48m所用Φ48×3.25钢管的总重量为：G=48×3.84=188kg所用钢管的总重量为：1793.28+188=1981.28kg采用140×140×8方钢总长度为1.35×2=2.7m所用主框架方钢140×140×8重量为G方=2.7m×33.16kg/m=89.53kg采用12号工字钢的架体构件为架体结构的边柱。长12.8m共一根。所用12#工字钢的总重量为：G工=12.8×14.2=181kg则架体结构的自重为（对架体边柱考虑的构造系数）：G=GΦ+(G工+G方)×1.1=2008+1.1×(181+90）=2300kg⑵脚手板自重：板宽0.8m，长7.0m,厚0.04m，按原计算考虑有3步脚手板。根据荷载规范竹串片脚手板自重取0.35KN/mm2。⑶钢板网：钢板网采用30×3角铁为框架，50×30×2mm为固定杆，则钢板网的重量为：G钢板网=1119.86kg+231.38kg=1351.24kg⑷固定支架及支座：（一个支座重量60kg）G支座=60×2＝120kg⑸底部钢板操作层及钢板网重量：底部操作层采用2mm防滑钢板，其重量为GD=0.74*7*16.8=87.02kg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G2300kg包含其他配件2竹串片脚手板GP235kg3钢板网GN1352kg4支座GC120kg总计4007kg4007kg=40.1KN2、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结构脚手架3根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）及《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》：结构施工按二层同时作业计算，使用状况时按每层3KN/ｍ2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/ｍ2计算，升降及坠落状况时按每层0.5KN/ｍ2计算。⑴结构施工：使用状态：3×0.8×7×2=33.6KN升降、坠落状态：0.5×0.8×7×2=5.6KN⑵装修施工使用状态：2×0.8×7×3=33.6KN升降、坠落状态：0.5×0.8×7×3=8.4KN施工活荷载标准值QK取：33.6KN（施工状态）；8.4KN（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》（JGJ130-2011）及《建筑结构荷载规范》：=βz×××WO式中：风荷载标准值（KN/m2）；βz风振系数，取0.7风压高度变化系数，按C类地区海拔100米处，取1.7；风荷载体型系数，取值为：0.8WO标准基本风压，按该地区100年范围的基本风压，该地区取∴风荷载Wk为：=βz×××WO＝0.7×0.8×2.4×0.50=0.48KN/m2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40.1KN33.6KN（施工状态）0.48KN/m28.4KN（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205N/mm2175N/mm2120N/mm2140N/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165N/mm2抗剪125N/mm2四、纵向水平杆计算按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）第5.2.4条规定，计算纵向，横向水平杆的内力与扰度时，纵向水平杆宜按简支梁计算，计算跨度l0可按图5.2.4采用，双排脚手架的横向水平杆的构造外伸长度a=500时，其计算外伸长度a1可取300mm。1、均布荷载值计算纵向水平杆的自重标准值P1＝0.033KN/m脚手板的荷载标准值P2＝0.30×0.8/（2+1）＝0.08KN/m活荷载标准值Q＝2×0.8/（2+1）＝0.533KN/m静荷载计算值q1＝1.2×0.033+1.2×0.08＝0.136KN/m活荷载计算值q2＝1.4×0.533＝0.747KN/m2、最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩纵向水平杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)纵向水平杆计算荷载组合简图(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＝0.08×0.136×15²+0.101×0.747×1.52＝0.192KN.m支点最大弯矩计算公式如下：支点处最大弯矩为：M2＝－（0.1×0.136+0.117×0.747）×1.52＝－0.227KN.m选择支点弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：<所以纵向水平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：/EI其中静荷载标准值：q1=p1+p2=0.033+0.08=0.113kn/m活荷载标准值：q2=Q=0.533kn/m最大扰度计算值为：V＝0.677×0.113×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.533×15004/(100×2.06×105×107800)=1.379mm纵向水平杆的最大扰度1.379mm小于1000/150mm与10mm，满足要求！五、横向水平杆的计算横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算，纵向水平杆在横向水平杆的下面,横向水平杆每600mm设置搭设。用纵向水平杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算横向水平杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算横向水平杆的自重标准值P1=0.0384KN/m脚手板的荷载标准值P2=0.30×0.600=0.180KN/m活荷载标准值Q=3.000×0.600=1.800KN/m荷载的计算值P=1.2×0.0384+1.2×0.180+1.4×1.800=2.777KN/m横向水平杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为横向水平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+1.2×0.180)×0.82/8+2.777×0.8/3=0.762kN.m横向水平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)×0.800/2+2×2.777/2=2.800kN最大剪切强度为：τ=V/A=2.800×1000/424=6.604N/mm2＜[fv]=125N/mm2；横向水平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横向水平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:集中荷载最大挠度计算公式如下:横向水平杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.0384×8004/(384×2.050×105×107831.000)=0.093mm集中荷载标准值P=0.0384+0.180+1.800=2.018kN/m集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=2045×800×(3×8002-4×8002/9)/(72×2.05×105×107831.0)=2.782mm最大挠度和：V=V1+V2=2.875mm横向水平杆的最大挠度小于1050.0/150与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5.2.5):R≤Rc其中R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；1.荷载值计算自重标准值P1=0.0384×0.8/2=0.015kN纵向水平杆的自重标准值P1=2×（0.0384×1.500）=0.115kN脚手板的荷载标准值P2=0.30×0.8×1.500/2=0.18kN活荷载标准值Q=3.000×0.8×1.500/2=1.8kN荷载的计算值R=1.2×0.015+1.2×0.115+1.2×0.18+1.4×1.8=2.904kN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：⑴每米立杆承受的结构自重标准值(0.1248kN/m)；NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×14.40＝2.197kn⑵脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹脚板，标准值为0.35NG2=0.35×6×1.5×（0.8+0.2）/2＝1.575kn⑶栏杆与挡脚手板自重标准值，采用竹笆片脚手板挡板，标准值为：0.15NG3=0.15×6×1.5/2＝0.675kn⑷吊挂的安全设施荷载，包括防护钢板网：0.05NG4=0.05×1.5×14.4＝1.08kn经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.179+1.575+0.675+1.08＝5.51kn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=2×0.8×1.5×2/2＝2.4kn考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ=1.2×5.51+0.9×1.4×2.4=9.64kN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=1.2×5.51+1.4×2.4=9.97kN八、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算：=βz×××WO式中：风荷载标准值（KN/m2）；βz风振系数，取0.7风压高度变化系数，按C类地区海拔100米的高度考虑，取1.7；风荷载体型系数，取值为0.8：WO标准基本风压，按该地区100范围的基本风压，该地区取∴风荷载Wk为：=βz×××WO＝0.7×0.8×1.7×0.50=0.48KN/m21.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中立杆轴线压力设计值：N=9.97计算立杆的截面回转半径：i=1.59KN计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表5.3.3得：K=1.155计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表5.3.3得：μ=1.5计算长度，由公式l=kuh确定l=3.118长细比：l/i=196轴心受压立杆的稳定系数ψ，由长细比l/i的结果查表得到：ψ=0.188立杆净截面面积，A=4.24cm2=424mm2；立杆的截面模量：W=4.49m³钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；不考虑风荷时：=9.97×1000/（0.188×424）=125.08N/mm2＜[f]；满足要求2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中立杆的轴心压力设计值，N=9.64kN；=9.64×1000/（0.188×424）+118489.9/4490=147.33N/mm2＜[f]；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!九、主框架计1、荷载计算恒载标准值Gk：4095kg=40.1KN施工活荷载标准值QK结构施工：使用状态：3×0.8×7×2=33.6KN升降、坠落状态：0.5×0.8×7×2=5.6KN装修施工：使用状态：2×0.8×7×3=33.6KN升降、坠落状态：0.5×0.8×7×3=8.4KN主框架构造示意图：18001800主框架高12.8m，每步1.8m：（钢管）（工字钢）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+0.9×1.4NQ=1.2×40.1+0.9×1.4×33.6=90.46kN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=1.2×40.1+1.4×33.6=95.16kN2、不组合风荷载状态下2.1、稳定性计算其中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0.381i——计算主框架的截面回转半径，i=5.195cm=52.0mm；l——计算时取的脚手架步高(m),l=1.8m；μ——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μ=0.70A——主框架净截面面积A=1810mm2；——主框架受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=95.16/（0.381×1810）=137.99N/mm2＜[f]；[f]——主框架抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；不考虑风荷载时，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=90.46kN；——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比0.381i——计算主框架的截面回转半径，i=1.58cm=15.8mm；l——计算时取的脚手架步高(m),l=1.8m；μ——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μ=0.70A——主框架净截面面积，A=1810mm2；——主框架受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=90.46/（0.381×1810）+8×1000/32.3×1000=131.42N/mm2＜[f]；[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!由2个支座承受主框架传递荷载十、支座（连墙件）计算由2个支座承受主框架传递荷载正常施工状态下：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=1.2×40.1+1.4×33.6=95.16kNN支座=N/2＝95.16/3＝31.72kn平均按两个支座受力计算N支座=N/2＝95.16/2＝47.58kn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5KNNl＝0.48×12.8×6/2+5＝23.43kN剪力墙支座材料相关参数：钢材弹性模量：E＝206×103N/mm2强度设计值折减系数：按照薄壁型钢结构取0.95挠度设计值：L/150mm薄壁型钢抗弯设计值：Q235205N/mm2支座连接杆采用2根8#槽钢8#槽钢截面特性：A＝10.2cm2Ix＝101cm4Wx＝25.3cm3iX＝3.15cmiy＝1.27cm⒈剪力墙支座（500支座;LAB＝400mm）强度计算⑴支座受力分析图 AABN支座＝47.58knN风＝23.43knFAFBCTA风压力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）TA＝N支座＝47.58knBNBN风＝23.43knFAFBCTAAN支座＝47.58kn风拉力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）=76.13KNTA＝N支座＝47.58kn考虑AC杆最不利状态（拉杆）：计算长度：LX＝500mm查表得：安全！考虑BC杆最不利状态（压杆）：安全2.墙支座（800支座;LAB＝400mm）强度计算ABNABN支座＝47.58knN风＝23.43knFAFBCTA风压力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）TA＝N支座＝47.58knBNBN风＝23.43knFAFBCTAAN支座＝47.58kn风拉力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）=106.34KNTA＝N支座＝47.58kn考虑AC杆最不利状态（拉杆）：：计算长度：LX＝800mm查表得：安全！考虑BC杆最不利状态（压杆）：安全5.墙支座（900支座;LAB＝400mm）强度计算ABNABN支座＝47.58knN风＝23.43knFAFBCTA风压力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）TA＝N支座＝47.58knBBN风＝23.43knFAFBCTAAN支座＝47.58kn风拉力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）=117.17KNTA＝N支座＝47.58kn考虑AC杆最不利状态（拉杆）：：计算长度：LX＝900mm查表得：安全！考虑BC杆最不利状态（压杆）：安全5.剪力墙支座（1100支座;LAB＝750mm）强度计算⑴支座受力分析图风压力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）TA＝N支座＝39.66kn风拉力状态下支座受力由受力分析结果得：：(压力)：（拉力）=35.37+12.55=47.94KN==TA＝N支座＝47.58kn考虑AC杆最不利状态（拉杆）：：计算长度：LX＝1000mm查表得：安全！考虑BC杆最不利状态（压杆）：安全穿墙螺栓验算1、使用工况中坠落支座承受的轴向压力设计值：N=γ3×（γGNGk+γQNQk）=2.0×（1.2×20+1.4×16.8）=2.0×（24+23.52）=95KNN支座承受的轴向压力设计值；γ3附加荷载不均匀系数，坠落工况取2.0；γG恒荷载分项系数，取1.2；γQ活荷载分项系数，取1.4；NGk恒荷载效应的标准值；NQk活荷载效应标准值；NWk风荷载效应标准值；（4）500-1100墙式支座（支座第一个预埋螺栓从立杆顶部下反150mm做埋）500-1100墙式支座一个螺栓承受的荷载见下表支座大小悬挑长度立杆长度Nv=N/2Nt=NL/h500mm500mm700mm47.5kN86.36kN600mm600mm700mm47.5kN103.6kN900mm900mm900mm47.5kN114kN1100mm1100mm1100mm47.5kN110kN注：NV表示一个螺栓所承受的剪力设计值;Nt表示一个螺栓所承受的拉力设计值；十二、穿墙螺栓强度验算1、穿墙螺栓T32材料采用5.6级B级普通螺栓螺杆直径D螺=32mm;螺栓螺纹处有效截面直径d0=28.72mm；螺栓抗剪强度设计值fbV=190N/mm2；螺栓抗拉强度设计值fbt=210N/mm2；一个