附着式升降脚手架施工部计算书

未找到目录项。9.1.QYL-02型附着式升降脚手架计算单元简图：计算单元简图9.2计算依据计算依据序号法律、法规、规范性文件名称文件号1《建筑施工安全检查标准》JGJ59-20112《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》JGT546-20193《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20114《混凝土结构工程施工规范》GB50666-20115《钢结构设计规范》GB50017-20176《建筑结构荷载设计规范》GB50009-20127《建筑施工升降设备设施检验标准》JGJ305-20138《建筑机械施工安全技术规程》JGJ33-20129《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-20169.3荷载计算计算书按架体最不利间距计算，计算脚手架整体模型按图所示建立模型，单个机位跨度6米；高度20米，脚手板宽度0.6米；立杆间距2.0米，脚手板每隔2米一道（10道），架体底部安装副板、翻板，上部密封层安装副板、翻板，每步架脚手板底部均安装内外立杆连接撑，设置3个机位。考虑单个机位计算模型为：架体高度为20米，跨度6米、脚手板宽度为0.6米，立杆间距2米，脚手板布设2米一道。9.3.1静荷载整体模型静载荷计算表序号构配件名称重力值备注1导轨（标准节+导轨加长节）（156+79）×4×9.8=9212N1根长度14.4米2吊点桁架+下吊点+上吊点（29+10+10+29）×4×9.8=3057.6N1套包含两个（吊点桁架、吊点）3架体立杆12×（18+20）×4.5×9.8=20109.6N18米12根，20米12根4网片22×9.8×20×8=34496N440平米5底部：底板+副板+翻板22×（16+4.5+2）×9.8=4851N1层22米长6密封层：钢板脚手板+副板22×（18.5+4）×9.8=4851N1层22米长7中部：钢网脚手板22×12.5×8×9.8=21560N8层22米长8内外立杆连接：斜撑9×12×7.9×9.8=8362N108件9底部立杆连接件24×9.8×1.2=282.24N24件10水平桁架22×9.8×18.75=4042.5N22米静载合计F1=115244N（含导轨）F2=106032N（不含导轨）（含导轨）5239N/米（不含导轨）4820/米9.3.2活荷载包括施工人员、材料及施工机具等自重；可按施工设计确定的控制荷载采用，但其取值不小于以下规定：二步同时作业时，使用状况下按每层3000N/m2计算；三步同时作业时，使用状况下按每层2000N/m2计算；升降及坠落时，使用状况下按每层500N/m2计算。活荷载计算表计算荷载重力值备注1三步同时作业F2=0.6×22×2000×3=79200N2000N/m2，脚手板宽0.6米2二步同时作业F3=0.6×22×3000×2=79200N3000N/m2，脚手板宽0.6米3提升时F4=0.6×22×500×2=13200N500N/m2，脚手板宽0.6米9.3.3风荷载基本风压：N/m2（100年一遇）高度修正系数：（建筑物高度按200m，B类地区)风振系数：体型系数：其中：所以：Wk＝1×1.07×2.46×500＝1316.1N/m29.3.4荷载合计根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011，取：恒荷载分项系数g=1.3活荷载分项系数q=1.5使用工况下：附加安全系数1=1.43使用工况下坠落：附加荷载不均匀系数2=2.0恒荷载：P静＝γg×∑F静＝1.3×115244＝155578N活荷载：P活＝q×L×H×3×2000＝1.5×22×0.60×3×2000＝110880N风荷载：F风=1.4×440×1316.1=810718N，（风载面积为：A=20×22=440m2）计算构件时按照6米跨度进行计算恒荷载：P静＝γg×∑F静＝1.3×31430＝42430N活荷载：P活＝q×L×H×3×2000＝1.5×6×0.60×3×2000＝30240N风荷载：F风=1.4×120×1316.1=221105N，（风载面积为：A=20×6=120m2）荷载效应组合表计算项目荷载效应组合纵、横向水平杆，水平支承桁架，使用过程中的固定吊拉杆和竖向主框架，附墙支座、防倾及防坠落装置永久荷载+施工活荷载即：γ1×(P静＋P活)＝1.5×（42430＋30240)＝103918N=P使使用：γ2×(P静＋P活)＝1.3×（42430＋30240)＝94471N（防倾覆时）竖向主框架脚手架立杆稳定性a：永久荷载+施工荷载b：永久荷载+0.9（施工活荷载值+风荷载）取二种组合，按最不利的计算，即：Fa＝1.43×（42430＋30240)＝103918NFb=1.43×42430＋1.43×0.9×30240+0.9×221105＝298588N则取P1max=298588N选择升降动力设备时横吊梁及其吊拉杆计算永久荷载+升降过程的活荷载，即：P升=P静＋γq×L×H×500＝42430＋1.5×6×0.6×500＝44950N坠落冲击力：Fmax=γc×P升=2×31434=62868N连墙杆及连墙件风荷载+5.0KN=221105+5000=226105N使用迈达斯GEN2017建立模型如下：添加约束条件添加施工活荷载风压荷载风压荷载对架体模型进行整体使用工况下各构件稳定性进行分析：使用工况下：纵、横向水平杆，水平支承桁架添加荷载组合：永久荷载+施工活荷载即：γ1×(P静＋P活)=1.43×(1.3D＋1.5L)=1.72D+2L架体在使用状态时整体应力图位移变形图从上图应力图可以看出零部件最大应力值为139N/mm2＜[f]＝215N/mm2,位移变形图可以看出最大位移变形18.5mm≤6000/150=40mm。9.4.各构件的计算9.4.1脚手架单元计算QYL-02型附着式升降脚手架单元在平面长度方向上有四种规格，即有2.0米、1.0米和0.6米等四种，脚手板净空宽度均为0.6米，立面高20米，按最不利情况的3.0×20米的脚手架单元进行计算。9.4.2静荷载项次构配件名称重力值备注1立杆(53+62)×2×9.8=2254N18米2根，20米2根2底部：底板+副板+翻板（48+15+4.5）×9.8=661.5N1单元1层3.0米长计算线荷载：221N/m3上部：钢板脚手板+副板（55+15）×9.8×2=1372N2层/单元，计算线荷载：229N/m4中部：钢网脚手板38×9.8×4=1489.6N4层/单元计算线荷载：124N/m5内外立杆连接：斜撑7.9×9.8×12=929N12件/单元6外防护网8.5×9.8×35=2915.5N35个/单元7水平桁架57×9.8=558.6N1个/单元10底部立杆连接件4×9.8×1.2=47N4件静载合计F2=10854.4N线荷载:3618N/m静荷载计算表9.4.3施工荷载施工荷载表项次计算荷载重力值备注1三步同时作业F3=0.6×3.0×2000×3=10800N长度方向线载:1200N/m2二步同时作业F4=0.6×3.0×3000×2=10800N长度方向线载：1800N/m9.4.4脚手板计算（1）脚手板大横杆计算底部脚手板由纵向由2根63×40×4角铁和1.8mm花纹钢板焊接制作，中上部脚手板纵向由60×30×3.0方钢管和1.8mm花纹钢板或钢板网焊接制作，受力计算简化2根角铁或2根方管受力，截面系数查表，63×40×4角铁：W=6807mm3,I=137740mm4,60×30×3.0方钢管：W=7500mm3,I=225100mm4，由于作业位置在上部脚手板，故计算方管即可。脚手板纵向荷载合计：q=1.3×229+1.5×1800=309.15+2520=2.829N/mm,按两端铰支，弯矩M＝qL2/8＝2.829×30002/8＝3182652Nmm应力：σ＝M/2W＝3182652÷（2×7500）=212N/mm2＜[f]＝215N/mm2,满足要求挠度：V=5ql4/384EI=5×(0.229+1.8)×30004÷（384×2.06×105×2×225100）=17.8mm≤3000/150=20mm，满足要求脚手板大横杆计算模型（2）脚手板面板的验算强度计算:面板由于与框架和筋板焊接，宽度285，面板厚度1.8mm,按单向板计算。取10mm宽的板条为计算单元，在10mm长度的线载为：q=2.829×10/600=0.05N/mmM＝qL2/8＝0.05×2852/8＝508N·mmWx=b·H2/6=10×1.82÷6=5.4mm3σmax=M/Wx=508÷5.4=94.07N/mm2＜[f]=215N/mm2，满足要求9.4.5立杆的计算eq\o\ac(○,1)永久荷载+施工荷载，eq\o\ac(○,2)永久荷载+0.9（施工荷载值+风荷载），按最不利计算。如表4-1所示，1个3米脚手架单元的荷载如下：静荷载：F2=10854.4N，活荷载：F4=0.6×3.0×3000×2=10800N，荷载组合：eq\o\ac(○,1)永久荷载+施工荷载F=1.35F2+1.4F4=1.3×10854.4+1.5×10800=29773N荷载组合：eq\o\ac(○,2)永久荷载+0.9（施工荷载值+风荷载）F=1.35F2+0.9(10800+3×14×1316)=89270N,计算时取大值89270N。则单根立杆受力：P=F/4=22317N,内立杆乘以不均匀系数1.43，则P压=1.43P=31914N，脚手架单元立杆为50×50×3.0方钢管制作而成，截面积为564mm2，其惯性半径为：i=19.2mm,w=8340mm3则其长细比：λ=μl/i=1×2000/19.2=104.17<[λ]=210，满足要求竖向荷载和风荷载产生的应力按照压弯构件计算：弯矩作用在主平面的压弯构件，据钢结构设计规范5.2.1，其强度按照下式计算：Mmax＝qL2/8=FσL/8＝89270×25/8＝278968.75(N.mm)查钢结构设计规范表5.2.1得，则有：单根立杆所受压应力为：Nmax/An+MMAX/λWn=89270/564+278967.75/1.05×8340=190<[f]=215N/mm2满足要求。上下立杆是通过连接件和上下各2个M16螺栓连接的，按单螺栓受双剪计算，有：τ=P压/2A=31914/（2×157）=101N/mm2＜[τ]=125N/mm2满足要求9.4.6外立杆抗弯强度计算Fσ＝Fmax=1.43×3×14×1316=79038(N)W=(BH3-bh3)/6H=(50×503-44×443)/（6×50）=8340（mm3）Mmax＝qL2/8=FσL/8＝79038×25/8＝246994(N.mm)fv＝Mmax/W＝246994/8340＝29.6N/mm2＜[f]＝215N/mm2，满足要求9.4.7水平支承桁架的计算架体水平桁架由前后两组构成，后组为网架构成，架体外侧整面都安装，主要为架体架构需要，承担自身的重力，故勿需计算。前组桁架如下图所示，为主要承力构件。前组桁架前部水平桁架承力构造如右图示：上下弦杆采用70×50×3方钢管,两端立杆采用50×50×3方钢管，其余竖杆和斜杆采用40×40×3.0方钢管。荷载组合：eq\o\ac(○,1)永久荷载+施工荷载：29773N前组水平桁架构造图单根内立杆受力按1/2计，内立杆F=29773/2=14887N，力学简图如下所示。水平支撑桁架计算简图9.4.8内力计算将结构及载荷输入计算软件，得到简化的桁架计算示意图如下图所示：应力图（KN）水平支撑桁架计算示意图通过软件计算，得到水平桁架应力图和变形图如下图所示：变形图（mm）水平支撑桁架计算结果图水平桁架挠度验算：经过计算，跨中变形最大，最大竖向位移为3.45mm。水平桁架挠度限值为综上计算结果所述：最大竖向变形和最大水平位移均小于桁架挠度限值，整体变形满足要求。主框架与水平桁架连接部位验算：竖向主框架与水平桁架采用普通螺栓连接，水平桁架支承在竖向主框架上，由水平桁架的轴力图可知：支座反力为：F=21.1kN安全考虑。按照每个支点计算：τ=F/2A=21100/（2×157）=67.2N/mm2＜[τ]=125N/mm29.4.9安全校核由于结构为左右对称结构，且受力也左右对称，所以分析1/2跨度的水平桁架即可。根据前面计算的轴力图中各杆件受力的大小，需分析AB杆、EF杆、BF杆、CH杆、CF杆的强度，若为受压杆，还需分析压杆稳定性。AB杆、EF杆采用70×50×3方钢管，其截面系数为：A=684mm2，i=20.04mm，W=12584mm3AB杆为压杆，FAB=52KN，两端铰接稳定性：λ=μl/i=1.0×1000/20.04=49.9<[λ]=150,满足要求强度：σ=FAB/（ψA）=52000/（0.9×684）=84N/mm2<[f]=215N/mm2,满足要求若B点处荷载偏心，假设偏心b=100mm，则其产生的弯矩为：MA=Fb/2=52000×100/2=2600000Nmm,对应的弯曲强度：σ=MA/W=206N/mm2＜[f]=215N/mm2，满足要求EF杆受拉力，FEF=52KN强度：σ=FCF/A=52000/684=76N/mm2<[f]=215N/mm2,满足要求BF杆、CH杆、CF杆均采用40×40×2.5方钢管，其截面系数为：i=15.12mm,A=358.9mm2BF杆为压杆，FBF=26.1KN,两端铰接，l=800mm,稳定性：λ=μl/i=1.0×800/15.12=52.63<[λ]=150,满足要求强度：σ=FBF/（ψA）=26100/（0.9×358.9）=80.8N/mm2<[f]=215N/mm2,满足要求CF杆受拉力，FCF=52.8KN强度：σ=FCF/A=52800/358.9=147N/mm2<[f]=215N/mm2,满足要求CH杆为压杆，FCH=52.8KN，两端铰接稳定性：λ=μl/i=1.0×1261/15.12=83.40<[λ]=150,满足要求强度：σ=FCH/（ψA）=52800/（0.9×358.9）=163.5N/mm2<[f]=215N/mm2,满足要求综上，水平支承桁架满足使用要求。9.5导轨与竖向主框架的计算竖向主框架由内立杆（导轨立杆）和斜撑、外立杆（架体立杆）组成，形成稳定的空间桁架结构，导轨与竖向主框架连接在一起，具体结构如下图示。9.5.1导轨及导轨与架体连接螺栓受力计算导轨制作为成型框架，导轨与立杆连接后的断面如右图示。导轨主要承受垂向荷载，该垂向荷载又分为里、外两个力作用在导轨上，导轨外侧由定型的脚手架架体承载。按“容许应力设计法”进行计算，f≤[f]、τ≤[fv]。导轨杆制作材料为φ48.3×3.6钢管，截面积AS1＝489.2mm2,50×50×3方钢管，截面积AS2＝564mm2,导轨断面图导轨小横杆及小斜杆为φ32×3.25钢管，截面积：AS3＝293.5mm2。许用应力[f]＝215N/mm2，[fv]＝125N/mm2（1）导轨内侧承载计算计算荷载：∑F=Pmax=222490N即为导轨内立杆的竖向受力。计算时简化为2个三角形承力，则P1＝P2＝F/4＝222490/4=55623N，P2L＝P2×（3602+2002）1/2/360＝55623×411/360＝63503N，P2N＝P2×200/360＝55623×200/360＝30901N该处承载杆件为φ32×3.25钢管AS3＝293.5mm2斜杆压应力：σ2L＝P2L/AS3＝63503/293.5＝197N/mm2＜[f]＝215N/mm2满足要求横杆压应力：σ2N＝P2N/AS1＝30901/293.5＝105.3N/mm2＜[f]＝215N/mm2满足要求导轨2280mm长度内设计有3个三角结构，2个三角结构即可满足要求，3个三角结构完全满足施工需求。导轨结构图（2）导轨后立杆承载计算导轨外侧立杆：50×50×3.0方钢管2根，截面积AS2＝564mm2，P2＝F＝55623N，σ2L外＝P2/2AS2＝55623/（564+564）＝49.3N/mm2＜[f]＝215N/mm2满足要求（3）导轨与架体连接螺栓抗剪验算每个导轨通过6个M16螺栓与架体连接，螺栓抗剪截面积为157mm2，2根螺栓承载抗双剪验算为：τ＝P2/（4×157）＝55623/（4×157）＝88.6N/mm2＜[τ]＝125N/mm2，满足要求（4）静止状态下导轨小横杆的抗变能力导轨立面结构形式如右图示。小横杆采用Φ32×3.25无缝钢管，As＝293.4mm2，小横杆中心采用70mm宽垫块承力，按“容许应力设计法”进行计算。f＝M/W≤[f]，fv＝Fτ/As≤[fv]W＝π（D4-d4）/（32D）＝3.14×（324-25.54）/（32×32）＝1918.8(mm3)，Mmax＝P2L/8＝55623×(140-48-70)/8＝152963Nmmf＝Mmax/W＝152963/1918.8＝79.7(N/mm2)＜[f]＝215N/mm2,满足要求（5）架体坠落时，小横杆的抗弯及小横杆端头处与导轨焊缝处的抗剪验算导轨立面结构形式图坠落冲击力：F=175035N（5.1）小横杆抗剪验算F＝175035(N)，As＝803.84mm2fv＝F/2As＝175035/1607.68＝109N/mm2＜[fv]＝125N/mm2,满足要求（5.2）焊接处焊缝抗剪验算焊缝采用母材直角焊，整个外圆满焊，则由建筑结构荷载设计规范GB50017中“直角角焊缝的强度应按下列公式计算：在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：当力垂直于焊缝长度方向时，σf＝NV/helw≤βtfwf，当力平行于焊缝长度方向时，τf＝NV/helw≤fwf”，焊缝强度许用设计值：角焊缝抗拉、抗压、抗剪：τp’＝118N/mm2小横杆与导轨管焊接处的焊缝高度h≥5mm焊缝长度L＝2πd＝2×π×32＝200.96mm焊缝抗剪截面积AS1＝Lh/1.414＝200.96×5／1.414＝710.4(mm2)fv＝Fτ/4As＝175035/2841.6＝62N/mm2＜[τf’]＝118N/mm2,满足要求（5.3）坠落时小横杆抗弯验算F＝96634NL＝140－48－75＝17mmMmax＝FσL/8＝175035×17/8＝371949Nmmfv＝Mmax/W＝371949/6433＝58(N/mm2)＜[fv]＝125N/mm2,满足要求9.5.2主框架的荷载计算主框架的受力分析应根据荷载效应组合的不同分两种：荷载组合eq\o\ac(○,1)：永久荷载+施工活荷载：∑F=γaF1+γqF3=1.3×21868+1.5×21600=59762N荷载组合eq\o\ac(○,2)：永久荷载+0.9（施工活荷载+风荷载）风荷载分为2种方向。∑Q=γaF1+0.9（γqF3+6×14×984.4）=1.3×21868+0.9×(1.5×21600+82690)=56738(P)+76129(F)（正向风载）（负向风载）荷载效应组合eq\o\ac(○,1)荷载效应组合eq\o\ac(○,2)主框架荷载效应组合图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。计算时考虑正常施工工况和升降工况。（1）使用工况荷载效应组合eq\o\ac(○,1)内排处：P1n=59762×2/3=39841N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数1.3，P1n=1.3×39841=51793N,外排处：P1w=59762/3=19921N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数1.3，P1w=1.3×19921=25896N,荷载效应组合eq\o\ac(○,2)∑Q=γaF1+0.9（γqF3+6×14×984.4）=56738(P)+76129(F)内排处：P2n=56738×2/3=37825N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数1.3,P2n=1.3×37825=49173N,外排处：P2w=56738/3=18913N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数1.3，P2w=1.3×18913=24587N,风荷载按每根纵向水平挡杆风面承担的风荷载传递给主框梁节点上的集中荷载计算Sk=0.9×1.4×2×6×0.9844=14.88KN,上下两端集中力为Sk/2=7.44KN（2）升降工况:永久荷载+升降过程活荷载荷载效应组合eq\o\ac(○,1)∑F2=F1+F5=1.35×21868+1.4×3600=34562N，内排处：P1n=34562×2/3=23041N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数2.0,P1n=2×23041=46082N,外排处：P1w=34562/3=11521N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数2.0,P1w=2×11521=23042N,荷载效应组合eq\o\ac(○,2)∑Q=γaF1+0.9（γqF3+6×14×984.4）=34058(P)+76129(F)内排处：P2n=34058×2/3=22705N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数2.0,P2n=2×22705=45410N,外排处：P2w=34058/3=12353N,按JGJ202规范4.1.7要求，设计荷载值乘以不均匀系数2.0,P2w=2×11353=22706N,风荷载按每根纵向水平挡杆风面承担的风荷载传递给主框梁节点上的集中荷载计算Sk=0.9×1.4×2×6×0.9844=14.88KN,上下两端集中力为Sk/2=7.44KN9.5.3主框架内力计算及杆件校验（1）使用工况下正向风作用使用工况时在正向风作用下主框架内力图如下图所示。计算简图(KN)轴力图（KN）弯矩图（KNm）节点位移图（mm）主框架内力变形图（使用工况下正风向）由图可知：导轨立杆：最大轴力为：54KN，位置：第一层立杆与第二层立杆交界处；最大弯矩为：7.0KNm，位置：第一层立杆与第二层立杆交界处；最大水平位移为：25.0mm。架体立杆：最大轴力为：51.5KN，位置：第二层立杆处；最大弯矩为：0.9KNm，位置：第一层立杆与第二层立杆交界处；最大水平位移为：25.0mm。斜撑斜杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为:34.1KN，位置：第二层斜撑斜杆。斜撑横杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为:29.6KN，位置：第二层斜撑横杆。eq\o\ac(○,1)导轨立杆验算：导轨立杆为50×70×3.0方钢管，截面积AS2＝780.8mm2,其惯性半径为：i=27.14mm压杆验算：λ=μl/i=1×2000/27.14=73.7<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.77σ=P/（ψA）=54000/（0.770×780.8）=89.82N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,2)架体立杆验算：架体立杆为50×50×3.0方钢管制作而成，截面积为540.8mm2，i=21.66mm压杆验算：则：λ=μl/i=1×2000/21.66=92.4<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.68σ=P/（ψA）=51500/（0.68×540.8）=140.04N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求弯曲强度验算：σ=M/W=900*1000/7156.6=125.8N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,3)斜撑斜杆验算：斜撑斜杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,压杆计算：λ=μl/i=1.0×2000/19.97=100.2<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.89σ=P/（ψA）=34100/（0.89×540.8）=70.85N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,4)斜撑横杆验算：斜撑横杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,w=7785mm3,压杆计算：λ=μl/i=1.0×175/19.97=8.8<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=1,σ=P/（ψA）=29600/（1×540.8）=54.73N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求由验算得知，主框架各杆件安全，完全满足使用要求。（2）使用工况下负向风作用使用工况时在负向风作用下主框架内力图如下图所示。计算简图轴力图（KN）弯矩图（KNm）节点位移图（mm）主框架内力变形图（使用工况下负风向）由图可知：导轨立杆：最大轴力为：77.5KN，位置：第一层立杆处；最大弯矩为：6.2KN·m，位置：第一层立杆跨中；最大水平位移为：17.9mm。架体立杆：最大轴力为：24.5KN，位置：第一层立杆处；最大弯矩为：0.7KNm，位置：第一层立杆与第二层立杆交界处；最大水平位移为：17.9mm。斜撑斜杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为：31.9KN，位置：第一层斜撑斜杆。斜撑横杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为：31.0KN，位置：第一层斜撑横杆。eq\o\ac(○,1)导轨立杆验算：导轨立杆为50×70×3.0方钢管，截面积AS2＝780.8mm2,其惯性半径为：i=27.14mm压杆验算：λ=μl/i=1×2000/27.14=73.7<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.77σ=P/（ψA）=77500/（0.770×780.8）=128.91N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,2)架体立杆验算：架体立杆为50×50×3.0方钢管制作而成，截面积为540.8mm2，i=21.66mm压杆验算：则：λ=μl/i=1×2000/21.66=92.4<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.68σ=P/（ψA）=24500/（0.68×540.8）=66.62N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求弯曲强度验算：σ=M/W=700*1000/7156.6=97.81N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,3)斜撑斜杆验算：斜撑斜杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,压杆计算：λ=μl/i=1.0×2000/19.97=100.2<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.89σ=P/（ψA）=31900/（0.89×540.8）=66.28N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,4)斜撑横杆验算：斜撑横杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,w=7785mm3,压杆计算：λ=μl/i=1.0×175/19.97=8.8<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=1,σ=P/（ψA）=31000/（1×540.8）=57.32N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求由验算得知，主框架各杆件安全，完全满足使用要求。（3）升降工况下正向风作用升降工况时在正向风作用下主框架内力图如下图所示。计算简图轴力图（KN）弯矩图（KNm）节点位移图（mm）主框架内力变形图（升降工况下正风向）由图可知：导轨立杆：最大轴力为：46.0KN，位置：第一层立杆跨中；最大弯矩为：6.3KNm，位置：第一层立杆跨中；最大水平位移为：10.7mm，最大竖向位移为;58.3mm。架体立杆：最大轴力为：23.1KN，位置：第一层立杆处；最大弯矩为：0.6KNm，位置：第三层立杆与第四层立杆交界处；最大水平位移为：10.8mm，最大竖向位移为;59.1mm。斜撑斜杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为:25.9KN，位置：第二层斜撑斜杆。斜撑横杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为:23.9KN，位置：第六层斜撑横杆。eq\o\ac(○,1)导轨立杆验算：导轨立杆为50×70×3.0方钢管，截面积AS2＝780.8mm2,其惯性半径为：i=27.14mm压杆验算：λ=μl/i=1×2000/27.14=73.7<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.77σ=P/（ψA）=46080/（0.770×780.8）=76.64N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,2)架体立杆验算：架体立杆为50×50×3.0方钢管制作而成，截面积为540.8mm2，i=21.66mm压杆验算：则：λ=μl/i=1×2000/21.66=92.4<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.68σ=P/（ψA）=23100/（0.68×540.8）=62.82N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求弯曲强度验算：σ=M/W=600*1000/7156.6=83.84N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,3)斜撑斜杆验算：斜撑斜杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,压杆计算：λ=μl/i=1.0×2000/19.97=100.2<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.89σ=P/（ψA）=25900/（0.89×540.8）=53.81N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,4)斜撑横杆验算：斜撑横杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,w=7785mm3,压杆计算：λ=μl/i=1.0×175/19.97=8.8<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=1,σ=P/（ψA）=23900/（1×540.8）=44.19N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求由验算得知，主框架各杆件安全，完全满足使用要求。（4）升降工况下负向风作用升降工况时在负向风作用下主框架内力图如下图所示。计算简图轴力图（KN）弯矩图（KNm）节点位移图（mm）主框架内力变形图（升降工况下负风向）由图可知：导轨立杆：最大轴力为：45.5KN，位置：第一层立杆跨中处；最大弯矩为：6.3KNm，位置：第一层立杆跨中；最大水平位移为：7.5mm，最大竖向位移为:57.1mm。架体立杆：最大轴力为：22.6KN，位置：第一层立杆处；最大弯矩为：0.6KNm，位置：第三层立杆与第四层立杆交界处；最大水平位移为：7.5mm，最大竖向位移为:58.1mm。斜撑斜杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为;24.4KN，位置：第六层斜撑斜杆。斜撑横杆连接为铰接，只受到轴力，最大轴力为;28.0KN，位置：第三层斜撑横杆。eq\o\ac(○,1)导轨立杆验算：导轨立杆为50×70×3.0方钢管，截面积AS2＝780.8mm2,其惯性半径为：i=27.14mm压杆验算：λ=μl/i=1×2000/27.14=73.7<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.77σ=P/（ψA）=45500/（0.770×780.8）=75.68N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,2)架体立杆验算：架体立杆为50×50×3.0方钢管制作而成，截面积为540.8mm2，i=21.66mm压杆验算：则：λ=μl/i=1×2000/21.66=92.4<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.68σ=P/（ψA）=22600/（0.68×540.8）=61.46N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求弯曲强度验算：σ=M/W=600*1000/7156.6=83.84N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,3)斜撑斜杆验算：斜撑斜杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,压杆计算：λ=μl/i=1.0×2000/19.97=100.2<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=0.89σ=P/（ψA）=24400/（0.89×540.8）=50.69N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求eq\o\ac(○,4)斜撑横杆验算：斜撑横杆使用50×50×3方钢管，两端固接，截面积为540.8mm2，i=19.97mm,w=7785mm3,压杆计算：λ=μl/i=1.0×175/19.97=8.8<[λ]=210，满足要求拉压强度验算：查表ψ=1,σ=P/（ψA）=28000/（1×540.8）=51.78N/mm2<[f]=215N/mm2，满足要求由验算得知，主框架各杆件安全，完全满足使用要求。综上所述，各载荷工况下主框架各构件安全，满足使用要求。9.6附墙支座的计算9.6.1荷载确认：竖向荷载：使用时按：eq\o\ac(○,1)永久荷载+施工活荷载计算，即：∑F=87517.43N计算时，按单个支座受力，则单个附墙支座的受力为：F=∑F=87517.43N2、防坠落时单个附墙支座受冲击荷载，冲击系数γc＝2，∑F=87517.43NF=γc∑F=2×87517.43=175035N比较1项和2项，竖向荷载取两者的大值计算：F=175035N水平荷载：按连墙件计算，荷载为：风荷载+5.0KN∑Q2=33165+5000=38165N，竖向荷载使用时偏心产生的水平力：Q3=F×130÷250=175035×130÷250=96218N水平荷载合计：Q=∑Q2+Q3=38165+96218=134383N9.6.2附墙支座背板的计算附墙支座背板图及计算模型背板材料为Q235材质，[f]＝215N/mm2。竖向力作用时，固定螺栓固定在背板两螺栓中部时受力最为不利，背板断面受弯矩作用，按单个螺栓受力计算：F=175035N,l=58mm,M=Fl/2=5076015Nmm,背板断面抗弯截面模数计算如下：W=b(H3-h3)/6H=8×(1283-323)÷6÷183=44413mm3σ=M/W=114MPa＜[f]＝215N/mm2,满足要求水平力作用时，固定螺栓固定在背板螺栓位置中部时受力最为不利，背板断面受弯矩作用，按单个螺栓受力计算：Q3=96218N，l=110mm,M=Q3l/2=5291990Nmm,附墙支座断面图L型断面抗弯截面模数计算如下：e1=(aH2+bd2)/2(aH+bd)=(8×2882+130×102)÷2÷(8×288+130×10)=93.9mme2=H-e1=194mmI=（Be13-bh3+ae23）/3=(110×93.93-10×323+8×1943)÷3=49718784mm4，W=I/e1=49718784÷93.9=529468.52mm3,σ=M/W=10MPa＜[f]＝215N/mm2,满足要求水平荷载组合风荷载时：Q=134383N，l=110mm,M=Ql/2=7391065Nmm,σ=M/W=13.96MPa＜[f]＝215N/mm2,满足要求9.6.3附墙支座横板的计算使用时，横板前端由定位器将竖向荷载传至横板。计算单个附墙支座的竖向受力为：F=∑F=87517.43N横板前端为双T型构件，如下左图所示。附墙支座横板图及计算简图横版材料为Q235材质，[f]＝215N/mm2,T型断面受弯矩作用，F=87517.43N，l=130mm,计算简图如上右图。M=Fl/2=5688633Nmm,T型断面抗弯截面模数计算如下：W=(BH3+bh3)/6H=(8×1303+8×1773)÷6÷130=79407mm3σ=M/W=71.64MPa＜[f]＝215N/mm2,满足要求9.6.4附墙支座横板下立板的计算下立板Q235材质，[f]＝215N/mm2。竖向荷载取大值，即坠落时的冲击力：F=175035N，产生的弯矩：M=Fl=175035×120=21004200Nmm,截面为177×8钢板2块，W=ab2/6=8×1772÷6=41772mm3σ=M/2W=197MPa＜[f]＝215N/mm2,满足要求附墙支座横板下立板结构图附墙支座摆块图9.6.5附墙支座摆块轴的计算竖向荷载取大值，即坠落时的冲击力：F=175035N摆块轴受剪力，Q235材质，[τ]＝125N/mm2,受剪面积：A=πR2=3.14×152=706.5mm2,τ=F/2A=123MPa＜[τ]＝125N/mm2,满足要求9.6.6附墙支座防坠摆块的计算竖向荷载取大值，即坠落时的冲击力：F=175035N防坠摆块受剪力作用，选用ZG270-500材料，许用剪力[τ]＝120N/mm2，受剪面积：A=ab=20×60=1200mm2, τ=F/2A=72.9MPa＜[τ]＝120N/mm2,满足要求9.6.7附墙支座抱块轴的计算竖向荷载取大值，即坠落时的冲击力：F=175035N摆块轴受剪力，Q235材质，[τ]＝125N/mm2,受剪面积：A=πR2=3.14×222/4=379.94mm2,τ=F/4A=115MPa＜[τ]＝125N/mm2,满足要求9.6.7槽钢挑梁的计算9.6.7.1槽钢挑梁强度计算槽钢挑梁外挑为1200mm，槽钢型号为2×16#B，槽钢抗拉强度为215Mpa，其截面模量为2×116.8×103mm3，静荷载QJ=2×0.7×9.8=14KN活荷载QH=2×2×3×0.6=7.2KN正常使用状态下：Q=1.3QJ+1.5QH=1.3×14+1.5×7.2=29kN正常使用状态下，每榀主框架由三个导向座受力，考虑实际使用工况。则每个导座最大受力：Qmax=1.5×Q/3=15kN计算简图如下：计算：σ=Mmax/W=15000×1200/(2×116.8×1000)=77Mpa＜215Mpa结论：3000mm槽钢强度满足要求。9.6.7.2悬挑板计算槽钢挑梁对结构向上的力F=15000×1550/1250=18.6KN＜20KN，满足结构挑板受力要求楼板厚度120mm，C20ft=1.1MPa2×(160×120+120×120)×ft=67200×1.1=73920N＞15000N，满足要求为进一步确保安全，槽钢挑梁位置采用刚性拉杆卸荷。9.7穿墙螺栓的计算穿墙固定附墙支座和吊挂件的螺栓均采用M30螺栓，螺栓有效截面积：A1s＝561mm2，螺栓在使用时承受剪力和向外的拉力，应符合下列公式的要求：螺栓验算：[(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]1/2≤1，8.8级螺栓：fbt＝400N/mm2，fbv＝320N/mm2。分别按使用工况和坠落两种工况计算。使用时附墙支座螺栓承受竖向荷载为：NV＝F=87517.43N，使用时附墙支座承受最大拉力为组合风荷载的水平力：Q=∑Q2+Q3=38165+96218=134383NNbv＝nvπd2×fbv/4＝π×302×320/4＝226080(N)，Nbt＝ntd2πfbt/4＝26.732×π×400/4＝224350(N)，其中：nv＝1，nt＝1则：[(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]1/2=[(87517.43/226080)2+(134383/2