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w0
风压高度变化系数
A类,200m
风振系数
建筑物体型系数
挡风系数
钢板立网
5、主要技术参数
YF附着式升降脚手架的主要技术参数见下表,架体构造见下图
YF附着升降脚手架的设计主要技术参数表
量纲
参数
架
架体单元侧面积
≤110,本工程最大
机位最大跨度
m
≤7,按7米计算
体
架体最大高度
≤18,按米计算本工程实际搭设
架体宽度
步距
步数
n
≤10,按8步计算,本工程实际搭设7步
提升
机具
允许使用荷载
kN
75
额定速度
m/min
≤
额定行程
附着
装置
适用层高
安全
防坠落
安全锁
下坠距离
mm
≤80
≤75
防倾覆装置
导向距离
≤5
防倾装置间距
≤h≤
YF附着式升降脚手架单元结构示意图
6、架体组成及荷载标准值7米×
米,
序
号
计算规格及数量
荷载标准
值
下节主框架
1×
910N
中节主框架
837N
上节主框架
755N
桁架片
立杆8×
=972N水平弦杆16×
=854N水平弦杆4×
=136N斜腹杆8×
=662N内外联接杆8×
=252N
2876N
5
附着支座数量60
型
3×
284=852N
852N-不
计
6
液压千斤顶及下
连座
468+120=588N
588N
7
架体构架部分
7米大横杆数量-27×
7×
=7257N内侧米立杆-4×
×
=1935N外侧米立杆-4×
=2135N米小横杆-5*4=20×
=921N米小横杆-5*4=20×
=1152N6米剪刀撑-8根8×
6×
=1843N3米剪刀撑-4根4×
=460N1米帮杆-6根6×
=230N
15933N
8
脚手板
2×
350=6615N
3315N
9
公寓楼
17/18楼层高米
10
立网住宅的
96=10500N
10500N
11
直角扣件
215×
=2838N
2838N
12
对接扣件
47×
=865N
865N
13
旋转扣件
48×
=700N
700N
桁架静荷载合计4+7+8+9+10+11+12+13=31082
31082N
单机位静荷载最大值合计
34172N
7、施工活荷载标准值SQK
使用工况:
结构施工:
SQK=(2×
3)×
7=
装修施工:
SQK=(3×
2)×
7=
升降工况:
SQK=(2×
坠落工况
水平风荷载标准值
Wk=βzμzμsW0
基本风压值,为,取W0=m2,升降工况统一取W0=m2每张单片立网的面积为×
=,每张立网上共有23400个直径8mm的小孔。
孔面积共计8×
8×
÷
4×
23400=
则立网的挡风面积=m2
挡风系数=÷
=(密目安全立网的取值
风荷载体型系数μs==×
=
风压高度变化系数μz按B类地区150m的高层建筑施工考虑,取μz=风振系数βz取1
=1×
=m2(使用工况)
=m2(升降工况)
沿架体高度方向的风载线荷载为
qw1=×
7=m(使用工况)
qw2=×
7=m(升降工况)
架体总高度H0=(m)时,跨度7米时,架体的机位静载为
使用工况中:
SGK=+=升降工况中:
SGK=+=50KN
架体的荷载效应组合设计值
S=×
+×
=94KN使用工况中:
=122KN升降工况中:
SGK=×
+=
二、底部桁架的计算
1、各杆件内力计算桁架及其以上部分静荷载Gk=
施工活荷载标准值Qk=
1=P6=2=
桁架上弦单节米)作用力P5=P2=(+)×
(2×
7)=桁架上弦单节米)作用力P3=P4=(+)/(2×
7)=
P
Ra=Rb=×
2+×
2)/2=
各杆件内力(见附图)
2、桁架杆件校核
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,为竖向压杆,受力为;
其二为受拉斜腹杆,受力为。
杆件N6-7:
杆件型号按?
钢管计,杆件计算长度L=1800mm
A=489mmi=,λx=λy=1800/=114,查规范附录A得=
压杆稳定性验算如下:
NY
Y
A
fc(MPa)
22.6KN
0.489489
94.5MPa
fc205(MPa)
单杆整体稳定性验算满足要求
杆件二:
杆件N6-8
钢管计,杆件计算长度L=2343mm,A=489mm2抗拉强度:
NLNL
AjAnd
23.17103
48923.522
69.2MPa
fc205(MPa)
单杆抗拉满足要求
三、竖向主框架部分
1、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,当架体总高度H0=米,跨度7米时,架体的荷载效应组合设计值:
S=122KN(使用工况)计算主框架独立单元时内外排之间按1:
1的比例平均分配。
3.5
主框架截面示意图
主框架是承担架体各种荷载的主要部件,为偏向于安全的简化模式,先计算主框架在风荷载作用下主框架整体稳定,然后将主框架所承担的垂直荷载及风荷载组合到一个主框架单元上进行组合并验算其杆件内力。
主框架立面受力示意图
2、验算架体整体稳定计算(受弯悬臂部分)22
A128.45cm216.9cm2
A2(482412)3.144489mm24.89cm2
A=+=cm2
S1A10A2(0.90.0355)4.890.9355
a1120.21m
AA1A216.94.89
b=cm4
24
Iy槽=[++2×
]×
2=×
2=cm4
4444D4d43.14(484414)
Iy管===cm
6464
Iy=+=
Ix=+×
++212×
=25750+3828=29578cm4W1X=
Ix
ymax
29578
213.15
1224cm3
W2X=Ix=29578395cm3ymax72.552.4
W1Y=Iy287.8
44.27cm3
2.54
rx=IAx
22915.779836.84cmry=
Iy
287.8
21.79
13.2
cm
按弹性工作阶段计算时γ
x=γy=
等效弯矩系数mx
压杆的柔度-长细比λ
L0
x=
rx
2600
36.84
y=Lr0
ry
2600=91
桁架容许长细比[λ]
=150
双肢缀条结构的换算长细比
λ0x=
227AA1
32.62
27241..8799=35
查表得轴心受压构件稳定系数
NEx
2EA
1.12x
3.142206000
1.1352
21793284392N
M1X=×
6×
3=(弯矩最大处在架体悬臂端的根部)
实腹式整体架体弯矩作用平面内的稳定验算
xA
mxMx
N
xW1x(10.81)
NEx
122103
1.0125106
0.903217911224103(10.83218242.4)
62
105.3167.3MPa
主框架架体强度验算满足要求
3、主框架单元验算
因使用工况下主框架荷载最大,所以取使用工况下的一个进行计算,全部荷载简化为由一个框架单元承受,因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也能满足承载要求。
受力分析简图如左图所示:
根据本计算书计算得S=122KN(使用工况)计算主框架独立单元时内外排之间按1:
1的比例平均分配(外排多扶手杆,内排多操作层的悬挑杆)。
S外=S内=122KN÷
2=61KN沿架体高度方向的风载线荷载为qw1==m(使用工况)p=m×
=按JGJ202规范要求,考虑附加荷载不均匀系数?
Q=后:
P=×
=承载验算
节点1:
Xi0,
PN120,
N1222.75(kN)
(压)
Zi0,
N130
节点3:
Zi0,N32cos26.5S外0
N32610.89568.16(kN)(拉);
Xi0,PN32cos63.5N340,
N3430.4122.7553.16(kN)(压)
压杆校核:
钢管计,杆件计算长度L=900mm2
A=489mm2i=λx=λy=900/=57<
[?
]=150查规范附录A得=
N53.16103N
A0.829489
131.14MPa
满足要求
拉杆校核:
N68.16103N
A489
139.4MPa
fc205(MPa)满足要求
四、架体验算
1、立杆:
外排立杆最大受力为P2=,因此只须验算受力最大的外立杆稳定性。
钢管参数同上?
=
考虑附加安全系数?
1=后:
N=×
13.87KN
A0.489489
58MPa
205(MPa)
立杆稳定性验算满足要求
2、架体水平杆:
取使用工况下的
架体水平杆按使用工况最大的单层活荷载标准值进行计算结构施工,同时作业层数为2层,每层活荷载为m2。
单跨内的均布荷载标准值:
大横杆;
小横杆×
=;
脚手板350×
2=157N.
Gk=++157=Qk=3000×
=1350N单跨内的均布荷载设计值q=+=×
+×
1350=m
M=1/8×
q×
L2=1/8×
1000×
15002=×
106N·
mm则水平杆截面应力如下:
0.6106N.mm
33
5.08103mm3
118MPa
满足要求简支均布荷载水平杆跨中挠度如下:
工程力学P397
5ql4
384EI
52.147515004
38420610312.19104
5.6mm10mm
五、附墙支座及固定螺栓验算
由前计算结果知,各工况中附着支座的计算荷载如下:
(1)使用工况:
G=122KN
(2)升降工况:
G升=只验算使用工况1、三角形支座验算
此种支座用[槽钢制成,预应力螺纹钢筋作穿墙螺栓,每个支座在F位置上安装两根螺栓,每端各用一个厚螺母固定压紧,F2处螺栓承受剪力。
螺栓符合GB/T20065—2006标准,选用公称直径25mm基,园φ25±
截面面积为螺纹钢筋,屈服强度810MPa;
抗拉强度1020MPa螺栓。
MA0
-G×
+Rx×
=0
Rx
120KN
122103N0.415103mm423mm
Y0
Ry=G=122KN
X0
2F2-Rx=0F2=61KN
验算最不利工况:
F2处穿墙螺栓的同时承受拉剪力,因此对此螺栓进行验算
Nv=Ry=122KN
Nt=F2=61KN
Nc=F2=61KN
Nvb=nvπd2/4×
fvb=1×
252/4×
810×
=238KN>
Nv=122KN
Ntb=πde2/4×
ftb=×
1020=500KN>
tN=61KNNcb=dΣtfcb=25×
12×
550=165KN>
cN=61KN
(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(61/500)2(122/238)20.5271
故此种螺栓满足要求2、梁式三角形水平支座
此种支座用水平两[8槽钢制成,预应力螺纹钢筋作穿墙螺栓,每个支座在F位置上安装两根螺栓,每端各用一个厚螺母固定压紧,F、F2处螺栓承受剪力、拉力。
截面面积为螺纹钢筋,屈服强度810MPa;
抗拉强度1020MPa螺栓。
158KN
122103N0.35103mm
270mm
2Ry=G=122KN
2F1-Rx=0F1=79KN
F处穿墙螺栓的同时承受拉剪力,因此对此螺栓进行验算
Nv=Ry=122KN/2=61KN
Nt=F1=79KN
Nc=F1=79KN
Nv=61KN
tN=79KN
Ncb=dΣtfcb=25×
cN=79KN
(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(79/500)2(61/238)20.3011故此种螺栓满足要求支座焊缝:
水平槽钢与水平槽钢、竖向槽钢与下水平槽钢的焊缝长度:
L水平=55×
4+75×
8=820mm;
L竖=40×
8+50×
4=520mm承受上述水平荷载时,支座焊缝的应力为:
15800015800
54.5(MPa)f130MPa
lfhfcos458205cos45
承受上述垂直荷载时,支座焊缝的应力为:
122000
lfhfcos45
5205cos45
66.36(MPa)
130MPa
水平双8#槽钢的力学示意图如下
水平槽钢为2根[8查表得:
Wx=,Iz
整个截面对X轴的抗弯模量
Wx25.3103250600mm3
危险截面弯矩:
M==79×
103N×
(130-35)mm=7505×
最大正应力maxM7505000148.3(MPa)235MPa
W50600此支座的强度满足要求。
3、梯形支座验算
(3)有外挑板处剪力墙支座
此种支座用两根用45#、Φ36圆钢材料制成的M36螺栓安装,拉结附墙支座后,用螺母固定压紧。
F2处螺栓承受剪力,螺栓应力σs=335MPa,此支座斜撑杆为2[,水平杆为2[查表得:
A=cm2,Iz=,碳素结构钢的λP=100,α=304MPa,b=MPa,σs=235MPa,
122103N1.6103mm
950mm
205.5KN
2F2-Rx=0
斜撑杆N=G/cosα=122/cos450=(受压)
50.8104
2845.1
17.3
支座长细比为:
lZ
Z
r
Zl
11140
65.9
Z<
P=100此时支座按强度问题计算。
σ=N/A=172500/(2×
=102N/mm2<
f=235N/mm2
'
0水平杆N'
=Ncosα=×
cos450=122KN(受拉)
,22σ=N/A,=122000/(2×
=mm2<
支座焊缝:
水平槽钢与竖向槽钢、竖向槽钢与竖板的焊缝长度:
L水平=120×
4+63×
4=732mm;
L竖=80×
4+60×
4=560mm承受上述垂直荷载时,支座焊缝的应力为:
12200012200051.36(MPa)f130MPa,lfhfcos455606cos45
满足要求。
水平方向焊缝较长,故不需校核。
附着穿墙螺栓的计算:
Nt=F2=
Nc=F2=
Nvb=nvπd2/4×
362/4×
335×
=204KN>
Ntb=πde2/4×
ftb=×
4×
335=264KN>
Nt=
Ncb=dΣtfcb=36×
335=145KN>
cN=
(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(102.75/335)2(122/204)20.6721
故螺栓满足要求
4、拉杆式支座验算
(3)拉杆式支座
此种支座后端固定在圈梁上,前端用二根φ24的拉杆园钢安装成“八”字形拉杆固定在上层圈梁上,受力如上图所示:
MB0
12210N2.310mm
G×
=F×
F3172.8KN172.8172.8Y0危险截
2.121030.766mm
面弯矩:
M=122×
180mm=2×
拉杆支座截面尺寸如下图所示:
采用二根10#槽钢组焊而成。
查表得单根槽钢的惯性矩为Iz=198cm4;
Iy=;
Wz=cm3;
Wy=cm3。
A=cm2整个截面对Y、Z轴的惯性矩为:
I1=4×
(I1+a2×
A)=4×
(40×
83/12+542×
40×
8)=373cm4
I2=2×
Iz=2×
198=396cm4
I总=I1+I2=373+396=769cm4
Iy总=2×
(Iy+a×
A)
=2×
(
+×
)=572cm4
抗弯模量
Wz
769104
58
132.6
10mm
Wy
572104
(3
4.8)
73300mm3
危险截面弯矩
:
M==22×
最大正应力
M
max
22
106
166(MPa)235MPa
W132.610
此支座的抗弯强度满足要求。
校核此支座的稳定性:
从以上计算可看出:
Iz总<
Iy总,所以稳定性校核Z轴方向。
查表得:
碳素结构钢的λP=100,α=304MP,ab=MPa,σs=235MPa,
-s
304-235
s
b
61.6
1.12
396104
21274.8
39.4
s
此时支座按强度问题计算。
12120
53.8
拉杆圆钢面积A=×
242/4=。
单杆拉力:
N=F/2=2=
N86400N
单杆拉应力
191Mpa<
235MpaA452.16mm2
花蓝螺栓计算:
三根加强圆钢直径:
A=×
162×
3/4=>
452mm2
故不再验算
耳板计算
耳板尺寸如图7-1所示
耳板结构简图
A拉=(80-40)×
16=640mm22
A剪=40×
16=1280mm2
因下耳板抗拉面积及抗剪面积均小于其它耳板的面积,故选取该耳板进行校核。
F86400
A640
135Mpa<
235Mpa
86400
1280
67.5(MPa)
焊缝验算所有强度构件的焊缝高度均必须达到6mm下耳板与螺杆:
L=×
(75-10)×
4=1092(mm2)上耳板与螺杆:
4=1092(mm2)旋转螺母与加强圆钢:
(40-10)×
6=756(mm2)根据焊缝长度决定验算旋转螺母与加强圆钢的焊接处
756
114.3(MPa)
整体焊接强度合格拉杆连接圆销材料45#,调质处理σs=450Mpaσb=700MPa圆销的结构如图所示:
d3
32
3.14323
3215mm3
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