导轨式附着升降脚手架计算书.docx

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导轨式附着升降脚手架计算书

导轨式附着升降脚手架计算书

计算依据：

1、《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010

2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

4、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

6、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、基本参数

结构重要性系数γ0

1.1

脚手架覆盖结构层数k

4

结构层高（m）

3.6

脚手架立杆搭设步数n

8

立杆步距h（m）

1.8

顶部防护栏杆高度h1（m）

1.5

脚手架搭设高度H（m）

15.9

水平支承桁架立杆纵向水平距离la（m）

1.5

相邻主框架间水平桁架最大跨数m

4

架体支承最大跨度L（m）

6

脚手架宽度lb（m）

0.8

架体内侧立杆离墙距离a（m）

0.3

结构高度（m）

65

二、荷载设计

施工活荷载Qk

工况

施工活荷载标准值（kN/m2）

坠落瞬间活荷载标准值（kN/m2）

同时作业层数

使用工况

3

3

2

提升工况

0.5

0.5

脚手架恒荷载Gk

脚手板类型

木脚手板

脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）

0.35

脚手板铺设方式

2步1设

挡脚板类型

木挡脚板

栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）

0.17

挡脚板铺设方式

2步1设

安全网类型

密目式安全网

安全网自重标准值（kN/m2）

0.01

每米立杆承受架体自重标准值（kN/m）

0.129

风荷载ωk

地区

浙江杭州市

安全网设置

全封闭

基本风压ω0（kN/m2）

0.3

风荷载体型系数μs

1

风压高度变化系数μz

1.24

风荷载标准值ωk（kN/m2）

0.372

设计简图如下：

导轨式附着脚手架剖面图

导轨式附着脚手架立面图

三、上部架体稳定性计算

取间距最大的两主框架之间的架体为计算单元，分别计算恒载、施工荷载、风荷载，并进行在使用工况、升降工况、坠落工况下的荷载组合：

1、上部架体自重恒荷载NGk计算

上部架体自重恒荷载NG包括:

脚手架结构自重NG1k（立杆、纵、横向水平杆、剪刀撑、扣件等自重）和构配件自重NG2k（脚手板、挡脚板、栏杆、安全网等附件自重）;

脚手架结构自重计算：

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附表A.0.1可知，脚手架每米立杆结构自重标准值gk为0.129kN,乘以内外立杆相应的高度既可

内立杆：

NG1k内=gk×（n-1）×h=0.129×（8-1）×1.8=1.625kN

外立杆：

NG1k外=gk×（（n-1）×h+h1）=0.129×（（8-1）×1.8+1.5）=1.819kN

脚手架构、配件自重标准值NG2k计算：

脚手板自重标准值NG2k1

内立杆：

NG2k1内=n×la×lb×Gkjb×1/2/2=8×1.5×0.8×0.35×1/2/2=0.84kN

1/2表示脚手板2步1设

外立杆：

NG2k1外=0.84kN

栏杆与挡脚板自重NG2k2

外立杆：

NG2k2=n×la×Gkdb×1/2=8×1.5×0.17×1/2=1.02kN

1/2表示挡脚板2步1设

安全网自重标准值NG2k3

外立杆：

NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×15.9=0.239kN

脚手架构、配件自重标准值NG2k总和

内立杆：

NG2k内=NG2k1内=0.84kN

外立杆：

NG2k外=NG2k1外+NG2k2+NG2k3=0.84+1.02+0.239=2.099kN

上部脚手架自重标准值NGk总和

内立杆：

NGk内=NG1k内+NG2k内=1.625+0.84=2.465kN

外立杆：

NGk外=NG1k外+NG2k外=1.819+2.099=3.917kN

2、活荷载NQk计算

上部架体稳定性验算考虑正常使用工况下的活荷载进行验算：

正常使用工况下：

每层活荷载标准值为q=3kN/m2，同时作业层数为nz=2层。

则：

内立杆：

NQk内=la×lb×q×nz/2=1.5×0.8×3×2/2=3.6kN

外立杆：

NQk外=NQk内=3.6kN

3、荷载作用下立杆轴向力设计值：

内立杆：

N内=γG×NGk内+γQ×NQk=1.2×2.465+1.4×3.6=7.998kN

外立杆：

N外=γG×NGk外+γQ×NQk=1.2×3.917+1.4×3.6=9.741kN

4、立杆稳定性计算：

脚手架钢管类型

Φ48.3×3.6

立杆计算长度系数μ

1.5

立杆截面抵抗矩W（mm3）

5260

立杆截面回转半径i（mm）

15.9

立杆抗压强度设计值[f]（N/mm2）

205

立杆截面面积A（mm2）

506

连墙件布置方式

两步两跨

（1）、立杆长细比验算

立杆计算长度l0=K×μ×h=1×1.5×1.8=2.7m

长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210

满足要求！

（2）、立杆稳定验算

轴心受压构件的稳定系数计算：

立杆计算长度l0=K×μ×h=1.155×1.5×1.8=3.119m

长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附表A.0.6，φ=0.188

立杆的轴心压力设计值N

N=max[N内，N外]=max[7.998，9.741]=9.741kN

Mwd=φwγQMwk=φwγQ（0.05ζ1wklaH12）=0.6×1.4×（0.05×0.6×0.372×1.5×3.62）=0.182kN·m

σ=γ0×[N/（φA）+Mwd/W]=1.1×[9740.88/（0.188×506）+182238.336/5260]=150.748N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

四、水平支承桁架计算

水平支承桁架立杆纵向水平距离la（m）

1.5

相邻主框架间水平桁架最大跨数m

4

水平桁架钢管类型

Φ48.3×3.6

钢管截面回转半径i（mm）

15.9

钢管截面面积A（mm2）

506

钢管抗压强度设计值[f]（N/mm2）

205

每米钢管自重标准值g（kN/m）

0.04

水平桁架连接方式

螺栓连接

螺栓直径d（mm）

16

螺栓个数

1

螺栓抗剪强度设计值fvb（N/mm2）:

140

螺栓承压强度设计值fcb（N/mm2）

305

1、荷载计算

水平桁架的内外片桁架立杆应分别计算，这里选择受力大的进行验算，计算简图如下：

每跨桁架自重标准值Nghk（包含2根1.5m的弦杆，1根1.8m竖杆和1根2.343m斜杆），

Nghk=g×（2×1.5+1×1.8+1×2.343）=0.04×（2×1.5+1×1.8+1×2.343）=0.284kN

上部传递至桁架立杆荷载值N外=9.741kN，N内=7.998kN，

外桁架中间支座上的集中力F2外=N外+γG×Nghk=9.741+1.2×0.284=10.081kN,

内桁架中间支座上的集中力F2内=N内+γG×Nghk=7.998+1.2×0.284=8.339kN,

桁架中间支座上的集中力F2=max[F2外，F2内]=10.081kN,

桁架端部处支座上的集中力F1=F2/2=10.081/2=5.041kN

各杆件轴向内力图如下：

其中弦杆最大轴力为Nx=16.802kN、竖杆最大轴力Ns=10.081kN、斜杆最大轴力Nf=19.684kN

2、弦杆计算

弦杆计算长度l0=la=1.5m

长细比λ=l0/i=1.5×103/15.9=94.34≤150

满足要求！

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附表A.0.6，φ=0.634

σ=γ0×Nx/（φA）=1.1×16801.96/（0.634×506）=57.612N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

3、竖杆计算

竖杆计算长度l0=h=1.8m

长细比λ=l0/i=1.8×103/15.9=113.208≤150

满足要求！

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附表A.0.6，φ=0.496

σ=γ0×Ns/（φA）=1.1×10081.176/（0.496×506）=44.185N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

4、斜杆计算

斜杆计算长度l0=（la2+h2）0.5=（1.52+1.82）0.5=2.343m

长细比λ=l0/i=2.343×103/15.9=147.363≤150

满足要求！

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附表A.0.6，φ=0.32

σ=γ0×Nf/（φA）=1.1×19684.126/（0.32×506）=133.724N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

5、螺栓计算

螺栓个数n=1，螺栓直径d=16mm，同时受剪面数nv=1，连接钢板厚度t=5mm

螺栓受剪承载力设计值Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.142×162×140/（4×1000）=28.149kN

螺栓承压承载力设计值Ncb=d×∑t×fcb/1000=16×5×305/1000=24.4kN

γ0×N/n=1.1×19.684/1=21.653kN≤[f]=min[Nvb,Ncb]=min[28.149,24.4]=24.4kN

满足要求！

五、竖向主框架计算

竖向主框架立杆钢管类型

Φ48.3×3.6

每榀竖向主框架自重Gzk（kN）:

3

主框架钢管截面抵抗矩W（mm3）

5260

主框架钢管抗压强度设计值[f]（N/mm2）

205

主框架钢管截面面积A（mm2）

506

1、竖向主框架的截面特性计算

内、外侧均为Φ48.3×3.6钢管，如下图所示：

截面惯性矩I=2×I1+2×（lb/2）2×A=2×127100+2×（800/2）2×506=162174200mm4

回转半径i=（I/（2×A））0.5=（162174200/（2×506））0.5=400.314mm

抵抗矩W=I/（lb/2）=162174200/（800/2）=405435.5mm3

其中I1为钢管的截面惯性矩，A为钢管的截面积,钢管弹性模量：

E=206000N/mm2

2、使用工况下荷载计算

（1）、荷载效应组合：

使用工况下，竖向的集中荷载为内外水平桁架传递给主框架的重量+主框架自重；

竖向集中荷载设计值：

Sp=γG×（4×（NGk内+NGk外+2×Nghk）+Gzk）+γQ×4×2×NQk=1.2×（4×（2.465+3.917+2×0.284）+3）+1.4×4×2×3.6=77.28kN

竖向集中荷载标准值：

Spk=4×（NGk内+NGk外+2×Nghk）+Gzk+4×2×NQk=4×（2.465+3.917+2×0.284）+3+4×2×3.6=59.6kN

水平风荷载标准值：

Swk=ωk×4×la=0.372×4×1.5=2.232kN/m

水