1、1DM-01 型 导 轨 框 架 式 爬 架计 算 书一、计算书名词含义1、竖向主框架:用于承受脚手架上的荷载并与附着支承装置连接,将荷载传递到建筑物结构上的焊接及螺栓联接而成的竖向框架。2、水平支承框架:支承在两个相邻竖向主框架之间,并将所承受的架体竖向荷载传递给竖向主框架的空间桁架或框架。3、附着支承装置:附着在建筑结构上与脚手架架体连接,在升降、使用过程中,承受脚手架架体荷载的支承结构。4、支承跨度:相邻两竖向主框架轴线之间的水平距离。5、脚手架高度:脚手架架体底面至架体顶端,不包括防护栏杆(围挡)高度的距离。6、防坠装置:架体在升降和使用过程中防止脚手架架体坠落的装置。7、防倾装置:在
2、升降和使用过程中,防止脚手架架体倾覆的装置。二、荷载规定和计算系数1.荷载规定(1)恒载:包括搭设架体的钢管和扣件、竖向主框架、水平支承框架、作业层脚手板、安全网、轨道以及固定于架体上的设备等传给附着支承点的全部材料、构配件、器具的自重。(2)活荷载(施工荷载):架体在工作状态下,结构施工时,按两层荷载(每层 3N 2)计算;装修施工时,按三层荷载(每层 2N 2)计算;架体在升降状态下,施工活荷载按每层 0.5N 2计算。(3)风荷载:风压标准值按照编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定计算确定。挡风面积按挡风材料、杆件的实际挡风面积计算。2.计算系数(1) 结构重要性系数 o 取 0.9
3、;动力系数 d取 1.05(2) 恒载分项系数 G 取 1.2;活荷载分项系数 Q 取 1.4(3) 组合风荷载时的荷载组合系数 取 0.85(4) 荷载变化系数 1取 1.3; 2取 2.0;(5) 竖向主框架和水平支承框架压杆 150 拉杆 300单一系数法复核时,其安全系数 k 值2对于强度设计时: k1.5对于稳定性设计时: k2.0(6)吊索和绳索的安全系数 k6.0三、计算方法与计算依据1.计算方法本计算书中“竖向主框架”、“水平支承框架”、“附着支承装置”等按照“概率极限状态设计法”进行计算。按承载极限状态设计的荷载值取设计值;按使用极限设计的承载值取标准值。防坠装置、吊具、索具
4、按“容许应力设计法”进行设计计算,取强度容许值。计算荷载的传递过程架体荷载水平支承框架竖向主框架附着支承装置建筑结构有些安全措施是由水平支承框架直接传递给建筑物或者通过竖向主框架直接传递给建筑结构。2.计算及设计参考规范及手册建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)、附着升降脚手架管理暂行规定、扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2002)、建筑结构荷载规范(GB5009-2001)、钢结构设计规范(GB50017-2003)、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91)、冷弯薄壁型钢结构技术规范(GBJ18-87)、机械设计手册、起重机设计手册。四、DM-01 型导轨框架式爬架结
5、构分类及特点DM-01 型导轨框架式爬架结构包括几大部分组成:1、架体:采用扣件式脚手架杆件组装的架体。2、竖向主框架和水平支承框架:采用钢管及型钢定型焊接加工螺栓连接的桁架或框架。3、爬升机构:包括:附着支承装置(预埋件、穿墙螺栓、垫板、挂座、销轴、卸荷导向件)、提升底座(包含防坠装置箱体)、防倾及导向装置(导轮组及导轨)、承重装置(限位锁、防坠圆钢、以及附着支承装置)。4、自身提升设备:电动葫芦、电控柜、电缆线、同步检测控制系统。DM-01 型导轨框架式爬架突出结构特点:(1)同一提升点多层多点附墙。DM -01 型导轨框架式爬架采用四套卸荷导向件、四根穿墙螺栓分别附着于四个标准楼层上并连
6、接四层以上长度的导轨组成附着支承装置。保证了有效的附着并满足建筑结构强度的要求。(2)有效的防倾与导向特点。DM-01 型导轨框架式爬架每一提升点沿全高度3有四套导轮组件环抱导轨。在使用工况时,竖向主框架体内排上有两套限位锁直接将导轨及架体固定于卸荷导向件上。(3)灵敏的机械式防坠装置。DM -01 型导轨框架式爬架提升底座上焊接制动框,制动框内安装制动凹轴,防坠圆钢从凹轴间穿过,利用信号装置从葫芦提升钩取得信号,使制动轴上下运动,运用摩擦角自锁原理达到防坠自锁抱紧,起到阻止架体下坠的作用。(4)同步性检测控制系统。DM -01 型导轨框架式爬架安装有同步性安全预警保护系统,其控制架体升降同步
7、性的关键是控制架体每一提升点的荷载或单个点位升降差,如出现超载或欠载,则发出“声”、“光”报警及切断电源等各种明显信号;由于电动提升机本事同步效果完全满足爬架的安全需要,同步检测控制装置应每提升 5-6 次对爬架进行检测一次。(5)竖向主框架和水平支承框架强度可靠。竖向主框架和水平支承框架均是采用钢管及型钢定型加工、定型安装的工具式桁架系统;竖向主框架与桁架式导轨形成双桁架并联加强体系,框架强度有效加强。(6)采用桁架式导轨,强度大大加强,导向性能更好。解决了目前大部分爬架存在的导轨弯曲变形问题。(7)导轨与架体同步升降,省掉了人工周转导轨的工序,升降时间更短,更好地满足施工进度和安全防护。五
8、、荷载标准值计算1、计算用荷载单元模型的确定选取架体支承跨度为 6.0 米,脚手架高度按 8 步双排,上端外加一步单排防护,综合折算高度按 16.7 米的一片架体为荷载计算单元。架体内外排立杆中心距为0.75 米,步高为 1.8 米和 2.0 米,均布立杆柱距为 1.5 米。以建筑物标准层层高 4.0米的立杆设计为基准。2、风荷载的计算计算式:W k=0.7 s zWo式中: z风压高度变化系数。按照田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市郊区的 B 类地面粗糙度采用。(高度按 200 米考虑)查建筑结构荷载规范表 6.2.1 z=2.61w o 基本风压。依据建筑结构荷载规
9、范中全国基本风压分布图,和为适应北京、广州、上海、天津、西安、重庆、成都、南京、福州、沈阳、杭州、三亚等全国大中城市使用,故选取基本风压为 wo=0.80N 2。4 s风荷载体型系数。按照编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定中,背靠建筑物的情况为“敞开框架和开洞墙”附着升降脚手架外排为密目安全网全封闭,故 s=1.3,其中 为挡风系数。=A nA W,式中: A N挡风面积,A W迎风面积0.5(1.81.8)0.0481.81.840%= = 0.4261.81.8 s=1.3=1.30.426=0.55风荷载标准值:Wk=0.7 s zWo= 0.70.552.610.80=0.80N
10、 23、脚手板自重计算底层脚手板采用钢筋脚踏板,每 50cm 间距铺设 501001200 木方一条。架体内排立杆离墙 450,脚手板铺设时离墙 200,则脚手板宽度为:750 + 450 - 200 = 1000。脚手板的自重标准值为 0.12N 2,木方每条重量为0.042 N条,以上操作层采用竹笆,自重标准为 0.06KN/ 2底层脚手板自重:6.01.00.12N 2+0.042 N条14 条=1.31N 一层钢笆脚手板自重:6.0m1.00.06N 2 = 0.36 N2-9 层钢笆自重:0.36N8 层= 2.9N4、挡脚板自重计算在脚手板铺设层架体的外排搭设 180高、18厚的木
11、板作为挡脚板。 单层自重:6.00.180.12N 2= 0.13N九层自重:0.13 N9 层=1.17 N5、安装于架体上爬升机构自重计算包括:1 个提升底座(导轨重量列在竖向主框架重量内)10.22N/个=0.22N6、安全网自重计算外排架外侧面、脚手板下面铺设密目式安全网,重量系数为 0.01N 2。架体上安全网自重:(16.26.01.86.03 层)0.01N 2=1.30N7、竖向主框架自重计算参见竖向主框架图纸重量计算:序号名称 数量(节) 单重(N) 总重(N) 图号1 主框架外立杆 1 0.36 0.36 DkJ-09-01-005下节2 主框架外立杆上节1 0.25 0.
12、25 DkJ-09-01-003 主框架 廊道杆 8 0.078 0.624 DkJ-08-03-004 主框架小横杆 9 0.03 0.27 DkJ-08-02-005 导轨上下节 1 1.63 1.63 DkJ-04-00-00合计总重(N) 3.138、水平支承框架自重计算序号 名称 数量 单重(N) 总重(N) 图号1 小横杆 H80 6 根 0.03 0.182 支撑框架 4 片 0.60 2.43 螺栓 M2040 22 条 0.0015 0.0337 螺母 M20 22 个 0.00068 0.015合计总重(N) 2.639、脚手架架体自重计算DM-01 型导轨框架式爬架架体部
13、分采用钢管扣件脚手架,本计算书引用钢管扣件式脚手架来统计架体自重荷载。架体钢管规格采用 483.2,重量系数为0.0354 N。(1)大横杆自重计算:按底步支撑框架以上 7 步架计算统计外排大横杆 22 根;内排大横杆 7 根外排大横杆:6.0m/根22 根0.0354N= 4.067N(包括护栏杆)内排大横杆:6.0m/根7 根0.0354N= 1.49N(2)小横杆自重计算:1.3 米/根3 根/层8 层0.0354N = 1.10N(3)立杆自重计算:外排高度:17.6 米2.2 米=15.4 米内排高度:15.82.2 米=13.6 米其中 2.2 米为水平支承框架立杆平均高度。(15
14、.4 米/根+13.6 米/根)30.0354N= 3.08N外排立杆自重:15.4 米30.0354N=1.64N内排立杆自重:13.6 米30.0354N=1.44N(4)外排剪刀撑自重计算:计算长度:下边 L1= 6 米cos55=10.5 米;6上边 L2=10.5 米钢管自重:(10.5 米10.5 米)2 根0.0354N=1.47N(5)扣件自重计算:扣件自重按 0.010 N/个 计算:大横杆用扣件:90 个外排大横杆扣件:62 个内排大横杆扣件:28 个 小横杆用扣件:2 个/根36 根=72 个 立杆用对接扣件:3 个/点6 点=18 个外侧剪刀撑用扣件:9 个/根2 根7
15、 个/根2 根=32 个外排扣件自重:(62+36+9+32)0.01= 1.39N内排扣件自重:(28+36+9)0.01= 0.73N合计自重:(90+72+18+32)个0.01N/个=2.12N以上脚手架自重合计:13.33N10、活荷载标准值计算使用工况下,结构施工时,按 2 层作业层 3 N 2计算。6.0 米1.0 米2 层3N 2= 36N装修施工时,按 3 层作业层 2 N 2计算。6.0 米1.0 米3 层2N 2= 36 N升降工况下,施工活荷载:按照作业层 0.5 N 2计算结构施工时:6.0 米1.0 米2 层0.5N 2= 6.0N装修施工时:6.0 米1.0 米3
16、 层0.5N 2= 9.0N六、水平支承框架计算1、结构说明水平支承框架为组拼式框架,节点连接采用焊接和螺栓连接,上下弦杆、斜腹杆、立杆及短横杆采用 483.2 钢管,螺栓采用 M20 规格。水平支承框架两边与提升点处的竖向主框架采用螺栓连接。2、计算说明(1)水平支承框架计算其承担的荷载时,不包括竖向主框架自重荷载。(2)架体荷载通过立杆传递给水平支承框架,再由水平支承框架传递给竖向主框架、导轨、建筑结构。(3)将提升点处作为水平支承框架的支座进行计算。(4)架体的全部恒载以及使用工况结构施工时的施工活荷载简化为作用于7水平支承框架上弦的节点荷载。(5)水平支承框架自重、一层脚手板、挡脚板自
17、重和按升降工况装修时的一层施工活荷载简化为作用于水平支承框架下弦的节点荷载。3、荷载计算(1)荷载计算方法分别计算水平支承框架外框架和内框架的节点荷载。每层脚手板的恒载和活荷载作用于外框架和内框架的荷载承受面积的分配,根据一端悬臂梁求支座反力求得:MA=0;MB=0则:X 内 =1.0220.75=0.67 米 ;X 外 =0.33 米外框架节点荷载承受面积的计算宽度:X 外 =0.33 米内框架节点荷载承受面积的计算宽度:X 内 =0.67 米按照导轨式爬架使用工况和升降工况考虑内外框架的节点荷载。爬架上攀登的施工人员作为活荷载计算。作用于上弦杆荷载作用于上弦杆的节点荷载包括:两层脚手板的施
18、工荷载(3N 2)和架体的全部恒载。(不包括水平支承框架自重)(2)恒载标准值计算使用工况 升降工况外框架(N) 内框架(N) 外框架(N)内框架N脚手板九层 3304.21=1.3910006704.21=2.8210001.39 2.82挡脚板九层 1.17 0 1.17 0爬升机构 0 022 0 022安全网 0.45 0 0.45 0架体自重 9.12 4.34 9.12 4.34合计 12.13 7.38 12.13 7.38节点恒载标准值 3.03 1.85 3.03 1.85架体自重计算说明:外框架:外排大横杆+小横杆分配自重+外排立杆+外排剪刀撑+外排扣件自重=4 .067+
19、1.1/2 + 1.64+1.47+1.39 = 9.12N 8内框架:内排大横杆+小横杆分配自重+内排立杆+内排扣件自重 = 1.62+1.1/2 + 1.44 + 0.73= 4.34 N(3)活荷载标准值计算使用工况 升降工况外框架(N) 内框架(N) 外框架(N)内框架(N)施工活荷载33036 =11.88100067036 =24.1210003306 1000=1.986706 1000=4.02节点活荷载标准值2.97 6.03 0.5 1.0作用于下弦杆的荷载包括:一层脚手板、挡脚板自重以及水平支承框架自重。(4)恒载标准值计算使用工况 升降工况外框架(N) 内框架(N) 外
20、框架(N)内框架N脚手板一层3301.27 =0.4210006701.27 =0.8510000.42 0.85踢脚板一层0.13 0 0.13 0水平支承框架12.63 =1.3221.32 1.32 1.32合计 1.87 2.17 1.87 2.17节点恒载标准值0.47 0.54 0.47 0.54(5)活荷载标准值计算升降工况9外框架(N) 内框架(N)施工活荷载 3303 =0.9910006703 =2.011000节点活荷载标准值 0.25 0.50(6)节点荷载设计值作用于上弦杆荷载:使用工况外框架P 使外上 = o d( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1
21、.23.03+1.42.97)= 7.37(N)使用工况内框架P 使内上 = o d( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.21.85+1.46.03)= 10.07(N)升降工况外框架P 升外上 = o d( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.23.03+1.40.5)= 4.10(N)升降工况内框架P 升内上 = o d( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.21.85+1.41.0)= 3.42(N)作用于下弦杆荷载:使用工况外框架 使用工况内框架P 使外下 = o d G G k P 使内下 = o d G G k = 0.91.051
22、.20.47 = 0.91.051.20.54= 0.53(N) = 0.61(N)升降工况外框架P 升外下 = o d( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.20.47+1.40.25)= 0.86(N)升降工况内框架P 升内下 = o d。 ( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.20.54+1.40.5)10= 1.27(N)汇总:表一:节点荷载设计值使用工况 升降工况外框架(N) 内框架(N) 外框架(N) 内框架(N)作用于上弦杆P 使外上 = 7.37 P 使内上 =10.07 P 升外上 =4.10 P 升内上 = 3.42作用于下弦杆P 使外下
23、= 0.53 P 使内下 = 0.61 P 升外下 = 0.86 P 升内下 = 1.27说明 :由上述计算可以看出,使用工况下内框架荷载最大,因此,以下计算选择最不利的使用工况内框架进行验算。汇总:表二:节点荷载标准值使用工况 升降工况外框架(N) 内框架(N) 外框架(N) 内框架(N)恒载 活载 恒载 活载 恒载 活载 恒载 活载作用于上弦杆3.05 2.97 1.85 6.03 3.40 0.50 1.77 1.0作用于下弦杆0.47 0 0.54 0 0.47 0.25 0.54 0.504、杆件内力计算(1)结构尺寸以及上弦杆节点在单位集中荷载系数 P=1 作用下的内力图p/2=0
24、.5 p=1 p=1 p=1 p/2=0.5FGHIJRA =2RB =2-.95106.5-192附 图 ( 1)2343 1500NAG=(20.5) =1.95()N AC=1.95 = 1.25(+)1800 23431800 2343NDG=(1.95 1.0)= 0.65(+)2343 18001500NGH=(1.95+0.65) =1.66(-)2343(2)下弦杆节点在单位集中荷载系数 P=1 作用下的内力图12FGHIJRA =1.5RB =1.5-9+206+.5-9附 图 ( ) O012CDE2343 1500NAG=1.5 =1.95()N AC=1.95 = 1.
25、25(+)1800 23431800 2343NDG=(1.95 1.0) = 0.65(+)2343 18001500NGH=(1.95+0.65) =1.66(-)23435、最不利的杆件内力组合由上述单位荷载内力图可以看出最危险的受压杆件是支座(提升底座)处斜腹杆 AG、BI 和跨中部位上弦杆 GH、HI,因此,只验算此两种杆件的强度及稳定性即可。由上述内、外框架荷载设计值的比较明显看出,在使用工况下,内框架的节点荷载设计值最大,因此,以下只验算使用工况下的内框架。(1)AG 杆内力组合设计值:N AG 设 =1.9510.07+1.950.61= 20.82N标准值:N AG 标 =1
26、.95(1.85+6.03)+1.950.54= 16.42N(2)GH 杆内力组合设计值:N GH 设 =1.6610.07+1.660.61= 17.73N13标准值:N GH 标 =1.66(1.85+6.03)+1.950.54= 14.1N 6、最不利杆件 AG 和 GH 的强度及稳定性验算(1)材料特性参数材料选用 48 钢管:截面积 A=489 2,抗弯截面模量Wx=5080 3,i x=15.8。(2)支座处斜腹杆 AG 的验算强度: N AG 设 20820= = = 42.23N 2f=205N 2A 489稳定性:计算长度:L=(1800 2+15002) 12 =234
27、3L 2343= = = 148.31.58、抗挤压计算AG 杆连接钢板挤压强度计算挤压面上的挤压力设计值:P=20820N 挤压面的计算面积:A 1=d1L=208=160 2(作用于支座连接板) d 1:螺栓直径;L:挤压作用厚度挤压面的计算面积:A 2=d1L=207=140 2(作用于 AG 杆) d 1:螺杆直径;L:挤压作用厚度工作挤压应力:(选用计算面积较小者计算)NAG 设 20820 = = = 148.7N 2f cb = 305N 2A2 1409、焊缝强度计算提升底座处斜腹杆作用下的耳板焊缝计算N 式中: f:垂直于焊缝长度的正应力15 f = f ffw f:沿焊缝方
28、向的剪应力helw f:设计值增大系数 1.22N he:角焊缝有效厚度 0.7hf=0.75=3.5 f = ffw lw :角焊缝计算长度helw 每条焊缝实际长度减 10ffw:角焊缝强度设计值1800=arctg = 50.2 。1500NAG 设 =20820NNAGX=NAG 设 cos=13329NNAGy= NAG 设 cos(90-) N AGX= 15995N NAG 设NAGy附图(3)NAGX 13329 f =23.8N 2 f ffw =195.2N 2helw 3.5802NAGy 15995 f =28.56N 2 ffw =160N 2 helw 3.5802
29、综合作用: f 2 23.82()+ f 2 = ( )+ 28.56 2 = 34.3N 2 ffw f 1.22 =160N 2七、竖向主框架计算1、结构说明竖向主框架是由主框架单元节组装而成的。单元节包括主框架下节、主框架上节和主框架加长节。每一单元节均是利用导轨立杆、外立杆、小横杆、廊道斜杆、节点板和 M20 螺栓连接而成的定型框架。根据具体工程选用主框架单元节。每一单元节外排立杆一根;内排立杆两根(导轨简化为一根立杆),其中心间距为 0.25。竖向主框架的内、外立杆中心距为 0.75,大横杆的模数高度(即安装后的步高)为 2.0,竖向主框架的上端防护栏杆高度 1.5。竖向主框架单元节
30、之间的连接采用同样的连接方法。内外排立杆采用套接,16利用螺栓连接的方法。2、计算说明1.竖向主框架杆件轴线在一个平面内相交于一点且承受跨度为 6.0的一榀架体的荷载。2.在使用工况下,竖向主框架与导向件有四处附着,包括上、下每层一个导轮组即四个导轮组和四道限位锁;导向件与每个楼层均有一根穿墙螺栓与结构附着。在升降工况下,提升电动葫芦承载,荷载包括恒载和作业层上 0.5N 2的施工荷载。3.从荷载分析可知,竖向主框架承担荷载在使用工况下最大,因此,着重验算使用工况下的强度与稳定。根据附着式升降脚手架设计和使用管理办法的规定,使用工况下,每层应设附着支承装置。对应导轨框架式爬架,在计算简图中,将
31、上、下四个导轮组作为四个支座,其中导轮组可承受水平风荷载的作用,限位锁主要承受垂直荷载,但也可承受部分水平风荷载的作用。作为竖向主框架每个支座,风荷载作用下的支座反力按照弯矩分配法进行计算。综上,竖向主框架按照平面内单片进行内力分析计算;计算简化是根据可能出现的最不利情况进行的偏于安全的简化,根据上述简化求出的支座反力和最大弯矩、剪力、轴力的截面进行最不利组合,验算强度和稳定。3、结构尺寸及简化计算简图【参见附图(4)】竖向主框架的总高度(不加防护杆)15.8,防护杆按 0.9 米计算,内外排立杆中心距 0.75,组装后步高 2,最上一个导轮组以上的架体悬臂部分高度4,小于 4.5。将导轮组和
32、限位锁安装于结构楼层对应的架体 2 米步高的节点上。风荷载考虑水平作用于架体 2 米步高的节点上,以节点荷载考虑。 P1标2标标标2标标P标2标3标附 图 ( 4) 结 构 尺 寸 及 风 荷 载 受 力 简 图4、荷载计算风荷载标准值:W k 标 = 0.80N 2风荷载设计值:W k 设 = 0.91.051.40.80 = 1.06N 2风线荷载标准值:q 标 = 0.86.0 = 4.80 N风线荷载设计值:q 设 = 1.066.0 = 6.36N(1)节点风荷载计算风荷载节点标准值 风荷载节点设计值17P1 标 =(1.01.0)4.8=9.6NP1 设 =(1.0+1.0)6.3
33、6=12.72(N)P2 标 =(1.01.0)4.8=9.6NP2 设 =(1.0+1.0)6.36=12.72(N)P3 标 =0.94.8=4.32N P3 设 =0.96.36=5.72N(2)竖向主框架垂直荷载计算【参见附图(5)】由水平支承框架传递给主框架的支座反力作用于主框架下面 R 内 和 R 外 。竖向主框架自重按内外立柱分配系数 23 和 13 进行分配并简化到顶部由 P1 内 和 P2 外 均担。设计值计算:R 外 = 3.5(P 使外上 + P 使外下 ) =3.5(7.37+0.53)=27.65外立柱(N)P1 外 = 1.04R 内 = 3.5(P 使内上 + P
34、 使内下 ) =3.5(10.07+0.61) =37.38使用工况 内立柱(N) P1 内 =2.08R 外 = 3.5(P 升外上 + P 升外下 )=3.5(4.1+0.86)=17.36外立柱(N)P1 外 =1.04R 内 = 3.5(P 升内上 + P 升内下 )=3.5(3.42+1.27)=16.42升降工况 内立柱(N)P1 内 =2.08竖向主框架分配于内立柱的自重 竖向主框架分配于外立柱的自重2 13.13 = 2.08 N 3.13 = 1.04 N3 35、风荷载作用下的支座反力计算【参见附图(6)】18P3W2W2PW2W2P1WDCBA(总 的 反 力 )3W2W
35、2W2AW=+13附 图 ( )综合计算得出:支座反力(合力 A+B)RD = 35.07 ; RB= -29.16RC=32.90 ; ;RA=28.176、风荷载作用下杆件内力计算【参见附图(7)】800 2000 2000 2154 = 0.40 ; = 2.5; = 0.92; = 1.082000 800 2154 2000其中斜边计算长度:L=(2000 2+8002) 12 =2154N1-2=-8.76 N2-3=23.56 N2-4=21.9 N3-4=0N3-5=65.7 N3-6=47.23N4-6=21.9 N5-6=8.76N5-7=-65.7 N6-7=27.90N
36、6-8=27.11 N7-8=0N7-9=-18.27 N7-10=-8.67N8-10=27.11 N9-10=7.88N9-11=-18.75 N10-11=69.66N10-12=43.81 N11-12=0N11-13=90.15 N11-14=-50.43N12-14=-47.81 N13-14=7.88N13-15=90.15 N14-15=(-40.35N14-16=-52.80 N15-16=23.6419N15-17=53.43 N16-17=-58.31N16-18=0 N17-18=27.97P外 内P外 内外 内附 图 ( 5) 附 图 ( 7)1-8.76234596
37、.701412-8593.-2873659.12.3最不利杆件垂直力与风荷载组合由竖向主框架内力图看出,压杆 11-13、13-15 内力值最大,只验算这几种杆件即可。简化到竖向主框架下部的垂直力 R 外 有利于压杆 11-13、13-15 因此不用组合。(1)验算压杆 11-13/13-15强度: N 11-13 设 90150= = = 184 N 2f=205N 2A 489稳定性:计算长度:L= 1800L 1800= = = 114 150I 15.8八、限位锁的计算计算说明限位锁是在导轨框架式爬架使用工况下承担架体全部恒载和活荷载的构件。其安装固定于导轨上,安装在导向件上,通过它承
38、担架体的荷载并传至导向件,再由导向件通过穿墙螺栓传给结构,每一提升点安装二个限位锁。限位锁环抱住导轨,每个限位锁通过 2 个 M20 螺栓(4.8 级)与导轨限位。20限位锁主要承受架体垂直向下的竖向力。与限位锁同时作用的承担竖向荷载的还有提升底座防坠装置的构造措施。这里只考虑二个限位锁承担全部荷载,其他措施作为保险构造。另外,竖向主框架导轨上下与导向座之间水平拉接的四个导轮组抵抗水平偏心弯矩,所以,以下计算将只验算限位锁销轴的抗剪以及限位锁本身环抱导轨的钢板之间的焊缝强度,不考虑由于竖向主框架外排立杆担负的荷载对限位锁的偏心弯矩。此计算偏于安全地忽略了防坠锁的同时作用,只单独考虑限位锁承载。
39、防坠装置作为安全保护装置将另行验算。安装及受力见图【参见(附图 8)】附 图 ( 8)荷载计算 1.恒载标准值:脚手板+挡脚板+爬升机构+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体=(1.31+2.9)+1.17+0.22+1.30+3.13+2.63+13.33=25.99N2.施工活荷载标准值: 使用工况下活荷载标准值 36.0N3.荷载总值P 标 = 25.99+36.0=61.99N P 设 = o D( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.225.99+1.436)=72.48N螺栓抗剪验算螺栓 M20;截面积 A=235 2(按二个限位锁受力计算)抗剪强度:21P
40、 设 72480= = = 77.1N 2f bv=130N 24A 4235 螺栓孔承压验算挤压面上的挤压力设计值:P 设 =72480N 挤压面的计算面积:A=4dl=4205.3=424 2d:螺栓直径;l:槽钢挤压作用厚度工作挤压应力:N 设 72480 = = = 171 N 2f cb = 310N 2A 424九、防坠圆钢和连墙螺栓验算防坠圆钢和斜拉钢件采用 25 的 Q235 圆钢。验算公式: =N/Af f圆钢强度值1.防坠圆钢受力分析【参见(附图 9)】防坠圆钢是在架体升降过程中,提升机断链或提升钩脱落等情况下承受架体的竖向全部荷载,并将荷载通过防坠三角架和斜拉卸荷圆钢传递
41、于结构物,此时包括架体的恒载和作业层 0.5N 2的施工活荷载;荷载计算:施工工况下恒载:9 层脚手板+9 层挡脚板+爬升机构+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体=25.99N升降工况下的活载:结构施工阶段:6.0N ;装修施工阶段:9.0N2.荷载设计值装修施工时 :F MAX=25.99+9.0=34.99N斜拉圆钢验算: 选择静拉力较大者进行计算: =N/Af =N/SIN6 O/A =34990SIN84O491=72.3N/ 2f =205 N/ 23.连墙螺栓验算:由于斜拉圆钢倾角为 84 度,对螺栓产生的剪力远大于产生的拉力,为简化计算,仅考虑螺栓的受剪计算: 螺栓有效
42、截面为:A=(28/2) 2=615.7 验算公式:FMAXF PFP= A125=76963NF MAX84oFmax附 图 ( 9) 附 图 ( 10) F设十、提升挂座和防坠挂座的计算(参见(附图 10)23提升挂座是在升降工况下使用的构件,它通过 32 穿墙螺栓与结构物连接,下挂提升葫芦。在架体升降时,提升挂座承受通过提升机传来的架体的竖向全部荷载,并将荷载传递于结构物,此时包括架体的恒载和作业层 0.5N 2的施工活荷载。1 荷载计算:结构施工工况下恒载:脚手板+挡脚板+爬升机构+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体=25.99N升降工况下的活载:结构施工阶段:6.0N ;装
43、修施工阶段:9.0 N2.荷载设计值装修施工时:P 设 = o 2( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.225.99+1.49.0)= 41.38N结构施工时:P 设 = o 2( G G k + Q G Q)= 0.91.05(1.225.99+1.46.0)= 37.41N3.提升挂座座防坠挂座背板抗剪及侧板抗挤压验算抗剪 : 选用荷载值较大者进行验算P 设 41380= = = 51.48N 2fv=120N 2A 162 3.14 挤压验算 :挤压面计算面积:A=dl=3210=320 2式中:销轴直径 32;工作挤压面厚度:10挤压强度:P 设 41380= = = 129N 2f cb = 310N 2A 320 4. 提升挂座侧板焊缝强度验算提升挂座承受竖向剪力的焊缝为 2 道角焊缝,焊缝高度 10,长度300,且竖向力平行于焊缝长度方向。验算式: 式中: f:沿焊缝方向的剪应力24N he:角焊缝有效厚度 f = ffw 0.7hf=0.710=7he lw lw :角焊缝计算长度每条焊缝实际长度减 10ffw:角焊缝强度设计值P 设 41380 f = = = 10.19N 2 ffw =140N 2he lw 72902 十二、附着支承装置计算结构说明附着支承装置由两根导轨、四套导向件、4 根穿墙螺栓等构成。分别安装于四