高层建筑全钢附着式升降脚手架爬架工程计算书
一、计算依据
1、《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》 JGJ202-2010
2、《建筑结构荷载设计规范》 GB50009-2012
3、《钢结构设计规范》 GB50017-2003
4、《建筑施工安全技术标准》 JGJ59-2011
二、荷载计算
按架体最大跨度计算荷载,架体高度13.5米,跨度6米,宽度0.6米,架体防护面积81米2。
2.1 恒荷载G k
恒荷载G k=20618N
2.2 活荷载Q k
活荷载的计算应根据施工具体情况,按使用、升降及坠落三种工况来确定控制荷载标准值。
活荷载Q k=25.2KN
2.3 风荷载ωk
ωk=βz·μz·μs·ω0
βz-风振系数,一般取1;
μz-风压高度变化系数,按国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用;
μs-风荷载体型系数;μs=1.3φ,φ-挡风系数,为脚手架挡风面积与迎风面积之比;镀锌防火安全立网的挡风系数φ
=0.6;μs=0.78;
ω0-基本风压值,按国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用;
ωk=1×2.1×0.78×0.35=0.57KN/m2
因此风荷载F=0.57×13.5×6=46170N。
三、荷载效应组合值S
依据规范取:恒荷载分项系数γG=1.2;活荷载分项系数γ
Q=1.4;使用工况荷载不均匀系数γ2=1.3,升降、坠落工况荷载不均匀系数γ2=2。
使用工况:
S=1.3×(γG S GK+γQ S QK)=1.3×(1.2×25719+1.4×25200)=85.96KN
升降工况:
S=2×(γG S GK+γQ S QK)=2×(1.2×25719+1.4×4200)=73.5KN 坠落工况(使用工况):
S=2×(γG S GK+γQ S QK)=2×(1.2×25719+1.4×25200)=132.3KN
坠落工况(升降工况):
S=2×(γG S GK+γQ S QK)=2×(1.2×25719+1.4×6300)=79.4KN 四、导轨及其连接件强度计验算
导轨承载计算:
导轨采用6.3#槽钢加φ25mm圆钢对接焊制作成定型框架,
主要承受垂向荷载,依据规范,导轨的承受力应依据荷载效应组合值最不利情况计算。
4.1 导轨承载计算:
各槽钢承受力P=F/2=85.96/2=42.98KN (导轨由两根槽钢组成)
σ=P/A=42980/845.1=50.9N/mm2<[f]=215N/mm2。
满足使用要求。
4.2 防坠挡杆抗剪计算:
防坠挡杆为φ25mm圆钢,焊接在两根槽钢之间,主要承受剪力。
使用工况防坠落时为最不利情况,P=132.2KN,
τ=P/A=132200/(2×490.6)=134.7N/mm2>[fv]=170.19N/mm2。
满足使用要求。
4.3 防坠挡杆焊缝抗剪计算:
防坠挡杆采用直角圆周焊,焊缝高度h f≥6mm,由《钢结构设计规范》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=N v/h e l w≤βf f f w;当力平行于焊缝长度方向时,τf=N v/h e l w≤f f w,另由《钢结构设计规范》自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊,Q235钢的角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度:f f w=160N/mm2。
实际在使用工况下,每个机位都设有三个限位卸荷支顶器起
卸荷作用。
总焊缝长度:L=2×3.14×25=157mm
焊缝有效高度:h e=0.7h f=0.7×6=4.2mm
按最不利情况计算,使用工况防坠落时为最不利情况,
N v=132.2KN。
τf=N v/h e l w=132200/(4.2×157)=200.5N/mm2<f f w=160N/mm2 *3=480N/mm²
满足使用要求。
由计算可知,承载完全满足要求。
4.4 导轨与架体连接螺栓抗剪验算:
每个导轨通过10个M16螺栓与架体连接,螺栓抗剪截面积为201mm2,使用工况连接螺栓抗剪验算为:
τ=S/(10×201)=85960/(10×201)=42.8N/mm2<[f v]=125N/mm2
满足使用要求。
五、导向支座计验算。