9.1架體搭設情況及計算單元的選擇 19.2豎龍骨穩定性計驗算 49.3全防護升降平臺龍骨單元設計計驗算： 59.4上、下承重梁承重螺栓設計計算 69.5導軌及導軌與架體連接螺栓受力計算 79.6固定附墻支座反力計算 89.7附墻支座焊縫計算 109.8穿墻螺栓強度計驗算 109.9吊掛件螺栓強度驗算 129.10吊掛件及吊索驗算 129.11抗傾覆驗算 139.12提升鋼絲繩安全系數驗算 139.13混凝土強度計算 149.14特殊部位計算 149.1架體搭設情況及計算單元的選擇計算單元的選擇:所選取的計算單元必須滿足以下兩個條件：(1)架體高度與支架跨度的乘積≤110㎡；架體計算跨度≤6m。本工程最大提升跨度5m,架體總高度18m,兩項乘積90m2,小于規定110m2，本計算按最不利原則，取架體高度18m，機位跨度間距6.0m，單機位防護面積108m2為計算荷載的單元，機位總覆蓋面積小于該面積者不必計算（大于該面積應重新計算)。荷載計算:（1）靜荷載：由設計圖紙綜合計算列表如下：序號名稱規格單位重量單位數量重量（N）1導軌8#槽鋼組合專用178.4N/mm183211.22豎龍骨80×40×3方鋼管50.8N/mm94.54800.63龍骨板60×30×3方鋼管與2毫米鋼板組合專用193.9N/mm36.470584封閉翻板20×20×3方通與2毫米鋼板組合專用14.6N/mm27394.25防護網20×20×3方通與沖孔網組合專用55.9N/m2m2102.657356框架斜桿5#槽鋼、48×3.0焊管67.9N/mm10679.07上承重梁12#槽鋼與10#槽鋼組合專用301.8N/個個1301.88下承重梁12#槽鋼與10#槽鋼組合專用360.6N/個個1360.69承重輪特制專用127.4N/個個2254.810電動提升機7.5噸×9.0米1029.0N/臺臺11029.011其他200.012靜荷載合計P靜24024.2（2）活荷載：當三步架同時作業時取活荷載標準值2kN/m2當為升降狀態時取0.5kN/m2，取兩層。（3）風荷載：WK＝βz×μS×μZ×WO基本風壓WO＝450N/m2（取徐州市100年內基本風壓）高度修正系數μz＝2.03(建筑物高度按300m，地面粗糙度按照C類)一片沖孔網面積S=1.5m×2.5m=3.75m2沖孔網效果圖如下：每5×5個孔一組，縱向共38組孔，豎向共24組孔。孔的個數n=38×24×25=22800（個）孔的面積得：S1=πR2=3.14×32=28.26mm2擋風系數φ＝1-n×S1/S=1-（22800×28.26/3750000）=0.8Φ6.0圓孔沖孔鋼板網擋風系數φ＝0.8。μs＝φ×1.3=0.8×1.3＝1.04Wk＝1×1.04×2.03×450＝950N/m2（4）荷載合計：按規范取：動力系數γb＝1.05，沖擊系數γc＝2.0，恒載分項系數γa＝1.2，活載分項系數γq＝1.4根據設計布置，最大跨度L=5.6m，前后立桿距離H=0.60m。靜載：P靜＝γa×∑F靜＝1.2×24024.2N＝28829N活荷載：P活＝γq×L×H×3×2000＝1.4×5.7m×0.60m×3層×2000N/m2＝28728N使用時：P使＝γb×(P靜＋P活)＝1.05×(28829N＋28728N)＝57557N升降時：P升＝P靜＋γa×L×H×950N/m2＝28829N＋1.2×5.7m×0.6m×950N/m2＝32727.8N防墜時：P墜＝γc×P升=2×32727.8＝65455.6N9.2豎龍骨穩定性計驗算豎龍骨（80×40×3.0矩形管）抗彎截面系數WX＝13.061cm3，Wy＝8.776cm3，A=6.608cm2，IX＝71.246cm4，IY＝17.571cm4imin＝＝1.630cm使用工況；不組合風荷載作用每個機位的軸心壓力設計值N=1.2P靜+1.4P活=74814N每個機位由6根豎龍骨承擔兩端鉸接μ=1，===135，查表得=0.375σ=N/(φA)=（72350/6）/(0.375×660.8)=48.66N/mm2≤[f]=205N/mm2滿足要求！使用工況：組合風荷載作用（計算活荷載標準值按照0.5kN/m2，因為大風天不允許施工，按照升降工況活荷載標準值計算即可）P活升＝γq×L×H×2×1301N/m2＝1.4×4.5m×0.60m×2層×1301N/m2＝9835N單立桿的軸心壓力設計值N=γb{P靜+P活升}/6=1.05{26456N+9835N}/6=596048NMW=1.4×MWk=1.4×ωklah2/10=1.4×0.723×2×2.0/10=0.45KN·m此彎矩由外側單根豎龍骨承擔則σ=N/(φA)+MW/W=5933N/(0.375×660.8)+450000N·mm/8776mm3=26.92+51.28=78.2N/mm2?[f]=205N/mm2步距4.2m，中間2.2m處有橫撐，使用工況按照步距2.2m計算，豎龍骨穩定性可靠！升降工況：穩定性驗算：驗算豎直桿件失穩，升降時提升力P升＝32727.8N分別由導軌和外排3根豎龍骨承擔，由于導軌是有2根8#槽鋼背對背用圓鋼焊接在一起，慣性半徑穩定些遠大于豎龍骨（80x40x3.0矩形管）的慣性半徑，所以只需計算豎龍骨的穩定性即可。在距離導軌500mm處內外豎龍骨單根承載力N=P升×3/5÷2=10966.4N兩端鉸接μ=1，===135，查表得=0.375σ=N/(φA)=10966.4N/(0.375×660.8)=43.11N/mm2≤[f]=205N/mm2滿足要求！大風天不允許提升作業，所以不需要組合風荷載再計算豎直桿件的提升穩定性。9.3全防護升降平臺龍骨單元設計計驗算：1.全防護升降平臺龍骨板的荷載計算：龍骨板矩形管抗彎驗算豎龍骨間距不大于2.6m，龍骨板寬度0.6m。2m長龍骨板自重0.4kN,活荷載3kN/㎡。水平龍骨由2根63×40×4.0角鋼抗彎，Wx=6.832cm3活荷載標準值3kN/㎡63×63×40×463×40×42m長龍骨板設計荷載S=γGSGk+γQSQk=1.2×0.4kN+1.4×(3kN/㎡×2.6m×0.6m)=7.03kN則在2m長度方向上線荷載qk=S/L=7.03kN/2.6m=2.7kN/m按兩端簡支梁驗算抗彎：Mmax=qkl2/8=2.7kN/m×（2.6m）2/8=1.76kN·m此彎矩由2根63×40×4.0角鋼承擔σ===129.4N/mm2?215N/mm2所以抗彎強度足夠。2、龍骨板角鋼撓度驗算S=0.4kN+3kN/㎡×2.6m×0.6m=5.08kN（按照JGJ202-2010，計算變形時，應采用荷載的標準值）qk=S/L=5.08kN/2.6m=1.95kN/m==4.6mm?2.6m/150=17.3mm。所以變形滿足要求。9.4上、下承重梁承重螺栓設計計算承重梁與架體、導軌用4個M16螺栓連接。每個承重梁通過4個M16螺栓與架體連接，螺栓抗剪截面積為201mm2，連接螺栓承載抗剪驗算為τ＝P升/（4×201）＝32727.8/（4×201）＝40.7N/mm2＜[τ]＝125N/mm2滿足使用要求。上承重梁強度撓度計算：采用兩個8#槽鋼背對背組合，長度600mm，8#槽鋼WX＝16.1cm3IX＝101cm4提升荷載P升＝32727.8N，兩端固接，Mmax＝PL/8=32727.8N×0.6m/8=2454.6N?Mσ=Mmax/（Wx×2）=2454.6N?M/（16.1cm3×2）=85.1×106N/mm2＜[f]=215N/mm2強度滿足要求。Fmax==1.9mm＜600mm/150=4mm撓度滿足要求。9.5導軌及導軌與架體連接螺栓受力計算導軌制作為成型框架，主要承受垂向荷載。具體受力見計算簡圖,按“容許應力設計法”進行計算：f≤[f]、τ≤[fv]導軌制作材料為雙拼8#槽鋼，主要參數為：截面積AS1＝1024.8mm2,導軌小橫桿為φ25圓鋼，截面積：AS3＝490.6mm2。許用應力[f]＝215N/mm2，[fv]＝125N/mm2（1）導軌承載計算：1）槽鋼承載計算：使用狀態下：P1=P使/2＝57557/2＝28778.5N（導軌由兩根槽鋼組成）σ1＝P1/AS1＝28778.5/1024.8＝28N/mm2＜[f]＝215N/mm2滿足使用要求。2）小橫桿抗剪計算小橫桿件為φ25圓鋼，AS3＝490.6mm2使用狀態下：計算剪切應力：σ2＝P1/AS3×2面＝28778.5/（490.6×2面）＝29.3N/mm2＜[fv]＝125N/mm2滿足使用要求升降墜落工況狀態下：σ3＝P墜/AS3＝65455.6/（490.6×2面）＝66.7N/mm2＜[fv]＝125N/mm23）小橫桿件焊縫抗剪計算采用直角圓周焊，焊縫高度hf≥6mm，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“直角角焊縫的強度應按下列公式計算：在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下：當力垂直于焊縫長度方向時，σf＝NV/helw≤βtfwf，當力平行于焊縫長度方向時，τf＝NV/helw≤fwf，另由《機械設計手冊》第五版第1卷第1篇1-327頁表1-4-53建筑鋼結構焊縫許用應力中查得焊縫強度許用設計值：角焊縫抗拉、抗壓、抗剪：τp’＝118N/mm2(鋼結構設計規范GB50017-2003表3.4.1-3焊縫的強度設計值中，自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊，Q235鋼的角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度：fwt＝160N/mm2)總焊縫長度：L＝25×3.1415×2＝157.1(mm)焊縫有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2(mm)升降墜落狀態下為最不利狀態：承受的荷載為：NV＝P墜＝65455.6Nfv＝NV/helw＝65455.6/heΣL＝65455.6/（4.2×157.1）＝99.2(N/mm2)＜[τp’]＝118N/mm2滿足使用要求。由計算知，單個結構即可滿足要求，導軌主框架內側這樣的結構不少于2個，承載完全滿足使用要求。（2）導軌與架體連接螺栓抗剪驗算：每個導軌通過10個M16螺栓與架體連接，螺栓抗剪截面積為201mm2，連接螺栓承載抗剪驗算為τ＝P使/（10×201）＝57557/（10×201）＝28.6N/mm2＜[τ]＝125N/mm2滿足使用要求。9.6固定附墻支座反力計算架體相對于支座的正常偏心距離為400+330=730mm。RA＝-RB＝P使×0.73/支座縱距＝57557×0.73/4＝10504NFA+FB＝F使＝57557N考慮兩個固定附著支座不是均勻承載的情況,取FA=2FB則FA＝57557×2/3＝38371N固定附著支座斜拉件焊縫計算：架體載荷由2個附著支座承擔，每個附著支座承擔：P=P使/2＝γb×(P靜＋P活)＝1.05×(28829N＋28728N)＝60435N斜拉件拉力：P拉=P×1.414=85455N焊縫采用直角焊，雙面滿焊hf≥6mm，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“直角角焊縫的強度應按下列公式計算：在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下：當力垂直于焊縫長度方向時，σf＝NV/helw≤βtfwf，當力平行于焊縫長度方向時，τf＝NV/helw≤fwf，另由《機械設計手冊》第五版第1卷第1篇1-327頁表1-4-53建筑鋼結構焊縫許用應力中查得焊縫強度許用設計值：角焊縫抗拉、抗壓、抗剪：τp’＝118N/mm2(鋼結構設計規范GB50017-2003表3.4.1-3焊縫的強度設計值中，自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊，Q235鋼的角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度：fwt＝160N/mm2)2個斜拉角鋼（L50*50）總焊縫長度：ΣL＝50×4＝800mm焊縫有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2(mm)承受平行于焊縫長度方向的荷載為：NV＝P升＝32727.8Nfv＝P拉/helw＝85455/heΣL＝85455/（4.2×800）＝25.4(N/mm2)＜[τp’]＝118N/mm2，滿足使用要求。9.7附墻支座焊縫計算架體載荷由3個附墻支座承擔，每個附著支座承擔：FA＝38371N拉力：QUOTES拉=FA×1.414=54256.5N焊縫采用直角焊，雙面滿焊hf≥6mm，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“直角角焊縫的強度應按下列公式計算：在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下：當力垂直于焊縫長度方向時，σf＝NV/helw≤βtfwf，當力平行于焊縫長度方向時，τf＝NV/helw≤fwf，另由《機械設計手冊》第五版第1卷第1篇1-327頁表1-4-53建筑鋼結構焊縫許用應力中查得焊縫強度許用設計值：角焊縫抗拉、抗壓、抗剪：τp’＝118QUOTE(鋼結構設計規范GB50017-2003表3.4.1-3焊縫的強度設計值中，自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊，Q235鋼的角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度：fwt＝160N/mm2)（L50*50）總焊縫長度：ΣL＝50×4＝800mm焊縫有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2(mm)承受平行于焊縫長度方向的荷載為：NV＝P升QUOTE＝32727.8Nfv＝S拉/helw＝54256.5/heΣL＝54256.5/（4.2×800）＝16.4(QUOTE)＜[τp’]＝118QUOTE滿足使用要求。9.8穿墻螺栓強度計驗算（1）連接附墻支座螺栓強度驗算：該螺栓采用M32螺栓，數量每處1個,螺栓有效截面積：A1s＝615mm2，螺栓在使用時承受剪力和向外的拉力，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓和鉚釘應分別符合下列公式的要求：普通螺栓：“(Nv/NbV)2+(Nt/Nbt)2]1/2≤1”在該規范的表3.4.1-4中查得3號鋼、C級“螺栓連接的強度設計值”螺栓的許用應力值為：fbt＝170N/mm2，fbv＝140N/mm2承受剪力為：NV＝FA＝32370N承受拉力為：按荷載最不利情況，偏心G＝0.73m考慮時計算：Nt＝FA'＝-FB'＝GP使/L＝0.73×59/3.0＝13567N架體上部增加斜拉桿后最大懸臂高度：3.3m，本計算書為保證上部懸臂受力符合要求，不考慮斜拉桿作用，選取最不利懸臂高度6.8m為計算單元，風載面積為：A=5.6×6.8=36.72m2風載為：F風=36.72×Wk＝36.72×950N/m2=30760N組合風荷載的最大水平力為：F=Nt+F風=44327NNbv＝nvπd2×fbv/4＝π×322×140/4＝112591.4(N)Nbt＝ntde2πfbt/4＝282×π×170/4＝115662.9(N)其中：nv＝1，nt＝1則：(Nv/NbV)2+(F/Nbt)2]1/2=[(23743/112591.4)2+(44327/115662.9)2]1/2=0.36≤1。滿足使用要求。（2）升降時螺栓的受拉和受剪強度計驗算：即：f＝Nt/A≤[fbt]，fv＝NV/A≤[fbv]考慮最不利情況，按荷載最不利情況，偏心G＝0.73m考慮時計算:承受拉力：Nt＝GP墜/L＝0.73×64740/3＝15474N承受剪力：Nv＝23743N則：f＝Nt/As＝15474/615＝23.2（N/mm2)＜[f]＝170N/mm2，滿足使用要求，達到抗傾覆能力。fv＝Nv/As＝23743/615＝47.7(N/mm2)＜[fv]＝140N/mm2，滿足使用要求。（3）防墜落時卸荷支頂器根部螺桿的抗剪力計算墜落時，P墜＝γc×P升=64740N小于M20螺栓的雙面許用安全抗剪力Nbv＝nvπd2×fbv/4×2面＝π×202×140/4×2面＝87962.0N，滿足使用要求。9.9吊掛件螺栓強度驗算上吊掛件附墻螺栓采用M32螺栓螺栓，在使用時承受剪力和向外的拉力，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓和鉚釘應分別符合下列公式的要求：普通螺栓：“(Nv/NbV)2+(Nt/Nbt)2]1/2≤1”Nbv＝nvπd2×fbv/4＝π×322×140/4＝112591.4(N)Nbt＝ntde2πfbt/4＝282×π×170/4＝115662.9(N)剪力：NV＝P升＝32370（N）由于吊掛件呈45度角，組合風荷載最大水平拉力F：F=52015.7NNt=F＝52015.7N則：=[(33598/112591.4)2+(52015.7/115662.9)2]1/2=0.36≤1，滿足使用要求。9.10吊掛件及吊索驗算（1）上吊掛件銷軸受剪設計計算：吊掛件銷軸采用Φ28的Q235A圓鋼軸，[f]＝170N/mm2，[fv]＝125N/mm2受剪截面積：As＝615mm2吊掛件提升時承重：P升＝3Nf＝32370/(2×615)＝29.72(N/mm2)＜[f]＝170N/mm2，滿足使用要求（2）上吊掛件焊縫強度計驗算：焊縫采用母材（厚度8mm）直角焊，雙面滿焊hf≥6mm，由鋼結構設計規范GB50017-2003中“直角角焊縫的強度應按下列公式計算：在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下：當力垂直于焊縫長度方向時，σf＝NV/helw≤βtfwf，當力平行于焊縫長度方向時，τf＝NV/helw≤fwf，另由《機械設計手冊》第五版第1卷第1篇1-327頁表1-4-53建筑鋼結構焊縫許用應力中查得焊縫強度許用設計值：角焊縫抗拉、抗壓、抗剪：τp’＝118N/mm2(鋼結構設計規范GB50017-2003表3.4.1-3焊縫的強度設計值中，自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊，Q235鋼的角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度：fwt＝160N/mm2)總焊縫長度：ΣL＝200×4＝800mm焊縫有效高度：he＝0.7hf＝0.7×6＝4.2mm承受平行于焊縫長度方向的荷載為：NV＝P升＝32370Nfv＝NV/helw＝32370/heΣL＝32370/（4.2×800）＝10.88(N/mm2)＜[τp’]＝118N/mm2，滿足使用要求。9.11抗傾覆驗算根據《建筑施工工具式腳手架安全技術規范》（JGJ202-2010），“在升降和使用工況下，確保每一架體豎向主框架能夠單獨承受該跨全部設計荷載和傾覆作用的附著支承構造均不得少于兩套。”本項目爬架提升時有兩套附墻支座，使用時有三套附墻支座，而連接附墻固定附著支座的穿墻螺栓、附墻固定附著支座側板、背板、吊掛件及吊掛件螺栓等，均已進行了詳細計算，從以上的計算可知，完全能滿足要求。在進行附墻支座和穿墻螺桿的強度計驗算時均按最上部的支座并組合了風荷載進行計算，完全滿足使用要求，在此不再累述。9.12提升鋼絲繩安全系數驗算提升鋼絲繩采用6×37+FC規格Φ20的鋼絲繩，其破斷拉力為F=220000N；提升載荷P＝32370N安全系數：F/P=220000N/32370N=7>6,滿足安全要求。9.13混凝土強度計算穿墻螺栓受力示意圖穿墻螺栓孔處混凝土受壓狀況如圖所示，在墻、梁砼強度達到C15等級時，允許升降腳手架爬升，驗算此時的墻、梁、板強度按《建筑施工工具式腳手架安全技術規范》JGJ202公式（4.3.7）驗算，如下公式計算：上式中：βb—螺栓孔混凝土受荷計算系數，為0.39；βt—混凝土局部承壓強度提高系數，為1.73；fc—混凝土軸心抗壓強度設計值，C15為7.2N/mm2；b—混凝土外墻厚度，為250mm；d—穿墻螺栓直徑，為32mm；Nv—螺栓剪力設計值，為32370N。故梁局部混凝土承壓完全能滿足安全使用要求。9.14特殊部位計算在進行梁截面設計受力計算時，僅考慮梁截面大小其受力情況，結構板對其加強作用不做考慮。在進行分析時，樓梯口位置梁截面及配筋遠大于主體西側主體梁截面，并且其懸挑跨度也小于主體西側梁長度。本著計算最不利情況分析，對最不利的西側懸挑梁進行受力計算。本項目主體東、西兩側懸挑梁位置對應的爬架機位安裝形式如下圖所示，根據前面計算書中附墻支座處計算，在發生墜落時沖擊荷載為P墜＝γc×P升=64740N。1已知條件及計算要求：(1)已知條件：矩形梁b=250mm，h=850mm。砼C20，彎矩設計值M=18.80kN·m，剪力設計值V=64.74kN。(2)計算要求：1.正截面受彎承載力計算2.斜截面受剪承載力計算3.裂縫寬度計算。2抗彎計算:(1)求相對界限受壓區高度ξbεcu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(20-50)×10-5=0.00360εcu>0.0033，取εcu=0.00330按《混凝土規范》公式(6.2.7-1)(2)單筋計算基本公式，按《混凝土規范》公式(6.2.10-1)(3)求截面抵抗矩系數αsh0=h-as=850-35=815mm(4)求相對受壓區高度ξ(5)求受拉鋼筋面積AsAs=ξα1fcbh0/fy=0.012×1.00×9.60×250×815/360=64mm2(6)配筋率驗算受拉鋼筋最小配筋率:ρsmin=max{0.0020,0.45ft/fy=0.45×1.10/360=0.0014}=0.0020As=64<ρsminbh=0.2