毕业设计附着式升降脚手架设计.docx

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1、附着式升降脚手架设计摘要：近十多年来，落地式外脚手架、吊篮和外挂脚手架因其耗时、耗工、耗 材和平安保障及经济性等多方面原因逐渐在建筑工程施匚中淘汰，特别是高层、 超高层建筑施工中，取而代之的是悬挑脚手架和附着升降脚F架。但是悬挑脚手 架存在反复搭拆的缺点，而附着升降脚手架却较好的克服了这一缺点。因此，整 体提升脚手架、附壁悬空轨道式自升降脚手架、架段间互提升脚手架的研制和使 用目前在国内正蓬勃开展。关键词：升降脚手架；防坠；智能控制；平安防护；荷载一、施工工艺技术1 “附着式”外架简介该外架的附着支撑结构、防坠、防倾融为一-体，原理简单、结构合理、平安 可靠；同步智能控制系统具有超载、欠载自动

2、报警和停机功能，能保证外架的同 步升降；其结果符合JGJ202-2010建筑施工工具式脚手架平安技术规范的要 求，能够从根本上保证施工平安，降低工人劳动强度，并且提高工作效率。2附着升降脚手架搭设、运行、撤除工艺流程2.1附着升降脚手架搭设流程图脚手架安装工艺流程图G 总=G + G活=91416N因每台机位有4根拉杆及穿墙螺栓受力，所以架体在预埋点的自重计算值G= G 总/4=91416+4=22.85 kN挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离X。计算公式：当h22.2hb时(弹性挑梁)，计算倾覆点至墙外边缘的距离为Xo=0.3hb并且 xW0.13h。当h2.2hb时(刚性挑梁)，计算倾覆点至墙

3、外边缘的距离为Xo=0.13h式中，h挑梁埋人墙体的长度；X。计算倾覆点至墙外边缘的距离；尿混凝土挑梁的截面高度。挑梁抗倾覆荷载取起有利作用永久荷载分项系数0.8,挑梁抗倾覆力矩设计值：M,-0.8Gr(l2-xo)式中，Gr挑梁的抗倾覆荷载12-G,作用点至墙外边缘的距离抗倾覆验算：(1)计算倾覆点：挑梁埋入墙体长度 li= 2000mm2.2hb=2.2X370=8140mm,贝IJ：倾覆点距墙边距离Xo=0.3hb=0.3X400=110 mm(2)计算倾覆力矩：倾覆力矩由阳台上荷载Bk、gik、Pik,挑梁自重产生.和架体在预埋点的自重。MOV=1.35X (4+22.85) X(1.

4、804-0.11)+(10+2.1)X(1.8+0.11)2/2 +1.0X6X (1.80+0.1)2/2= 1.35X75.73 +LOX 10.83= 113.07 kN m(3)计算抗倾覆力矩Mr = 0.8Gr(b -X。)=0.8X (12+2.1)X(2.0-0.110)2/2+5.24X2X3X(1-0.110) +524X2X(3-2)X(+2-0.110)+5.24X22/2X (2/3 + 2-0.110)+22.8 sin45 X (2.0-0.110)= 140.72 kN m(4)抗倾覆验算由(2)、(3)计算结果可知MrMov ,阳台梁抗倾覆平安阳台梁抗弯验算取最

5、大阳台做验算对象，尺寸为5.1mX1.8m,设计承载力为2.5 kN/nA静载系数为1.4, 一个阳台按两个机位计算，升降时由两层阳台同时受力(四条 螺栓)，使用状态由四层阳台同时受力，所以只需验算升降状态时受弯情况： 1.升降式的受弯情况Wl= (35.86X 1.2/4) X 1.8 =19.36kN m2.设计允许的受弯情况W= (5.4X1.8) X2.5X 1.4X1.8/2 = 28.917 kN m比拟得知WW1,阳台梁受力平安。参考文献1建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定建建(2000) 230号2建筑结构荷载规范(GB50092001)3冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB5()(

6、) 18-2002)4钢结构设计规范(GB50017-2003)建筑施工平安检查标准(JGJ59-99)6建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定建建(2000) 230号7建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术规范(JGJ130-2001 )8建筑施工高处作业平安技术规程(JGJ80-91 )91建筑安装工人平安技术操作规程I0J建筑现场临时用电平安技术规范(JGJ46-2005)2.2 附着升降脚手架上运行流程图脚手架上运行工艺流程图2.3 附着升降脚手架下运行流程图脚手架下运行工艺流程图2.4 附着升降脚手架撤除流程图卜怫欠:脚寸欠撤除的的提冬生 .脚手架拆系的玳备上律口拆柒交仝技术交底齐除雪排菜册

7、脓g七”架|撤除1k岁朵|齐除雪排菜册脓g七”架|撤除1k岁朵|.-体行效力，归囹I.折除 a,步架卜用钢徨软她或塔色放主枢生第一环二I。、拆脓1k四步架| 一 |11、撤除一三网T厂“搭设兼炮架武力加密 T搭设悬挑登汹力加引 一I：攵就卜扭杆纨刀加阂冲点塔吊吊装萩|2、一於%士沙屋|_ _ , 二 _13.乐纲丝软及放主梅栗第：标3|14、.脓$一步亲I-|【工凡铜丝软M放支撑根梨环吊吊装撤除点塔吊吊装撤除|6、用钏丝软或放王框架底刃17.堆码材料王不下二、附着升降脚手架设计1荷载计算架体高度12.7米上)，宽度0.9m,最大跨度6米主框架悬臂高度6m,主跳 板4层,立杆间距为 1.5m,步

8、距 1.8m。13X7.5=97.5 m2110 m2o永久荷载架体结构自重Glk=5KN脚手架体自重 G2k=g2kHn=0.1248X 13 X 10=16.224KN构配件自重G3K=035 X 6.75 X 4=9.45 KNGk=G ik+G，k+Gak =5+16.244+9.45=30.694KN施工荷载主体施工时3KN/nf和两层作业，装修施工时2KN/n?和三层作业，单层作业面积：7.5X0.9=6.75m2Qk=3X6.75X2=40.5KN风荷载Wk=O.7uzUsWo基本风压值，取W=O.55()KN/m2us=1.3 il/= 1.3X0.089=0.1157u z按

9、B类地区100m的高层建筑施工考虑，取u z=2.1Wk=0.7 U z 口 sW0=0.7X2.1X0.1157X0.55=0.0935 KN/m2爬架架体计算示意图2底部桁架的计算各杆件内力计算脚手杆自重 G|k=g!kH=0.1248X I3=1.622KN脚手板自重 G2k二。35X1.5X0.45=0.236KN恒载 Gk=Gik+G2k= 1.622+0.236= 1.858KN活载 Qk=3 X 1.5 X 0.45 X 2=4.05KN桁架上弦节点作用力F=1.2Gk+1.4Qk=1.2X 1.858+1.4 X4.05=7.9KN各杆件内力（见附图）最不利杆件验算根据计算结果

10、分析，最不利杆件为：拉杆 Ni.3=N9.|o=2O.625KN压杆Na.尸Nb/o=23.7KN（此杆为竖向主框架竖肢）N4.6=N6.8=19.885KNN8.9=15.8KN除压杆Na/、Nb/o外，其余杆件均采用48X3.5钢管制作F=7. 9KN F=7. 9KN F=7. 9KN F=7. 9KN F=7. 9KN F=7. 9KN15001150015001500115007500底部桁架受力分析及内力图(1)拉杆 N|-3,N9.1O入=l/i=234/1.58=148300o =N/A=20625/489=42N/mm2f=205N/mm2(2)压杆 N&6,N6-8x =l

11、o/i= 150/1.58=95 150,e=0.626o =N/(I)A= 19885/(0.626 X 489)=65 N/mm2f=205N/mm2(3)压杆 N8.9X=l(/i= 180/1.58= 114, 4)=0.489。=N/ d) A= 15800/(0.489 X 489)=66 N/mm2f=205N/mm2故满足要求。3竖向主框架的计算内力计算按两跨连续梁考虑(1)使用工况时，主框架悬臂高度6m (考虑主体施工时最上一层结构模 板未拆支座未及时安装，安装后悬臂高度为3.6m)轴心力设计值 N=Y0(1.2Gk+1.4Qk)=0.9 X (1.2 X 30.694+1.

12、4 X 40.5)=84.18KN风荷载产生弯矩qw=0.85 X 1.4X 0.068 X 6=0.486KN/mM=qwl2/2=0.486 X 62(2)升降工况时，考虑施工荷载OSKN/n?,因大风天气不能升降施工，故不 考虑风荷载N =0.9 X(1.2X 30.694+1.4 X 0.5 X 6.75 X 2)=41.65KNNk =0.9 X (30.694+0.5 X 6.75 X 2)=33.7KN考虑使用工况和升降工况最不利计算Mnw(=8.748KN.m, Nmax=84.18KNN=41.65KNN=41.65KNo o9 COo o o co o o co=84. 1

13、8KNWNN98 一dLbR=2.78K1o二TM1.65Ki使用状态受力简图使用状态弯矩图提升状态受力简图生框架受力分析及内力图3.1 截面尺寸几何特征A|=2X 8.4= 16.8cm2,A2=4.89cm2A=A|+A2= 16.8+4.89=21.69cm2a)=A2 X 90/A=4.89 X 90/21.69=20cma2=90-a =90-20=70cmIi=2X51 = i02cm4Iiy=2X 11.9+8.4 X (2.5+1.36泊二274.1 cm412=12)=12.19cm4ii=2.45cm, ily= V I|y/A|= V 274.1/16.8=4.04cmi

14、2=i2y=1.58cmIX=I|+A a1+b+A2a2=102+16.8 X 202+12.19+4.89 X 702=30795cm4ix= V Ix/A= V 30795/21.69=37.68cmW|X=IX/(2O+3.15)=30795/23.15=1330cm3W2x=30795/(70+2.4)=425cm3整体稳定计算o=N/ (A) +PmM/(l-ON/NE)WlxX x=l0x/ix=2 X 600/37.68=31.8斜缀条面积A i=4.89cm2X Ox= V X x2+27A/A)= V 31,82+27 X 21.69/4.89=33.6查表，得 0=0.9

15、07 取 Bm=L()Ne= n 2EA/X Y=3 42x2.06X1O5X21.69X 102/33.62= 1242.7KNo=N/ (中A) +PniM/(l-0N/NE)Wix=84.18 X 1 ()3/(ogo7 x 21.69 X 102)+1.0 X 8.748 X 106/( 1-0.907 X 84.18 X103/l 242.7 X103)X 133OX 103=50N/mm2f=205N/mm2故满足要求。3.2 单肢验算1151(2(6. 3)fi52(?48X3.5)N|=M/h+a2N/h=8.748/0.9+0.7 X 84.18/0.9=75.19KNN2=

16、M/h+aiN/h=-8.748/0.9+0.2 X 84.18/0.9=8.99KN验算肢1 (26.3入 max=loi/ilmin= 180/2.45=73.5查表，得6=0.758。NJAi=75.19X 103/(0.758X 16.8X 102)=59N/mm2f=205N/mm2验算肢2 (48X3.5)X =l02/i2= 180/1.58= 114X=150查表,得6=0.489。=Ni/0)A2=8.99X 103/(0.489X4.89X 102)=38N/mm2 f=205N/mm2 故满足要求。4附着支座的计算使用工况时考虑两个附着支座承受竖向荷载。P=N/2=84

17、18/2=42.09KN升降工况考虑一个附着支座受力，并考虑2.0的动力系数P =2.0Nk, =2.0 X 33.7=67.4KN三角形支座计算三角形支座斜撑杆为26.3,水平杆为28(1)斜撑杆 N= P /sin a =67.4/sin45=95.318KNA =lo/i=56/2.45=23,=0.938。=N/O A=95.318/(0.938 X 1680)=60N/mm2f=205N/mm2(2)水平杆 N =Ncosa =95.318Xcos45=67.4KN(受拉)。=N/A1 =67400/(2 X 1024.8)=33N/mm2f=205N/mm24.1 钢梁斜拉支座计

18、算钢梁为28,最长为900mm,斜拉杆为两根22圆钢(Q235)制作的花篮 螺栓，水平角度为68%(1) 钢梁 N= P /tg Q =67.4/tg68=27.23KNX =10/1=90/3. 15=28 , 0=0.906o 二N/(DA=27230/(0.906X 2049.6)=15 N/mm2N=36.35KN 故满足要求5主要连接件的计算1.1 穿墙螺栓的计算(M30)Nv=Tsin a =37.016 X sin72=35.204KNN产Teos a =37.016 X cos72= 11.439KNNc=T=37.016KNNvb=nv n d2/4fvb= 1X3.I4 X

19、 302/4X 130=91.845KNNv=35.204KN Ntb= Ji dc2/4ftb2/4X 170= 100.921 KNNt= 11.439KN Ncb=d 2 tfcb=30 X10X 305=91.5KNNc=37.016KN V(Nt/Ntb)2+(Nv/Nvb)2= 7(11.439/100.921)2+(35.204/91.845)2=0.40 I 故满足要求。1.2 导向轮的计算附着支座承受最大水平拉力(考虑最不利反风向荷载) R=(qwl2/2+Nai)/3=(0.486 X 92/2+84.18 X 0.2)/3=36.519KN 每个支座4个导向轮，每个导向轮

20、轴(25)承受剪力V=36.519/4=9.13KNt =V/A=9130/(3.14 X 252/4)=19N/mm2 N =88.51 KN 故满足要求。6阳台验算计算依据根据该类架体的搭设标准及具体施工工程的层高要求，选择跨度最大的架体 单元做为验算对象。但计算跨度Lmax与架体高度H的乘积(LmaxXH)应W HOnVo如果本段架体满足强度及刚度要求，整个架体即可满足使用。6.1 计算参数及单元架体材料数量本计算书使用于标准层层高W3.6m, Lmax7.2m的单元架体，本计算书 是针对本工程的具体要求取最大值做为计算参数。具体参数架体高度H： 8X1.8= 14.4m,防护拦杆：1.

21、8m。立杆间距:1.8m。小横担管间距：0.9m。计算跨度Lmax： 7.5m。LmaxXH = 7.5X14.4= 108m2110m2,满足要求。钢管规格：048X3.5,单位重量：3.84kg/m=38.4N/mo单元架体使用钢管材料立杆：12.6X 10 + 5X 1.8= 135m。小横杆：13X9X8 = 93.6m。大横杆：7.2X33 = 237.6m。桁架斜腹杆:2.8X16 = 44.8m。大剪刀撑：14.9X2 = 29.8m。扣件：450个，单位重量：1.5kg/个=15N/个。6.2 静态荷载(GQ钢管重：540.8 X 38.4 = 20766.7N扣件重:450X15 = 6750N竹笆重：(0.9X7.2X8 + 0.5X7.2X3) X7.5X 10 = 4698N承重主架重：3000N/台平安网重：16X8.1X0.5X10 = 648N恒载合计：35860N加静载荷计算系数12计算值为43032N。6.3 施工活荷载按三个工作层计算，根据规定取2000N/m2G 活二 2000X (0.8 X 7.2X3) = 34560N加施工载荷计算系数1.4,计算值为48384N。6.4 升降作业时无施工荷载。6.5 静止时有施工荷载由承重底座与承重桁架共同受力