爬架计算书

一、总则

本设计计算书对于总高在150m以下的高层建筑施工用YF附着式升降脚手架的使用、升降、坠落工况中的架体结构、附着装置、安全装置的结构强度与刚度、抗倾翻稳定性、零部件强度与运动参数作出的力学、运动学计算。本计算书的计算方法与计算结果亦适应于两跨以上的分段升降脚手架,但不适用于单跨的单片升降脚手架。

1、计算所采用的楼层相关信息如下 序号 项 目 1 2 3 4

2、材料选用值见 A (cm2） 48＊3.2 48＊3。5 L70＊70＊7 ［6.3 [8 [10 [14a

4.53 4。 9。424 8。45 10.25 12。75 18.52 I (cm4) 11。6 12。19 43 51 101 198 5 W (cm3） 4.80 5.08 8.59 16。3 25。3 39.7 80。5 层高 砼强度 墙体厚度 梁截面尺寸 内 容 2。8—4.8m 取C20 200mm 200×400(最小) i (cm） 1。6 1。58 2.14 2。46 3.15 3.95 5。52 重量 (N/m) 35。6 38.4 73。98 66.3 80.45 100 145。35

3、各类材料物理性能指标选用值

弹性模量E 材料种类 48＊3。5 ［6。3 M36螺杆 M30螺杆 焊缝（角焊缝） 4、相关计算参数 序号 类别 1 架体荷载 施工 活荷载 项目 操作面铺板 扣件 符号 取值 150N/m2 13。2N/个 2。0kN/m2 0.5kN/m2 0。4kN/m 2.83 1.0 1。3 0。817 2抗拉、抗压和抗弯f 抗剪fv （N/mm2） 205 205 170 170 160 (N/mm2） 120 120 140 140 160 （N/mm2） 206×103 206×103 206×103 206×103 备注 A类,200m 钢板立网 2 使用状态同时作业3层时 升降状态按3层荷载计 基本风压 风压高度变化系数 w0 3 风荷载 风振系数 建筑物体型系数 挡风系数 

5、主要技术参数

YF附着式升降脚手架的主要技术参数见下表，架体构造见下图

YF附着升降脚手架的设计主要技术参数表项 目 架 体 机位最大跨度 m 架体单元侧面积 量 纲 m 2 参 数 ≤ 110,本工程最大94。5 ≤ 7,按7米计算 架体最大高度 架体宽度 步 距 步 数 允许使用荷载 提升 机具 附着 装置 额定速度 额定行程 允许使用荷载 适用层高 防坠落 安全 装置 安全锁 防倾覆 装 置

下坠距离 允许使用荷载 导向距离 防倾装置间距 m m m n kN m/min m kN m mm kN m m ≤ 18,按15.7米计算 本工程实际搭设13.5m 0。9 1.80 ≤ 10,按8步计算，本工程实际搭设7步 75 ≤ 0。11 4 75 2。8 ～ 4.5 ≤ 80 ≤ 75 ≤ 5 2。8 ≤h ≤9。0 第四层第三层第二层第一层

YF附着式升降脚手架单元结构示意图

6、架体组成及荷载标准值7米×15。7米, 序号 1 2 3 项 目 下节主框架 中节主框架 上节主框架 计算规格及数量 1×3。9m 1×3。6m 1×3.6m 立杆8×121。5=972N 1。5水平弦杆16×53.4=854N 4 桁架片 1.0水平弦杆4×34。2=136N 1。5斜腹杆8×82。8=662N 内外联接杆8×31。5=252N 5 附着支座数量60型 液压千斤顶及下连座 468+120=588N 7米大横杆数量-27×7×38。4=7257N 内侧12.6米立杆-4×12.6×38.4=1935N 外侧14。4米立杆—4×13。9×38。4=2135N 1。2米小横杆—5*4=20×1。2×38。4=921N 7 架体构架部分 1.5米小横杆-5*4=20×1.5×38。4=1152N 6米剪刀撑—8根 8×6×38。4=1843N 3米剪刀撑-4根 4×3×38。4=460N 1米帮杆-6根 6×1×38。4=230N 8 9 脚手板 公寓楼 0.9×7×2×350=6615N 17/18楼层高3。7米 15.7×7×96=10500N 215×13。2=2838N 47×18.4=865N 3315N 10500N 2838N 865N 15933N 3×284=852N 852N—不计 588N 2876N 荷载标准值 910N 837N 755N 6 10 立网住宅的 11 直角扣件 12 对接扣件 13 旋转扣件 48×14。6=700N 700N 31082N 34172N 桁架静荷载合计4+7+8+9+10+11+12+13=31082 单机位静荷载最大值合计 7、施工活荷载标准值SQK

使用工况:

结构施工: SQK = (2×3）×0。9×7 = 37。8kN 装修施工： SQK= （3×2）×0。9×7 = 37。8kN 升降工况: SQK= （2×0。5）×0。9×7 = 6.3kN 坠落工况

结构施工： SQK= (2×0。5）×0.9×7 = 6.3kN 装修施工： SQK= （3×0。5)×0.9×7 = 9.45kN 水平风荷载标准值 Wk=βzμzμsW0

基本风压值，为0.40，取W0=0.40KN/m2,升降工况统一取W0=0。25KN/m2 每张单片立网的面积为2。42×1。5=3。63m2，每张立网上共有23400个直径8mm的小孔。孔面积共计8×8×3。14÷4×23400=1。18m2

则立网的挡风面积=3。63—1.18=2.45 m2

挡风系数=2。45÷3。63=0.67(密目安全立网的取值0.8) 风荷载体型系数μs=1.3=1.3×0.817=1.06

风压高度变化系数μz按B类地区150m的高层建筑施工考虑，取μz=2。38 风振系数βz取1 Wk=βzμzμsW0

=1×2。38×1。06×0.40=0.99KN/m2 （使用工况) Wk=βzμzμsW0

=1×2.38×1。06×0。25=0。618KN/m2 (升降工况） 沿架体高度方向的风载线荷载为

qw1=0.99×7=6.93KN/m (使用工况) qw2=0。618×7=4.33KN/m (升降工况） 架体总高度H0 = 16.2（m)时, 跨度7米时，架体的机位静载为

使用工况中: SGK=43.75KN+37。8KN=81.55KN 升降工况中： SGK=43。75KN+6。3KN=50KN 架体的荷载效应组合设计值

使用工况中: S=1。2×34。172KN+1.4×37.8KN=94KN

使用工况中: S=1。3×(1.2×34.172KN+1.4×37。8KN)=122KN

升降工况中: SGK=2.0×（34。172KN+6.3KN）=80.8KN

二、底部桁架的计算

1、各杆件内力计算

桁架及其以上部分静荷载Gk=31.1KN 施工活荷载标准值Qk=37。8KN

桁架上弦单节（1。5米)作用力P5= P2=（1。2Gk+1.4Qk）×1。5/(2×7）= 9。7KN

桁架上弦单节(1。0米）作用力P3= P4=（1。2Gk+1。4Qk）/（2×7）= 6。4KN P1= P6=9。7/2= 4.85KN Ra=Rb=(9。7×2+8.05×2+4.85×2)/2=22。6KN 各杆件内力（见附图)

2、桁架杆件校核

由受力分析图可以看出，则最不利杆件为压杆，出现在两个支座处，为竖向压杆,受力为22。6kN；其二为受拉斜腹杆，受力为23.17kN。

杆件N6—7：杆件型号按48×3。5钢管计，杆件计算长度L＝1800mm

A＝4mm2i＝15。8mm ,λx＝λy＝1800/15。8＝114,查规范附录A得＝0。4

压杆稳定性验算如下:

YNYN22.6KNfc (MPa)94.5MPafc 205(MPa) AA0.44单杆整体稳定性验算满足要求

杆件二：杆件N6—8

杆件型号按48×3.5钢管计，杆件计算长度L＝2343mm,A＝4mm2 抗拉强度：

NLNL23.17103L69.2MPafc205(MPa)

AjAnd423.522单杆抗拉满足要求

三、竖向主框架部分

1、计算荷载

主框架承受由水平支承桁架传递来的荷载，并加上主框架自重荷载,当架体总高度H0 = 15。7米， 跨度7米时，架体的荷载效应组合设计值:S=122KN (使用工况)

计算主框架单元时内外排之间按1:1的比例平均分配.

48×3.5［6.3

主框架截面示意图

主框架是承担架体各种荷载的主要部件,为偏向于安全的简化模式，先计算主框架在风荷载作用下主框架整体稳定，然后将主框架所承担的垂直荷载及风荷载组合到一个主框架单元上进行组合并验算其杆件内力.

主框架立面受力示意图

2、验算架体整体稳定计算（受弯悬臂部分）

A128.45cm216.9cm2

A2(482412)3.1444mm24.cm2

A=16.9+4。=21。79cm2

aS1A10A2(0.90.0355)4.0.93550.21m AA1A216.94.b=0。9355-0.21=0。7255m I1=2×50。8cm4=101。6 cm4

Iy槽=［11.9+（1。36+2。5）2 ×8。45］×2=137。8×2=275。6 cm4 Iy管=

D4d43.14(484414)==12。18 cm4

Iy=275。6+12。18=287.8cm4

Ix=（12.18+72。552×4。）+(101.6+212×8。45)=25750+3828=29578 cm4 W1X=

IxIx29578295781224 cm3 W2X=395 cm3 ==

ymax213.15ymax72.552.4Iy287.844.27 cm3 =

ymax2.54IxAW1Y=

rx=

2957821.7936.84 cm r=

y

IyA287.821.7913.2 cm

按弹性工作阶段计算时γx=γy=1。0 等效弯矩系数mx=1。0 压杆的柔度-长细比λx=

2600L0= =32.6

36.84rx2600L0= =91

13.2ry压杆的柔度—长细比λy=

桁架容许长细比［λ］=150 双肢缀条结构的换算长细比 λ0x=227A21.79=35 32.6227A14.查表得轴心受压构件稳定系数=0.903

NEx

2EA3.14220600021793284392N 221.1x1.135M1X=6。93×6×3=125KN.m ( 弯矩最大处在架体悬臂端的根部） 实腹式整体架体弯矩作用平面内的稳定验算

1221031.0125106NxAW(10.80.903217911224103(10.8122))x1xN1Ex3284.4NmxMx62105.3167.3MPafc205(MPa)

主框架架体强度验算满足要求

3、主框架单元验算

因使用工况下主框架荷载最大,所以取使用工况下的一个进行计算，全部荷载简化为由一个框架单元承受,因主框架是由多个单元构成，单个单元能满足承载要求时，多个单元组合承载能力也能满足承载要求。受力分析简图如左图所示：

根据本计算书计算得S=122KN （使用工况）

计算主框架单元时内外排之间按1:1的比例平均分配（外排多扶手杆,内排多操作层的悬挑杆）。

S外=S内=122KN÷2=61KN

沿架体高度方向的风载线荷载为qw1==6.93KN/m (使用工况）

p=6。93KN/m×1。8=12.5KN按JGJ202规范4。1。7要求，考虑附加荷载不均匀系数 Q=1.3后： P=12.5×1.4×1.3=22.75kN 承载验算

节点1： Xi0， PN120，

外内外内N1222.75(kN) （压）

Zi0， N130

节点3: Zi0， N32cos26.5S外0

N32610.568.16(kN) (拉）；

Xi0， PN32cos63.5N340，

N3430.4122.7553.16(kN) （压）

压杆校核：

杆件型号按48×3。5钢管计，杆件计算长度L＝900mm

A＝4mm2i＝15。8mm

λx＝λy＝900/15.8＝57＜ ［]=150 查规范附录A得  ＝0。829

YNYfc (MPa) AN53.16103N131.14MPafc 205(MPa)

A0.8294满足要求

N68.16103N139.4MPafc 205(MPa)满足要求 拉杆校核：A4四、架体验算

1、立杆:

外排立杆最大受力为P2=9.7kN，因此只须验算受力最大的外立杆稳定性。 钢管参数同上＝0.4

考虑附加安全系数 1=1.43后：N=1.43×9。7=13.87kN 压杆稳定性验算如下：

YNYN13.87KNfc (MPa)58MPafc 205(MPa) AA0.44立杆稳定性验算满足要求

2、架体水平杆:

架体水平杆按使用工况最大的单层活荷载标准值进行计算,取使用工况下的结构施工,同时作业层数为2层，每层活荷载为3。0KN/m2。

单跨内的均布荷载标准值：大横杆38.4N；小横杆38。4×1。5/(2×1.5）=19。2N;

脚手板350×0。9/2=157N .

Gk=38.4+19。2+157=214.6N Qk=3000×0.45=1350N 单跨内的均布荷载设计值

q=1.2Gk+1。4Qk=1。2×214.6+1。4×1350=2147。5N/m

M=1/8× q×L2=1/8×2147.5/1000×15002=0.6×106N·mm 则水平杆截面应力如下:

M0.6106N.mm118MPafc 205(MPa)

W5.08103mm3满足要求

简支均布荷载水平杆跨中挠度如下:工程力学P397

5ql452.147515004ymax5.6mm10mm

384EI38420610312.19104 满足要求

五、附墙支座及固定螺栓验算

由前计算结果知，各工况中附着支座的计算荷载如下: (1)使用工况： G = 122KN （2)升降工况： G升=80.8KN 只验算使用工况 1、三角形支座验算

此种支座用［6。3槽钢制成，预应力螺纹钢筋作穿墙螺栓，每个支座在F位置上安装两根螺栓,每端各用一个厚螺母固定压紧，F2处螺栓承受剪力。螺栓符合GB/T20065—2006标准,选用公称直径25mm,基园φ25±0。4mm,截面面积为522.2mm2螺纹钢筋，屈服强度810MPa；抗拉强度1020MPa螺栓.

MA0

-G×0.415+Rx×0.423=0

122103N0.415103mmRx120KN

423mmY0

Ry=G=122KN

X0

2F2－Rx=0 F2=61KN 验算最不利工况:

F2处穿墙螺栓的同时承受拉剪力，因此对此螺栓进行验算 Nv= Ry =122KN Nt= F2=61KN Nc= F2=61KN

Nvb=nvπd2/4×fvb=1×3.14×252/4×810×0.6=238KN>Nv=122KN Ntb=πde2/4×ftb=3。14×252/4×1020=500KN〉Nt=61KN Ncb=dΣtfcb=25×12×550=165KN>Nc=61KN

(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(61/500)2(122/238)20.5271

故此种螺栓满足要求

2、梁式三角形水平支座

此种支座用水平两[8槽钢制成,预应力螺纹钢筋作穿墙螺栓，每个支座在F位置上安装两根螺栓,每端各用一个厚螺母固定压紧，F1\\、F2处螺栓承受剪力、拉力。螺栓符合GB/T20065—2006标准，选用公称直径25mm,基园φ25±0。4mm，

截面面积为522.2mm2螺纹钢筋,屈服强度810MPa;抗拉强度1020MPa螺栓。

MA0

-G×0.35+Rx×0。27=0

122103N0.35103mmRx158KN

270mmY0

2Ry=G=122KN

X0

2F1－Rx=0 F1=79KN 验算最不利工况:

F处穿墙螺栓的同时承受拉剪力，因此对此螺栓进行验算 Nv= Ry =122KN/2=61 KN Nt= F1=79KN Nc= F1=79KN

Nvb=nvπd2/4×fvb=1×3。14×252/4×810×0。6=238KN〉Nv=61KN Nt=πde/4×ft=3.14×25/4×1020=500KN〉Nt=79KN Ncb=dΣtfcb=25×12×550=165KN〉Nc=79KN

(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(79/500)2(61/238)20.3011

b

2

b

2

故此种螺栓满足要求

支座焊缝：水平槽钢与水平槽钢、竖向槽钢与下水平槽钢的焊缝长度：

L水平=55×4+75×8=820mm； L竖=40×8+50×4=520mm

承受上述水平荷载时，支座焊缝的应力为：

1580001580054.5(MPa)f130MPa

lfhfcos458205cos45

承受上述垂直荷载时，支座焊缝的应力为：

12200012200066.36(MPa)f130MPa

lfhfcos455205cos45水平双8＃槽钢的力学示意图如下：

＋

水平槽钢为2根［8查表得： Wx=25。3cm2， Iz 整个截面对X轴的抗弯模量

Wx25.3103250600mm3

危险截面弯矩：M==79×103N×（130—35）mm=7505×103N。mm 最大正应力maxM7505000148.3(MPa)235MPa W50600 此支座的强度满足要求.

3、梯形支座验算

GF1F2ARYRX

(3) 有外挑板处剪力墙支座

此种支座用两根用45＃ 、Φ36圆钢材料制成的 M36螺栓安装，拉结附墙支座后，用螺母固定压紧。F2处螺栓承受剪力， 螺栓应力σs=335 MPa，此支座斜撑杆为2［6.3,水平杆为2［6。3查表得： A=8.451 cm2， Iz=50.8cm4,碳素结构钢的λP=100，α=304MPa，b=1.12 MPa，σs=235 MPa，

MA0

-G×1.6+Rx×0.95=0

122103N1.6103mmRx205.5KN

950mmY0

Ry=G=122KN

X0

2F2－Rx=0 F2=102。75KN

斜撑杆N= G/cosα=122/cos450=172.5KN（受压)

rI50.810417.3 A2845.1 支座长细比为：

Z lZZ l11140 65.9 rr17.3Z＜P=100 此时支座按强度问题计算。 σ=N/A=172500/(2×845.1）=102N/mm2支座焊缝：水平槽钢与竖向槽钢、竖向槽钢与竖板的焊缝长度：

L水平=120×4+63×4=732mm； L竖=80×4+60×4=560mm

承受上述垂直荷载时，支座焊缝的应力为:

12200012200051.36(MPa)f130MPa， lfhfcos455606cos45满足要求。水平方向焊缝较长,故不需校核。

附着穿墙螺栓的计算:

Nv= Ry =122KN Nt= F2=102。75KN Nc= F2=102。75KN

Nvb=nvπd2/4×fvb=1×3。14×362/4×335×0。6=204KN〉Nv=122KN Ntb=πde2/4×ftb=3。14×31。672/4×335=2KN〉Nt=102.75KN Ncb=dΣtfcb=36×12×335=145KN>Nc=102。75KN

(Nt/Ntb)2(Nv/Nvb)2(102.75/335)2(122/204)20.6721

故螺栓满足要求

4、拉杆式支座验算

FGNXANXRXRY

(3） 拉杆式支座

此种支座后端固定在圈梁上,前端用二根φ24的拉杆园钢安装成“八\"字形拉杆固定在上层圈梁上，受力如上图所示：

MB0

G×2。3=F×（2。3-0.18）×Sin50°

122103N2.3103mmF172.8KN

2.121030.766mmNx=172.8×Cos50°=111kN Ny=172.8×Sin50°=132.4kN

Y0

Ry=Ny－G=132。4－122=10。4KN Rx=Nx=111KN

危险截面弯矩：M=122×103N×180mm=22×106N.mm

拉杆支座截面尺寸如下图所示:采用二根10#槽钢组焊而成.查表得单根槽钢的惯性矩为Iz=198cm4；Iy=25。6cm4；Wz=39。7 cm3；Wy=7。8 cm3。A=12.748 cm2 整个截面对Y、Z轴的惯性矩为：

I1=4×(I1＋a2×A）=4×（40×83/12＋542×40×8)=373cm4 I2=2×Iz=2×198=396 cm4 I总=I1+ I2=373+396=769 cm4

Iy总=2×（Iy＋a2×A）=2×（25.6＋12。748×4。522）=572 cm4

抗弯模量

Wz76910458132.6103mm3

Wy572104(34.8)73300mm3

危险截面弯矩：M==22×106N。mm

M22106166(MPa)235MPa 最大正应力max3W132.610 此支座的抗弯强度满足要求。 校核此支座的稳定性：

从以上计算可看出:Iz总＜Iy总，所以稳定性校核Z轴方向。

查表得：碳素结构钢的λP=100,α=304MPa，b=1。12 MPa，σs=235 MPa，

s－sb304－23561.6

1.12 rI39610439.4 （ A21274.8 支座长细比为：

Z lZZ l12120 53.8 rr39.4Z＜s 此时支座按强度问题计算。 拉杆圆钢面积A=3.14×242/4=452.16mm2。 单杆拉力： N＝F/2=172.8/2＝86.4KN

N800N191Mpa＜235Mpa 单杆拉应力A452.16mm2 花蓝螺栓计算：

三根加强圆钢直径:A=3。14×162×3/4=602.88mm2＞452mm2

故不再验算。

耳板计算

耳板尺寸如图7-1所示

A拉 =(80-40) ×16=0mm2 A剪 =40×2×16=1280mm2

耳板结构简图

因下耳板抗拉面积及抗剪面积均小于其它耳板的面积,故选取该耳板进行校核。

焊缝验算

F800135Mpa＜235Mpa A0F80067.5(MPa)f130MPa A1280 所有强度构件的焊缝高度均必须达到6mm

下耳板与螺杆： L=0。7×（75—10) ×6×4=1092(mm)2

上耳板与螺杆： L=0。7×(75—10) ×6×4=1092(mm)2 旋转螺母与加强圆钢: L=0。7×（40-10） ×6×6=756（mm)2

根据焊缝长度决定验算旋转螺母与加强圆钢的焊接处

F800114.3(MPa)f130MPa L756整体焊接强度合格

拉杆连接圆销材料45#，调质处理 σs=450 Mpa σb =700 MPa 圆销的结构如图所示：

抗弯模量

3.14323W3215mm3

3232危险截面弯矩:

M=800×0。5×18=7。78×105N。m

圆销受力结构图

M7.78105242(MPa)450MPa 最大正应力maxW3215d3联接销抗弯强度合格 该支座满足使用要求

5、阳台板式支座

(4) 阳台板式支座

假设EI=2 线刚度i 转动刚度s 分配系数u 5 4 16 16 4 12 12 0 1 0。57 0.43 0 0 0 固端弯矩MF 36. 0 0 放松1 0 -36。 —18。32 放松2 放松3 放松4 放松5 放松6 杆端弯矩

5.22 10。44 7。88 0 —5。22 -2.61 0。75 1.49 1.12 —0。75 -0.38 0.22 0。16 0 36。 -36. -9。16 9.16 0 36.KN.mG9.16KN.m

Z

支座截面示意图

抗弯模量

Wz80.510324.5103165500mm3

危险截面弯矩：M==36。6×106N。mm

M36.6106217(MPa)235MPa 最大正应力maxW165500

由以上计算结果知，此四种支座满足使用要求。

六、提升部分的计算

架体提升点的计算：

架体提升点外由二根6.3号槽钢组焊而成，具体结构尺寸下图所示：

FANAmcBNB 受力示意图

M o Cx

提升点结构简图 弯矩图 由该计算书的前面章节知：

F=80.8KN；6。3号槽钢的截面积为A=845.1mm2，

将这二根槽钢作为一简支梁来分析，作其受力图。根据受力图可知,该梁的弯矩最大点在C点,并且弯矩发生了突变，所以取C点作为校核点,作弯矩图。

mc=F×a=80.8KN×103×0。15m=12120N。m

支座反力：

NANBmc12120N.m6733N 1.8m1.8mMc右a1.80.675m12120N.m7.575103N.m, l1.8此弯距大于左侧，按右侧进行验算 双槽钢的抗弯模量W=16。3cm3×2=32。6 cm3

Mc5.575103N.m171(MPa)235MPa 最大正应力max63W32.610m架体提升点的抗弯强度合格

七、防倾导轮部分的计算

在计算导轮装置强度时,以架体处于最不利情况，即架体在导轮轴上产生的最大偏心力以及风荷载全部承受于导轮轴时的水平力，几种力的组合作用。

N

导轮处结构示意图：

风荷载在导轮轴上的水平分力： 沿架体高度方向的风载线荷载为

0.99×7=6.93KN/m

Gf=F×a=6。93×15.7m/2=54.4KN （架体在任何状态下都有二组导轮)

架体在提升时或固定时的作用点与架体重心不重合，两者距离为

0.45+0。1=0。55m,由此可附加产生一个向外倾翻的弯矩， 该偏心弯矩:

NP1=0.55×80.8KN/5.6m=7.93KN (提升工况-三支座提升） NP2=0.55×122KN/2.8m=24KN (使用工况—中支座固定，下支座已拆除)

导轮验算按最大值54。4KN验算： 导轮轴的抗剪面积:

A=4×3.14×17.292/4=938.7mm2 导轮轴的抗剪应力：

N54.4103N剪应力58(MPa)f130MPa

A938.7mm2 导轮装置强度合格

八、千斤顶与架体联接螺栓的计算

千斤顶底座用四个M20螺栓与架体联接，其抗拉强度：

F80.8103143.5Mpa＜235Mpa 2A(43.1417.290.6)/4底座螺栓强度合格

九、固定圆钢验算

材料45#，调质处理 σs=450 Mpa σb =700 MPa 圆钢面积A=3。14×32/4=803.84mm.

F=G/2=122KN/2=61KN。 剪应力抗弯模量

2

2

P6100075.9(MPa)f90MPa. A803.843.14323W3215.36mm3

3232d3危险截面弯矩：M=61000×25=1。52×106N.m

M1.52106472(MPa)b700MPa 最大正应力maxW3215.36十、防坠验算

防坠落安全装置是依靠锁紧受力板和表面带齿的滚柱与导轨表面接触,利用

y 锥度原理进行防坠锁紧。锁紧与开启依靠机位处是否有承载力来控制，在施工或升降工况中，液压提升机具受载将滚柱拉到滚柱的正常位置，滚柱与导轨间有间隙，脚手架受监护。锁紧阶段：脚手架发生坠落,液压机具承力节杆的荷载从有到无，滚柱在重力作用下进入锁紧受力板和导轨之间的锥形空间，滚柱在自身滚动的前提下向下方运动,滚柱表面的尖齿在水平方向渐咬入导轨及受力板的表面，在垂直方向上与脚手架及滚柱共同向下移动，随着架体从自由落体到架体停止运动，滚柱上尖齿在导轨面和受力板面越咬越深，锁紧也越来越可靠. 此时脚手架架体重量由导轮上四组滚轮、防坠落安全装置底部的四根受力销来承担。的强度与稳定性。具体防坠器结构及受力分析如图所示。

以滚柱为受力体

FQcos130 FQ0.97118

N1Qcos770 N1Q0.22527.5

防坠受力板由四根直径20的销子与支座固定，滚柱传递到受力板底部固定销上的水平分力为:

118cos7727.5cos1326.526.853.3KN

固定销的抗剪面积:

A=4×3.14×17。292/4=938。7mm2 固定销的抗剪应力：

N53.3103N剪应力56.8(MPa)f130MPa 2A938.7mm 防坠装置强度合格

十一、建筑结构的砼强度验算

1、防倾支座处

高层建筑的混凝土强度等级为C25，根据圆管全钢架的施工工艺，最上一个防倾支座在圆管全钢架所覆盖4层半楼层的倒数第三层,此时模板刚刚拆除，该层混凝土的龄期此时为2天,按平均温度10℃计算，此层的混凝土强度已达到标准值的19％，

fcu,k=30×19%=5.7 N/mm2（抗压），

ft= fcu,k/10=0.57 N/mm2 （轴心抗拉强度设计值）

因防倾支座主要是承受架体的水平荷载，在使用工况下由3个支座6根穿墙螺栓共同承担水平力;在升降工况最不利情况下由2个支座4根穿墙螺栓承担,且增加一个提升偏心力所产生的水平分力。根据以上分析混凝土具体承受的冲切承载力可按下列公式计算：

风荷载作用在单根螺栓上的的水平力为：

使用工况 Gf=F×a/6=（0。99KN/m2×7m×15。7m)/6=18。1KN

升降工况 Gf=(0。618KN/m2×7m×15.7m)/6=11。3 KN

偏心提升所产生的单根螺栓上的水平分力

NP=（0。45+0.1）×80.8KN/6=7.4KN 水平力（单根螺栓）总和:

使用工况 N=18。1KN

升降工况 N=11。3+7.4=18.7KN (按此工况验算) 剪力墙支座，墙厚200mm，h0=200－35=165mm。

N≤ 0.6ftUmh0

根据下图尺寸得-距局部荷载集中反力作用面积周边h0/2处的周长：

Um=4(120+165/2）=810mm

N=18.7×103N≤ 0.6ftUmh0=0。6×0。57×810×165=45.7×103N

N

故防倾剪力墙砼强度满足要求

2、承重支座处

穿墙螺栓孔处混凝土受压状况下图所示，根据规范要求其承载能力应符合下式要求： Nv≤1.35βbβlfcbd

根据圆管全钢架的施工工艺，承重支座在圆管全钢架所覆盖4层半楼层的倒数第二层，由2根穿墙螺栓固定，按每层施工最快5天计算，此时该层的龄期至少已有10天，按平均温度10℃计算，此层的混凝土强度已达到标准值的58%,fcu，k=30×58％=17。4 N/mm2

fc=0。88α1α2fcu，k =0.88×0。76×1×17.4=11. N/mm2

Nv/2=122×103N/2=61×103N≤1.35βbβlfcbd=1.35×0。39×1。73×11.×200×30=63。6×103N

故承重剪力墙砼强度满足要求

N

3、阳台支座

板厚120mm，h0=120－20=100mm。

砼强度等级C15级。N≤ 0.6ftUmh0

局部荷载设计值F=18.32KN，(单个螺栓的最大值)

砼轴心抗拉强度设计值:ft=0。91N/mm2

根据下图尺寸得—距局部荷载集中反力作用面积周边h0/2处的周长：

Um=4（120+100）=880mm

F=18。32×103N≤ 0.6ftUmh0=0。6×0。91×880×100=48×103N

故楼板砼强度满足要求

十二、爬架搭设平台的受力计算

本项目爬架用搭设平台采用落地外满架,平台满架底部地面夯实并加设木跳板，每层与结构采用钢管拉结，拉结距离不超过6米，爬架组装并搭设2步后进行附着卸荷,平台的强度要求为3kN/㎡

爬架安装平台搭设

本项目在第1层搭设安装平台,平台操作面位于2层底板下返200mm.平台离墙距离不大于300mm，平台宽度1200～1500mm。（详见机位平面布置图）.

爬架操作平台双排脚手架承力验

项 目 脚手板面水平度控制 台内缘离墙 平台外侧搭设单排防护高度 平台架宽度 1200～1500mm 尺寸要求 10—30mm ﹤300mm 1500mm 算。

(1）该平台脚手架采用扣件、钢管48*3。0搭设，立杆纵距1.5m，横距1。0 m,步高1.5m，连墙为三步两跨，即Lv=1.5＊3=4。5m，为确保安全，计算时按照6m进行计算，LH=2*1.5=3。0 m,根据本工程地区，风荷载按地面粗糙系数按B类考虑。

（2）荷载

脚手架钢管自重产生的立柱轴向力NGK1

步距1。5m,纵距1.5m，gK=0.1248kN/m，NGK1=0。1248kN/m×6.0 m=0。7488kN

防护材料自重产生轴向力NGK2=5施工载荷产生立柱轴向力：

爬架组装载荷传给平台架体的施工载荷为3。0kN/m2。 ＮＱＫ＝1.0 m×1.5 m×3.0 kN/m2=4.5kN 按本地区情况，风荷载按

=300

计算，地面粗糙系数按B类考虑。×1。5 m×6。0m=0.045kN

=300N/m2计.

步距1.5 m,纵距1.5 m，μZ=1.0，φ=0.0，μs=1。3φ=0.116。ωK=0。7×1.0×0.116×0.9 kN/m2=0.073 kN/m2。

迎风面宽为立杆间距1。5 m,MK=0.85×1。4×0。073 kN/m2×1.5 m×1。71/6=0。049 kN·m。

（3）立杆稳定性计算 立杆长细比：

立杆计算长度公式：l0=kμh=1。155×1。70×1.5=2.95m λ=l0/i=295/1.58=186.7,φ=0.146 按有风状态:

N=1.2×NGK2+0.85×1.4ＮＱＫ

=1。2×0。045+0。85×1。4×4.5=5.4kN 立杆稳定性：

=5.4×103/0。146×4+0.049×106/5.08×103

=75.6+9.=85。24＜205

结论:立杆稳定性满足要求。 （4）立杆落地地基承载力计算

外脚手架立杆落在夯实土上(部分落于车库顶板)，地基承载力达到150kPa，立杆与土层之间垫木为500 mm×500 mm×20 mm，

立杆承载荷重N=5.4 kN

立杆底面平均压力P=N/A=5400/（0.5×0。5）=21.6kN/m2＜0.4×150kPa=60 kN/m2

满足要求。

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)对风荷载的规定，风荷载对高层建筑施工用外脚手架影响，可将脚手架作为以连墙杆为支座的连续梁,经计算可知只要连墙杆能起到支座作用，则风荷载引起的弯矩是很小的，根据《高层建筑施工手册》提供的数据，在标准风载作用下，脚手架杆件内产生的应力，尚未达到杆允许应力的

,一般可忽略不计。