畢業(yè)設(shè)計-附著式升降腳手架設(shè)計

1、附著式升降腳手架設(shè)計摘要：近十多年來，落地式外腳手架、吊籃和外掛腳手架因其耗時、耗工、耗材和安全保障及經(jīng)濟性等多方面原因逐漸在建筑工程施工中淘汰，特別是高層、超高層建筑施工中，取而代之的是懸挑腳手架和附著升降腳手架。但是懸挑腳手架存在反復(fù)搭拆的缺點，而附著升降腳手架卻較好的克服了這一缺點。因此，整體提升腳手架、附壁懸空軌道式自升降腳手架、架段間互提升腳手架的研制和使用目前在國內(nèi)正蓬勃發(fā)展。關(guān)鍵詞：升降腳手架；防墜；智能控制；安全防護；荷載一、施工工藝技術(shù)1 “附著式”外架簡介該外架的附著支撐結(jié)構(gòu)、防墜、防傾融為一體，原理簡單、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠；同步智能控制系統(tǒng)具有超載、欠載自動報警和停機功能

2、，能保證外架的同步升降；其結(jié)果符合JGJ202-2010建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范的要求，能夠從根本上保證施工安全，降低工人勞動強度，并且提高工作效率。2 附著升降腳手架搭設(shè)、運行、拆除工藝流程2.1 附著升降腳手架搭設(shè)流程圖腳手架安裝工藝流程圖2.2附著升降腳手架上運行流程圖2.3 附著升降腳手架下運行流程圖2.4 附著升降腳手架拆除流程圖 二、附著升降腳手架設(shè)計1荷載計算架體高度12.7米上）,寬度0.9m，最大跨度6米主框架懸臂高度6m，主跳板4層，立桿間距為1.5m，步距1.8m。137.5=97.5110。 1.1 永久荷載架體結(jié)構(gòu)自重 G1k=5KN 腳手架體自重 G2k=g

3、2kHn=0.12481310=16.224KN構(gòu)配件自重 G3K=0.356.754=9.45KNGk=G1k+G2k+G3k =5+16.244+9.45=30.694KN1.2 施工荷載主體施工時3KN/m2和兩層作業(yè)，裝修施工時2KN/m2和三層作業(yè)，單層作業(yè)面積：7.50.9=6.75m2Qk=36.752=40.5KN1.3風(fēng)荷載Wk=0.7zsW0基本風(fēng)壓值，取W0=0.550KN/m2s=1.3=1.30.089=0.1157z按B類地區(qū)100m的高層建筑施工考慮，取z=2.1Wk=0.7zsW0 =0.72.10.11570.55=0.0935 KN/m22底部桁架的計算2.

4、1各桿件內(nèi)力計算腳手桿自重G1k=g1kH=0.124813=1.622KN腳手板自重G2k=0.351.50.45=0.236KN恒載Gk=G1k+G2k=1.622+0.236=1.858KN活載Qk=31.50.452=4.05KN桁架上弦節(jié)點作用力F=1.2Gk+1.4Qk= 1.21.858+1.44.05=7.9KN 各桿件內(nèi)力（見附圖）2.2 最不利桿件驗算根據(jù)計算結(jié)果分析，最不利桿件為：拉桿N1-3=N9-10=20.625KN壓桿NA-1=NB-10=23.7KN(此桿為豎向主框架豎肢)N4-6=N6-8=19.885KNN8-9=15.8KN 除壓桿NA-1、NB-10外，

5、其余桿件均采用483.5鋼管制作 （1）拉桿N1-3,N9-10 =l0/i=234/1.58=148300=N/A=20625/489=42N/mm2f=205N/mm2 (2) 壓桿N4-6,N6-8=l0/i=150/1.58=95150,=0.626=N/A=19885/(0.626489)=65 N/mm2f=205N/mm2 (3) 壓桿N8-9 =l0/i=180/1.58=114, =0.489 =N/A=15800/(0.489489)=66 N/mm2f=205N/mm2 故滿足要求。3豎向主框架的計算3.1 內(nèi)力計算按兩跨連續(xù)梁考慮（1）使用工況時，主框架懸臂高度6m（考

6、慮主體施工時最上一層結(jié)構(gòu)模板未拆支座未及時安裝，安裝后懸臂高度為3.6m）軸心力設(shè)計值 N=0(1.2Gk+1.4Qk) =0.9(1.230.694+1.440.5)=84.18KN風(fēng)荷載產(chǎn)生彎矩 qw=0.851.40.0686=0.486KN/mM=qwl2/2=0.48662/2=8.748KN.m(2)升降工況時，考慮施工荷載0.5KN/m2，因大風(fēng)天氣不能升降施工，故不考慮風(fēng)荷載N=0.9(1.230.694+1.40.56.752)=41.65KNNk=0.9(30.694+0.56.752)=33.7KN考慮使用工況和升降工況最不利計算Mmax=8.748KN.m，Nmax=8

7、4.18KN3.2 截面尺寸幾何特征A1=28.4=16.8cm2, A2=4.89cm2A=A1+A2=16.8+4.89=21.69cm2a1=A290/A=4.8990/21.69=20cma2=90-a1=90-20=70cmI1=251=102cm4I1y=211.9+8.4(2.5+1.36)2=274.1cm4I2=I2y=12.19cm4i1=2.45cm, i1y=I1y/A1=274.1/16.8=4.04cmi2=i2y=1.58cmIx=I1+A1a12+I2+A2a22 =102+16.8202+12.19+4.89702=30795cm4ix=Ix/A=30795/

8、21.69=37.68cmW1x=Ix/(20+3.15)=30795/23.15=1330cm3W2x=30795/(70+2.4)=425cm33.3 整體穩(wěn)定計算=N/（A）+mM/(1-N/NE)W1xx=l0x/ix=2600/37.68=31.8斜綴條面積 A1=4.89cm20x=x2+27A/A1=31.82+2721.69/4.89=33.6查表，得 =0.907 取m=1.0NE=2EA/ox2=3.1422.0610521.69102/33.62=1242.7KN=N/（A）+mM/(1-N/NE)W1x =84.18103/(0.90721.69102)+1.08.74

9、8106/(1-0.90784.18103/1242.7103)1330103=50N/mm2f=205N/mm2故滿足要求。3.4 單肢驗算N1=M/h+a2N/h=8.748/0.9+0.784.18/0.9=75.19KNN2=-M/h+a1N/h=-8.748/0.9+0.284.18/0.9=8.99KN驗算肢1（26.3max=l01/i1min=180/2.45=73.5查表，得 =0.758=N1/A1=75.19103/(0.75816.8102)=59N/mm2f=205N/mm2驗算肢2（483.5）=l02/i2=180/1.58=114=150查表，得 =0.489=

10、N1/A2=8.99103/(0.4894.89102)=38N/mm2 f=205N/mm2故滿足要求。4 附著支座的計算使用工況時考慮兩個附著支座承受豎向荷載。P=N/2=84.18/2=42.09KN升降工況考慮一個附著支座受力，并考慮2.0的動力系數(shù)P=2.0Nk=2.033.7=67.4KN4.1三角形支座計算三角形支座斜撐桿為26.3，水平桿為28（1）斜撐桿N= P，/sin=67.4/sin450=95.318KN=l0/i=56/2.45=23, =0.938=N/A=95.318/(0.9381680)=60N/mm2f=205N/mm2（2）水平桿N=Ncos=95.31

11、8cos450=67.4KN(受拉)=N/A，=67400/(21024.8)=33N/mm2f=205N/mm24.2鋼梁斜拉支座計算鋼梁為28，最長為900mm，斜拉桿為兩根22圓鋼（Q235）制作的花籃螺栓,水平角度為680。（1） 鋼梁N= P/tg=67.4/tg680=27.23KN=l0/i=90/3. 15=28 ，=0.906=N/A=27230/(0.9062049.6)=15 N/mm2N=36.35KN故滿足要求5 主要連接件的計算5.1 穿墻螺栓的計算（M30）Nv=Tsin=37.016sin720=35.204KNNt=Tcos=37.016cos720=11.4

12、39KNNc=T=37.016KNNvb=nvd2/4fvb=13.14302/4130=91.845KNNv=35.204KNNtb=de2/4ftb=3.1427.52/4170=100.921KNNt=11.439KNNcb=dtfcb=3010305=91.5KNNc=37.016KN(Nt/Ntb)2+(Nv/Nvb)2=(11.439/100.921)2+(35.204/91.845)2=0.401故滿足要求。5.2導(dǎo)向輪的計算附著支座承受最大水平拉力(考慮最不利反風(fēng)向荷載)R=(qwl2/2+Na1)/3=(0.48692/2+84.180.2)/3=36.519KN每個支座4個

13、導(dǎo)向輪，每個導(dǎo)向輪軸(25)承受剪力V=36.519/4=9.13KN=V/A=9130/(3.14252/4)=19N/mm2 N，=88.51KN故滿足要求。6 陽臺驗算6.1計算依據(jù)根據(jù)該類架體的搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及具體施工工程的層高要求，選擇跨度最大的架體單元做為驗算對象。但計算跨度Lmax與架體高度H的乘積（LmaxH）應(yīng)110m2。如果本段架體滿足強度及剛度要求，整個架體即可滿足使用。6.2計算參數(shù)及單元架體材料數(shù)量本計算書使用于標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m，Lmax7.2m的單元架體，本計算書是針對本工程的具體要求取最大值做為計算參數(shù)。具體參數(shù)架體高度H：81.8 = 14.4m，防護攔桿：1.8m

14、。立桿間距：1.8m。小橫擔(dān)管間距：0.9m。計算跨度Lmax：7.5m。LmaxH = 7.514.4 = 108m2110m2，滿足要求。鋼管規(guī)格：483.5，單位重量：3.84kg/m=38.4N/m。單元架體使用鋼管材料立桿：12.610 + 51.8 = 135m。小橫桿：1.398 = 93.6m。大橫桿：7.233 = 237.6m。桁架斜腹桿：2.816 = 44.8m。大剪刀撐：14.92 = 29.8m?？奂?50個, 單位重量：1.5kg/個=15N/個。6.3 靜態(tài)荷載（G靜）鋼管重：540.838.4 = 20766.7N扣件重：45015 = 6750N竹笆重：（

15、0.97.28 + 0.57.23）7.510 = 4698N承重主架重：3000N/臺安全網(wǎng)重：168.10.510 = 648N恒載合計：35860N加靜載荷計算系數(shù)1.2，計算值為43032N。6.4施工活荷載按三個工作層計算，根據(jù)規(guī)定取2000N/m2G活 = 2000（0.87.23）= 34560N加施工載荷計算系數(shù)1.4，計算值為48384N。6.5升降作業(yè)時無施工荷載。6.6靜止時有施工荷載由承重底座與承重桁架共同受力G總 = G靜 + G活 = 91416 N6.7因每臺機位有4根拉桿及穿墻螺栓受力，所以架體在預(yù)埋點的自重計算值G= G總/4=914164=22.85 kN6

16、.8挑梁計算傾覆點至墻外邊緣的距離xo計算公式：當(dāng)l12.2hb時（彈性挑梁），計算傾覆點至墻外邊緣的距離為xo0.3hb并且xo0.13l1。當(dāng)l12.2hb時（剛性挑梁），計算傾覆點至墻外邊緣的距離為xo0.13l1式中，l1挑梁埋人墻體的長度；xo計算傾覆點至墻外邊緣的距離； hb混凝土挑梁的截面高度。挑梁抗傾覆荷載取起有利作用永久荷載分項系數(shù)0.8，挑梁抗傾覆力矩設(shè)計值：Mr0.8Gr(l2xo)式中， Gr挑梁的抗傾覆荷載l2Gr作用點至墻外邊緣的距離抗傾覆驗算：（1）計算傾覆點：挑梁埋入墻體長度l12000mm2.2hb2.23708140mm，則：傾覆點距墻邊距離xo0.3hb0

17、.3400110 mm（2）計算傾覆力矩：傾覆力矩由陽臺上荷載F1k、g1k、p1k、挑梁自重產(chǎn)生.和架體在預(yù)埋點的自重。Mov1.35（422.85）(1.800.11)(102.1)(1.80.11)2/2 1.06(1.800.1)2/2 1.3575.731.010.83113.07 kNm（3）計算抗傾覆力矩Mr0.8Gr(l2xo)0.8（122.1)(2.00.110)2/25.2423(10.110）5.242(32)(120.110)5.2422/2(2/320.110)22.8sin45（2.0-0.110）140.72 kNm（4）抗傾覆驗算由(2)、(3)計算結(jié)果可知 Mr Mov ，陽臺梁抗傾覆安全陽臺梁抗彎驗算取最大陽臺做驗算對象，尺寸為 5.1m1.8m，設(shè)計承載力為2.5 kN /m2， 靜載系數(shù)為 1.4，一個陽臺按兩個機位計算，升降時由兩層陽臺同時受力（四條螺栓），使用狀態(tài)由四層陽臺同時受力，所以只需驗算升降狀態(tài)時受彎情況：1升降式的受彎情況W1=（35.861.2/4）1.8 =19.36kNm2. 設(shè)計允許的受彎情況W =（5.41.8）2.51.41.8/2 = 28.917 kN