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YF附着式升降脚手架设计计算书.pdf

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YF附着式升降脚手架设计计算书.pdf

1、 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 1 页 1 YF附着式升降脚手架附着式升降脚手架设计计算书江苏云山模架工程有限公司 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 2 页 2 目录 1 总则-3 2 主要技术参数-3 3 设计方法、计算系数与许用应力-5 4 计算力学模型、计算工况与计算载荷-6 41 计算力学模型-6 42 计算工况-6 43 计算载荷-7 5 架体结构内力计算-11 51 计算项目-11 52 架体结构内力计算-11 53 架体各部分的几何特性-24 54 架体定型框架的校核计算-26 55 架体构架的校核计算-42 6 附着支座计算-45

2、7 建筑结构的砼强度验算 -48 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 3 页 31 总则 11 本设计计算书对于总高在 200m 以下的高层建筑施工用云峰附着升降脚手架的使用、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。2 主要技术参数 YF 附着升降脚手架的主要技术参数见表 2-1，架体构造图 2-1。表 2 1 YF 附着升降脚手架的主要技术参数表项目量纲参数架体单元侧面积 m2 110 机位最

3、大跨度 m 8 架体最大高度 m 18 架体宽度 m 0.9 步距 m 1.80 架体步数 n 10 额定载荷 kN 50 100 额定速度 m/min 0.114 提升机具额定行程 m 4 6 承载能力 kN 100 附着装置适用层高 m 2.8 4.5 下坠距离 mm 50 防坠落安全锁承载能力 kN 120 导向距离 m 5 安全装置防倾覆装置防倾装置间距 m 60 h 9.0 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 4 页 4 图 2 1 YF 附着式升降脚手架单元结构示意图第一层第二层第三层第四层 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第

4、 5 页 53 设计方法、计算系数与许用应力 YF 附着升降脚手架架体由水平梁架、竖向主框架、架体构架组成，附着装置由附墙支座、穿墙螺栓副等组成，安全装置由防坠落装置、防倾覆装置组成。根据参考文献2,架体与附着装置使用“概率极限状态法”进行设计计算，计算时应遵照以下原则：（1）对架体结构与构件采用分项系数的设计表达式进行计算；（2）对架体结构与构件进行两种极限状态的计算：承载能力的极限状态；正常使用的极限状态；用承载能力的极限状态计算架体结构与附着装置时，应采用载荷的设计值；按正常使用的极限状态计算架体结构与附着装置时，应采用荷载的标准值。升降机具与安全装置使用“许用应力法”进行设计计算及校核

5、。以上各部分的计算方法与计算系数见表 3 1。表 3 1 YF 附着升降脚手架的计算方法与计算系数计算系数计算部位计算方法使用工况升降、坠落工况架体构架 0(G、Q)/水平梁架架体结构竖向主框架附着支承装置概率极限状态法 0(G、Q)0(G、Q)升降动力设备、安全装置 /索具、吊具容许应力法 1 2 注：0 结构重要性系数，脚手架为临时设施，取9.00=；G 恒载分项系数，35.1=G；Q 活载分项系数，4.1=Q；ci 活载组合系数，施工荷载7.0=ci，脚手板积灰9.0=ci，雪荷载7.0=ci，风荷载6.0=ci；1、2 荷载变化系数

6、，取3.11=、22=。由参考文献9查知附着升降脚手架各部分材料的屈服应力、安全系数与许用应力并代入表 3 2。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 6 页 6表 3 2 施工机具与安全装置的安全系数与材料许用应力许用应力材料牌号屈服应力 s(Mpa)安全系数抗拉、抗压、抗弯(Mpa)抗剪(MPa)抗挤压 j(MPa)用途 Q235A 235 156 90 235 架体、附着装置、机具、安全装置、紧固件 45 353 235 136 353 销轴 HT200 200 133 77 200 传动件 E4303 235 1.5 156 90 235 各种结构件注：

7、=0.567；j=1.5；专用起重吊具、索具的安全系数按参考文献5 GB3811-83起重机设计规范选取最大值n=6。4 计算力学模型、计算工况与计算荷载 41 计算力学模型工程应用中的附着升降脚手架架体为多次超静定等截面不等跨连续梁，其精确计算较为复杂。在本设计计算书中，从偏于安全的基点出发，按脚手架架体在工程使用中的最大允许跨度简化为多次超静定等截面等跨连续梁。在立面上，水平梁架与架体构架可视为承受水平风荷载的等截面连续扁梁，机位处相当于该连续梁的铰支座；在剖面内产生弯矩与剪力；在立面中，水平梁架为连续梁，承受垂直自重荷载、施工荷载后在立面内产生弯矩与剪力。42 计算工况附着升降脚手架

8、的计算工况分使用工况、升降工况，各工况的计算力学模型见图 4 1、图 4 2、。43 计算荷载 431 自重线荷载 qG l 升降自重荷载计算部件应包括水平梁架、竖向主框架、连接螺栓、钢管、扣件、脚手板、安全网等连接为整体并共同升降的构件，计算结果见表 4 1。432 使用荷载 qQ 主体施工中为:qQ=(23)1.25=7.5(kN/m),装饰施工中为:qQ=(32)1.25=7.5(kN/m),YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 7 页 7升降及坠落工况中为:qQ=1.01.25=1.25(kN/m)。433 风荷载标准值 wk 因脚手架外立面直接承受风荷载，wk =gZsZw

9、0 （4 1）式中：Z 高度z 处的风振系数，s ydsAA=3.13.1 （4 2）式中：Ad/Ay 架体挡风面积/架体迎风面积,脚手架用密目式安全网围护，其挡风系数为 0.428,即：Ad/Ay=0.428；则知：s=1.30.428=0.564；风压高度变化系数，计算书按照200m 以下、地面粗糙度 C 类的高层建筑考虑,则取=2.30；w0 基本风压（kN/m2），基本风压为 w01=0.40(kN/m2)，将其作为使用工况基本风压；在升降及坠落工况中的基本风压可取为 w02=0.25(kN/m2)；则本附着升降脚手架风荷载标准值为：使用工况中：wk 1 =10.

10、5642.300.40=0.537(kN/m2)，升降、坠落工况中：wk 2 =10.5642.300.25=0.336(kN/m2)，当架体总高度 H0=13.5(m)时,沿架体长度方向的风载线荷载为：使用工况中：w1 =w01 H0=0.53713.5=7.14(kN/m)，升降：w2 =w0 2 H0=0.33613.5=4.47(kN/m)；将计算结果代入表 4 2。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 8 页 8 图 4 1 使用工况架体水平梁架、竖向主框架计算力学模型（a）使用工况（a）水平梁架Rz1F13F11qw1QG0F12 YF附着升降脚手架设计计算书共 50

11、页第 9 页 9 图 4 2 升降工况架体水平梁架、竖向主框架计算力学模型（b）竖向主框架（a）水平梁架F22G0Qqw2F21P YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 10 页 10将计算出的各种荷载代入表 4 2 汇总。表 4 1 L0=8m、H0=13.5m（6 步+2.1m 防护拦）架体自重荷载计算表计算构件材型 (mm)线重(kg/m)长度（m）单重 (kg)件数(件)单跨重量（kg）单跨线荷载 (kN/m)大横杆 1.312 5.038 20 小横杆 0.720 2.765 12 立杆 2.270 8.717 12 主斜撑杆 2.147 8.244

12、10 机位斜杆 1.974 7.580 2 水平斜杆 48 3.5 3.84 1.500 5.760 10 节点板 0.15 80 水平梁架紧固件 /0.10 80 418(焊缝重量约为 1%结构重量)横向杆 0.842 3.233 4 外立杆 1.900 7.296 6 斜腹杆 1.830 7.027 5 连杆 48 3.5 3.84 0.050 0.192 6 角钢 636 5.721 0.16 0.915 2 导轨 6.3 6.63 3.800 25.194 2 竖向主框架节点板 /0.588 4 149(焊缝重量约为 1%结构重量)冲天杆 1.900 7.29655 大

13、横杆 8.000 26.11 11 小横杆 1.200 4.61 25 剪刀撑 15.69 60.23 2 栏杆搁栅 48 3.5 3.84 8.000 30.72 28 1784 对接扣件 /1.84 45 直角扣件 /1.38 150 架体构架旋转扣件 KT330 /1.46 12 307 水平竹笆 1.5m0.9m 8 kg/m2 /50.4m2 403 内防护板 20mm 16 kg/m2 /4m2 54 密目安全网 1800 0.5kg/m2 8000 12.24m2 7防护用品大眼安全网 800 1.0kg/m2 8000 6.4m2 2 55.8 qG=Gi/L0=

14、32319.8 10-3/8 =3.958 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 11 页 11 表 4 2 跨度 8m、高度 13.5m(6 步+2.1m 栏杆)架体计算荷载汇总载荷工况自重荷载 qG(kN/m)施工荷载 qQ(kN/m)风荷载 qW(kN/m)残留施工荷载qQ(kN/m)机位静载 RI(kN)使用工况 7.5 7.14 /91.664升降工况 3.958 /4.47 1.25 41 6645架体结构计算 51 计算项目（1）水平梁架的强度、刚度、稳定性校核计算；（2）竖向主框架的强度、刚度、稳定性校核计算；架体构架水平纵向杆、水平横向杆的抗弯

15、强度、抗弯刚度校核，架体构架冲天杆的稳定性校核；（3）防倾覆导轨的强度、刚度及稳定性校核计算。52 架体水平梁架结构内力计算 5.2.1 立面荷载的结构内力（1）自重荷载 qG、施工荷载 qQ、残留施工荷载 qQ产生的结构内力由图 5 1（a）知，自重荷载 qG、施工荷载 qQ、残留施工荷载 qQ垂直施加在等截面等跨五跨连续梁上。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 12 页 12 图 51 架体水平梁架计算力学模型 (a)(d)(c)(b)YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 13 页 131）支座弯矩计算式对图 5 1(b)：0222222=XFXEXDXCXB

16、XAMMMMMM 对图 5 1(c)：查建筑静力结构计算手册表 1-10：2.080001600=la，16.0=R，,48.616.0822aaRaPPlP=0 33=XFXAMM aaXEXBPPlMM023.148.6820926420926433=aaXDXCPPlMM767.048.6820919820919833=对图 5 1(d)：查参考文献5表 1-10：4.080003200=lb，0384.0=R，,46.2384.0822aaRaPPlP=0 44=XFXAMM aaXEXBPPlMM388.046.2820926420926444=，aaXDXCPPlMM291.046

17、.2820919820919844=；将以上各分图的支座弯矩在同一支座上进行线性迭加，则可求出各支座的支座弯矩：0=XFXAMM,aaXBXBXBXBXBPPMMMMM388.0023.1004321+=+=XEaMP=411.1，aaXCXCXCXCXCPPMMMMM291.0767.0004321+=+=XDaMP=058.1，对于图 5 1（a）的计算力学模型有：baiPPF24+=(5 1)baPP2=(5 2)代入以上各支座弯矩计算式有：iiXEXBFFMM2822.051411.1=（5 3）iiXDXCFFMM2116.041058.1=（5 4）2）支座反力计算式 YF附着升降

18、脚手架设计计算书共 50 页第 14 页 14 取图 5 1 计算力学模型中的 A B 段为隔离体如图 5 2(a)，则有：0=XAM 0)(84.68.42.36.11=+bZBXBaaaaPRMPPPP iiiiXBbaZBFFFFMPPR5353.082822.08.02.388161=+=+=01=Y 0241=+ZAZBbaRRPP iiiZBiZAFFFRFR4647.05353.0!=取图 5 1 计算力学模型中的 B C 段为隔离体如图 5 2(b)，则有：0=XBM 0)(84.68.42.36.11=+bZCXBXCaaaaPRMMPPPP 88161XBXCbaZCM

19、MPPR+=iiiiiFFFFF4912.082822.02116.08.02.3=+=02=Y 02412=+ZCZBbaRRPP iiiZCbaZBFFFRPPR5088.04912.02412=+=取图 5 1 计算力学模型中的 C D 段为隔离体如图 5 2(c)，则有：0=XCM 0)(84.68.42.36.11=+bZDXCXDaaaaPRMMPPPP iiibaZDFFFPPR5.088.02.388161=+=+=03=Y iiiZDbaZCFFFRPPR5.05.02412=+=将垂直方向上各支座反力的分力分别线形迭加，并根据结构的对称性，对称位置的支座反力相等，则有：iZ

20、FZAFRR4647.0=（5 5）ZEiiiZBZBZBRFFFRRR=+=+=0441.15088.05353.021 （5 6）ZDiiiZCZCZCRFFFRRR=+=+=9912.05.04912.021 （5 7）3）自重荷载 qG引起的支座弯矩与支座反力：由表 4 2 知，自重荷载 qG=3.958（kN/m），通过架体构架的冲天杆以集中力的形式施加在水平梁架上，则各冲天杆上的荷载为：333.68958.32.02.0 524 =+=lqPPPPlqGaaBaG(kN)YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 15 页 15 由自重荷载 qG在一跨上引起的总荷载为：664.

21、318958.3=lqFGG（kN）由自重荷载 qG引起的支座弯矩为：935.8664.312822.02822.0=GXEGXBGFMM(kN)70.6664.312116.02116.0=GXDGXCGFMM(kN)由自重荷载 qG引起的支座反力为：714.14664.314647.04647.0=GZFGZAGFRR(kN)057.33664.310441.10441.1=GZEGZBGFRR(kN)385.31664.319912.09912.0=GZDGZCGFRR(kN)4）施工荷载 qQ引起的支座弯矩与支座反力：由施工荷载 qQ引起的支座弯矩与支座反力计算方法与以上相同，仅须将

22、qG更换为 qQ即可。则有：由施工荷载 qQ在一跨上引起的总荷载为:6085.7=lqFQQ(kN)由施工荷载 qQ引起的支座弯矩为：932.16602822.0 2822.0 =QXEQXBQFMM（kN）696.12602116.0 2116.0 =QXDQXCQFMM(kN)由施工荷载 qQ引起的支座反力为：646.62600441.10441.1=QZEQZBQFRR(kN)882.27604647.04647.0=QZFQZAQFRR(kN）472.59609912.09912.0=QZDQZCQFRR(kN)5）残余施工荷载 qQ引起的支座弯矩与支座反力：由残余施工荷载 qQ引起的

23、支座弯矩与支座反力计算方法与以上相同，仅须将 qG 更换为 qQ即可。则有：由残余施工荷载 qQ在一跨上引起的总荷载为：10825.1=lqFQQ（kN）由残余施工荷载 qQ引起的支座弯矩为：YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 16 页 16 822.2102822.02822.0=QXEQXBQFMM(kN）116.2102116.02116.0=QXDQXCQFMM(kN)由残余施工荷载 qQ引起的支座反力为：647.4104647.04647.0=QZFQZAQFRR(kN）441.10100441.10441.1=QZEQZBQFRR(kN)912.9109912.0991

24、2.0=QZDQZCQFRR(kN)在立面上作连续梁的内力图如图 5 3。522 水平荷载产生的结构内力附着升降脚手架的水平荷载为风荷载 wi，如图 5 4，在水平面上可将架体结构视为截面高度为 B（架体宽度）、厚度为 H0（架体高度）的等跨连续梁，将竖向主框架视为支座。根据参考文献4中表（3-2）可查得由风荷载 wi引起的支座弯矩与支座反力。在架体结构中产生的内力由风荷载 wi引起的支座弯矩为：0=ZFWZAWMM （5 8）iiiZBWwwlwM72.6 8105.0105.0 22=（5 9）iiiZCWwwlwM056.58079.0 079.0 22=（5 10）由风荷载 wi引

25、起的支座反力为：iiiXAWwwlwR152.38394.0394.0=（5 11）iiiXBWwwlwR056.98132.1132.1=（5 12）iiiXCWwwlwR93.789912.09912.0=（5 13）(1)使用工况风荷载 w1引起的支座弯矩与支座反力：将使用工况风线荷载w1=7.14(kN/m)代入式（5 8）（5 13）可求得：由使用工况风荷载w1引起的支座弯矩为：11198.4714.772.672.6ZEWZBWMwM=(kNm)11110.3614.7056.5056.5ZDWZCWMwM=(kNm)YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 17 页 17由

26、使用工况风荷载w1引起的支座反力为：11151.2214.7152.3152.3XFWXAWRwR=(kN)11166.6414.7056.9056.9XEWXBWRwR=(kN)11162.5614.793.793.7XDWXCWRwR=(kN)（2）升降工况风荷载w2引起的支座弯矩与支座反力：将升降工况风线荷载w2=4.47(kN/m)代入式（5 8）（5 13）可求得：由升降工况风荷载w2引起的支座弯矩为：22204.3047.472.672.6ZEWZBWMwM=(kNm)22262.2247.4056.5056.5ZDWZCWMwM=(kNm)由升降工况风荷载w2引起的支座反力为：2

27、22089.1447.4152.3152.3XFWXAWRwR=(kN)22248.4047.4056.9056.9XEWXBWRwR=(kN)22245.3547.493.793.7ZDWXCWRwR=(kN)5221 在水平风荷载作用下水平梁架的内力与支反力在 5.2.1.2 节中,在水平面内将架体构架视为连续梁,水平梁架仅是该梁的一部分,且其在水平面内的刚度与架体相同,故水平梁架的荷载与应力可从整个架体的荷载与应力中分解，不必另行计算。5.2.2.2 在水平风荷载作用下竖向主框架的内力与支反力在水平风荷载wi作用下，架体将竖向主框架作为支座，承受了架体的水平风荷载，而在剖面内，该支座

28、实际上为高十余米并具有三个以上水平支承点的一次超静定连续梁，见图 5 5。因竖向主框架为等截面连续梁，据参考文献4，可用三弯矩方程计算各支座的支座弯矩：)(6 )(2111111111+=+iIAIBIlMIlIlMIlMiiiiiiiiiiiii （5 14）列出 J 点的三弯矩方程：YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 18 页 18 图 52 支反力计算用架体隔离体图图 53 架体内力图 (c)C-D段计算图(a)A-B段计算图(b)B-C段计算图(a)载荷(c)剪力图(b)弯矩图 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 19 页 19 图 5 4 架体承受水平风荷载

29、时的计算力学模型（a）机位剖面计算力学模型（b）架体段荷载计算图图 5 5 架体竖向主框架计算力学模型 qwQG0 YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 20 页 20 )(6)(2221133221111IAIBIlMIlIlMIlMSJK+=+（5 15）据参考文献4查得：wwwwwwqqlqBqqlqA933119332210125.1243000241 ,109246000241=并将wwSKqlqMMIIIlll72332132110013.121 ,0 ,4500 ,6000 ,3000=一并代入式（5 15），有：wwYJWqqM9710)9125.1(61001

30、3.14500)60003000(2+=+整得：wwXJWqqM51010422.81800010)075.6559.4(=（5 16）取图 5 5（a）计算力学模型中的 K J 段为隔离体如图 5 5(b)，则有：0 21 ,0121=YJWXKwiKMlRlqM 解出：wwYJWwXKqqMlqlR1781)10422.823000(30001)21(152211=+=+=(N）（5 17）取图 5 5（a）计算力学模型中的整根梁为隔离体：0)(2121 02232121=+=lRllqlRlqMXSwXKwiJ 整得：wwXKXSqllllqlRR6000)300010500(5.017

31、81)(21222212321+=+=（N）（5 18）wXSqR8438=（N）0-00=+=HqRRRXwXSXJXKi 整得：wwXSXKwXJqqRRHqR3281)8438178113500(0=(N)（5 19）式（5 17）、（5 18）、（5 19）中架体竖向主框架沿竖向分布的水平线荷载据架体竖向主框架在水平面内的最大支反力求得，因B、E 支座的水平反力为最大，则有：0HRqjXBWw=（kN/m）（5 20）将各工况的iXBWR代入上式计算各工况中竖向主框架的支座弯矩及支座反力。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 21 页 21（1）使用工况竖向主框架沿竖向的水

32、平线荷载：79.45.1366.6401 1=HRqXBWw（kN/m）支座弯矩：77110852.479.410013.1=YSWM（kNm）65110034.479.410422.8=YJWM（kNm）0 1=YKWM （kNm）支座反力：531.8)(853179.41781178111=NqRwXKW(kN)716.15)(1571679.43281328111=NqRwXJW(kN)413.40)(4041379.48438843811=NqRwXSW(kN)（2）升降工况：因 RXS=0,竖向主框架为静定结构，则有：竖向主框架沿竖向的水平线荷载：35.1348.4002 2=HRq

33、XBWw（kN/m）,支座弯矩：66210133.6310045.2=YJWM（kNm）77210044.5310682.1=YSWM（kNm）支座反力：0)21(,0200222=lHHqlRMwXJWXJ 063.53)65.135.0(65.132=XJWR(kN)437.35063.55.1332022=XKWwXSWRHqR(kN)523 垂直荷载在竖向主框架中产生的内力 5231 垂直荷载本计算书对竖向主框架结构内力采用的计算方法为节点法，该方法认为结构中每根杆件均为两力杆，即每根杆件仅在其两端承受一对大小相等、方向相反的轴心作用力。5232 垂直荷载在竖向主框架中产生的支反力（

34、1）使用工况：YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 22 页 22自重支反力：)(832.15900029008958.32kNKSGBRRJGXSGX=施工荷载支反力：)(309000290085.72kNKSQBRRJQXSQX=（2）升降工况：自重支反力：)(748.23600029008958.32kNJSGBRRJGXSGX=残留施工荷载支反力：)(5.760002900825.12/kNJSBQRRCXJQXSQCC=（3）支反力的荷载组合：使用工况：)(4.19.02.1 9.0SWXSQXSGXSXRRRR+=)(29.5)413.4030(4.19.0832.152

35、.1 9.0kN=+=，)(4.19.02.1 9.0JWXJQXJGXJXRRRR+=)(30.33)716.1530(4.19.0832.152.1 9.0kN=+=；升降工况：)(4.19.02.1 9.0SWXSQXSGXSXRRRR+=)(033.6)437.355.7(4.19.0748.232.1 9.0kN=+=，)(4.19.02.1 9.0JWXJQXJGXJXRRRR+=)(411.28)063.55.7(4.19.0748.232.1 9.0kN=+=。将上述计算结果汇总入表 5 1。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 23 页 23表 5 1 各种荷载在水

36、平梁架结构上产生的内力汇总（kNm、kN）计算工况载荷施工工况升降工况 MXAG、MXFG 0 MXBG、MXEG-8.935 支座弯矩 MXCG、MXDG-6.70 RZAG、RZFG 14.714 RZBG、RZEG 33.057 自重荷载支座反力 RZCG、RZDG 31.385 MXAQ、MXFQ 0 0 MXBQ、MXEQ-16.932-2.822 支座弯矩 MXCQ、MXDQ -12.696 -2.116 RZAQ、RZFQ 62.646 4.647 RZBQ、RZEQ 27.882 10.441 立面荷载施工荷载支座反力 RZCQ、

37、RZDQ 59.472 9.912 MZAW、MZFW 0 0 MZBW、MZEW.-47.98-30.04 机位水平弯矩 MZCW、MZDW -36.10-22.62 RXAW、RXFW 22.51 14.09 RXBW、RXEW 64.66 40.48 构架总风荷载机位水平反力 RXCW、RXDW 56.62 35.45 MYSW-4.852-5.044 MYJW-4.034 -6.133 支座弯矩 MYKW 0 0 RXSW 5.29 6.033 RXJW 33.30 28.411 平面荷载竖向主框架支座反力 RXKW 5.839 0 注：（1）竖向主框架的轴向

38、力在 AB 段下端的数值最大，即为表中支座反力，计算中取支座反力为轴向力。YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 24 页 245.3 架体各部分的几何特性 531 杆件与构件截面的几何特性:（1）杆件（483.5 钢管）截面积：489)4148(4)(42222=dDA（mm2）；截面惯矩：5444410219.1)4148(64)(64=dDI(mm4)；抗弯模量：50794810219.1225=DIW(mm3)；回转半径:8.1548910219.15=AIr（mm）（2）结构 1）水平梁架（483.5 钢管，截面 1.9m0.9m）截面积：1956)4148()(442222

39、=dDA（mm2）；截面惯矩：925210766.1)95048910219.1(4)(=+=+=XiiXaAInI(mm4)；825210966.3)45048910219.1(4)(=+=+=ZiiZaAInI(mm4)；抗弯模量：6910859.195010766.1=XXXaIW(mm3)；5810434.645010966.3=ZZZaIW(mm3)；回转半径:950195610766.19=AIrXX (mm)5 450195610966.38=AIrZZ (mm)2）竖向主框架（2-483.5 钢管+2-6.3，中心距 0.9m）截面积：)(253710242)4148(4800

40、2)(422222mmdDAi=+=+=；截面惯矩：XI625510605.3)3.3910241066.1(210219.1=+=（mm4），826251016.5)450102410013.1(2)45048910219.1(=+=ZI(mm4)；抗弯模量：56105.12410605.3=XXXaIW(mm3),YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 25 页 25681009.1244501016.5=+=ZZZaIW(mm3)；回转半径:12253710605.35=AIrXX(mm),45125381016.58=AIrZZ（mm）。将杆件与构件截面尺寸代入上式计算，计算结

41、果代入表 5 2。532 长细比与稳定系数:（1）单杆据参考文献5知，钢管杆件的单肢长细比为：iijirlrl =（5 21）式中：杆件两端的支承系数，各杆件两端固结,=0.5；将各杆件数据代入式（5 21）计算出单肢长细比，再于参考文献4中查取相应的稳定系数，代入表 5 2。（2）单跨水平梁架 21.495080005.0 =XZXXXrlrl （5 22）89.845180005.0 =ZZZZZrlrl （5 23）单跨水平梁架的换算长细比为：89.9489248944021.4 40212=+=+=AAXXh （5 24）61.12489248944089.840212=+=+=AA

42、ZhZ （5 25）式中：A 构件截面内主肢杆件横截面总面积，（mm2）；1A 构件截面所截斜缀杆横截面总面积，(mm2)；（3）竖向主框架的长细比为:82.334511350013.1 =ZZZZZrlrl YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 26 页 26 竖向主框架的换算长细比为：32.35489225384082.33 40212=+=+=AAZZh 将杆件、水平梁架、竖向主框架几何特性计算结果在参考文献4中查取稳定系数，代入表 5 2 汇总。表 5 2 水平梁架与竖向主框架的几何特性与长细比参数构件名称材型数量截面积 A(mm2)抗弯模量 WX(mm3)截面惯矩

43、IX(mm4)回转半径 rX(mm)支承系数长度 L(mm)计算长度lj(mm)长细比换算长细比h 稳定系数立杆 121900 950 60.12 /0.841纵向杆 100.51600 800 50.63 /0.886横向杆 121.0 900 900 56.96 /0.856 单杆斜杆 48 3.5 10489 5079 1.219105 15.800.52484 1242 78.61 /0.7401.7661061.289109 950 4.21 9.890.995定型水平梁架结构件整体 11956 6.4341052.895109 450

44、0.58000 4000 8.89 12.610.992内立杆 21900 950 60.12 /0.841横杆 2 900 450 28.48 /0.962斜杆 48 3.5 2 489 5079 1.219105 15.80 0.52102 1051 66.52 /0.8082.5310410.13105单肢外立杆 26.3 21024 5.791041.66105 0 7400280 33.82 35.350.9421.5105 3.61106 12 0.51900 950 60.13 /0.841定型竖向主框架结构件整体 32538 1.091065.16108

45、 451 1.060006000 13.33 33.280.992 5.4 架体定型框架的校核计算竖向主框架上承受的载荷为均布荷载，其支座内力见表 5 1。541 荷载组合方法 RQGkQKG+0 （5 30）RWQGkkQkG+)(9.00 （5 31）式中：0 结构重要性系数，脚手架为临时设施，可取0=0.9；G 恒载分项系数，据参考文献3，取G=1.2；Q 活载分项系数，据参考文献3，取Q=1.4；YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 27 页 27 kG 架体恒载，包括架体结构材料、防护材料、作业层设施、随架体上升的设备的自重；kQ 架体上的活载，包括施工人员、施工材料、

46、施工机具的自重；kW 架体承受的水平风载，各种工况中的数值可由表 5 2 数值计算。542 定型水平梁架的强度、稳定性与刚度校核计算（1）计算方法与计算工况用节点法计算各工况中各杆件的轴向力。图 5 1 水平梁架的计算力学模型的结构图见图 5 6,杆件的几何特性见表 5 2。为简化计算，从施工工况等跨等截面五跨连续梁中取出弯矩与支反力较大的 B C 跨进行计算，该段梁的受力图见图 5 7（a）。（2）杆件轴向力计算：各节点的计算图见图 5 7（b），在施工工况中 B C 段梁端的荷载组合为：)932.16(4.1)935.8(2.1 9.0+=XBM)(98.30mkN=，)696.12(4

47、.1)7.6(2.1 9.0+=XCM)(23.23mkN=，)(84.70)882.274.1057.332.1(9.0kNRZB=+=)(84.108)472.594.1385.312.1(9.0kNRZC=+=)60(4.1)664.31(2.1 9.0+=ZF)(80.109kN=，aZbPkNFP=)(15.96)80.109(5.065.0 )(15.89.198.305.05.0kNhMPXBVGB=，)(11.69.123.235.05.0kNhMPXCVGC=在上述荷载的作用下，梁中各杆件的轴向力计算如下：节点 7:本段梁外片桁架端部主弦杆上的轴向力为：)(15.8N 0N

48、,08-78-7kNPXVGBi=（压）)(71.1784.7025.0N 0N-0.5R0.5 ,0 7-67-6ZBkNYi=(压）节点 6：,0sinNN ,0 6-87-6=biPY YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 28 页 28 )()(17.1150sin15.971.17sinPN b766-8拉kNN=0cosNN P ,06-86-5VGB=iX )()(97.050cos17.1115.8cosNN 6-86-5拉kNPVGB=节点 5：)(97.0 0 ,0565-4545-6kNNNNNXi=（拉），)(15.9 0-,0 5-85-8akNPNNPYa

49、i=(压)节点 8：,0sinsin ,0848-58-6=+=NNNYi )(77.0)17.1150sin/15.9(sin/)sin(N 8-6858-4kNNN=(拉)，YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 29 页 29 图 5 6 架体水平梁架结构简图（a）B C 段段水平梁架结构受力图（b）B C 段水平梁架节点受力图图 5 7 架体水平梁架 B C 段杆件轴向力计算图 MbhMbh YF附着升降脚手架设计计算书共 50 页第 30 页 30 0cosNNcosN-N ,08-48-98-68-7=+=iX，)()(575.050cos77.050cos17.

50、1115.8N8-9拉kN=+=节点 4：,0sinsin ,0410a484-9=NPNNYi )(71.1277.050sin/15.90sin/)sin(N 4-84910-4kNNPNa=(压)，0cosNNcosN N ,04-104-34-84-5=+=iX，)()(63.950cos71.1250cos77.097.0N4-3拉kN=+=节点 10：,0sin ,0103104=NNYi )(74.950sin71.12sinN 10-410-3kNN=(拉)，0NcosN N ,010-910-410-11=+=iX，)()(59.750cos71.12575.0N11-10压

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