导轨框架式爬架计算书

DM-01型导轨框架式附着升降脚手架

计算书

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DM-01型导轨框架式爬架

计算书

一、计算书名词含义

1.竖向主框架：用于承受脚手架上的荷载并与附着支承装置连接，将荷载

传递到建筑物结构上的焊接及螺栓联接而成的竖向框架。

2水平支承框架：支承在两个相邻竖向主框架之间，并将所承受的架体竖

向荷载传递给竖向主框架的空间桁架或框架。

3附着支承装置：附着在建筑结构上与脚手架架体连接，在升降、使用过

程中，承受脚手架架体荷载的支承结构。

4.支承跨度：相邻两竖向主框架轴线之间的水平距离。

5脚手架高度：脚手架架体底面至架体顶端，不包括防护栏杆（围挡）高

度的距离。

6防坠装置：架体在升降和使用过程中防止脚手架架体坠落的装置。 7防倾装置：在升降和使用过程中，防止脚手架架体倾覆的装置。 二、荷载规定和计算系数 1.荷载规定

①恒载：包括搭设架体的钢管和扣件、竖向主框架、水平支承框架、作业层 脚手板、安全网、轨道以及固定于架体上的设备等传给附着支承点的全部材 料、构配件、器具的自重。

②活荷载（施工荷载）：架体在工作状态下，结构施工时，按两层荷载（每

层3ＫN／ｍ 2 ）计算；装修施工时，按三层荷载（每层2ｋN／ｍ

2

体在升降状态下，施工活荷载按每层0.5ｋN／ｍ

计算。 ③风荷载：风压标准值按照《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》 计算确定。挡风面积按挡风材料、杆件的实际挡风面积计算。 2.计算系数

（1）结构重要性系数γo取0.9;动力系数γd取1.05 （2）恒载分项系数γG取1.2；活荷载分项系数γQ取1.4 （3）组合风荷载时的荷载组合系数ψ取0.85 （4）荷载变化系数γ1取1.3;γ2取2.0;

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2 ）计算；架

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（5）竖向主框架和水平支承框架

压杆λ≤150拉杆λ≤300 单一系数法复核时，其安全系数k值

对于强度设计时：k≥1.5 对于稳定性设计时：k≥2.0

（6）吊索和绳索的安全系数k≥6.0 三、计算方法与计算依据 1.计算方法

本《计算书》中“竖向主框架”、“水平支承框架”、“附着支承装置” 等按照“概率极限状态设计法”进行计算。按承载极限状态设计的荷载值取 设计值；按使用极限设计的承载值取标准值。防坠装置、吊具、索具按“容 许应力设计法”进行设计计算，取强度容许值。

计算荷载的传递过程

架体荷载→水平支承框架→竖向主框架→附着支承装置→建筑结构 有些安全措施是由水平支承框架直接传递给建筑物或者通过竖向主框架 直接传递给建筑结构。 2.计算及设计参考规范及手册

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《附着升降脚手架管理暂行规 定》、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2002）、《建筑结构荷 载规范》（GB5009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑 施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GBJ18-87）、《机械设计手册》、《起重机设计手册》。 四、DM-01型导轨框架式爬架结构分类及特点

DM-01型导轨框架式爬架结构包括几大部分组成：

1.架体：采用扣件式脚手架杆件组装的架体。

2.竖向主框架和水平支承框架：采用钢管及型钢定型焊接加工螺栓连接的桁

架或框架。

3.爬升机构：包括：附着支承装置（预埋件、穿墙螺栓、垫板、挂座、销、轴 卸荷导向件）、提升底座（包含防坠装置箱体）、防倾及导向装置（导轮组 及导轨）、承重装置（限位锁、防坠圆钢、以及附着支承装置）。

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4.自身提升设备：电动葫芦、电控柜、电缆线、同步性控制系统。

DM-01型导轨框架式爬架突出结构特点：

(1)同一提升点多层多点附墙。DM-01型导轨框架式爬架采用四套卸荷导向 件、四根穿墙螺栓分别附着于四个标准楼层上并连接四层以上长度的导轨组 成附着支承装置。保证了有效的附着并满足建筑结构强度的要。求

(2)有效的防倾与导向特点。DM-01型导轨框架式爬架每一提升点沿全高度有 四套导轮组件环抱导轨。在使用工况时，竖向主框架体内排上有四套限锁位 直接将导轨及架体固定于卸荷导向件上。

(3)灵敏的机械式防坠装置。DM-01型导轨框架式爬架提升底座上焊接制动 框，制动框内安装制动凹轴，防坠圆钢从凹轴间穿过，利用信号装置从葫芦 提升钩取得信号，使制动轴上下运动，运用摩擦角自锁原理达到防坠自锁抱 紧，起到阻止架体下坠的作用。

(4)同步性控制系统。DM-01型导轨框架式爬架安装有同步性安全预警保护系 统，其控制架体升降同步性的关键是控制架体每一提升点的荷载或单个点位 升降差，如出现超载或欠载，则发出“声”、“光”报警及切等各源电断种 明显信号。

(5)竖向主框架和水平支承框架强度可靠。竖向主框架和水平支承框架均是采 用钢管及型钢定型加工、定型安装的工具式桁架系统；竖向主框架与桁架式 导轨形成双桁架并联加强体系，框架强度有效加强。

(6)采用桁架式导轨，强度大大加强，导向性能更好。解决了目前大部分爬架 存在的导轨弯曲变形问 。题

(7)导轨与架体同步升降，省掉了人工周转导轨的工序，升降时间更更，短好 地满足施工进度和安全防护。 五、荷载标准值计算

㈠计算用荷载单元模型的确定

选取架体支承跨度为6.0米，脚手架高度按8步双排，上端外加一步单排

防护，综合折算高度按16.7米的一片架体为荷载计算单元。架体内外排立杆中心距为0.75 米，步高为1.8米和2.0米，均布立杆柱距为1.5米。以建筑物标准层层高4.0米的立杆 设计为基准。

(二)风荷载的计算

计算式：Wk=0.7μs·μz·W

o

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式中:

μz—风压高度变化系数。按照田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀 疏的中、小城镇和大城市郊区的B类地面粗糙度采用。（高度按200米考虑） 查《建筑结构荷载规范》表6.2.1μz=2.61 w

o

—基本风压。依据《建筑结构荷载规范》中全国基本风压分布图，和

为适应北京、广州、上海、天津、西安、重庆、成都、南京、福州、沈、阳 杭州等全国大中城市使用，故选取基本风压为wo=0.55ｋN／ｍ

μs—风荷载体型系数。按照《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一 规定》中，背靠建筑物的情况为“敞开框架和开洞墙”附着升降脚手架外排 为密目安全网全封闭，故μs=1.3Φ，其中Φ为挡风系数。

Φ=An／AW，式中:AN─挡风面积，AW─迎风面积

0.5×(1.8＋1.8)×0.048＋1.8×1.8×40%

Φ=──────────────────────=0.426

1.8×1.8μs=1.3Φ=1.3×0.42

6=0.55 风荷载标准: 值

2

Wk=0.7μs·μz·Wo=0.7×0.55×2.61×0.55=0.55ｋN／ｍ ㈢脚手板自重计算

底层脚手板采用钢筋脚踏板，每50cm间距铺设50×100×1200木方一条。 架体内排立杆离墙450ｍｍ，脚手板铺设时离墙200ｍｍ，则脚手板宽度为:750 +450-200=1000ｍｍ。脚手板的自重标准0.12ｋN为值／ｍ

重量为0.042ｋN／条,以上操作层采用竹笆，自重标准为0.06KN/ｍ ①底层脚手板自重：6.0ｍ×1.0ｍ×0.12ＫN／ｍ =1.31ＫN

②一层钢笆脚手板自重：6.0m×1.0ｍ×0.06ｋN／ｍ ③2-9层钢笆自重：0.36ｋN×7层=2.3ｋN ㈣挡脚板自重计算

在脚手板铺设层架体的外排搭设180ｍｍ高、18ｍｍ厚的木板作为挡脚 板。①单层自重：6.0ｍ×0.18ｍ×0.12ｋN／ｍ

②九层自重：0.13ｋN×9层=1.17ｋN

㈤安装于架体上爬升机构自重计算

2

=0.13ｋN 2 =0.36ｋN

2 +0.042ｋN／条×14条

2

，木方每条

2 。

2

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包括:1个提升底座(导轨重量列在竖向主框架重量内) 1×0.22ｋN/个=0.22ｋN

㈥电控柜自重计算按40门电控柜配置1台计算:0.7ｋN ㈦安全网自重计算

外排架外侧面、脚手板下面铺设密目式安全网，重量系数为0.01ｋN／ｍ 架体上安全网自重：

（16.2ｍ×6.0ｍ＋1.8ｍ×6.0ｍ×3层）×0.01ｋN／ｍ ㈧竖向主框架自重计算 参见竖向主框架图纸重量计算: 序 号

名称数量(节)单重(ｋN)总重(ｋN)图号

2

=1.30ｋN

2

。

1主框架外立杆下节10.360.36DkJ-09-01-00 2主框架外立杆上节10.250.25DkJ-09-01-00 3主框架廊道杆80.0780.624DkJ-08-03-00 4主框架小横杆90.030.27DkJ-08-02-00 5导轨上下节11.631.63DkJ-04-00-00 合计总重（ｋN）3.13 ㈨水平支承框架自重计算

序号名称数量单重(ｋN)总重(ｋN)图号 1小横杆H806根0.030.18 2支撑框架4片0.602.4

3螺栓M20×4022条0.00150.033 7螺母M2022个0.000680.015 合计总重（ｋN）2.63 ㈩脚手架架体自重计算

DM-01型导轨框架式爬架架体部分采用钢管扣件脚手架，本《计算书 引》用钢管扣件式脚手架来统计架体自重荷载。架体钢管规格采用Φ48×3.0，重 量系数为0.0384ｋN／ｍ。（在钢管重量计算中采用壁厚3.5的单米重是偏 于安全）

1.大横杆自重计算:按底步支撑框架以上7步架计算统计外排大横杆22根；内排大横杆7根

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外排大横杆：6.0m/根×22根×0.0384ｋN／ｍ=5.07ｋN(包括护栏杆) 内排大横杆：6.0m/根×7根×0.0384ｋN／ｍ=1.62ｋN 2.小横杆自重计算:

1.3米/根×3根/层×8层×0.0384ｋN／ｍ=1.20ｋN 3.立杆自重计算:

外排高度:17.6米－2.2米=15.4米 内排高度:15.8－2.2米=13.6米

其中2.2米为水平支承框架立杆平均高度。

（15.4米/根+13.6米/根）×3×0.0384ｋN／ｍ=3.34ｋN 外排立杆自重：15.4米×3×0.0384ｋN／ｍ=1.77ｋN 内排立杆自重：13.6米×3×0.0384ｋN／ｍ=1.57ｋN 4.外排剪刀撑自重计算:

计算长度：下边L1=6米／cos55°=10.5米；

上边L2=10.5米

钢管自重：（10.5米＋10.5米）×2根×0.0384ｋN／ｍ=1.6ｋN 5扣件自重计算:

扣件自重按0.010ＫN/个计算: ⑴大横杆用扣件:90个 外排大横杆扣件：62个 内排大横杆扣件：28个

⑵小横杆用扣件:2个/根×36根=72个 ⑶立杆用对接扣件:3个/点×6点=18个

⑷外侧剪刀撑用扣件:9个/根×2根＋7个/根×2根=32个 外排扣件自重：（62+36+9+32）×0.01=1.39ｋN 内排扣件自重：（28+36+9）×0.01=0.73ｋN 合计自重:(90+72+18+32)个×0.01ｋN/个=2.12ｋN

以上脚手架自重合计：14.95ｋN

(十一)活荷载标准值计算

1.使用工况下，结构施工时，按2层作业层3ｋN／ｍ

6.0米×1.0米×2层×3ｋN／ｍ

2

=36ｋN

装修施工时，按3层作业层2ｋN／ｍ2

计算。

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2

计算。

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6.0米×1.0米×3层×2ｋN／ｍ

2=36ｋN

2.升降工况下，施工活荷载:按照作业层0.5ｋN／ｍ 2

计算 结构施工时：6.0米×1.0米×2层×0.5ｋN／ｍ 2

=6.0ｋN 装修施工时：6.0米×1.0米×3层×0.5ｋN／ｍ 2=9.0ｋN

六、水平支承框架计算 ㈠结构说明

水平支承框架为组拼式框架，节点连接采用焊接和螺栓连接，上下弦杆、 斜腹杆、立杆及短横杆采用Φ48×3.0钢管，螺栓采用M20规格。水平支承框 架两边与提升点处的竖向主框架采用螺栓连接。 ㈡计算说明

①水平支承框架计算其承担的荷载时，不包括竖向主框架自重荷载。 ②架体荷载通过立杆传递给水平支承框架，再由水平支承框架传递给竖 向主框架、导轨、建筑结构。

③将提升点处作为水平支承框架的支座进行计算。

④架体的全部恒载以及使用工况结构施工时的施工活荷载简化为作用于 水平支承框架上弦的节点荷载。

⑤水平支承框架自重、一层脚手板、挡脚板自重和按升降工况装修时的 一层施工活荷载简化为作用于水平支承框架下弦的节点荷载。 ㈢荷载计算 1.荷载计算方法

①分别计算水平支承框架外框架和内框架的节点荷载。

②每层脚手板的恒载和活荷载作用于外框架和内框架的荷载承受面积的分 配，根据一端悬臂梁求支座反力求得：∑MA=0；∑MB=0 则：X

2

内=1.0外=0.33米／2

／0.75=0.67米；X 2

／2／0.75=0.67米；X

外框架节点荷载承受面积的计算宽：度X外=0.33米 内框架节点荷载承受面积的计算宽：度X内=0.67米

③按照导轨式爬架使用工况和升降工况考虑内外框架的节点荷载。 ④爬架上攀登的施工人员作为活荷载计算。 作用于上弦杆荷载

作用于上弦杆的节点荷载包括：两层脚手板的施工荷载（3ｋN／ｍ

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）和

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架体的全部恒载。（不包括水平支承框架自重） ①恒载标准值计算

使用工况升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）外框架

内框架

（ｋN）ｋN

脚手板六层330

3.19×──=1.05

10001000

挡脚板六层1.1701.170 爬升机构00．2200．22 电控柜0.700.70 安全网0.4500.450

架体自重10.244.7210.244.72 合计13.617.0813.617.08

节点恒载标准值3.401.773.401.77 架体自重计算说明：

外框架：外排大横杆+小横杆分配自重+外排立杆+外排剪刀撑+外排扣件自重

330

=5.07+1.2×───+1.77+1.61+1.39=10.24ｋN

1000

内框架：内排大横杆+小横杆分配自重+内排立杆+内排扣件自重

670

=1.62+1.2×───+1.57+0.73=4.72ｋN

1000

②活荷载标准值计算

使用工况升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）外框架（ｋN）内框架（ｋN） 330670330670施工活

36×─=11.88 1000

36×─=24.12 1000

6×──

1000 =1.98=4.02

节点活

2.976.030.51.0

荷载标 准值

3.作用于下弦杆荷载

作用于下弦杆的荷载包括：一层脚手板、挡脚板自重以及水平支承框架自

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670

1.052.14

3.19×──=2.14

荷载

6×──

1000

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重。

①恒载标准值计算

使用工况升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）外框架

内框架

（ｋN）ｋN

脚手板

3306700.420.85

一层 踢脚板

0.1300.130

一层 水平支

11.321.321.32

承框架

2.63×──=1.32

2

合计1.872.171.872.17 节点恒载0.470.540.470.54 标准值

②活荷载标准值计算

升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）

施工活荷载330670

3×──=0.993×──=2.01

10001000

节点活荷载标准值0.250.50 4.节点荷载设计值 作用于上弦杆荷载： ①使用工况外框架 P 使外上=γoγd（γGGk+γQG

Q

1.27×──=0.42

1000

1.27×──=0.85

1000

）

=0.9×1.05×（1.2×3.4+1.4×2.97） =7.78（ｋN）

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②使用工况内框架

P 使内上=γoγd（γGGk+γQG

Q

）

=0.9×1.05×（1.2×1.77+1.4×6.03）

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=9.99（ｋN） ③升降工况外框架

P升外上=γoγd（γGGk+γQG

Q）

=0.9×1.05×（1.2×3.4+1.4×0.5）=4.52（ｋN） ④升降工况内框架

P升内上=γoγd（γGGk+γQG

Q）

=0.9×1.05×（1.2×1.77+1.4×1.0） =3.33（ｋN） 作用于下弦杆荷载：

①使用工况外框架②使用工况内框架

P使外下=γoγdγGGkP使内下=γoγdγGG

=0.9×1.05×1.2×0.47=0.9×1.05×1.2×0.54 =0.53（ｋN）=0.61（ｋN） ③升降工况外框架 P 升外下=γoγd（γGGk+γQG

Q

k

）

=0.9×1.05×（1.2×0.47+1.4×0.25） =0.86（ｋN） ④升降工况内框架

P 升内下=γ。（γGGk+γQG

oγd

=0.9×1.05×（1.2×0.54+1.4×0.5） =1.27（ｋN）

汇总：表一：节点荷载设计值

使用工况升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）外框架（ｋN）内框架（ｋN）

作用于上 弦杆 作用于下 弦杆

说明：由上述计算可以看出，使用工况下内框架荷载最大，因此，以下计算 选择最不利的使用工况内框架进行验算。

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Q）

P使外上=7.78P使内上=9.99P升外上=4.52P升内上=3.33

P使外下=0.53P使内下=0.61P升外下=0.86P升内下=1.27

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汇总：表二：节点荷载标准值

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使用工况升降工况

外框架（ｋN）内框架（ｋN）外框架（ｋN）内框架（ｋN） 恒载活载恒载活载恒载活载恒载活载

作用于上3.402.971.776.033.400.501.771.0 弦杆

作用于下0.4700.5400.470.250.540.50 弦杆

㈣杆件内力计算

1.结构尺寸以及上弦杆节点在单位集中荷载系数P=1作用下的内力图 p/2=0.5p=1p=1p=1`p/2=0.5

FGHIJ

-1.950.650.65-1.95

1.251.251.251.25

RA=2RB=2

附图（1）

23431500

NAG=(2－0.5)×───=1.95（－）NAC=1.95×───=1.25（+）

18002343 18002343

NDG=（1.95×───－1.0）×───=0.65（+）

23431800

1500

NGH=（1.95+0.65）×───=1.66（-）

2343

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2.下弦杆节点在单位集中荷载系数P=1作用下的内力图

FGHIJ

OO

+0.65+0.65-1.95 -1.95

+1.0+1.0

ACDEB

+1.25+1.25+1.25+1.25

RA=1.5RB=1.5

附图（2）

23431500

NAG=1.5×───=1.95（－）NAC=1.95×───=1.25（+）

18002343 18002343

NDG=（1.95×───－1.0）×───=0.65（+）

23431800

1500

NGH=（1.95+0.65）×───=1.66（-）

2343

㈤最不利的杆件内力组合

由上述单位荷载内力图可以看出最危险的受压杆件是支座（提升底座） 处斜腹杆AG、BI和跨中部位上弦杆GH、HI，因此，只验算此两种杆件的强度 及稳定性即可。

由上述内、外框架荷载设计值的比较明显看出，在使用工况下，内框架 的节点荷载设计值最大，因此，以下只验算使用工况下的内框架。 1.AG杆内力组合

设计值：NAG设=1.95×9.99+1.95×0.61=20.67ｋN

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标准值：NAG标=1.95×（1.77+6.03）+1.95×0.54

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=16.26ｋN

2.GH杆内力组合

设计值：NGH设=1.66×9.99+1.66×0.60=17.58ｋN 标准值：NGH标=1.66×（2.49+5.42）+1.95×0.53

=14.01ｋN

㈥最不利杆件AG和GH的强度及稳定性验算 1.材料特性参数

材料选用48钢管:截面积A=489ｍｍ 2.支座处斜腹杆AG的验算 强度：NAG设20650

σ=───=────=42.23N／ｍｍ A489

稳定性：

22

=2343ｍｍ 计算长度：L=（1800+1500）

22

+1500）

1／2

，抗弯截面模量W，i

23

x=5080ｍｍ，抗弯截面模量W，i

23

x=15.8ｍｍ。

〈f=205N／ｍｍ

2

2

L2343

λ=──=────=148.3<150

ix15.8

查《钢结构设计规范》附表A.1.1-1稳定系数：Ψ=0.446

N AG设20650

σ=───=───────=54.79N／ｍｍ ΨA0.446×845.1

2

〈f=205N／ｍｍ

2

安全系数：

NAG标16460

σ=───=───────=43.7N／ｍｍ ΨA0.446×845.1 [σS]240

k=───=───=5.5＞2.0合格！

σ43.7

3.上弦跨中压杆GH验算 强度：N

GH设17580

σ=───=────=35.95N／ｍｍ A489

稳定性：计算长度：L=1500ｍｍ

L1500

λ=──=────=95

ix15.8

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〈f=205N／ｍｍ

2

2

〈f=205N／ｍｍ

2

2

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查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附表A.1.1-1稳定系数：Ψ=0.626

NGH设17580

σ=───=───────=57.4N／ｍｍ

ΨA0.626×489

安全系数：

NGH1标4010

σ=───=───────=45.77N／ｍｍ

2

〈f=205N／ｍｍ

2

2

〈f=205N／ｍｍ

ΨA0.626×489 [σS]240

k=───=───=5.24＞2.0合格！

σ45.77

㈦验算杆件AG配用螺栓的抗剪强度

在提升底座处，AG杆配用1条M20螺栓。水平支承框架配用螺栓均承受 剪力，不受轴向力。

螺栓净截面积计算：A1=π（17.294／2）

2

=234.9ｍｍ2

A2

2=π（17.294／2）=234.9ｍｍ

2

2

=234.9ｍｍ

螺栓抗剪力计算：N1=234.9×130=30537N

NAG设=25560N〈N2=30537N

安全系数：NAG标=16260N

NAG标16260

τ=────=─────=69N／ｍｍ 2〈f

vb=130N／ｍｍ 2 b

234.9234.9 =130N／ｍｍ

k=1.86>1.5 ㈧抗挤压计算

AG杆连接钢板挤压强度计算

挤压面上的挤压力设计值：P=20670N

2

挤压面的计算面积：A1=d1×L=20×8=160ｍｍ （作用于支座连接板）d1：螺栓直径；L：挤压作用厚度

2

挤压面的计算面积：A2=d1×L=20×7=140ｍｍ （作用于AG杆）d1：螺杆直径；L：挤压作用厚度 工作挤压应力：（选用计算面积较小者计算）

NAG设20670

σ=───=────=147.5N／ｍｍ

2 〈f b

c

=305N／ｍｍ

A2140 ㈨焊缝强度计算

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2

2 WORD格式

提升底座处斜腹杆作用下的耳板焊缝计算

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N式中：σf：垂直于焊缝长度的正力应

w

σf=───≤βfff

τf：沿焊缝方向的剪 力应

helwβf：设计值增大系数1.22

Nhe：角焊缝有效厚度0.7hf=0.7×5=3.5

wl

τf=───≤ffw：角焊缝计算长度

helw每条焊缝实际长度1减

0ｍｍ ff

w

：角焊缝强度设计值

1800

。

α=arctg────=50.2

1500

NAG设=20670N NAGX=NAG设×cosα=1323N

NAGy=NAG设×cos（90°-α）N AGX

=15880Nα

NAG

设

NAGy

附图（3）

NAGX13231

σf=───=───────=23.6N／ｍｍ

2

≤βw

=195.2N／ｍｍ

hff2≤βw

=195.2Nelw3.5×80×2

f

／ｍｍNAGy15865

τf=───=───────=28.3N／ｍｍ

2

≤fw

=160N／ｍｍ

helw3.5×80×2 f

综合作用： σf 223.6 2

（──）+τ

2=（───）+28.32=34.3N／ｍｍ2≤f ff

w

2

βf1.22=160N／ｍｍ 七、竖向主框架计算 ㈠结构说明

竖向主框架是由主框架单元节组装而成的。单元节包括主框架下节、主 框架上节和主框架加长节。每一单元节均是利用导轨立杆、外立杆、小横杆、

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2

2

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廊道斜杆、节点板和M20螺栓连接而成的定型框架。根据具体工程选用主框 架单元节。

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每一单元节外排立杆一根；内排立杆两根（导轨简化为一根立杆），其 中心间距为0.25ｍ。竖向主框架的内、外立杆中心距为0.75ｍ，大横杆的模 数高度（即安装后的步高）为2.0ｍ，竖向主框架的上端防护栏杆高度1.5ｍ。

竖向主框架单元节之间的连接采用同样的连接方法。内外排立杆采用套 接，利用螺栓连接的方法。 ㈡计算说明

1.竖向主框架杆件轴线在一个平面内相交于一点且承受跨度为6.0ｍ的一榀 架体的荷载。

2.在使用工况下，竖向主框架与导向件有四处附着，包括上、下每层一个导 轮组即四个导轮组和四道限位锁；导向件与每个楼层均有一根穿墙螺栓与结 构附着。

在升降工况下，提升电动葫芦承载，荷载包括恒载和作业层上0.5ＫN／ｍ 的施工荷载。

3.从荷载分析可知，竖向主框架承担荷载在使用工况下最大，因此，着重验 算使用工况下的强度与稳定。

根据《附着式升降脚手架设计和使用管理办法》的规定，使用工况下， 每层应设附着支承装置。对应导轨框架式爬架，在计算简图中，将上、下四 个导轮组以及四个限位锁作为四个支座，其中导轮组可承受水平风荷载的作 用，限位锁主要承受垂直荷载，但也可承受部分水平风荷载的作用。

作为竖向主框架每个支座，风荷载作用下的支座反力按照弯矩分配法进 行计算。

综上，竖向主框架按照平面内单片进行内力分析计算；计算简化是根据 可能出现的最不利情况进行的偏于安全的简化，根据上述简化求出的支座反 力和最大弯矩、剪力、轴力的截面进行最不利组合，验算强度和稳定。 ㈢结构尺寸及简化计算简图【参（图附见

4）】 竖向主框架的总高度（不加防护杆）15.8ｍ，防护杆按0.9米计算,内外 排立杆中心距0.75ｍ，组装后步高2ｍ，最上一个导轮组以上的架体悬部臂 分高度4ｍ，小于4.5ｍ。

将导轮组和限位锁安装于结构楼层对应的架体2米步高的节点上。风荷 载考虑水平作用于架体2米步高的节点上，以节点荷载考虑。

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2

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P 1标 P 2标 P 2标 P 2标 P 2标 P 2标 P 2标 P 2标 P 3标

附图（4）结构尺寸及风荷载受力简图

㈣荷载计算

2

风荷载标准值：Wk标=0.55ｋN／ｍ

2

风荷载设计值：W／ｍ k设=0.9×1.05×1.4×0.55=0.73ｋN风线荷载标准值：q标=0.55×6.0=3.3ｋN／ｍ 风线荷载设计值：q设=0.73×6.0=4.38ｋN／ｍ 1.节点风荷载计算

风荷载节点标准值风荷载节点设计值

P1标=(1.0＋1.0)×3.3P1设=(1.0+1.0)×4.38 =6.6ｋN=8.76(ｋN)

P2标=(1.0＋1.0)×3.3P2设=(1.0+1.0)×4.38 =6.6ｋN=8.76(ｋN)

P3标=0.9×3.3=2.97ｋNP3设=0.9×4.38=3.94ｋN 2.竖向主框架垂直荷载计算【参见附图（5）】

①由水平支承框架传递给主框架的支座反力作用于主框架下面R内和R

外

。

②竖向主框架自重按内外立柱分配系数2／3和1／3进行分配并简化到 部顶由P1内和P2外均担。

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设计值计算：

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使外立柱R外=3.5×（P用（ｋN）

使外上

+P使外下）=3×（7.78+0.53）=29.09

P1外=1.04

工R内=3.5×（P使内上+P使内下）=3.5×（9.99+0.60）=37.07

内立柱 况

（ｋN）P1内=2.08

升外上

升外立柱R外=3.5×（P降（ｋN） 工

+P升外下）=3.5×（4.52+0.86）=18.83

P1 外=1.04

+P升内下）=3.5×（3.33+1.27）=16.1

内立柱R内=3.5×（P

况

（ｋN）P1内=2.08

升内上

竖向主框架分配于内立柱的自重竖向主框架分配于外立柱的自重

21

3.13×──=2.09ｋN3.13×──=1.04ｋN

33

㈤风荷载作用下的支座反力计算【参见附图（6）】

P3WP2WP2WP2WP2WP2WP2WP2WP <1>

1W

DCBA(总的反力)

P3WP2WP2WP2WP2WP2WPAW=P2W+P <2>

1W

DCBA

<3>

DCBAM=P1W*2L+P2W*L=52.56

L=2000

悬臂弯矩产生的反力注：<1>=<2>+<3>

附图（6）

综合计算得:支座反力(合力A+B) 出 R =-29.16 D=35.07;RB

RC=32.90;;R

A

=28.17

㈥风荷载作用下杆件内力计算【参见附图（7）】 800200020002154

───=0.40；───=2.5；───=0.92；───=1.08

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200080021542000 其中斜边计算长度：L=（2000

2

2

1／2

+800）=2154ｍｍ

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N1-2=-8.76N2-3=23.56 N2-4=21.9N3-4=0 N3-5=65.7N3-6=47.23 N4-6=21.9N5-6=8.76 N5-7=-65.7N6-7=27.90 N6-8=27.11N7-8=0 N7-9=-18.27N7-10=-8.67 N8-10=27.11N9-10=7.88 N9-11=-18.75N10-11=69.66 N10-12=43.81N11-12=0 N11-13=90.15N11-14=-50.43 N12-14=-47.81N13-14=7.88 N13-15=90.15N14-15=（-40.35 N14-16=-52.80N15-16=23.64 N15-17=53.43N16-17=-58.31 N16-18=0N17-18=27.97

-8.76

P 12 外P 内 23.56

- P 3外P

65.7 4 21.9

内

47.23 -21.9

5-8.766

65.7 35.07

27.927.11 78

14.23

12.0 -8.6727.11

910

32.90 -18.7569.66 7.88 43.81 1112

90.15-50.43-43.81

-9.59

1314

29.16 90.15-40.35 -7.88

1516 23.65 -52.80 -58.31 53.43 P外P

内

1718 -27.9728.17 附图（5）附图（7）

最不利杆件垂直力与风荷载组合

由竖向主框架内力图看出，压杆11-13、13-15内力值最大，只验算几这 种杆件即可。

简化到竖向主框架下部的垂直力R外有利于压杆11-13、13-15因此不用专业资料整理

㈦

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组合。

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1.验算压杆11-13/13-15 强度：N

11-13设90150

σ=───=────=184N／ｍｍ A489

稳定性：

计算长度：L=1800ｍｍ

L1800

λ=──=───=114〈150

I15.8 八、限位锁的计算 ㈠计算说明

限位锁是在导轨框架式爬架使用工况下承担架体全部恒载和活荷载的构 件。其安装固定于导轨上，安装在导向件上，通过它承担架体的荷载并传至 导向件，再由导向件通过穿墙螺栓传给结构，每一提升点安装四个限位锁。 限位锁环抱住导轨，每个限位锁通过2个M20螺栓(4.8级)与导轨限位。

限位锁主要承受架体垂直向下的竖向力。与限位锁同时作用的承担竖向 荷载的还有提升底座防坠装置的构造措施。这里只考虑四个限位锁承担全部 荷载，其他措施作为保险构造。

另外，竖向主框架导轨上下与导向座之间水平拉接的四个导轮组抵抗水 平偏心弯矩，所以，以下计算将只验算限位锁销轴的抗剪以及限位锁本环身 抱导轨的钢板之间的焊缝强度，不考虑由于竖向主框架外排立杆担负的荷载 对限位锁的偏心弯矩。

此计算偏于安全地忽略了防坠锁的同时作用，只单独考虑限位锁承载。 防坠装置作为安全保护装置将另行验算。 ㈡安装及受力见图【参见（8）】 图附

2

〈f=205N／ｍｍ

2

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附图（8）

荷载计算 1.恒载标准 ：值

6层脚手板+6层挡脚板+爬升机构+电控柜+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体 =4.19+1.17+0.22+0.7+0.45+3.13+2.63+14.9=27.39ｋN 2.施工活荷载标准：值使用工况下活荷载标准值36.0ｋN 3.荷载总值

P标=27.39+36.0=63.39ｋN P设=γoγD（γGGk+γQG

Q）

=0.9×1.05×（1.2×27.39+1.4×36）=78.69ｋN ㈣螺栓抗剪验算

螺栓M20；截面积A=235ｍｍ 2

(按三个限位锁受力计算)

抗剪强度：

P设78690

σ=─────=───────=56N／ｍｍ 2

〈f

b v=130N／ｍｍ6A6×235 ㈤螺栓孔承压验算

挤压面上的挤压力设计值：P设=78690N

2

挤压面的计算面积：A=6d×l=6×20×5.3=636ｍｍ d：螺栓直径；l：槽钢挤压作用厚度

工作挤压应力：

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㈢2

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N设78690

σ=───=────=124N／ｍｍ

2〈f b

2 c

=310N／ｍｍ

A636

九、防坠圆钢和连墙螺栓验算

防坠圆钢和斜拉钢件采用Φ25的Q235圆钢。 验算公式：σ=N/A≤ff─圆钢强度值 1.防坠圆钢受力分析【参附（见图9）】

防坠圆钢是在架体升降过程中，提升机断链或提升钩脱落等情况下承受 架体的竖向全部荷载，并将荷载通过防坠三角架和斜拉卸荷圆钢传递于结构 物，此时包括架体的恒载和作0层业.5ｋN／ｍ 2

的施工活荷载; 荷载计算：

结构施工工况下恒载：

9层脚手板+9层挡脚板+爬升机构+电控柜+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体 =27.39ＫN

装修施工工况下恒载：由于悬臂的两步架拆除,以上恒载中除电控柜、爬升机构、水平支承框 架外，其余荷载均变小，即：25.55ＫN

升降工况下的活载：结构施工阶段：6.0ｋN；装修施工阶段：9.0ｋN 2.荷载设计值

装修施工时：FMAX=27.39+6.0=33.39ｋN 斜拉圆钢验算:选择静拉力较大者进行计算:

O

/A=33390÷SIN84O

÷491=69N/ｍｍ

2

≤f=205N/ｍｍσ=N/A≤fσ=N/SIN6

3.连墙螺栓验算:由于斜拉圆钢倾角为84度,对螺栓产生的剪力远大于产生的

拉力,为简化计算,仅考虑螺栓的受剪计算:螺栓有效截面为：A=（28/2） ×л=615.7验算公式：

FMAX≤F

P

F

P=A×125=76963N≥F

MAX

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2

2

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o 84

FmaxF设

附图（10） 附图（9）

十、提升挂座和防坠挂座的计算（参见（附图10））

提升挂座是在升降工况下使用的构件，它通过Φ32穿墙螺栓与结构物连

接，下挂提升葫芦。在架体升降时，提升挂座承受通过提升机传来的架体的 竖向全部荷载，并将荷载传递于结构物，此时包括架体的恒载和作业层0.5 ｋN／ｍ

2

的施工活荷载。

1荷载计算：

结构施工工况下恒载：

9层脚手板+9层挡脚板+爬升机构+电控柜+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体 =27.39ＫN

升降工况下的活载：结构施工阶段：6.0ｋN；装修施工阶段：9.0ｋN 2.荷载设计值 装修施工时：

P 设=γoγ2（γGGk+γQG

Q

）

=0.9×1.05×（1.2×20.69+1.4×9.0） =32.08ｋN 结构施工时：

P 设=γoγ2（γGGk+γQG

Q

）

=0.9×1.05×（1.2×27.39+1.4×6.0） =38.9ｋN

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3.提升挂座销轴抗剪及侧板抗挤压验算 抗剪：选用荷载值较大者进行验算

P设38900

σ=───=─────=24.2N／ｍｍ 2〈fv=120N／ｍｍ

2×A2×162

×3.14

挤压验算：

2

挤压面计算面积：A=2×d×l=2×32×10=640ｍｍ

式中：销轴直径Φ32；工作挤压面厚度：10ｍｍ

挤压强：度

P设38900

σ=───=────=60.8N／ｍｍ 2 〈f bc

=310N／ｍｍ

A640

4.提升挂座侧板焊缝强度验算

提升挂座承受竖向剪力的焊缝为2道角焊缝，焊缝高度10ｍｍ，长度300 ｍｍ，且竖向力平行于焊缝长度方向。 验算式：式中：τf：沿焊缝方向的剪应力

Nh

e：角焊缝有效厚度

τf=───≤f

w0.7h f

f

=0.7×10=7

helwl

w：角焊缝计算长度 每条焊缝实度长际减10ｍｍ f

f w

：角焊缝强度设计值

P设38900

τf=────=──────=9.6N／ｍｍ 2≤fw

=140N／ｍｍ he×lw7×290×2

f2≤fw

=140N／ｍｍ

5提升挂座防坠挂座背板抗挤压验算

2

挤压面计算面积：A=×d×l=×32×10=320ｍｍ

式中：销轴直径Φ32；工作挤压面厚度：10ｍｍ

挤压强：度

P设38900

σ=───=────=121.56N／ｍｍ 2 〈f bc

=310N／ｍｍA320

十二、附着支承装置计算 ㈠结构说明

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2

2 2

2

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附着支承装置由两根导轨、四套导向件、4根穿墙螺栓等构成。分别安装 于四个标准楼层，满足《附着式升降脚手架设计和使用管理办法导轨 “中》

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附着于建筑物上时，在每一楼层应设置附着点。”的要求。 ㈡计算说明

使用工况时，附着支承装置有四套导向件附着点同时作用；架体垂荷直 载由限位锁、导向座、和穿墙螺栓等承担，导轮组承受水平力。

升降工况时，附着支承装置有三套导向件附着点同时起作用，架体垂直 荷载由提升机承担，导轮组承受水平力。

按照《附着式升降脚手架设计和使用管理办法》的规定，使用工况下， 荷载乘以动力系数1.3和结构重要性系数0.9；升降工况下，荷载乘以荷载变 化系数2.0和结构重要性系数0.9。分别计算使用和升降工况荷载，比较后选 择较大值进行验算。

计算时，由于使用工况时各类荷载均较升降工况时大因此，以下算验按 照使用工况计算，并安全的将附着点按3套导向件承担架体的全部荷载考。虑 结构简图如下：

附图（11）

荷载计算 1荷载计算：

结构施工工况下恒载：

6层脚手板+6层挡脚板+爬升机构+电控柜+安全网+竖向主框架+水平支承框架+脚手架架体 =32.88ＫN

装修施工工况下恒载：由于悬臂的两步架拆除,以上恒载中除电控柜、爬升机构、水平支承框 架外，其余荷载均变小，即：25.55ＫN

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㈢

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升降工况下的活载：结构施工阶段：5.7ｋN；装修施工阶段：8.55ｋN 施工活荷载标：值准使用工况下活荷载标3值准4.2ｋN 2.荷载设计值 装修施工时：

P 设升=γoγ2（γGGk+γQG

Q

）

=0.9×2×（1.2×27.39+1.4×9.0） =81.8ｋN

P 设使=γoγ1（γGGk+γQG

Q

）

=0.9×1.3×（1.2×27.39+1.4×36.0） =97.42ｋN

以下，将以结构施工时的升降工况荷载设计值验算附着支承装置。 (四)受力计算 A:导轮组

导轮组水平力：

P

设水导=P

设使

×0.65/9=97.42×0.65/9=7.04ｋN

1导轮组销轴

导轮组销轴材料采用Q235A；直径Φ16；截面积A=200.96ｍｍ 导轮组是沿导轨导向及防止架体外倾的构件，导轮组承受水平力，因此，导 轮组的销轴要承受剪切应力。导轮组共安装4个销轴且仅为2个销轴同时承 受水平力,偏于安全,按1个销轴承受水平力计算.

P

设水导7040 τ=──────=────────=17.6N／ｍｍ 2×A2×200.96 2.焊缝计算

70407040

τf=──────=─────────

2×helw2×3.5×30

2 2

≤fw

=140N／ｍｍ

=33.5N／ｍｍ

f

式中：τf：沿焊缝方向的剪应力

h

e：角焊缝有效厚度 0.7hf=0.7×5=3.5ｍｍ

lw：角焊缝计算长度30ｍｍ

w

：角焊缝强度设计值ff

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2

2

v=120N／ｍｍ2

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F'

附图（12）

B:穿墙螺栓抗剪计算：

穿墙螺栓材料采用4.8级强度螺栓；直径Φ32；有效截面积A=616ｍｍ 1.使用状态下每层穿墙螺栓承受的架体垂直荷载为：P /3=97420/3=32473N. ，

/A=52.7N／ｍｍ

2τ=P

v=120N／ｍｍ

2

2.提升状态下挂座穿墙螺栓承受的架体垂直荷载为:fmax=27.39+6.0=33.39ｋN

τ=f

max/A=54.2N／ｍｍv=120N／ｍｍ2

2

十三电动提升葫芦的计算

采用5吨电动环链提升机，其允许载荷大于爬架在升降

状态下的自重和活动荷载之和fmax=33.39kN.

十四卸料平台计算说明

卸料平台采用两根14#以上槽钢做主龙骨和48焊管或10号槽焊接

而成，采用两根15mm（规格6*19）钢丝绳斜拉，通过吊环将材料载荷 传给结构。结构边梁采用20吊环预埋圆钢如图。平台限载G=1000kg； 并依据以下简化模型进行计算：

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2

=P

设

使 ，

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G×2.5米=F×SIN45×3.5米;F=G×2.5米/SIN45

O

O

O ×3.5米

×3.5米;F=G×2.5米/SIN45

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=1090kg;

15MM钢丝绳破断力为:P=14T/根×2根=28T>1090kg; 结论:采用15mm钢丝绳满足卸荷安全. 吊环计算:

吊环圆钢直径采用20mm,埋设深度400mm在,钢丝绳作用下为根部受

剪切,根据计算:每根钢丝绳F=1090kg/2=545kg,即圆钢受剪切力

,22 =545kg;单股圆钢实受剪切应力:f*π=173.5kg/cm< 为:F

,22

剪=545kg/1=545kg;单股圆钢实受剪切应力:f*π=173.5kg/cm<

2

(允许抗剪强度). =1300kg/cm Vf

,

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