门式落地外架计算.doc

门式钢管脚手架计算书

门式钢管脚手架的计算参照《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128-2000）。

计算的脚手架搭设高度为40米，门架型号采用MF1217，钢材采用Q235。
搭设尺寸为：门架的宽度 b = 1.22米，门架的高度 h0 = 1.93米，步距1.95米，跨距 l = 1.83米。
门架 h1 = 1.536米，h2 = 0.08米，b1 = 0.75米。
门架立杆采用φ27.2×1.9钢管，立杆加强杆采用φ48.0×3.5钢管，
连墙件的竖向间距5.85米，水平间距5.49米。
施工均布荷载为2.50kN/m2，同时施工2层。

1——立杆；2——立杆加强杆；3——横杆；4——横杆加强杆
计算门架的几何尺寸图

一、脚手架荷载标准值

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1 静荷载计算

静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架自重产生的轴向力(kN/m)
门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：
门架(MF1217) 1榀 0.205KN
交叉支撑 2副 2×0.040=0.08kN
连接棒 2个 2×0.006=0.012kN
锁臂 2副 2×0.009=0.018kN
合计 0.315kN
经计算得到，每米高脚手架自重合计 NGk1 = 0.315 / 1.95= 0.162kN/m

(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力计算(kN/m)
剪刀撑采用φ48.0×3.5mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算：
tg=(4×1.95)/(4×1.83)=1.066
2×0.015×(4×1.83)/cos/(4×1.95)=0.041kN/m
水平加固杆采用φ26.8×2.5mm钢管，按照4步1跨设置，每米高的钢管重为
0.015×(1×1.83)/(4×1.95)=0.004kN/m
每跨内的直角扣件1个，旋转扣件4个，每米高的钢管重为0.036kN/m；
(1×0.014+4×0.014)/ 1.95=0.036kN/m
每米高的附件重量为0.02kN/m；
每米高的栏杆重量为0.01kN/m；
经计算得到，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计 NGk2 = 0.111kN/m

经计算得到，静荷载标准值总计为 NG = 0.273kN/m

2 活荷载计算

活荷载为各施工层施工荷载作用于一榀门架产生的轴向力标准值总和。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 11.163kN。

3 风荷载计算

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 w0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：w0 = 0.35
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 1.38
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1

经计算得到，风荷载标准值wk = 0.338kN/m2。

二、立杆的稳定性计算

作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(不组合风荷载)

其中 NG —— 每米高脚手架的静荷载标准值，NG = 0.273kN/m；
　　 NQ —— 每米高脚手架的活荷载标准值，NQ = 11.163kN/m；
　　 H —— 脚手架的搭设高度，H = 40m。
经计算得到，N = 28.732kN。
作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(组合风荷载)

其中 qk —— 风荷载标准值，qk = 0.619kN/m；
　　 H1 —— 连墙件的竖向间距，H1 = 5.85m；
经计算得到，N = 32.539kN。

门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算

其中 N —— 作用于一榀门架的轴向力设计值，取以上两式的较大者，N = 32.539kN；
　　 Nd —— 一榀门架的稳定承载力设计值(kN)；

一榀门架的稳定承载力设计值公式计算

其中 —— 门架立杆的稳定系数,由长细比 kh0/i 查表得到，=0.704；
　　 k —— 调整系数，k=1.17；
　　 i —— 门架立杆的换算截面回转半径，i=2.69cm；
　　 I —— 门架立杆的换算截面惯性矩，I=10.9cm4；
　　 h0 —— 门架的高度，h0=1.93m；
　　 I0 —— 门架立杆的截面惯性矩，I0=1.21cm4；
　　 A1 —— 门架立杆的截面面积，A1=1.51cm2；

　　 h1 —— 门架加强杆的高度，h1=1.536m；
　　 I1 —— 门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.18cm4；
　　 A —— 一榀门架立杆的截面面积，A=3.02cm2；
　　 f —— 门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。
经计算得到，Nd= 43.58kN。
立杆的稳定性计算 N < Nd,满足要求!

三、最大搭设高度的计算

组合风荷载时,脚手架搭设高度按照下式计算：

不组合风荷载时,脚手架搭设高度按照下式计算：

经计算得到，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 73.7米。
脚手架搭设高度 H > 60米，取60米。
四、连墙件的计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

其中 Nw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nw = 1.4 × wk × H1 × L1

wk —— 风荷载基本风压值(kN/m2)；wk = 0.338
H1 —— 连墙件的竖向间距(m)；H1 = 5.85
L1 —— 连墙件的水平间距(m)；L1 = 5.49
经计算得到，Nw = 15.2kN。
Nc —— 风荷载及其它作用对连墙件产生的拉、压力设计值(kN)；Nc = Nw + 3.0 = 18.2
—— 连墙件的稳定系数；
A —— 连墙件的截面面积；
经计算得到，Nf = 37.04kN。
连墙件的设计计算满足要求!

五、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p ≤ fg

其中 p —— 立杆基础底面的平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 130.16
N —— 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 32.539
A —— 基础底面面积 (m2)；A = 0.25
fg —— 地基承载力设计值 (N/mm2)；fg = 68

地基承载力设计值应按下式计算

fg = kc × fgk

其中 kc —— 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.4
fgk —— 地基承载力标准值；fgk = 170
地基承载力的计算不满足要求!