门架脚手架的计算

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门架脚手架的计算门架脚手架的计算
一、参数信息
1.脚手架参数
脚手架搭设高度为40.0米，门架型号采用MF1219，钢材为Q235。
扣件连接方式:单扣件；
搭设尺寸为：门架的宽度 b = 1.219米，门架的高度 h0 = 1.930米，步距1.950米，跨距 l = 1.830米。
门架 h1 = 1.536米，h2 = 0.100米，b1 = 0.750米。
门架立杆采用 Φ48.0×3.5 mm钢管，立杆加强杆采用 Φ26.8×2.5 mm钢管，连墙件布置参数:两步三跨；
连墙件连接方式:焊缝连接；
连墙件的竖向间距3.90米，水平间距5.49米。
?.荷载参数
本工程地处 安徽省杭州市 ，基本风压为0.55，风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为1.20；
施工均布荷载为2.500kN/m2，同时施工层数：2层。3.地基参数
地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kN/m2):500.000；
基础底面扩展面积(m2):0.200；基础降低系数:0.40。
 
二、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)
(2)  门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：
MF1219  1榀  0.000 kN
交叉支撑  2副  2×0.040=0.080 kN
水平架  5步4设  0.165×4/5=0.132 kN
脚手板  5步1设  0.184×1/5=0.037 kN
连接棒  2个  2×0.006=0.012 kN
锁臂   2副  2×0.009=0.018 kN 琡
合计      0.279 kN
经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1 = 0.143 kN/m。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力(kN/m)
剪刀撑采用 Φ42.0×2.5 mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算：
tgα = ( 4×1.950 ) / ( 4×1.830 ) = 1.066
2 ×0.024× ( 4×1.830)/cosα/(4×1.950 ) = 0.067 kN/m；
水平加固杆采用 Φ42.0×2.5 mm钢管，按照1步4跨设置，每米高的钢管重为： 0.024× ( 4×1.830 ) / ( 1×1.950 ) = 0.092 kN/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：
( 1×0.0135+4×0.0145 ) / 1.950 = 0.037 kN/m；
每米高的附件重量为0.020 kN/m；每米高的栏杆重量为0.010 kN/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 = 0.225 kN/m；静荷载标准值总计为 NG = NGK1 + NGK2 = 0.368 kN/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 = 11.154 kN；
3 风荷载计算
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Wo= 0.550；
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 = 1.000；
Us-- 风荷载体型系数：Us =1.200；
经计算得到，风荷载标准值：
Wk = 0.462 kN/m2。
三、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 = 0.368 kN/m；
　　 NQ -- 脚手架的活荷载标准值，NQ = 11.154 kN；
　　 H -- 脚手架的搭设高度，H = 40.000 m。
经计算得到，N = 33.287 kN。
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 =0.845 kN/m；
　 H1 -- 连墙件的竖向间距，H1 =3.900 m；
经计算得到，N =33.455 kN。
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 = 33.455 kN；　　
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以下公式计算
其中Φ-- 门架立杆的稳定系数,由长细比 kho/i 查表得到，Φ =0.634；
　　 k -- 调整系数，k=1.170；
　　 i -- 门架立杆的换算截面回转半径，i=2.41 cm；
　　 I -- 门架立杆的换算截面惯性矩，I=11.12 cm4；
　　 h0 -- 门架的高度，h0=1.93m；
　　 I0 -- 门架立杆的截面惯性矩，I0=1.42 cm4；
　　 A1 -- 门架立杆的截面面积，A1=1.91 cm2；
　　 h1 -- 门架加强杆的高度，h1=1.54m；
　　 I1 -- 门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.19 cm4；
　　 A -- 一榀门架立杆的截面面积，A=3.82 cm2；
　　 f -- 门架钢材的强度设计值，f=205.00 N/mm2。
经计算得到，Nd= 496.485 kN。
立杆的稳定性计算 N < Nd，满足要求！
四、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，按照稳定性计算的可搭设高度 Hs = 82.34米。
因脚手架搭设高度 H > 60米，取60米。
五、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值按照下式计算：
.其中 Nw -- 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：
Nw = 1.4 × Wk× H1 × L1
Wk -- 风荷载基本风压值(kN/m2)：Wk = 0.462；
H1 -- 连墙件的竖向间距(m)：H1 = 3.900；
L1-- 连墙件的水平间距(m)：L1 =5.490；
经计算得到，Nw=13.849 kN。
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 = 16.849
Φ -- 连墙件的稳定系数；
A -- 连墙件的截面面积；
经计算得到，Nf =54.022 kN。
Nc < Nf，连墙件的设计计算满足要求！
连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下 ?
其中 N为连墙件的轴向拉力，N = 13.849 kN；
lw为连墙件的周长，取Lw = pi×d=150.796 mm；
t为连墙件的焊缝厚度，t= 3.500 mm；
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0 N/mm2；
焊缝受拉应力 σ= 13848.635 /( 150.796×3.500)= 26.239 N/mm2；
因 σ= 26.239小于 ft = 185.00，对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求！
连墙件对接焊缝连接示意图
六、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 = 167.277；
N -- 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)：N =33.455；
A -- 基础底面面积 (m2)；A =0.200；
fg -- 地基承载力设计值 (N/mm2)：fg =200.000；
地基承载力设计值按下式计算
fg= kc × fgk ；
其中 kc -- 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.400；
fgk -- 地基承载力标准值：fgk = 500.000； 
因 P=167.277 N/mm2 < 200.000 N/mm2,地基承载力的计算满足要求！