门架脚手架计算书

一、工程概况

本工程位于福建仙游抽水蓄能电站下库500KV开关站左侧（300.00平台上）。

本工程占地面积：1183.93m²

本工程建筑面积：地上5281.126m²，地下283.99 m²

建筑层数为地下局部1层，地上5层，建筑总高度23.88 m

基础形式为柱承台基础

建筑功能：专业用房与办公用房

结构体系：框架结构、按六度抗震设防

结构平面的轴网尺寸如下----71.9m×15.8m

本工程各层梁板混凝土结构工程施工才采用门式脚手架。

二、编制依据

根据《工程建设标准强制性条文 电力工程部分（施工及验收）》中《水工混凝土施工规范》DL/T5162-2002第4.2.5、4.2.8、4.2.9等条文要求严格实行。

根据《工程建设标准强制性条文 电力工程部分（施工及验收）》中《水工混凝土施工规范》DL/T5162-2002第10.2.1及10.4.1要求严格实行。

1《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2000；

2.组织设计及施工图纸。

      3.《建筑地基结构规范》GB50007-2002；

      4.《建筑结构荷载规范》GB50009-2002；

      5.《钢结构设计规范》GB50017-2003。

三、门式脚手架计算书

（一）、门式脚手架材料要求

   1.门架立杆采用外径42.5mm、壁厚2.5mm的焊接钢管，立杆加强杆采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GBT700中Q235A钢的规定，门架型号采用门架MF1217。使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷，并涂有防锈漆作防腐处理，不合格的钢管决不允许使用。

   2.扣件使用生产厂家合格的产品，并持有产品合格证，扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-1995规定的要求，对使用的扣件要全数进行检查，不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。扣件与钢管的贴合面要严格整形，保证与钢管扣紧的接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm，扣件的活动部位转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧力矩达60N.M时扣件不得破坏。

   3.木脚手板的选用必须严格，脚手板材质坚硬，不腐烂，横向裂纹不得大于四分之一板宽，脚手板宽一般为200~300mm，厚度不小于50mm。脚手板端部（80mm~100mm处）用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。竹笆板的选用必须严格，竹笆板宜采用毛竹或南竹制作，进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。

（二）、门式脚手架施工措施

本工程为五层框架结构，楼板厚度大部分为h=110，局部90、100、120、150厚。框架梁以250×700、300×700、400×700、400×800为主，次梁为200×400、200×500、200×600、250×500等。

结合本工程结构形式、实际施工特点，室内采用门式脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。必须保证其整体性和抗倾覆性。

基本要求

1.搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求，立杆下应垫枕木并加设扫地杆。

2.剪刀撑：四边连续设剪刀撑，且应由下向上连续设置。

（三）、门式脚手架计算书

1. 荷载参数

模板与木板自重(kN/m2):0.340；

混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；

楼板浇筑厚度(m):0.150；

倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.000。

2． 脚手架参数

计算的脚手架搭设高度为4.5m；

门架型号采用MF1217，钢材采用Q235；

 搭设尺寸为：门架的宽度 b = 1.22m，门架的高度 h0 = 1.93m，步距1.95

m，跨距 l = 1.82m；

 门架 h1 = 1.54m，h2 = 0.08m，b1 = 0.75m；（详见图1）

门架立杆采用Φ42.0×2.5mm钢管，立杆加强杆采用Φ48.0×3.5mm钢管；

每榀门架之间的距离0.90m，梁底木方距离300mm；

梁底木方截面宽度40mm，高度100mm；

梁顶托梁采用Φ48.0×3.5mm钢管。（详见图2）

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

图2 模板支架示意图

3.楼板验算（板厚度取150mm）:

3.1楼板底木方的计算

木方按照简支梁计算，木方的截面力学参数为

 3.1.1.荷载的计算：

 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

    q1 = 25.500×0.150×0.300=1.148kN/m

 (2)模板的自重线荷载(kN/m)：

    q2 = 0.340×0.300=0.102kN/m

 (3)活荷载为施工人员与施工设备产生的荷载(kN/m)：

  经计算得到，活荷载标准值：

 q3 = 2.000×0.300=0.600kN/m

  经计算得到，木方荷载计算值： 

Q = 1.2×(1.148+0.102)+1.4×0.600=2.339kN/m

 3.1.2木方强度、挠度、抗剪计算

木方计算简图

木方弯矩图（kN.m）

                            木方变形图（mm）

木方剪力图（kN）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

                N1=1.188kN

                N2=2.508kN

                N3=1.9kN

                N4=1.9kN

                N5=2.508kN

                N6=1.188kN

 经过计算得到最大弯矩 M = 0.300kN.m

 经过计算得到最大支座 F = 2.508kN

 经过计算得到最大变形 V = 1.3mm

木方的截面力学参数：

截面惯性矩I

I = 4.00×10.00×10.00×10.00/12 = 333.33cm4；

截面抵抗矩W

       W = 4.00×10.00×10.00/6 = 66.67cm3；

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度 f=0.300×106/66666.7=4.50N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

               T = 3Q/2bh < [T]

    截面抗剪强度计算值 T=3×1.666/(2×40×100)=0.625N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

(3)木方挠度计算

 最大变形 V=1.3mm

 木方的最大挠度小于1220.0/250,满足要求!

3.2楼板底托梁的计算：

梁底托梁选择三榀门架的跨度作为一计算单元。

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

均布荷载取托梁的自重 q= 0.065kN/m。

托梁计算简图

托梁弯矩图（kN.m）

托梁变形图（mm）

托梁剪力图（kN）

经过计算得到最大弯矩 M = 0.719kN.m

 经过计算得到最大支座 F = 8.382kN

经过计算得到最大变形 V = 0.7mm

顶托梁的截面力学参数：

     截面抵抗矩 W = 5.08cm3；

     截面惯性矩 I = 12.18cm4；

(1)顶托梁抗弯强度计算

        抗弯计算强度 f=0.719×106/5080=141.54N/mm2

        顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

(2)顶托梁挠度计算

        最大变形 V = 0.7mm

        顶托梁的最大挠度小于900.0/400,满足要求!

3.3门架荷载标准值

作用于门架的荷载包括门架静荷载与上面托梁传递荷载。

3.3.1门架静荷载计算

门架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=0.080kN

        水平架       5步4设           0.165×4/5=0.132kN

         连接棒          2个           2×0.006=0.012kN

         锁臂            2副           2×0.009=0.017kN

        合计                               0.446kN

经计算得到，每米高脚手架自重合计 NGk1 = 0.446 / 1.950 = 0.229kN/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=(4×1.950)/(4×1.820)=1.071

         2×0.038×(4×1.820)/cos/(4×1.950)=0.105kN/m

水平加固杆采用Φ48.0×3.5mm钢管，按照4步1跨设置，每米高的钢管重为

         0.038×(1×1.820)/(4×1.950)=0.009kN/m

每跨内的直角扣件1个，旋转扣件1个，每米高的钢管重为0.037kN/m；

         (1×0.014+4×0.014)/1.950=0.037kN/m

每米高的附件重量为0.020kN/m；

每米高的栏杆重量为0.010kN/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 = 0.181kN/m

经计算得到，静荷载标准值总计为 NG = 0.409kN/m。

3.3.2 托梁传递荷载

托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。

从左到右每榀门架两端点产生支点力分别为

         第1榀门架两端点力2.991kN，2.991kN

         第2榀门架两端点力8.382kN，8.382kN

         第3榀门架两端点力8.382kN，8.382kN

         第4榀门架两端点力2.991kN，2.991kN

经计算得到，托梁传递荷载为 NQ = 16.7kN。

3.4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

            N = 1.2NGH + NQ

其中 NG —— 每米高脚手架的静荷载标准值，NG = 0.409kN/m；

     NQ —— 托梁传递荷载，NQ = 16.7kN；

     H —— 脚手架的搭设高度，H = 4.5m。

经计算得到，N = 1.2×0.409×4.500+16.7=18.973kN。

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，N = 18.97kN；

     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，=0.617；

      k —— 调整系数，k=1.13；

      i —— 门架立杆的换算截面回转半径，i=2.26cm；

I —— 门架立杆的换算截面惯性矩，I=15.78cm4；

      h0 —— 门架的高度，h0=1.93m；

      I0 —— 门架立杆的截面惯性矩，I0=6.08cm4；

      A1 —— 门架立杆的净截面面积，A1=3.10cm2；

      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=12.19cm4；

      A —— 一榀门架立杆的毛截面面积，A=2A1=6.20cm2；

      f —— 门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

经计算得到，Nd= 78.421kN。

立杆的稳定性计算 N < Nd,满足要求!

4.梁模板验算（梁尺寸取250×700mm）：

4.1梁底木方的计算

木方按照简支梁计算：

4.1.1荷载的计算：

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

         q1 = 25.500×0.700×0.300=5.355kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

         q2 = 0.340×0.300×(2×0.700+0.250)/0.250=0.673kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)：

 经计算得到，活荷载标准值 q3 = 2.000×0.300=0.600kN/m

 经计算得到，木方荷载计算值 Q = 1.2×(5.355+0.673)+1.4×0.600=8.074kN/m

4.1.2木方强度、挠度、抗剪计算：

木方计算简图

木方弯矩图（kN.m）

木方变形图（mm）

木方剪力图（kN）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

             N1=0.968kN

             N2=0.968kN

经过计算得到最大弯矩 M = 0.532kN.m

 经过计算得到最大支座 F = 0.968kN

经过计算得到最大变形 V = 2.23mm

木方的截面力学参数为

截面惯性矩I：

I = 4.00×10.00×10.00×10.00/12 = 333.33cm4；

截面抵抗矩W:

             W = 4.00×10.00×10.00/6 = 66.67cm3；

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度 f=0.532×106/66666.7=7.98N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

             T = 3Q/2bh < [T]

截面抗剪强度计算值 T=3×0.968×103/(2×40×100)=0.363N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

  (3)木方挠度计算

 最大变形 V = 2.23mm

木方的最大挠度小于1220.0/250,满足要求!

4.2梁底托梁的计算

梁底托梁选择三榀门架的跨度作为一计算单元。

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

均布荷载取托梁的自重 q = 0.038kN/m。

托梁计算简图

托梁弯矩图（kN.m）

托梁变形图（mm）

托梁剪力图（kN）

经过计算得到最大弯矩 M = 0.277kN.m

经过计算得到最大支座 F = 2.857kN

经过计算得到最大变形 V = 0.5mm

顶托梁的截面力学参数为

截面抵抗矩 W = 5.08cm3；

截面惯性矩 I = 12.18cm4；

(1)顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度 f=0.277×106/5080=54.52N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求

(2)顶托梁挠度计算

 最大变形 V = 0.5mm

顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!

4.3门架荷载标准值

作用于门架的荷载包括门架静荷载与上面托梁传递荷载。

 4.3.1 门架静荷载计算

门架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=0.080kN

      水平架       5步4设           0.165×4/5=0.132kN

        连接棒          2个           2×0.006=0.012kN

        锁臂            2副           2×0.009=0.017kN

        合计                               0.446kN

 经计算得到，每米高脚手架自重合计 NGk1 = 0.446 / 1.950 = 0.229kN/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=(4×1.950)/(4×1.820)=1.071

            2×0.038×(4×1.820)/cos/(4×1.950)=0.105kN/m

 水平加固杆采用Φ48.0×3.5mm钢管，按照4步1跨设置，每米高的钢管重为

            0.038×(1×1.820)/(4×1.950)=0.009kN/m

 每跨内的直角扣件1个，旋转扣件1个，每米高的钢管重为0.037kN/m；

            (1×0.014+4×0.014)/1.950=0.037kN/m

 每米高的附件重量为0.020kN/m；

 每米高的栏杆重量为0.010kN/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 = 0.181kN/m

经计算得到，静荷载标准值总计为 NG = 0.409kN/m。

 4.3.2 托梁传递荷载

 托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。

 从左到右每榀门架两端点产生支点力分别为

            第1榀门架两端点力1.020kN，1.020kN

            第2榀门架两端点力2.857kN，2.857kN

            第3榀门架两端点力2.857kN，2.857kN

            第4榀门架两端点力1.020kN，1.020kN

 经计算得到，托梁传递荷载为 NQ = 5.714kN。

4.4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

                N = 1.2NGH + NQ

其中 NG —— 每米高脚手架的静荷载标准值，NG = 0.409kN/m；

     NQ —— 托梁传递荷载，NQ = 5.714kN；

     H —— 脚手架的搭设高度，H = 4.5m。

经计算得到，N = 1.2×0.409×4.500+5.714=7.923kN。

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，N = 7.92kN；

     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，=0.617；

       k —— 调整系数，k=1.13；

       i —— 门架立杆的换算截面回转半径，i=2.26cm；

       I —— 门架立杆的换算截面惯性矩，I=15.78cm4；

       h0 —— 门架的高度，h0=1.93m；

       I0 —— 门架立杆的截面惯性矩，I0=6.08cm4；

       A1 —— 门架立杆的净截面面积，A1=3.10cm2；

       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=12.19cm4；

       A —— 一榀门架立杆的毛截面积，A=2A1=6.20cm2；

       f —— 门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

   经计算得到，Nd= 78.421kN。

   立杆的稳定性计算 N < Nd,满足要求!