門(mén)架腳手架的計(jì)算

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門(mén)架腳手架的計(jì)算門(mén)架腳手架的計(jì)算
一、參數(shù)信息
1.腳手架參數(shù)
腳手架搭設(shè)高度為40.0米，門(mén)架型號(hào)采用MF1219，鋼材為Q235。
扣件連接方式:單扣件；
搭設(shè)尺寸為：門(mén)架的寬度 b = 1.219米，門(mén)架的高度 h0 = 1.930米，步距1.950米，跨距 l = 1.830米。
門(mén)架 h1 = 1.536米，h2 = 0.100米，b1 = 0.750米。
門(mén)架立桿采用 Φ48.0×3.5 mm鋼管，立桿加強(qiáng)桿采用 Φ26.8×2.5 mm鋼管，連墻件布置參數(shù):兩步三跨；
連墻件連接方式:焊縫連接；
連墻件的豎向間距3.90米，水平間距5.49米。
?.荷載參數(shù)
本工程地處 安徽省杭州市 ，基本風(fēng)壓為0.55，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz為1.00，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs為1.20；
施工均布荷載為2.500kN/m2，同時(shí)施工層數(shù)：2層。3.地基參數(shù)
地基土類型:碎石土；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):500.000；
基礎(chǔ)底面擴(kuò)展面積(m2):0.200；基礎(chǔ)降低系數(shù):0.40。
 
二、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值:
作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。
1.靜荷載計(jì)算
靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：
(1)  腳手架自重產(chǎn)生的軸向力(kN/m)
(2)  門(mén)架的每跨距內(nèi)，每步架高內(nèi)的構(gòu)配件及其重量分別為：
MF1219  1榀  0.000 kN
交叉支撐  2副  2×0.040=0.080 kN
水平架  5步4設(shè)  0.165×4/5=0.132 kN
腳手板  5步1設(shè)  0.184×1/5=0.037 kN
連接棒  2個(gè)  2×0.006=0.012 kN
鎖臂   2副  2×0.009=0.018 kN 琡
合計(jì)      0.279 kN
經(jīng)計(jì)算得到，每米高腳手架自重合計(jì)NGk1 = 0.143 kN/m。
(2)加固桿、剪刀撐和附件等產(chǎn)生的軸向力(kN/m)
剪刀撐采用 Φ42.0×2.5 mm鋼管，按照4步4跨設(shè)置，每米高的鋼管重計(jì)算：
tgα = ( 4×1.950 ) / ( 4×1.830 ) = 1.066
2 ×0.024× ( 4×1.830)/cosα/(4×1.950 ) = 0.067 kN/m；
水平加固桿采用 Φ42.0×2.5 mm鋼管，按照1步4跨設(shè)置，每米高的鋼管重為： 0.024× ( 4×1.830 ) / ( 1×1.950 ) = 0.092 kN/m；
每跨內(nèi)的直角扣件1個(gè)，旋轉(zhuǎn)扣件4個(gè)，每米高的鋼管重為：
( 1×0.0135+4×0.0145 ) / 1.950 = 0.037 kN/m；
每米高的附件重量為0.020 kN/m；每米高的欄桿重量為0.010 kN/m；
經(jīng)計(jì)算得到，每米高腳手架加固桿、剪刀撐和附件等產(chǎn)生的軸向力合計(jì) NGk2 = 0.225 kN/m；靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值總計(jì)為 NG = NGK1 + NGK2 = 0.368 kN/m；
2.活荷載計(jì)算 ,
活荷載為各施工層施工荷載作用于一榀門(mén)架產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和。
經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 11.154 kN；
3 風(fēng)荷載計(jì)算
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算
其中 Wo -- 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Wo= 0.550；
Uz -- 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用Uz = 1.000；
Us-- 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us =1.200；
經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
Wk = 0.462 kN/m2。
三、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:
作用于一榀門(mén)架的軸向力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式(不組合風(fēng)荷載)
其中 NG -- 每米高腳手架的靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NG = 0.368 kN/m；
　　 NQ -- 腳手架的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 11.154 kN；
　　 H -- 腳手架的搭設(shè)高度，H = 40.000 m。
經(jīng)計(jì)算得到，N = 33.287 kN。
作用于一榀門(mén)架的軸向力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式(組合風(fēng)荷載) 
其中 qk -- 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，qk =0.845 kN/m；
　 H1 -- 連墻件的豎向間距，H1 =3.900 m；
經(jīng)計(jì)算得到，N =33.455 kN。
門(mén)式鋼管腳手架的穩(wěn)定性按照下列公式計(jì)算
其中 N -- 作用于一榀門(mén)架的軸向力設(shè)計(jì)值，取以上兩式的較大者，N = 33.455 kN；　　
Nd -- 一榀門(mén)架的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值(kN)；
一榀門(mén)架的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值以下公式計(jì)算
其中Φ-- 門(mén)架立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 kho/i 查表得到，Φ =0.634；
　　 k -- 調(diào)整系數(shù)，k=1.170；
　　 i -- 門(mén)架立桿的換算截面回轉(zhuǎn)半徑，i=2.41 cm；
　　 I -- 門(mén)架立桿的換算截面慣性矩，I=11.12 cm4；
　　 h0 -- 門(mén)架的高度，h0=1.93m；
　　 I0 -- 門(mén)架立桿的截面慣性矩，I0=1.42 cm4；
　　 A1 -- 門(mén)架立桿的截面面積，A1=1.91 cm2；
　　 h1 -- 門(mén)架加強(qiáng)桿的高度，h1=1.54m；
　　 I1 -- 門(mén)架加強(qiáng)桿的截面慣性矩，I1=12.19 cm4；
　　 A -- 一榀門(mén)架立桿的截面面積，A=3.82 cm2；
　　 f -- 門(mén)架鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00 N/mm2。
經(jīng)計(jì)算得到，Nd= 496.485 kN。
立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 N < Nd，滿足要求！
四、最大搭設(shè)高度的計(jì)算:

組合風(fēng)荷載時(shí)，腳手架搭設(shè)高度按照下式計(jì)算：
不組合風(fēng)荷載時(shí)，腳手架搭設(shè)高度按照下式計(jì)算：
經(jīng)計(jì)算得到，按照穩(wěn)定性計(jì)算的可搭設(shè)高度 Hs = 82.34米。
因腳手架搭設(shè)高度 H > 60米，取60米。
五、連墻件的計(jì)算:
連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值按照下式計(jì)算：
.其中 Nw -- 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：
Nw = 1.4 × Wk× H1 × L1
Wk -- 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值(kN/m2)：Wk = 0.462；
H1 -- 連墻件的豎向間距(m)：H1 = 3.900；
L1-- 連墻件的水平間距(m)：L1 =5.490；
經(jīng)計(jì)算得到，Nw=13.849 kN。
Nc -- 風(fēng)荷載及其它作用對(duì)連墻件產(chǎn)生的拉、壓力設(shè)計(jì)值(kN)；Nc = Nw + 3.0 = 16.849
Φ -- 連墻件的穩(wěn)定系數(shù)；
A -- 連墻件的截面面積；
經(jīng)計(jì)算得到，Nf =54.022 kN。
Nc < Nf，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！
連墻件采用焊接方式與墻體連接，對(duì)接焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式如下 ?
其中 N為連墻件的軸向拉力，N = 13.849 kN；
lw為連墻件的周長(zhǎng)，取Lw = pi×d=150.796 mm；
t為連墻件的焊縫厚度，t= 3.500 mm；
ft或fc為對(duì)接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度，取185.0 N/mm2；
焊縫受拉應(yīng)力 σ= 13848.635 /( 150.796×3.500)= 26.239 N/mm2；
因 σ= 26.239小于 ft = 185.00，對(duì)接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度計(jì)算滿足要求！
連墻件對(duì)接焊縫連接示意圖
六、立桿的地基承載力計(jì)算:
立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求
p ≤ fg
其中 p -- 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力 (N/mm2)，p = N/A，p = 167.277；
N -- 上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值 (kN)：N =33.455；
A -- 基礎(chǔ)底面面積 (m2)；A =0.200；
fg -- 地基承載力設(shè)計(jì)值 (N/mm2)：fg =200.000；
地基承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算
fg= kc × fgk ；
其中 kc -- 腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc = 0.400；
fgk -- 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fgk = 500.000； 
因 P=167.277 N/mm2 < 200.000 N/mm2,地基承載力的計(jì)算滿足要求！