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门式脚手架承载力计算篇一

张鹏 马军

（中机十院国际工程有限公司 北京100083）

摘要：本文根据《建筑结构荷载规范gb50009-2012》与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程cecs102:2002》风荷载的不同要求分别对柱脚刚接及铰接两种型式的门式刚架进行计算。分析讨论了两本规范计算结果的差异，对设计时采用何种规范进行计算提出建议。

关键词：门式刚架 风荷载 比较

门式钢架轻型钢结构房屋具有用钢量小、造价低廉、建造工期短的优点。自从《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》2002年发布后，门钢结构广泛使用于工业厂房、仓库、农贸市场、体育场馆等领域。但是随着结构使用时间增长，各种极端天气状况逐渐经历，也出现了不少例局部破坏甚至倒塌的恶性事故。门式钢架轻型钢结构房屋一般采用轻质屋面及墙面材料，自重较轻，对外界荷载较敏感。比如《建筑结构荷载规范gb50009-2012》7.1.2条，“对雪荷载敏感的结构，应采用100年重现期的雪压”就是针对门式钢架轻型钢结构房屋提出的要求。因此设计时考虑稍有不周就有可能出现严重的后果。虽然规范中并没有对风荷载提出需要特别加强的要求，但是笔者认为还是应该对风荷载的计算有足够的重视。

1.不同规范对于风荷载计算的不同要求

《建筑结构荷载规范gb50009-2012》（文中简称“荷载规范”）与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程cecs102:2002》（文中简称“门钢规程”）均有风荷载的计算要求，但计算公式及参数取值不尽相同。特别是对于风荷载体形系数两本规范取值相差较大。下面以封闭式双坡屋面结构体型进行比较。

1.1 荷载规范第8.3节表8.3.1项次2 柱：迎风面μs=+0.8，背风面μs=-0.5 梁：迎风面μs=-0.6，背风面μs=-0.5 1.2 门钢规程附录a表a.0.2-1中间区 柱：迎风面μs=+0.25，背风面μs=-0.55 梁：迎风面μs=-1.0，背风面μs=-0.65 1.3 荷载规范与门钢规程的体形系数比较

对于柱：荷载规范的μs是门钢规程的μs的1.63倍（（0.8+0.5）/（0.25+0.55））。

对于梁：荷载规范的μs是门钢规程的μs的0.67倍（（0.6+0.5）/（1.0+0.65））。

初步比较可见，使用荷载规范计算时柱偏于安全，使用门钢规程计算时梁偏于安全。由于结构所

受荷载不仅仅为风荷载，还有恒载、活载、吊车荷载等多种作用。应将两本规范求得的风荷载设计值与恒活荷载进行组合计算，综合比较才能得出比较科学的结论。本文通过多个实例进行计算分析，以比较风荷载作用如何取值才更为安全可靠。

2.计算实例

2.1 实例一：无吊车单跨厂房 2.1.1 基本参数

钢架间距6m，檐口标高9m，钢架跨度24m，单跨双坡屋面，屋面坡度5%，封闭式建筑，柱底铰接，屋面恒载0.3kn/m，屋面活载（与雪荷载组后后）0.5kn/m，基本风压分别取0.35kn/m与0.7kn/m两种情况，地面粗糙度类别为b。

2.1.2 计算模型及主要结果

基本风压取0.35kn/m时的按荷载规范及门钢规程计算所得弯矩包络图依次见图2.1a及2.1b，基本风压取0.7kn/m时的按荷载规范及门钢规程计算所得弯矩包络图依次见图2.1c及2.1d。

图2.1a

图2.1b 张鹏（1981~），男，陕西礼泉，工程师，从事结构工程设计，（电子信箱）zjyyzhangpeng@

别为b。

3.1.2 计算模型及主要结果

基本风压取0.35kn/m时的按荷载规范及门钢规程计算所得弯矩包络图依次见图3.1a及3.1b，基本风压取0.7kn/m时的按荷载规范及门钢规程 计算所得弯矩包络图依次见图3.1c及3.1d。

图2.1c

图2.1d 2.2 结果比较 经过以上计算可知：

（1）风压0.35kn/m时，荷载规范计算的柱顶弯矩（271）较门钢规程计算的柱顶弯矩（260）大约4%。

（2）风压0.7kn/m时，荷载规范计算的柱顶弯矩（282）较门钢规程计算的柱顶弯矩（260）大约8%。（3）风压0.35kn/m与风压0.7kn/m时，门钢规程计算的柱顶弯矩最大值均为260.2。

（4）门钢规程计算所得的梁跨中向上弯曲的弯矩均比荷载规范计算的大，但远小于梁跨中向下弯曲的弯矩。

2.3结果分析

对于柱顶弯矩：风压较小时，门钢规程仅比荷载规范计算所得小不足5%，两本规范计算均不会有太大区别。但是随着风压的增大，两本规范计算值差距会逐渐增大，当风压达到0.75时，门钢规程比荷载规范计算所得小8%有余，已经可能影响到了结构的安全储备。

对于梁柱弯矩：由于屋面恒活荷载组合下始终为控制组合，风荷载对梁的上弯作用不起控制作用。在按门钢规程要求设置隅撑后，均能很好的满足设计要求。

3.1 实例二：5t吊车单跨厂房 3.1.1 基本参数

钢架间距6m，檐口标高9m，钢架跨度24m，单跨双坡屋面，屋面坡度5%，封闭式建筑，柱底刚接，设置有5t单梁吊2台，屋面恒载0.3kn/m，屋面活载（与雪荷载组后后）0.5kn/m，基本风压分别取0.35kn/m与0.7kn/m两种情况，地面粗糙度类22

222

图3.1a

图3.1b

图3.1c

图3.1d

3.2结果比较 经过以上计算可知：（1）

风压0.35kn/m时，荷载规程计算的柱脚

最大弯矩（-208.4）均较门钢规程计算的柱脚最大弯矩（-197.3）大5.6%。（2）

风压0.7kn/m时，荷载规程计算的柱脚

最大弯矩（-219.6）均较门钢规程计算的柱脚最大弯矩（-197.3）大11%。

张鹏（1981~），男，陕西礼泉，工程师，从事结构工程设计，（电子信箱）zjyyzhangpeng@（3）（4）两种风压情况下，荷载规程与门钢规程门钢规程计算所得的梁跨中向上弯曲的1万小莉.门式刚架轻钢结构风荷载计算的讨论,工业建筑，2007增刊

2轻型钢结构设计手册(第二版).中国建筑工业出版社,2006

3门式钢架轻型房屋钢结构技术规程cecs 102:2002 中国计划出版社 计算的柱顶弯矩均相同（-293）。

弯矩均比荷载规范计算的大，但远小于梁跨中向下弯曲的弯矩。

3.3结果分析

对于柱脚弯矩：风压较小时，门钢规程仅比荷载规范计算所得小不足5%，两本规范计算均不会有太大区别。但是随着风压的增大，两本规范计算值差距会逐渐增大，当风压达到0.7kn/m2

时，门钢规程比荷载规范计算所得小11%有余，已经可能影响到了结构的安全储备。

对于梁柱弯矩：由于屋面恒活荷载组合下始终为控制组合，风荷载对梁的上弯作用不起控制作用。在按门钢规程要求设置隅撑后，均能很好的满足设计要求。结论

虽然门钢规程在附录a的条文说明中阐述了多数情况下按照荷载规范要求计算较按门钢规程计算不利，但根据本文比较发现，在某些情况下按荷载规范计算又是偏于安全的。

对于柱脚铰接无吊车的轻钢厂房，当风压较大地区，特别是沿海、高海拔地区，在设计柱脚铰接的单跨、多跨轻钢厂房时，按照门钢规程计算的柱顶弯矩偏小较多，应用荷载规范进行风荷载作用效应的校核。厂房的跨度越小、檐口高度越高越应引起足够的重视。

对于柱脚刚接的轻钢厂房，当吊车吨位较小时，风荷载作用下柱脚产生的弯矩占总弯矩比例越大。此时按照门钢规程计算的柱脚弯矩较小，甚至有可能较荷载规范计算值小10%以上。厂房的吊车吨位越小、檐口高度越高越应引起足够的重视。

本文计算结果比较中未涉及柱脚剪力的讨论，并不是说两本规范计算所得的剪力相差不大。由于厂房侧墙风荷载体形系数的差异，引起两本规范计算所得的柱脚剪力差异明显。但是设计时，锚栓式柱脚一般均设有抗剪键，因此均能满足两本规范的设计要求。

对于部分封闭的厂房，屋面风吸力的体型系数较大，对于恒载较小的轻钢厂房，很有可能出现风吸力作用下梁组合弯矩大于恒活荷载作用下的梁组合弯矩。此时对梁的平面外支撑体系的设计应引起足够的重视。

参考文献

张鹏（1981~），男，陕西礼泉，工程师，从事结构工程设计，（电子信箱）zjyyzhangpeng@

门式脚手架承载力计算篇二

门式脚手架的荷载计算

一、永久荷载（恒载）

作用于门式脚手架的恒载系指脚手架的结构自重及其附件重：

1．脚手架结构自重指组成门式脚手架的主要构件重，应包括门架、脚手板、水平架、交叉支撑、连接棒、锁臂等重量，其计算简图见图。

（1）各种门架型号及其配件的单件重量见表

（2）一个架距范围内，外脚手架结构自重计算方法如下。

注：脚手架结构自重产生的门柱轴心力标准值，如下；

（3）一个架距范围内，每米高的外脚手架结构自重宜采用上表。

2、脚手架附件重指加固件及防护用的物品重。加固件包括水平加固杆、剪刀撑及连接它们的扣件重；防护用物品包括（拦杆柱、扶手杆、挡脚板）或护栏网板重、安全网或纺织物、竹笆、苇席等重量。

（1）一个架距范围内，每米高脚手架加固件重宜按下式计算：

式中 l---脚手架架距

g---每米加固杆重量，可由表查得

a----剪刀撑斜杆与地面夹角；

0.0135、0.0145-----一个直角扣件、一个旋转扣件的重量

（2）敞开式脚手架，即仅采用栏杆柱、扶手杆或保护网板等防护物品时，一个架距范围内，每米高脚手架防护栏板重可取0.02kn/m

（3）当脚手架采用立网封闭时，一个架距范围内每米高网重可取0.02kn(0.02kn/m)

二、采用立网封闭的外脚手架，一个架距范围内，每米高脚手架附件自重如下表

二、可变荷载：

作用于门式脚手架活荷载系指施工荷载与风荷载。

（一）施工荷载

一个架距范围内每米高的脚手架附件自重

注：当附件设置和材料与表中所注不符时，应按实际情况计算。

外脚手架的施工均布荷载标准值宜根据脚手架用途按表采用。

（二）风荷载

1． 垂直作用于脚手架表面的风荷载标准按第4章式4-4计算，式中的风荷载体型系数宜按本条采用。

2． 门式脚手架的风荷载体型系数

（1）敞开式脚手架0、25；

（2）采用立网封闭脚手架0。4；

（3）采用其它材料封闭或半封闭的脚手架，三、荷载效应组合脚手架结构及构件计算应按表进行荷载效应组合。

荷载效应组合注：表中3.0kn系考虑脚手架施工荷载偏心产生的倾覆力及曲剪力的经验取值。

门式脚手架承载力计算篇三

门式脚手架计算书

1.计算说明 1.1概况：

工程项目：京广客专信阳东站 门架高度：8.8m5层 工程内容：站台雨棚吊顶

1.2本工程采用门式脚手架规格如下：

水平架5步4设，脚手板5步1设，交叉拉杆两侧设置，剪刀撑4步4跨设置，水平加固杆4步1设，脚手架顶部施工层采用密目安全网进行封闭，目数不少于2000目/㎡，自重标准0.5kg/m。

2.根据上述条件进行脚手架稳定性计算 2.1 脚手架自重产生的轴向力ngk1计算

门架1榀18.6*9.8*10-3=0.182kn 交叉支撑2副4*9.8**10-3=0.078kn 水平架（5步4设）16.5*9.8*4/5**10-3=0.129kn 脚手板2块（5步1设）0.184*2*1/5=0.074kn 连接棒2个6*2*10-3=0.012kn

锁臂2副0.0085*2=0.017kn 合计0.492kn

每米高脚手架自重：ngk1=0.492/1.72=0.286kn 2.2 加固杆、附件产生的轴向力ngk2计算 tgɑ=4*1.7/(4*1.83)=0.93 对应cosɑ=0.7

32钢管重（2*1.83/0.732+1.83）*0.038=0.18kn 扣件重1*0.0135+4*0.0145=0.072kn

每米高脚手架加固件重（0.18+0.072）/（4*1.7）=0.037kn 密目网重0.5*9.8*10-3=0.005kn/m

加固杆、附件产生的轴向力ngk2=0.037+0.005=0.042kn/m 2.3 施工荷载产生的轴向力标准值 n标准=2*1*1.83=3.66kn

2.4 风荷载对脚手架产生的计算弯矩标准值（倾覆力）

根据顶部施工层使用密目网，偏于安全考虑，按不透风的全封闭情况，查表知风荷体型系数，µ8=1.0ψ=1.0风荷载标准值

wk=0.7µz.* µ8=0.7*1.23*1.0*0.45=0.387kn/㎡ 作用于脚手架计算单元的风线荷载标准值 qk= wk*l=0.387*1.83=0.708kn/m

风荷载时脚手架计算单元产生的弯矩标准值 mk=0.708*62/10=2.549kn.m

2.5 计算脚手架稳定性n≤nd，则脚手架稳定，根据规范规定，作用于一榀门架的最大轴向力设计值应对不组合风荷与组合风荷两种情况进行计算，取两种工况计算结果的大者作为不利轴向力。不组合风荷载时

n=1.2*（ngk1+ ngk2）h+1.4 n*8.8+1.4*3.66=8.59kn 组合风荷载时

n=1.2*（ngk1+ ngk2）h+0.85*1.4*（n标准+2 mk/b）

=1.2*（0.286+0.042）*8.8+0.85*1.4*（3.66+2*2.549/1）=13.89kn 由此看出以上两种组合时，组合风荷载时得到一榀门架的最大轴向力。

一榀门架的稳定承载力设计值nd，根据门架型号和尺寸，已知 门脚平架钢管￠48*3.5mm，a1=489mm2h0=1700mmi0=12.19*104mm4

门架加强杆钢管￠48*3.5mm，h1=1700mmi1=12.19*104mm4 门架加强杆换算截面惯性矩

i= i0+ i1 h1/ h0=12.19*104+12.19*104*1700/1700=24.38*104 mm4 门架加强杆换算截面回转半径

i=（i/a1）1/2=（24.38*104/489）1/2=22.33mm 门架立杆长细比：根据h=8.8m查表知系数k=1.22 λ=k* h0/ i=1.22*1700/22.33=92.88 查表知轴心受压构件稳定系数φ=0.294

标准

=1.2*（0.286+0.042）

一榀门架的稳定承载设计值

nd=φ.a.f=0.294*489*2*205*10-3=58.944kn＞n=13.89kn 满足要求。3.底轮的固定

施工时，门式脚手架底轮用固定支架固定架空，使脚手架受力在固定支架上，固定支架的受力同一榀门架的稳定承载，计算同上。

门式脚手架承载力计算篇四

一般常用的标准型门架的宽度为1.219m,高度有1.9m和1.7m.。门架的重量，当使用高强壁钢管时为13-16kg；使用普通钢管时为20-25kg。梯形框架可以承受较大的荷载，多用于模板支撑架，活动操作平台和砌筑里脚手架，架子的梯步可供操作人员上下平台之间，简易门架的宽度较窄，用于窄脚手板。还有一种调节架，用于调节作业层高度，以适应层高变化时的需要。

门架之间的连接，在垂直方向使用连接棒和锁臂，在脚手架纵向使用交叉支撑，在架顶水平面使用水平架或脚手板，交叉支撑和水平架的规格根据门架的间中距来选择，一般多采用

1.8m。

（2）底座和托座，底座有三种，可调底座可调高200-550mm,主要用于支模架以适应不同支模高度的需要，脱模时可方便地将架子降下来，用于外脚手架时，能适应不平的地面，可用其将各门架顶部调节到同一水平面上。简易底座只能起支承作用，无调高功能，使用它时要求地面平整。带脚轮底座多用于操作平台，以满足移动的需要。

托座有平板和u形两种，置于门架竖杆的上端，多带有丝杆以调节高度，用于支模架。

（3）其它部件

有脚手板、梯子、扣墙器、栏杆、连接棒、锁臂和脚手板托架等。

脚手板一般为钢脚手板，其两端带有挂扣，搁置在门架的横梁上并扣紧，在这种脚手架中，脚手板还是加强脚手架水平刚度的主要构件，脚手架就每隔3-5层设置一层脚手板。

梯子为设有踏步的斜梯，分别扣挂在上下两层门架的横梁上。扣墙器和扣墙管都是确保脚手架整体稳定的拉结件。扣墙器为花篮螺栓构造，一端带有扣件与门架竖管扣紧，另一端的螺杆锚入墙中，旋紧花篮螺栓，即可把扣墙器拉紧，扣墙管为管式构造，一端的扣环与门架拉紧，另一端为埋墙螺栓或夹墙螺栓，锚入或夹紧墙壁。

托架分定长臂和伸缩臂两种形式，可伸出宽度0.5-1.0m，以适应脚手架距墙面较近的需要。