施工安全计算书
计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》等规范编制。
一、参数信息
1.构造参数
门架型号:MF1219；
扣件连接方式:单扣件；
脚手架搭设高度(m):4.00
承重架类型设置:门架平行于梁截面；
门架横距La(m):1.00；
门架纵距Lb(m):1.00；
门架几何尺寸:b(mm):1219.00，b1(mm):750.00，h0(mm):1930.00，h1(mm):1536.00，h2(mm):100.00，步距(m):1950.00；
加强杆的钢管类型:φ48×3.5；
立杆钢管类型:φ48×3.5；
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35；
混凝土自重(kN/m3):25.0；
钢筋自重(kN/m3):25.00；
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):0.5
3.材料参数
木材品种：杉木；
木材弹性模量E(N/mm2)：9000.0；
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：11.0；
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.4；
面板类型：胶合面板；
钢材弹性模量E(N/mm2)：21000.0；
钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：205.0；
面板弹性模量E(N/mm2)：9500.0；
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；
4.楼板参数
钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi)；楼板混凝土强度等级::C25；
每层标准施工天数:5；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):1440.000；
楼板的计算宽度(m):4.00；楼板的计算厚度(mm):100.00；
楼板的计算长度(m):4.50；施工平均温度(℃):15.000；
5.板底模板参数
板底横向支撑类型：方木；
板底横向方木截面宽度(mm)：60.0
板底横向方木截面高度(mm)：80.0
板底纵向方木截面宽度(mm)：60.0
板底纵向方木截面高度(mm)：80.0
板底横向支撑间隔距离(mm)：250.0
面板厚度(mm)：20.0
二、板底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载、施工荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.抗弯强度验算
计算公式如下:
其中， M--面板计算最大弯距(N.mm)；
l--计算跨度(板底横向支撑间距): l =250.000mm；
q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:
新浇混凝土及钢筋荷载设计值
q1: 1.2×(25.000+25.000)×0.100×1.000×0.90=0.005kN/m；
模板结构自重荷载：
q2:1.2×0.350×1.000×0.90=0.378kN/m
施工时与设备产生的荷载设计值
q3: 1.4×1.000×1.000×0.90=1.260kN/m；
q = q1 + q2 + q3=0.005+0.378+1.260=1.643kN/m；
面板的最大弯距：M = 0.1×1.643×250.0002= 10271.250N.mm；
按以下公式进行面板抗弯强度验算：
其中， σ --面板承受的应力(N/mm2)；
M --面板计算最大弯距(N.mm)；
W --面板的截面抵抗矩
b:面板截面宽度，h:面板截面厚度；
W=1.000×103×20.0002/6=66666.667 mm3；
f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.000N/mm2；
面板截面的最大应力计算值： σ = M/W =10271.250 /66666.667 = 0.154N/mm2；
面板截面的最大应力计算值: σ =0.154N/mm2 小于面板截面的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2，满足要求！
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
其中，q--作用在模板上的压力线荷载:
q =（25.00+25.000)×0.100×1.000= 5.00N/mm；
l--计算跨度(板横向支撑间距): l =250.00mm；
E--面板的弹性模量: E = 9000.0N/mm2；
I--面板的截面惯性矩: I =100.000×23/12 = 66.667cm4；
面板的最大允许挠度值:[ω] =250.0/250 = 1.000mm；
面板的最大挠度计算值: ω =
0.677×5.000×250.04/(100×9500.0×6.67×105)=0.021mm；
面板的最大挠度计算值: ω =0.021mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 1.000mm，满足要求！
三、板底纵、横向支撑计算
（一）、板底横向支撑计算
本工程板底横向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.荷载的计算：
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：
q1:=25.000×0.100×0.250=0.625kN/m；
(2)模板的自重荷载(kN/m)：
q2:=0.350×0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN)：
经计算得到，活荷载标准值
P1:=1.000×1.000×0.250=0.250kN；
均布荷载设计值： q = 1.2×0.625×0.90+1.2×0.088×0.90=0.770kN/m；
集中荷载设计值： P = 1.4×0.250×0.90=0.315kN；
均布荷载标准值： q = 0.625+0.088 =0.713kN/m；
集中荷载标准值： P = P1 =0.250kN；
2.抗弯强度验算：
最大弯矩计算公式如下:
其中， M--计算最大弯距(N.mm)；
l--计算跨度(门架纵距)；l =1.000mm；
q--作用在模板上的均布荷载设计值；q=0.770kN/m
p--作用在模板上的集中荷载设计值；p= 0.315kN
最大弯距：M =0.315×1.000/4+0.770×1.0002/8=0.175kN.m；
按以下公式进行板底横向支撑抗弯强度验算：
其中， σ --板底横向支撑承受的应力(N/mm2)；
M --板底横向支撑计算最大弯距(N.mm)；
W --板底横向支撑的截面抵抗矩
b: 板底横向支撑截面宽度，h: 板底横向支撑截面厚度；
W=60.000×80.0002/6=64000.000 mm3
f --板底横向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=11.000N/mm2；
板底横向支撑截面的最大应力计算值： σ = M/W = 0.175×106/64000.000 = 2.733N/mm2；
木方的最大应力计算值 2.733 N/mm2 小于 木方抗弯强度设计值 11.000N/mm2，满足要求！
3.抗剪强度验算
最大剪力的计算公式如下：
截面抗剪强度必须满足：
其中最大剪力: V=0.315/2 +0.770×1.000/2 = 0.542 kN；
梁底横向支撑受剪应力计算值 T = 3×0.542×103/(2×60.000×80.000) = 0.169N/mm2；
板底横向支撑抗剪强度设计值 [fv] = 1.400 N/mm2；
板底横向支撑的受剪应力计算值 : T =0.169N/mm2 小于木方抗剪强度设计值[fv] =1.400N/mm2，满足要求！
4. 挠度验算：
最大挠度考虑为静荷载最不利分配的挠度，计算公式如下:
其中， ω--计算最大挠度(N.mm)；
l--计算跨度(门架纵距)；l =1000.000mm；
q--作用在模板上的均布荷载标准值；q=0.713kN/m
E--板底横向支撑弹性模量；E=9000.000kN/m
I--板底横向支撑截面惯性矩；I=2560000.000kN/m
板底横向支撑最大挠度计算值 ω= 5×0.713×10004 /(384×9500×2560000)=0.403mm；
板底横向支撑的最大允许挠度 [ω]= 1000.000/250=4.000 mm；
板底横向支撑的最大挠度计算值 : ω=0.403mm 小于板底横向支撑的最大允许挠度 [ω] =4.000mm，满足要求！
（二）、板底纵向支撑计算
本工程板底纵向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.抗弯强度及挠度验算：
板底纵向支撑，按集中荷载三跨连续梁计算（附计算简图）：
板底纵向支撑所受荷载 P=0.770×1.219+0.315=1.253 kN
板底纵向支撑计算简图
板底纵向支撑梁弯矩图(kN.m)
板底纵向支撑梁剪力图(kN)
板底纵向支撑梁变形图(mm)
最大弯矩：M= 0.652 kN.m
最大剪力：V= 4.062 kN
最大变形（挠度）：ω＝0.161 mm
按以下公式进行板底纵向支撑抗弯强度验算：
其中， σ --板底纵向支撑承受的应力(N/mm2)；
M --板底纵向支撑计算最大弯距(N.mm)；
W --板底纵向支撑的截面抵抗矩 :
b: 板底纵向支撑截面宽度，h: 板底纵向支撑截面厚度；
W=60.000×80.0002/6=64000.000 mm3
[f] --板底纵向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； [f]=11.000N/mm2
[ω] --最大容许挠度(mm) [ω]= 1219.000/250 = 4.876 mm；
板底横向支撑截面的最大应力计算值： σ = M/W = 0.652×106/64000.000 = 10.182 N/mm2
木方的最大应力计算值 10.182 N/mm2 小于 木方抗弯强度设计值 11.000N/mm2，满足要求！
板底纵向支撑的最大挠度计算值 : ω=0.161mm 小于板底横向支撑的最大允许挠度 [ω] =4.876mm，满足要求！
3.抗剪强度验算
截面抗剪强度必须满足:
板底纵向支撑受剪应力计算值 T = 3×4.062×103/(2×60.000×80.000) = 1.269 N/mm2；
板底纵向支撑抗剪强度设计值 [fv] = 1.400 N/mm2；
板底纵向支撑的受剪应力计算值 1.269 N/mm2 小于 木方抗剪强度设计值 1.400N/mm2，满足要求！
四、门架荷载计算
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：
MF1219 1榀 0.224 kN
交叉支撑 2副 2×0.040=0.080 kN
连接棒 2个 2×0.165=0.330 kN
锁臂 2副 2×0.184=0.368 kN
合计 1.002 kN
经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1 = 0.514 kN/m。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2(kN/m)
剪刀撑采用 Φ48×3.5mm钢管，按照5步4跨设置
剪刀撑与水平面夹角：
α =arctg( (4×1.95)/ ( 5×1.00 ) )= 57.34
每米脚手架高中剪刀撑自重：
2 ×37.632×10-3 × (5×1.000)/cosα/(4×1.950) = 0.089kN/m；
水平加固杆采用 Φ48×3.5 mm钢管，按照5步4跨设置，每米脚手架高中水平加固杆自重：
37.632×10-3 × (5×1.000) / (4×1.950) = 0.024kN/m；
每跨内的直角扣件4个，旋转扣件4个，每米高的扣件自重：
(4×0.0135+4×0.0145) /1.95=0.057kN/m；
每米高的附件重量为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 = 0.124 kN/m；
(3)板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力NGK3(kN)
1）钢筋混凝土梁自重(kN)：
（25.000+25.000）×0.100×1.000×(1.000+1.219)= 11.095kN；
2)模板的自重荷载(kN)：
0.350×1.000×(1.000+1.219) =0.777 kN；
经计算得到，板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力合计 NGk3 = 11.872 kN/m；
静荷载标准值总计为 NG = (NGK1 + NGK2)×H+ NGk3=(0.514 + 0.124)×4.000+11.872= 14.421kN；
2.活荷载计算
活荷载为施工荷载标准值(kN)：
经计算得到，活荷载标准值
NQ = 1.000×1.000×(1.000+1.219)= 2.219kN；
五、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 = 14.421 kN；
NQ -- 脚手架的活荷载标准值，NQ = 2.219 kN；
H -- 脚手架的搭设高度，H = 4.000 m。
经计算得到，N = 20.412 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，N = 20.412 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 =0.336；
k -- 调整系数，k=1.170；
i -- 门架立杆的换算截面回转半径，i=1.58 cm；
h0 -- 门架的高度，h0=1.93m；
I0 -- 门架立杆的截面惯性矩，I0=12.19 cm4；
A1 -- 门架立杆的截面面积，A1=4.89 cm2；
h1 -- 门架加强杆的高度，h1=0.10m；
I1 -- 门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.19 cm4；
f -- 门架钢材的强度设计值，f=205.00 N/mm2。
A -- 一榀门架立杆的截面面积，A=9.78 cm2；
A=2 ×A1=2×4.89= 9.78 cm2；
I -- 门架立杆的换算截面惯性矩，I=12.98 cm4；
I=I0+h1/h0×I1=12.190+12.190/100.000×1536.000=12.984 cm4
经计算得到，Nd= 67.365 kN。
立杆的稳定性计算 N < Nd，满足要求！
六、楼板强度的计算:
1. 楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=300 N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h=4000mm×100mm,截面有效高度 ho=80 mm。
按照楼板每5天浇筑一层，所以需要验算5天、10天、15天...的
承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：
2.验算楼板混凝土5天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m；
楼板计算跨度范围内设3×5排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q = 2× 1.2 × [0.350 + (25.000+25.000)×0.020]+
1× 1.2 × [(0.514+0.124)×4.000×3×5/4.500/4.000 )] +
1.4 ×1.000 = 7.190 kN/m2；
单元板带所承受均布荷载 q = 4.500×7.189 = 32.353 kN/m；
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax = 0.0596×32.350×4.0002 = 30.852 kN.m；
因平均气温为15℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到5天龄期混凝土强度达到48.30%,C25混凝土强度在5天龄期近似等效为C12.070。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=5.794N/mm2；
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×300.000 / ( 4000.000×80.000×5.794 )= 0.233
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs = 0.206
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1 = αs× b× ho2×fcm = 0.206×4000.000×80.0002×5.794×10-6 = 30.534 kN.m；
结论：由于 ∑Mi = M1+M2=30.534 <= Mmax= 30.851
所以第5天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m；
楼板计算跨度范围内设3×5排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第3层楼板所需承受的荷载为
q = 3× 1.2 × [0.350 + (25.000+25.000)×0.020]+
2× 1.2 × [(0.514+0.124)×4.000×3×5/4.500/4.000 )] +
1.4 ×1.000 = 11.360 kN/m2；
单元板带所承受均布荷载 q = 4.500×11.359 = 51.115 kN/m；
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax = 0.0596×51.120×4.0002 = 48.744 kN.m；
因平均气温为15℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到10天龄期混凝土强度达到69.10%,C25混凝土强度在10天龄期近似等效为C17.280。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.294N/mm2；
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×300.000 /
( 4000.000×80.000×8.294 )= 0.163
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs = 0.150
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M2 = αs× b× ho2×fcm = 0.150×4000.000×80.0002×8.294×10-6 = 31.789 kN.m；
结论：由于 ∑Mi =M1+M2= 62.322 > Mmax= 48.744
所以第10天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。
模板支持可以拆除。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容