体育中心外脚手架计算书

1、宁波市体育中心健身综合楼外 脚 手 架 计 算 书一、 工程概况： 本工程为宁波市体育中心健身综合楼, 四层框架结构,自室外地坪算起，全高20.9m, 采用扣件式钢管脚手架,按以往经验, 立杆采用单立杆,内立杆与外墙间距0.30m,详见图（一）。脚手架主要尺寸:立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.2m，步距h=1.8 m ，（共12步，h=0.2+121.8=21.8m）。地基土分层夯实后，上浇C10混凝土厚100mm。施工区域为大城市市区，地面粗糙度类别为C类，基本风压 W0 = 0.40KN/m2 （宁波市10年一遇基本风压0.30KN/m2, 50年一遇基本风压0.50 KN/m2

2、 ，考虑到脚手架的临时性，取基本风压为0.40 KN/m2）。本工程为框架结构，采用全封闭密目式安全立网双排脚手架进行结构阶段和装修阶段施工，施工作业层为1层，脚手架采用483.5钢管搭设，满铺竹芭片脚手板，满设扶手及挡脚杆，连墙件采用同类钢管作钢性连结，按2步3跨布置（连墙件覆盖面积3.604.50 = 16.2m2） 二、计算依据（主要）： 1 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2001（2002年版）2 钢结构设计规范GB50017-20033 建筑结构荷载规范4 冷弯薄壁型钢结构技术规范5 建筑结构静力计算手册6 建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编（参考）7

3、本工程施工图三、计算数据：483.5钢管：自重q=38.4N/M，直角扣件q1=13.2N/个，对接扣件q2=18.4N/个，旋转扣件q3=14.6N/个。截面积A=4.89cm2，惯性矩I=12.19 cm4，截面模量W=5.08 cm3，回转半径i=1.58 cm。围网参数： 采用2300目/100 cm2，自重0.005 KN/m2 ，每目孔隙面积A0=1.3mm2。钢管强度设计值：f=205 N/ mm2，弹性模量；E=2.06105 N/ mm2。竹笆片自重Qp=0.15KN/m2施工荷载：2KN/m2（结构阶段），2 KN/m2 （装修阶段）。四、21.8 m高脚手架各项指标验算：

4、计算说明：本计算书严格遵循国家规范与相关参考资料作较为全面计算，外脚手架按宁波市常规搭设方式，大横杆在小横杆上，（即南方做法），小横杆作为脚手架层面内主要承载力构件，在结构施工阶段，按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2001（2002年版）施工荷载应取3KN/m2计算，经计算小横杆抗弯强度不能满足要求，但该问题带有普遍性，据宁波市大量脚手架实践证明，未见小横杆自身承载力有大的问题，但为规范计算起见，规定本脚手架在结构施工阶段仅作为围护及人员通道之用，不堆载、不作为施工操作平台，而在装饰装修阶段方可作为正式外脚手架进行各项施工操作，故以下计算过程中施工荷载，在结构施工阶段和装

5、饰装修阶段均取2KN/m2作为计算依据。1纵向水平杆抗弯强度及变形计算（按三跨连续梁计算）：设4根纵向水平杆，间距1200/3=400 mm（钢管自重忽略不计）。1）抗弯强度验算：竹芭片自重标准值：q1k=0.150.4=0.06KN/m竹芭片自重设计值：q1=1.2q1k=1.20.06=0.072 KN/m施工荷载标准值： q2k=20.4=0.8 KN/m施工荷载设计值： q2=1.4q2k=1.40.8=1.12 KN/mMmax=0.1q1la2+0.117q2la2(按最不利组合考虑) =0.10.0721.520.1171.121.52=0.311 KN.m= Mmax/W=(0

6、.311106)/(5.08103)=61.2 N/ mm2205 N/ mm2=f 满足要求。2）挠度验算：V=la4/100EI（0.677q1k+0.99 q2k）=15004/(1002.0610512.19104) (0.6770.060.990.8)=1.68 mm10 mm =la/150 及10mm 满足要求。2.横向水平杆抗弯强度及变形计算（钢管自重忽略不计）: 计算简图如右，其中：lb=1.20m，s=0.4m，a1=0.3m.由纵向水平杆传给横向水平杆集中力标准值：FK=1.1q1kla+1.2q2kla =1.10.061.51.20.81.5=0.099+1.44=1

7、.539 KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值：F=1.1q1la+1.2q2la =1.10.0721.51.21.121.5=0.119+2.016=2.135 KN1） 抗弯强度验算： 考虑最不利组合，求Mmax时不计悬挑荷载，有： Mmax=Flb/3=2.1351.20/3=0.854 KN.mMmax/W=(0.854106)/(5.08103)=168 N/ mm2 205 N/ mm2=f 满足要求。2） 挠度验算： 同样考虑最不利组合，求Vmax时不计悬挑荷载，有： 查建筑结构静力计算手册（146页） Vmax=（5n4-4n2-1）/384n3EIFKlb3 (n=3

8、) =0.03549/ EIFKlb3=0.03549/(2.0610512.19104) 1.53910312003 =3.76 mm8 mm=lb/150及10 mm。 满足要求。3.扣件抗滑承载力计算： 图（二）中B支座反力RB即为主扣件受力值： B支座反力RB=RB1+RB2+RB3 外伸端集中力设计值F： F=1.1q1la+1.2q2la =1.11.20.150.151.5 +1.21.420.151.5 =0.801 KNRB1=F=2.135 KNRB2=F=2.135 KNRB3= F（1+a1/lb） =0.801（10.3/1.2）=1.001 KNRb=RB1+RB2

9、+RB3=2.1352.1351.001=5.271 KN Rb=5.271KN8 KN= Rc 单扣件抗滑可以满足要求。注：考虑到扣件质量可能存在局部缺陷,扣件抗滑承载力设计值乘以折算系数0.8后采用，则：Rb=5.271KN0.8RC=0.88=6.4KN=RC 单扣件抗滑仍能满足要求。现将4根纵向水平杆中的里、外边缘二根直接用扣件固定在立杆之上，则RB1显然为0 ，从而： Rb=RB1+RB2+RB3=02.1351.001=3.136KNRb=3.136KN6.4KN=RC采用单扣件抗滑仍满足要求，且有很大富余，更为安全，本工程外脚手架搭设即采用此种方法。 4.立杆的稳定性计算（采用单

10、立杆）： 1）验算长细比： =Kh/i（取K=1），按lb=1.30m查规范，=1.55 =11.55180/1.58=177210=满足要求。2)求稳定折减系数： 此时应取K=1.155=Kh/i=1.1551.55180/1.58=204查规范，=0.1743）计算风荷载设计值对底部立杆段产生的弯矩Mw： 作用于立杆底部风荷载标准值： wK=0.7z S wO 大城市市区，地面粗糙度为C类，查建筑结构荷载规范，z =0.74，查建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编(计算依据7)，得密目式安全立网挡风系数1=0.841。查规范，得敞开式脚手架挡风系数2=0.089从而密目式安全立网全封

11、闭综合挡风系数：=1+2-1 2 /1.2 =0.841+0.089-0.8410.089/1.2=0.868按全封闭脚手架、背靠建筑物状况为框架，有：风荷载体型系数S=1.3=1.30.868=1.128 wK=0.7z S wO =0.70.741.1280.4=0.234KN/m2风荷载设计值对立杆段产生的弯矩Mw: Mw=0.851. 4wK la h2/10 =0.851.40.2341.51.82/10=0.135 KN.m4）脚手架各项荷载计算：本脚手架高度21.8m 25m，可不考虑架高安全系数，计算高度不必调整，取计算高度Hs=21.8m 脚手架自重标准产生的轴向力: NG1

12、K=HsgK=21.80.1248=2.721 KN（查规范gK=0.1248 KN/m） 构配件自重标准值产生的轴向力: 满铺脚手板（n=12步）: Na =0.5（lb+a1） la Qp n（竹笆片自重Qp=0.15KN/m2） =0.5（1.2+0.3）1.50.1512=2.025KN栏杆及挡脚杆（每步483.5钢管2根+扣件）:Nb =（q2la2q1）n2lan/6.5q2 =(38.410-321.5213.210-3)1221.512/6.518.410-3 =1.801KN（钢管自重q KN/m，直角扣件重q1，对接扣件重q2）安全网:Nc =0.005lahs =0.00

13、51.521.8=0.164 KN（安全网自重0.005 KN/m2）NG2K= Na+ Nb+ Nc =2.025+1.801+0.164=3.990KN施工荷载标准值产生的轴向力总和（1层作业层）:NQK=0.5（lb+a1）laQK =0.5（1.20+0.3）1.52 =2.25KN5）立杆段轴向力设计值N： 组合风荷载时：N=1.2（NG1K+ NG2K）+0.851.4NQK =1.2（2.721+3.990）+0.851.42.25=10.73 KN不组合风荷载时： N=1.2（NG1K+ NG2K）+1.4NQK =1.2（2.721+3.990）+1.42.25=11.20K

14、N6）稳定性验算： 组合风荷载时： N/A+Mw/W =10.73103/（0.174489）+0.135106/5.08103 =153 N/mm2205 N/mm2 =f 满足要求。不组合风荷载时：N/A=11.20103/（0.174489） =132 N/mm2205 N/mm2 =f 满足要求。结论：采用单立杆时，组合风荷载或不组合风荷载脚手架稳定性均能满足使用要求。 5.连墙件验算: 此时应验算脚手架最高处（21.8m）连墙件。1） 求WK查资料4得风压高度变化系数z =0.869 经以上计算取风荷载体型系数S=1.128脚手架顶端风荷载标准值： wK=0.7zswO =0.70.

15、8691.1280.4=0.274 KN/M22）求连墙件轴向力设计值NC：单个连墙件抗风面积：AW=2h3la =21.831.5=16.2 M2连墙件约束平面外变形所产生的轴向力：NO=5 KN（双排脚手架时）连墙件轴向力设计值：Nl=NCw+ NO=1.4wKAW+ NO =1.40.27416.2+5=11.21 KN3）扣件连结抗滑移验算：采用双扣件RC=2RC=20.88=12.8 KNNl=11.21 KN12.8 KN=RC采用双扣件可以满足使用要求（连墙件钢管加长后与脚手架内立杆扣接，另一端与主体予埋钢管扣接处正常扣接外，再内外各增加一个抗滑扣件）。4） 连墙件稳定承载力验算

16、：设连墙件长度lH=300+1200=1500mm（脚手架内立杆与墙面间距 + lb），长细比=lH/i=150/1.58=95=150（查计算依据4）由规范（计算依据1）得=0.626稳定计算：NL/A=11.21103/（0.626489） =36.6 N/mm2205 N/mm2=f可见连墙件稳定承载能力足够。6、立杆地基承载力验算： 以立杆底脚最大受力12.20KN(取自不组合风荷载时)作为计算依据。P fg = kc.fgk现脚手架底脚处地坪已作硬化处理，可取kc = 1.0，地基土承载力标准值fgk取80KN/m2。立杆底脚处设厚4050，宽300通长木垫板，每个立杆底脚处垫板有效

17、面积按A=0.50.3=0.150 m2。 P = N / A = 11.20/0.150=74.7 KN/m2 80 KN/m2=1.080 KN/m2= kc.fgk 满足要求。五、其它：1) 脚手架构造要求应满足建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2001（2002年版）中各项规定。2) 关于扣件质量缺陷补充说明:本工程脚手架所用扣件及钢管送检较早，据宁波市新海建设工程材料测试有限公司钢管脚手架扣件、钢管外观及力学性能试验报告（报告编号KJ200700048），工程所用扣件存在局部质量缺陷（钢管合格），情况为：1、对接扣件评为合格；2、直角扣件评为不合格，但抗滑及抗破坏单

18、项合格，仅扭转刚度不合格，检测8个，其中3个不合格，不合格率37.5%。3、旋转扣件评为不合格，但抗滑单项合格，仅抗破坏不合格，检测8个，其中2个不合格，不合格率25%。我们认为：钢管及对接扣件全部合格，直角扣件及旋转扣件局部不合格，整体看来，尚不构成重大质量缺陷，我们在对本工程脚手架作计算时，已收到上述检测报告，在计算时已对扣件受力允许值作了折减，乘上0.8折减系数，如直角扣件抗滑力允许值采用0.8*8=6.4KN（8KN为规范允许值）且从计算过程可知，本脚手架关键节点扣件受力值均6.4KN，可以满足使用要求（详见本计算书）。六、结论：六本搭设方案各项力学指标经计算均符合有关技术要求，可以满

19、足使用要求。搭设要求1 本脚手架采用外径48mm，壁厚3.5mm，无锈蚀、弯曲、压扁和裂缝的钢管。2 搭设顺序为：立杆小横杆大横杆架体与建筑物拉接剪刀撑防护栏杆脚手片挡板安全网。 3 搭设前先预埋拉结点，每二步三跨设一道，上下错位，转角、檐口和开口处1米内加密。 4 脚手架立杆纵向间距控制在1.5m，横向间距为1.2m，大横杆步高控制在1.8m。脚手架的架体里立杆距墙体不大于50cm，阳台、转角距离超出处每隔一排用脚手片铺设到边。 5 脚手片用18#铅丝每片四角绑扎。 6 立杆必须采用对接，大横杆可以对接和搭接，剪刀撑采用搭接，搭接长度：不少于1m，且不少于三道扣件紧固，立杆和大横杆接长点必须

20、错开一个档距，同一平面上的接头不得超过50%。 7 本工程采用满设外侧剪刀撑（十字交叉型），钢管搭接长度不小于1m，三只扣件固定，剪刀撑与地面夹角为4560，自下而上连续设置。 8 脚手架封顶，里立杆应低于檐口50cm，外立杆应高出檐口1.5m。 9 脚手架的外侧，自第二步起设1.2m高的防护栏杆和30cm高的档脚杆，顶排的护手栏杆不得少于二道，高度分别为1.3m和0.9m，再设一道30cm挡脚杆。 10 脚手片必须满铺满围，绑扎牢固，脚手片铺设交接处要平整、牢固、无探头跳板。脚手架拆除方案 、拆除前由安全员对架子班进行安全技术交底，拆除人员须持有登高作业上岗证。 、脚手架的拆除应明确专人负责指挥，拆除前必须进行全面检查加固，拆除时应设围栏，指定专人警戒。 、拆除顺序：安全网挡板脚手片栏杆剪刀撑拉接大横杆小横杆立杆，自上而下的顺序进行，做到一步一清，严禁上下同时拆除，拆除的材料不准高处抛掷。 、仔细检查吊运机械包括索具是否安全可靠。吊运机械不允许搭设在脚手架上，应另立设置。 、建筑物内所有窗户必须关闭锁好，不允许向外开启或向外伸挑