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1、某某湾南接线北监察中心房建工程外脚手架计算书一、工程概况：本工程地处宁波江北区慈城附近，有6个建筑单体，分别为行政楼、交警楼、收费站、车库等。其某某警楼为最高建筑，檐口标高17.50m,室外地坪-0.60m,外架搭设高度需17.50+LOO+0.60=19.10m,其余各幢号建筑高度均低于交警楼，现按交警楼高度作为计算依据，其余各幢号参照执行。现决定：脚手架主要尺寸:立杆纵距L=L5m,立杆横距Ib=L2m,步距h=l.8m（共11步，总高度为19.80m）o地基土分层夯实后，上浇CIo混凝土厚IoOmm。施工区域为大城市郊区，地面粗糙度类别为B类,基本风压W0=O.40KNi112（宁波市1
2、0年一遇基本风压0.30KN1150年一遇基本风压0.50KNm2,考虑到脚手架的临时性，取基本风压为O40KNm2）o本工程为框架结构，采用全封闭密目式安全立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，脚手架采用中48X3.5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。二、计算依据（主要）：1. 本工程施工图2. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001（2002年版）3. 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）三、计算数据：
3、48X3.5钢管：自重q=38.4NM,直角扣件ch=132N/个,对接扣件q2=18.4N/个，旋转扣件q3=14.6N/个。截面积A=4.89c11惯性矩1=12.19cm4,截面模量W=5.08cm3,回转半径i=l.58cm。围参数：采用2300目/100cm2,自重0.005KNm2,每目孔隙面积A0=L3mm）钢管强度设计值：f=205N/mm2,弹性模量;E=2.0610N/mm2o竹笆片自重Q0.1KN11）2施工荷载：3KN/d（结构阶段），2KNm2（装修阶段）。四、脚手架各项指标验算：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
4、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，按施工荷载3KNm2计算，小横杆应力超差将达19%,但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取2KN11）2作为计算依据，施工操作层数为一层。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=400mm（钢管自重忽略不计）。1）抗弯强度验算：竹芭片自重标准值：qk=
5、0.1X0.4=0.04KNm竹芭片自重设计值：q=1.2q,k=1.20.04=0.048KN/m施工荷载标准值：q2k=20.4=0.8KN/m施工荷载设计值：q2=1.4q2F1.40.8=1.12KN/mMmaX=O.Iqjj+O.117q21j（按最不利组合考虑）=0.l0.048l.520.1171.121.52=0.306KN.m=MmaxW=（0.306IO6）/（5.08IO3）=60.2N/mm2205N/mm2=f满足要求。2）挠度验算：V=IaVlOOEIX（0.677qlk+0.99q2k）=15007（1002.06IO512.19104）X（0.6770.04+0
6、.990.8）-1.65mm10mm=la150及IOmm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=l.20m,s=0.4m,a=0.3m.由纵向水平杆传给横向水平杆集中力标准值：F-l.lqkla+l.2q2kla=1.l0.04l.5+1.20.8l.5=0.066+1.44=L506KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值：F=l.lqL+l.2q2la=1.1X0.048X1.5+1.21.121.5=0.0792+2.016=2.095KN1）抗弯强度验算：考虑最不利组合，求MmaX时不计悬挑荷载，有：MmaX=Fh3=2.0951
7、.20/3=0.838KN.mMmaxW=(O.8381O6)/(5.08103)=165N/mm2205N/mm2=f满足要求。2)挠度验算：同样考虑最不利组合，求VnIaX时不计悬挑荷载，有：查建筑结构静力计算手册(146页)Vmax=(5n,-4n2-l)384n3EIFlb3(n=3)=0.03549/EIXFkU3=0.03549/0610512.1910,)1.506IO3X1202*=3.68mm8m11Fl150及10mm。满足要求。3 .扣件抗滑承载力计算：B支座反力Rb=RbiRr2Rb3外伸端集中力设计值T:F=LIqJla+l.2q2,Ia=1.1X1.20.l0.15
8、X1.5+1.21.420.15X1.5=0.786KNRbi=F=2.095KNRl=F=2.095KNRBa=F,(l+a1lb)=0.786X(1+0.3/1.2)=0.983KNR=Rbi+Rbz+Rb3=2.095+2.095+0.983=5.173KNR=5.173KN8KN=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，贝J:R=5.173KN0.8Rc=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RBl显然为0,从而：R=RbiRb2Riw=0+
9、2.095+0.983=3.078KNR=3.078KN6.4KN=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(采用单立杆)：1)验算长细比：=Khi(MZK=I),按Ib=L30m查规范，=1.55=l1.55180/1.58=177210=满足要求。2）求稳定折减系数6：此时应取K=L155=Kuhi=l.1551.55X198/1.58=224S8JS,=0.1453）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：w=0.7ZSW0大城郊区，地面粗糙度为B类，查建筑结构荷载规范，Uz=LOO,查
10、建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编，得密目式安全立挡风系数%二0.841。查规范，得敞开式脚手架挡风系数*2=0.089从而密目式安全立全封闭挡风系数6：=l+2-12l.2二0.841+0.089-0.841X0.089/1.2=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Us=L3=L3X0.868=1.128w=0.7zsW0=0.7X1.00X1.1280.4=0.316KNm2风荷载设计值对立杆段产生的弯矩:Ma=0.851.4wlah210=0.851.4X0.3161.51.8710=0.183KN.m4）脚手架各项荷载计算：本脚手架高度19.8,小
11、于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=19.8m脚手架自重标准产生的轴向力Ngik=Hsg=19.80.1248=2.471KN（查规范g=0.1248KNm）构配件自重标准值产生的轴向力满铺脚手板（n=ll步）Na=0.5（lbal）laQpn（竹笆片自重Qp=O.IKN/m?）=0.5（1.2+0.3）1.50.1X11=1.238KN栏杆及挡脚杆（每步48X3.5钢管2根+扣件）Nb=（q21a+2q）n+21an6.5Xq2=（38.41032l.5+2X13.2103）11+21.5116.518.4103=1.651KN（钢管自重qKNm,直角扣件重q”
12、对接扣件重q?）安全NC=0.005Xlahs=0.0051.519.8=0.149KN(安全自重0.005KNm2)Nc2K=Na+Nb+Nc=1.238+1.651+0.149=3.038KN施工荷载标准值产生的轴向力总和(1层作业层)Nqk=O.5(lb+a)L2Qk=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(NGlK+Ng2k)+O.85l.4Nqk=1.2(2.471+3.038)+0.851.42.25=9.29KN不组合风荷载时：N=l.2(NGlK+Ng2k)+1.4ENQK=1.2(2.471+3.038)+1.4X2
13、.25=9.76KN6)稳定性验算：组合风荷载时：NA+MwW=9.29X107(0.145X489)+0.1831075.08IO3=167Nmm2205Nmm2=f满足要求。不组合风荷载时：NA=9.76X107(0.145X489)=138Nmm2205Nmm2=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(19.8m)连墙件。1)求查资料3得风压高度变化系数UZ=1.250o经以上计算取风荷载体型系数US=LI28。脚手架顶端风荷载标准值w=0.7zsW0=0.71.2501.128X0.4=0.395K
14、NM22)求连墙件轴向力设计值Nc：单个连墙件抗风面积Aw=2h31a=21.831.5=16.2M2连墙件约束平面外变形所产生的轴向力No=5KN(双排脚手架时)连墙件轴向力设计值N=+N0=L4wAw+N0=1.4X0.395X16.2+5=13.96KN3）扣件连结抗滑移验算：采用双扣件RJ=2XR=2X8=16KNN1=13.96KN16KN=R（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、外立杆扣接，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：设连墙件长度l11=300+1200=1500mm（脚手架内立杆与墙面间距+1b）,长细比入=Iili=150L58=95=150（查计算依据3）由规范（计算依据1）得=0.626稳定计算：NlA=15.77103/（0.626X489）=51.5Nmm2205Nmm2=f可见连墙件稳定承载能力足够。6 .地基承载力验算：在不考虑风荷载时，立杆底脚处受力N=9.76KN,其值大于考虑风荷载时受力N=9.29KNo现按最不利状况9.76KN计算地基土承载力。
