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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L=L5m,立杆横距lb=l.2m,步距h=L8m,（共12步，h=0.2+12l.8=21.8m）o地基土分层夯实后，上浇ClO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=0.40KNm2（宁波市10年一遇基本风压0.30KNm2,50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0.40KNm
2、2）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（连墙件覆盖面积3.60X4.50=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JGJ130-2001（2002年版）2. 钢结构设计规范GB50017-202*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）7. 本工程施工图三、计算数据：48X3.5钢管：自重q
3、=38.4重M,直角扣件5=13.2N/个,对接扣件q2=18.4N/个，旋转扣件q3=14.6N/个。截面积A=4.89c112,惯性矩1=12.19cm1,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AO=LBmnL钢管强度设计值：f=205N/mm2,弹性模量；E=2.06IO5N/mm2o竹笆片自重Q0.15KN112施工荷载：2KNi112（结构阶段），2KNm2（装修阶段）。四、21.8In高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，按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001（2002年版）施工荷载应取3KNm2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饰装修阶段均取2KNi112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
5、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=0.150.4=0.06KNm竹芭片自重设计值：q=l.2qk=l.2X0.06=0.072KN/m施工荷载标准值：q2k=20.4=0.8KN/m施工荷载设计值：q2=1.4q2k=1.40.8=1.12KN/mMmaX=0.IqL+O.117口2。（按最不利组合考虑）=0.l0.072l.52+0.1171.121.52=0.311KN.mO=MmaxW=（0.311106）/（5.08IO3）=61.2N/mm2205N/mm2=f满足要求。2）挠度验算：V=IaVlOOE
6、IX（0.677qlk+0.99q2k）=15007（100X2.061012.1910,）X（0.677X0.06+0.99X0.8）=1.68mm10mm=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：Ib=I.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：FK=LlqIkL+1.2q2kL=1.1X0.06X1.5+1.2X0.8X1.5=0.099+1.44=1.539KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值：F=LlqL+L2q2la=1.1X0.072X1.5+1.2X1.12X1.5=0.
7、119+2.016=2.135KN1)抗弯强度验算：考虑最不利组合，求MmaX时不计悬挑荷载，有：Mmax=Flb3=2.135X1.20/3=0.854KN.mNfmaxW=(0.854IO6)/(5.08IO3)=168N/mm2205N/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=(5n,-4n2-l)384n3EIFlb3(n=3)=0.03549/EIXFKIb3=0.03549/06XIO*12.19X10)X1.5391031202*=3.76mm8mm=lb150及10mm。满足要求。3.扣件抗
8、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=Rbi+Rb2+Rb3外伸端集中力设计值F：F=LIqJla1.2qIa=1.1X1.2X0.15X0.15X1.5+1.21.420.15X1.5=0.801KNRbi=F=2.135KNRKJ=F=2.135KNRb3=F(l+a1lb)=0.801(1+0.3/1.2)=LOOlKNRb=Rm+Rj9+Rn3=2.135+2.135+1.001=5.271KNRb=5.271KN8KN=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:Rb=5.271
9、KN0,8Rc=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：Rb=Rf11+Rb2+RJ3=0+2.1351.001=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(采用单立杆1)验算长细比：=Khi（MZK=I）,按Ib=L30m查规范,=1.55=ll.55180/1.58=177210=入满足要求。2）求稳定折减系数:此时应取K=L155=Khi=l.1551.55180l.58=204,
10、=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：w=0.7zUSWO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）,得密目式安全立挡风系数0=0.841。查规范，得敞开式脚手架挡风系数2=0089从而密目式安全立全封闭综合挡风系数:=+2-2/1.2=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=l.3X0.868=1.128Wk=O.7zIISWo=0.70.741.1280.4=0.234
11、KNm2风荷载设计值对立杆段产生的弯矩:M=0.851.4wlah210=0.851.40.2341.5X1.8710=0.135KN.m4）脚手架各项荷载计算：本脚手架高度21.8m25m,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：Ngik=Hsg=21.8X0.1248=2.721KN（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=12步）：Na=0.5（lb+al）laQpn（竹笆片自重Qp=O.XKN/d）=0.5（1.2+0.3）1.50.1512=2.025KN栏杆及挡脚杆（每步中48X3.5钢管2根
12、+扣件）：Nb=（q21a+2q1）n+21an6.5q2=（38.41032l.5+2X13.2IO3）X12+21.5126.5X18.4X103=1.801KN（钢管自重qKNm,直角扣件重小，对接扣件重5）安全：Nc=0.005Xlahs=0.005X1.5X21.8=0.164KN（安全自重0.005KNm2）Ng2K=M+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+al）laQ=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（Ngik+Ngzk）
13、+0.851.4Nqk=1.2（2.721+3.990）+0.85X1.4X2.25=10.73KN不组合风荷载时：N=I.2（NGlK+Ng2k）+1.4ENQK=1.2（2.721+3.990）+1.42.25=11.20KN6）稳定性验算：组合风荷载时：NA+MW=10.73X107（0.174489）+0.1351065.08XlO3=153Nmm2205Nmm2=f满足要求。不组合风荷载时：NA=ll.20X107（0.174X489）=132Nmm2205Nmm2=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
14、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k=0.869经以上计算取风荷载体型系数IIS=LI28脚手架顶端风荷载标准值：w=0.7zsW0=0.70.8691.128X0.4=0.274KN/M22）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：Ni=Ncw+N0=I.4wAw+N0=1.4X0.274X16.2+5=11.21KN3）扣件连结抗滑移验算：采用双扣件RJ=2XRc=2X0.8X8=12.8KNN1=IL21KN12.8KN=Rj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：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=llli=150l.58=95=150（查计算依据4）由规范（计算依据1）得=0.626稳定计算：N,A=11.21107（0.626
