1、1 宁波市体育中心健身综合楼宁波市体育中心健身综合楼 外外外外 脚脚脚脚 手手手手 架架架架 计计计计 算算算算 书书书书 一、一、 工程概况：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
2、，基 本风压 W0= 0.40KN/m 2 （宁波市 10 年一遇基本风压 0.30KN/m 2, 50 年一遇基本风压 0.50 KN/m2 ，考虑到 脚手架的临时性，取基本风压为 0.40 KN/m 2） 。 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 = 16.2m 2） 二、计算依据（主要计算依据（主要） ： 1建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-20
3、01（2002 年版） 2钢结构设计规范GB50017-2003 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：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=4.89cm 2，惯性矩 I=12.19 cm4， 截面模量 W=5.08 cm 3，回转半径 i=1.58 cm。 围网参数： 采用 2300 目/100 cm 2，自重 0.005 KN/m2 ，每目
4、孔隙面积 A0=1.3mm 2。 钢管强度设计值：f=205 N/ mm 2，弹性模量；E=2.06105 N/ mm 2。 2 竹笆片自重 Qp=0.15KN/m 2 施工荷载：2KN/m 2（结构阶段） ，2 KN/m2 （装修阶段） 。 四、四、21.821.8 m m 高脚手架各项指标验算：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
5、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饰装修阶段均取 2KN/m 2作为计算依据。 1 1纵向水平杆抗弯强度及变形计算（按三跨连续梁计算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
6、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/m Mmax=0.1q1la 2+0.117q 2la 2(按最不利组合考虑) =0.10.0721.5 20.1171.121.52=0.311 KN.m = Mmax/W=(0.31110 6)/(5.08103)=61.2 N/ mm2205 N/ mm2=f 满足要求。 2）挠度验算： V=la 4/100EI（0.677q 1
7、k+0.99 q2k） =1500 4/(1002.0610512.19104) (0.6770.060.990.8) =1.68 mm10 mm =la/150 及 10mm满足要求。 2.2.横向水平杆抗弯强度及变形计算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 =1.539 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.
8、10.0721.51.21.121.5=0.119+2.016=2.135 KN 1）抗弯强度验算： 考虑最不利组合，求 Mmax 时不计悬挑荷载，有： 3 Mmax=Flb/3=2.1351.20/3=0.854 KN.m Mmax/W=(0.85410 6)/(5.08103)=168 N/ mm2 205 N/ mm 2=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 4-4n2-1）/384n3EIF Klb 3 (n=3) =0.03549/ EIFKlb 3 =0.03549/(2.06
9、10 512.19104) 1.53910312003 =3.76 mm8 mm=lb/150 及 10 mm。 满足要求。 3.3.扣件抗滑承载力计算：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 KN RB1=F=2.135 KN RB2=F=2.135 KN RB3= F（1+a1/lb） =0.801（10.3/1.2）=1.001 KN Rb=RB1+RB2+RB3 =2
10、.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=3.136KN Rb=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。 4.4.立
11、杆的稳定性计算（采用单立杆立杆的稳定性计算（采用单立杆） ： 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。 4 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，=0.174 3）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=0.7zSwO 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
12、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闭综合挡风系数： =1+2-12/1.2 =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=0.7zSwO =0.70.741.1280.4=0.234KN/m 2 风荷载设计值对立杆段产生的弯矩 Mw: Mw=0.851. 4wKlah 2/10 =0.851.40.2341.51.8 2/10=0.135 KN.m 4）脚手架各项荷载计算： 本脚手架高度 21.8m 25m，可不考虑
13、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: NG1K=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） laQpn（竹笆片自重 Qp=0.15KN/m 2） =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)12 21.512/6.518.410 -3 =
14、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 =0.0051.521.8=0.164 KN（安全网自重 0.005 KN/m 2） 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 =2.25KN 5）立杆段轴向力设计值 N： 组合风荷载时： 5 N=1.2（NG1K+ NG2K）+0.851.4NQK =1.2（2.721+3.990）+0.851.42.25=
15、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=11.20KN 6）稳定性验算： 组合风荷载时： N/A+Mw/W =10.7310 3/（0.174489）+0.135106/5.08103 =153 N/mm 2205 N/mm2 =f满足要求。 不组合风荷载时： N/A=11.2010 3/（0.174489） =132 N/mm 2205 N/mm2 =f满足要求。 结论结论：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。 5.5.连墙件验算连墙件验算: : 此时应验算脚手
16、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 =0.70.8691.1280.4=0.274 KN/M 2 2）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 M 2 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 KN 3）扣件连结抗滑移验算： 采用双扣件RC=2RC=20.
17、88=12.8 KN Nl=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： 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=11.2110 3/（0.626489） 6 =36.6 N/mm 2205 N/mm2=f 可见连墙件稳定承载能力足够。 6 6、立杆地基承载力验算
18、：、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/m 2。 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面 积按 A=0.50.3=0.150 m 2。 P = N / A = 11.20/0.150=74.7 KN/m 2 80 KN/m 2=1.080 KN/m2= k c.fgk 满足要求。 五、其它：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 130-20
19、01（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
20、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，可以满足使用要求。 搭设要求搭设要求 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
21、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、 7 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
22、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
23、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 物件。 、不允许分立面拆除或上、下二步同时拆除(踏步式)。认真做到 一步一清，一杆一清。 、所有拉接、隔排措施、登高措施必须随脚手架步层拆除同步进 行下降。不准先行拆除。 、所有杆件与扣件，在拆除时应分离，不允许杆件上附着扣件输 送地面，或两杆同时拆下输送地面。 、所有垫铺笆拆除，应自外向里竖立、搬运，防止自里向外翻起 后，笆面垃圾物件直接
24、从高处堕落伤人。 、脚手架内必须使用电焊气割工艺时，应严格按照国家特殊工 种的要求和消防规定执行。增派专职人员，配备料斗(桶)，防止零星和 切割物溅落。严禁无证动用焊割工具。 、当日完工后，应仔细检查岗位周转情况，如发现留有隐患的 部位，应及时进行修复或继续完成一个程序、直至结束,方可撤离岗位。 8 、输送至地面的所有杆件、扣件等物件,按类堆放整理。 脚手架的管理脚手架的管理 、脚手架每平方米的施工荷载：结构施工阶段和装修施工阶段施 工荷载均为 2KN，施工作业层为一层，并严格按脚手架计算书第四大条 计算说明中相关规定执行，脚手架上杂物必须及时清理。 、严禁在脚手架上拉缆风，不准采用斜拉斜吊的方式从脚手架上 进料。 、脚手架的杆件、尤其连墙件等严禁随意拆除，违者要从严处理。 、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；拆除一般栏杆脚手片剪刀 撑大横杆小横杆立杆，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。 、 超过二年期限由公司进行技术鉴定， 确定拆除重搭或维修加固。 、施工现场健全脚手架的检查维修管理制度，每幢脚手架均应有 巡视值班制度，台风季节期间要加强检查，发现隐患立即进行加固。
