公交清河路始发站外脚手架计算书

1、宁波公交清河路始发站工程外 脚 手 架 计 算 书一、工程概况：本工程为宁波公交清河路始发站,框架结构, 建筑面积总计255m2,有三个建筑单体：1、管理用房建筑面积120 m2，一层框架结构，檐口标高4.50m及5.40m;2、公厕建筑面积61 m2，一层框架结构，檐口标高6.00m, 建筑最高6.90m;3、站台建筑面积75 m2，一层钢结构。室外地坪相对标高0.15m, 按公厕最高6.90m计，自室外地坪起外脚手架搭设高度应为6.900.151.0= 8.05m , 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a1=0.30m。脚手架主要尺寸:立杆纵距la=1.5

2、m，立杆横距lb=1.2m，步距h=1.8 m，实际搭设高度H=8.40m，详见图一（共4步，H=0.2+41.81.0=8.4m）。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 = 0.30KN/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 ，考虑到脚手架的临时性，取基本风压为0.30 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

3、性连结，按2步3跨布置 。（连墙件覆盖面积3.604.50 = 16.2m2） 图 一 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） 以下简称规范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 建筑施工扣件式钢管模板支架技术规范 DB33/1035-20068 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

4、。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、8.40m高双排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

5、要承载力构件，在结构施工阶段，按规范施工荷载应取3 KN/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2 KN/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,计算简图见图二,设4根纵向水平杆，纵向水平杆间距s =1200/3=400 mm（钢管自重忽略不计）。1）抗弯强度验算： 图 二

6、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=0.100q1la2+0.117q2la2(按最不利组合考虑) =0.10.0721.520.1171.121.52=0.311 KN.m= Mmax/W=(0.311106)/(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）=1

7、5004/(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: 计算简图见图三，为单侧带悬臂的简支梁,其中：lb=1.20m，s=0.4m，a1=0.3m. （钢管自重忽略不计）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=1.539KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值： 图 三F= 1.1q1la+1.2q2la = 1.10.0721.51.21.121.5=

8、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) =0.03549/ EIFKlb3=0.03549/(2.0610512.19104) 1.53910312003 =3.76 mm

9、8 mm=lb/150及10 mm 满足要求。 3.扣件抗滑承载力计算： 图四中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） 图 四 =0.801（10.3/1.2）=1.001 KNRb=RB1+RB2+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

10、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=3.136KN 6.4 KN =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： =Kh/i（取K=1），按lb=1.30m查规范，=1.55 =11.55180/1.58=17

11、7210=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6)，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

12、、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 =0.70.741.1280.3=0.175 KN/m2 风荷载设计值对立杆段产生的弯矩Mw: Mw =0.851. 4wK la h2/10 =0.851.40.1751.51.82/10=0.101 KN.m4）脚手架各项荷载计算：本脚手架高度8.40m 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=8.40m 脚手架自重标准产生的轴向力: NG1K =HsgK =8.400.1248=1.048 KN（查规范gK=0.1248 KN/m） 构配件自重标准值产生的

13、轴向力: 满铺脚手板（n=4步）: Na =0.5（lb+a1） la Qp n（竹笆片自重Qp=0.15KN/m2） =0.5（1.2+0.3）1.50.154=0.675KN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)421.54/6.518.410-3 =0.601 KN（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 =0.0051.58.40=0.063 KN（安全网自重0.005 KN/m2）NG2K = Na+ Nb+ Nc =0.675+

14、0.601+0.063= 1.339 KN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 = 2.25 KN5）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（1.048+1.339）+0.851.42.25= 5.54 KN不组合风荷载时： N=1.2（NG1K+ NG2K）+1.4NQK =1.2（1.048+1.339）+1.42.25= 6.01 KN6）稳定性验算： 组合风荷载时： N/A+Mw/W =5.54103/（0.174489）+0.1011

15、06/5.08103 =65 N/mm2 205 N/mm2 =f 满足要求。不组合风荷载时：N/A=6.01103/（0.174489） =70.6 N/mm2 205 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（8.40m）连墙件。1) 求WK查计算依据3得风压高度变化系数z =0.74 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=0.7z s wO =0.70.741.1280.3=0.175 KN/M22）求连墙件轴向力设计值NC：单个连墙件抗风面积：AW

16、=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 =1.40.17516.2 + 5=8.97 KN3）扣件连结抗滑移验算：采用双扣件RC=12 KNNl=8.97 KN12 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

17、=150 由查规范相应表格,得=0.626稳定计算：NL/A=10.40103/（0.626489） =34.0 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6.01 KN(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70KN/m2。立杆底脚处设厚300300120强度等级 C25砼垫块，每个立杆底脚处垫板有效面积按A= 0.30.3= 0.09 m2。 P = N / A =6.01/0.09= 67 KN/m2 70 KN/m2=1.0

18、70 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、脚手架的现场安全技术管理：1）脚手架编制者及公司质安人员应对操作人员作安全技术交底，除向操作者交代各项构造要求，安全事项外，重点指出本工程脚手架各项几何参数，必须避免操作人员按“常规”凭经验自行作主随意搭设；2）必须禁止不作地基处理，不按计算书要求铺设立杆下垫块或垫板，甚至在虚土上架设立杆，而为应付安全检查事后补做“硬”地坪，伪造脚手架已作地基处理假象而给安全造成重大隐患；3）重点检查连墙件数量、质量，其布置与计算书规定是否一致，转角处是否加密，是否满足规范要求，是否钢性连结，该双扣件的有否遗漏，连墙件架设与架体进度是否同步等等。 4）因脚手架步高与建筑层高的矛盾，往往不