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1、宁波商业技师学校宿舍楼双排双立杆外脚手架计算书一、工程概况：本工程为9层宿舍楼，带1层架空层及1层地下室，建筑面积753h112,框架剪力墙结构。檐口标高大部份为42.IOm,在/范围内其升高至44.IOmo室外地坪相对标高-0.12m,按最高檐口标高44.1Om计，外脚手架自室外地坪起其搭设高度应为0.12+44.10+1.0=45.22m,为节省工程临时设施造价,采用扣件式双排双立杆钢管外脚手架，内立杆与外墙面间距定为a1=0.30m。脚手架主要尺寸:立杆纵距L=L40m,立杆横距lb=l.20m,步距h=L80m,共25步，实际搭设高度H=45.20m（注：共25步,H=0.2+251.
2、8=45.20m）,按以往计算经验，决定：脚手架底下10步采用双立杆，双立杆高度0.20+10XL80=20.0m,其余上部14步25.20m范围内仍采用单立杆，详见图一。地基土分层夯实后，上浇C15混凝土厚150mm。施工区域为大城市市区，地面粗糙度类别为D类，基本风压W0=0.30KNm2（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0.30KNm2）o外脚手架采用密目式安全立全封闭，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48X3.2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
3、连结，按2图一步2跨布置（连墙件覆盖面积3.60X2.80=10.08m2）o施工作业层数为一层。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）以下简称规范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. 建筑施工扣件式钢管模板支架技术规范DB33/1035-202*以下简称浙规范8. 本工程施工图三、计算数据：钢管（4832）:截面抵抗矩W=4.732cm3,惯性矩I=lL36cm截面积:A=4.50cm
4、2,弹性模量E=2.06X105Nmm2,自重35.5Nm（48X3.5,自重38.4Nm）,回转半径i=l.589cm,钢管强度设计值：fm=205Nmm2,fv=125Nmm2,弹性模量:E=2.0610N/mm2o扣件自重：直角扣件13.2N/个,对接扣件18.4N/个,旋转扣件14.6N/个。围参数：采用2300目/100cmz,自重0.005KN/,每目孔隙面积A广1.3mm）竹笆片自重：Qp=O.075KNm2o施工荷载：2KN/tf（结构阶段），2KNm2（装修阶段）。四、45.20In双排双立杆脚手架各项指标验算：计算说明：1）、本计算书严格遵循国家规范与相关参考资料作较为全面
5、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，按规范施工荷载应取3KN112计算，但考虑到扣件存在局部质量缺陷以及在结构施工阶段对于框架结构实际施工荷载远小于装饰装修阶段施工荷载，因而以下对外脚手架各项验算过程中施工荷载，在结构施工阶段和装饰装修施工阶段均取2KN/W作为计算依据，因而本工程外脚手架在结构施工阶段主要用于围护及封闭，并严格控制施工荷载2KNm2,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。2）、针对目前承重支撑用钢管、扣件等普遍存在的质量问题，按本工程钢管、扣件测试结果实况，对钢管由以往计算
6、时普遍采用的48X3.5改为采用48X3.2,同时扣件抗滑力，单扣件由8KN调整为6.4KN,双扣体由12KN调整为9.6KN（即乘以0.8折扣系数），经过对脚手架力学指标全面核算，核算结果符合规范各项要求，详见计算书各单项计算。1.纵向水平杆抗弯强度及变形计算（钢管自重忽略不计）：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=400mm1）抗弯强度验算：竹芭片自重标准值:qlk=0.075X0.4=0.03KN/m竹芭片自重设计值：q1=1.2qlk=1.20.03=0.036KN/m图二施工荷载标准值：q2k=20.4=0.8KN/m施工荷载设计值：
7、q2=1.4q2k=1.40.8=1.12KN/mMmax=0.100q1l0.117q2la2(活载按最不利组合考虑)=0.1000.036l.42+0.117X1.12X1.42=0.264KN.m=MmaxW=(0.264IO6)/(4.732IO3)=55.8Nmm2205Nmm2=f满足要求。2)挠度验算：V=la7100EI(0.677qlk+0.99q2k)=14007(100X2.06IO5X11.3610,)(0.6770.03+0.99X0.8)=1.33mm9.33mm=1400/150=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)
8、：计算简图见图三，为单侧带悬臂的简支梁，其中：Ib=L20m,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=1.lqkla+l.2q2kla=1.l0.03X1.4+1.20.8l.4=0.046+1.34=1.39KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值：图三F=1.lqla+l.2q2la=1.l0.036l.41.21.121.4=0.055+1.882=1.94KN1)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=1.94X1.20/3=0.776KN.mMmaxW=(0.776106)/(4.732XlO3)=164N/
9、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/ElXFKIb3=0.03549/(2.06105ll.3610,)1.391031202*=3.64mm8mm=1200/150=h/150及10mm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=Rbi+Rk+Rb3外伸端集中力设计值F：F=LlqJla+L2qIa=1.11.20.075X0.15X1.4+1.21.4X2X0.15X1
10、.4=0.73KNR81=F=1.94KNRkj=F=1.94KNRR=Fz(l+a1lb)=0.73X(1+0.3/1.2)=0.91KNRb=RBl+Rb2+RJ3=1.94+1.94+0.73=4.61KNRb=4.61KN8KN=Rc单扣件抗滑可以满足要求。图四注：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=4.61KN6.4KN=0.88=0.8Rc=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-RJ1R)9RJ3=0+1.94+0.73=2.67KNRb=2.67
11、KN6.4KN=Rc采用单扣件抗滑满足要求，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 .底步主立杆的稳定性计算(立杆底部20m范围内采用双立杆)：验算长细比：=Khi(MZK=I),按Ib=L30m查规范，=1.55=IX1.55X180/1.589=176210=满足要求。求稳定折减系数:此时应取K=I.155=Kuhi=1.155X1.55X180/1.589=203查规范,=0.175在双立杆高度(1.810+0.2=20m)范围内，因双立杆步数已达10步，主、付立杆内力可以平均分配(当双立杆步数28步时，主、付立杆内力已经可以平均分配)，主、付立杆各自承担该范围内脚
12、手架自重和构配件自重的一半即50%。1)双立杆范围内脚手架主、副立杆合计每米自重标准值qj：A)仅由副立杆引起的每米自重标准值qld:副立杆每步与纵向水平杆采用直角扣件扣牢，每6.5m用对接扣件连接，副立杆每米自重标准为q-,贝Ihqk=(q+hq+h6.5q2)/h=(13.2+1.835.5+1.8/6.518.4)/1.8=45.66N/mB)在双立杆范围内纵向剪力撑宜采用双杆，由此增加自重标准值为qk2：查计算依据6,剪刀撑单位面积自重：GJ=6.3432/(cosXSinQ)+2.2462/(LaXSinQ)103KNm2上式中a为剪力撑与地面的夹角：tga=hla=1.80/1.4
13、0=1.286,a=52.13以Q=52.13o,U=1.40m代入，GJ=15.12103KNm2Gj=GJX(35.5/38.4)=15.12103(35.5/38.4)=13.98103KNm2从而立杆受剪刀撑自重引起的qk2为：qk2=GjLal=13.981031.401=19.57X103KN/mC)双立杆范围内脚手架主、副立杆合计每米自重标准值为，贝J:Qk,=Qk+Qkl+Qk2=0.1248(35.5/38.4)+45.66103+19.57IO3=0.1806KN/m注：偏于安全qk仍取自立杆纵距L=1.50m时之值。2)脚手架自重标准值产生的底步主立杆轴向力：Pgik=(
14、Hs-20.00)qk+20.00qkzX0.5=(47.34-20.00)0.1248X(35.5/38.4)+20.000.1806X0.5=4.960KN(注：架高调正后HS=（三）/(1-0.001（三）)=45.20/(1-0.001X45.20)=47.34m)3)构配件自重标准值产生的底步主立杆轴向力：此时同样应考虑在脚手架计算高度范围内(47.34m)主、副立杆的内力分配，与采用单立杆时不同。满铺脚手板：作用于主、副外立杆，n=25步Na=0.5(lb+al)laQpn(竹笆片自重QP=0.075KN/m2)=0.5(1.2+0.3)1.40.07525=1.969KN栏杆及挡
15、脚杆(每步48X3.5钢管2根+扣件)：作用于主、副外立杆，n=25步Nb=35.510321an+2ql2521an6.5q2=35.510321.425+213.210325+21.4256.518.4XlO3=3.343KN(钢管自重35.5Xl(TKN/m,q直角扣件重，q2对接扣件重)安全：作用于主、副外立杆，高度45.2mNc=0.005laH=0.005l.445.2=0.316KN(安全自重0.005KN/m2)PG2=(Na+Nb)(25-10)/25+10/250.5+Nc(45.2-20)/45.2+20/45.20.5=(1.969+3.343)(O.60+0.20)+
16、0.316(O.558+0.221)=4.496KN(脚手板及栏杆、挡脚杆按步数分配，安全按高度分配)4)施工荷载(一层施工作业层)标准值产生的底步主立杆轴向力：按对主立杆最不利考虑，当作业层位于上部单立杆部位，施工荷载全部由主立杆承担，施工荷载标准值产生的轴向力：Pgk=0.5X(Ib+a】)XlaXQk=0.5(1.20+0.3)1.4(12)=2.100KN5)主立杆轴向力设计值：A)组合风荷载时：P=1.2(Pgik+Pg2k)+0.851.4Pgk=1.2(4.960+4.496)+0.851.4X2.100=13.85KNB)不组合风荷载时：P=1.2(PGIK+Pg2K)+1.4
17、2PGK=1.2(4.960+4.496)+1.4X2.100=14.29KN6)计算风荷载设计值对底部立杆段(主、副立杆)产生的弯矩：A)求双立杆、双管剪力撑密目式安全立全封闭挡风系数：密目式安全立挡风系数:=1.2(100-NXAo)/100=1.2(100-23001.30lO2)/100=0.841敞开式脚手架挡风系数92,(应考虑双立杆、双管剪刀撑因素，不能简单地套用规范相应表格内数值，需重新计算)：92,=1.2An,/lah=1.2(la+2h+20.325lah)dlah=1.2(1.4+2l.8+20.3251.41.8)X0.048/(1.4X1.8)=0.152挡风系数”
18、：=1+2-2,/1.2=0.841+0.152-0.841X0.152/1.2=0.886B)求风荷载设计值对立杆段产生的弯矩乩：风荷载体型系数忆二1.3,=1.3X0.886=1.152Wk=0.7LXUSXWo=0.70.621.152X0.30=0.150KNm2风荷载设计值对立杆段产生的弯矩Ma=0.85X1.4XWkXLXh2/10=0.851.4X0.1501.41.8710=0.0810KN.m7)主立杆稳定性验算：A)组合风荷载时：=PA+Nt/W=13.85X107(0.175X450)+0.0810X107(24.732X103)=184Nmm2205Nmm2=f满足要求
19、。B)不组合风荷载时：=PA=14.29103/(O.175450)=181Nmm2205Nmm2=f满足要求。可见在底部20.Onl范围内采用双立杆后，主立杆受力情况大为改善，在组合风荷载和不组合风荷载两种情况下脚手架稳定性均能满足使用要求。5 .单立杆的稳定性计算(采用双立杆后，单立杆部分稳定性)：采用双立杆后，在双立杆顶端，即自下往上第11步,此处仍为单立杆，尚应核算该步立杆的稳定性。1)脚手架自重标准值产生的轴向力：Ngik=(Hs-20)Xqk=(47.34-20)0.1248X(35.5/38.4)=3.154KN2)构配件自重标准值产生的轴力向：Ng2k=(Na+Nb)X(25-
20、10)/25+MX(45.2-20)/45.2=(1.969+3.343)0.600.316X0.558=3.364KN(满铺脚手板自重栏杆及挡脚杆自重+围自重)3)施工荷载(按一层作业层考虑)标准值产生的轴向力：Nqk=0.5(lb+a,)IaEQK=0.5(1.2+0.3)1.4(1X2)=2.100KN4)立杆段轴向力设计值：A)组合风荷载时：N=l.2(Ngik+Ng2k)+0.851.4Nqk=1.2(3.154+3.364)+0.85L4X2.100=10.32KNB)不组合风荷载时：N=l.2(Ngik+Ng2k)+1.4Nqk=1.2(3.1543.364)+1.4X2.100
21、=10.76KN5)计算风荷载设计值对单立杆产生的弯矩：此时应调整风压高度修正系数Ue,查建筑结构荷载规范得e=0.62,参数US按建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算一书，查得为1.128(查该书80页表4-5,得=0.868,s=1.3=l.128)0WK=0.7UEXIASXW()=0.70.621.128X0.3=0.147KNm2Mw=0.85X1.4XWKXLaXh2/10=0.851.40.1471.4X1.8710=0.079KN.m6)立杆稳定性验算：A)组合风荷载时：=NA+Mw/W=10.32107(0.175X450)+0.079X107(4.732XIO3)=148Nm
22、m2205N/mm2=f满足要求。B)不组合风荷载时：=NA=10.76X107(0.175X450)=137Nmm2205N/mm2=f满足要求。6 .连墙件验算:1）验算脚手架最高处（45.20m）连墙件的扣件抗滑力：求WK风压高度变化系数UZ=（0.73+0.84）/2=0.785风荷载体型系数4=1.128脚手架顶端风荷载标准值：w=0.7zsWo=0.7X0.785X1.128X0.3=0.186KNm2求连墙件轴向力设计值Nc：单个连墙件抗风面积（2步2跨）AW=2hX2Ia=21.821.4=10.08m2连墙件约束平面外变形所产生的轴向力N0=5KN（双排脚手架时）连墙件轴向力
23、设计值：NL=NewNo=1.4XWKXA*+NO=1.4X0.186X10.08+5=7.62KN图五连墙件连接扣件连结抗滑移验算：采用单扣件RJ=8KNN1=7.62KN8KN=R满足要求。2）验算脚手架单、双立杆分界处（20.Om）连墙件的扣件抗滑力：此时风压高度变化系数UZ=O.6220m高度处风荷载标准值：WK=0.7zsw0=0.762l.128X0.3=0.147KNm2连墙件轴向力设计值：NL=NewNo=1.4XWKXAl+NO=1.4X0.147X10.08+5=7.07KN连墙件连接扣件连结抗滑移验算：采用单扣件艮=8KNN1=7.07KN8KN=艮满足要求。3）连墙件稳
24、定性验算：设连墙件长度1产50mm（取脚手架内立杆与予埋坚向钢管之间的距离），长细比人=ki=50/1.589=31=150（查计算依据4,即冷弯薄壁型钢结构技术规范）由规范（查计算依据1）得=0.915稳定计算：连墙件轴向力设计值Ni=8.98KN（取自45.2m高度处）NyA=7.62X107（0.915X450）=18.5Nmm2205Nmm2=f可见连墙件稳定承载能力足够。连墙件采用48X3.2同类钢管，其与脚手架及主体结构作刚性连接，详见图五。7 .立杆地基承载力计算：1)主立杆底脚最大受力：组合风荷载时为13.85KN,不组合风荷载时为14.29KN,现取不组合风荷载时主立杆底脚受
25、力N产14.29KNo2)副立杆底脚最大受力：、脚手架自重标准值产生的底步副立杆轴向力：Pgik=20.00qk,0.5=20.00X0.18060.5=1.806KN、构配件自重标准值产生的底步副立杆轴向力：Pg2k=(Na+Nb)(10250.5)+Nc(20/45.2X0.5)=(1.969+3.343)X0.20+0.316X0.221=1.132KN、施工荷载(一层施工作业层)标准值产生的底步副立杆轴向力：因本段计算目的是求出主、副立杆底步轴向力之和，以上计算时已经将施工荷载全部作用于主立杆，因而可以认为底步副立杆该项轴向力为Nqk=Oo、组合风荷载与不组合风荷载时底步副立杆轴向力均
26、为：N副=1.2(Pgik+Pg2k)=1.2(1.806+1.132)=3.53KN3)主、副立杆底脚最大轴向力之和：N(+b1)=N主+N砌=14.29+3.53=17.82KN4)立杆地基承载力验算：应满足：p80KN/m2=1.075KNm2=ktfgk但超差仅为(81.0-80)/80=1.25%70.0mm（超差为6.8mm）；、旋转扣件抗滑合格，抗破坏8个试件中有3个不合格，不合格率达37.5%,规范要求抗破坏力P217.0KN,但送检旋转扣件抗破坏力P最小值为15.0KN,不足值为2KNo二）、对本工程外脚手架计算书作全面复核：由检测报告可见，送检扣件质量总体尚可，仅为局部缺陷
27、，在技术上无须作大的技术处理，但仍需认真对待，为确保安全，现对原计算书逐项逐条作检查，情况如下：1）、将所有扣件乘以08折算系数后采用，即单扣件抗滑力由原8KN降至0.8X8=6.4KN,双扣件抗滑力由原12KN降至0.8X12=9.6KN,在此基础上再对原计算书作重新复核验算，情况如下：、脚手架主扣件抗滑力：原外脚手架计算书扣件抗滑力已经乘以0.8折算系数，主扣件（小横杆与立柱的连接处的扣件）受力仅为2.67KN,贝卜2.67KN6.4KN满足要求。只须按原计算书要求执行就可以了。、连墙件扣件抗滑力：本工程最高处（高45.20m）,连墙件扣件抗滑力计算值为7.62KN；架体中部处（高20m）
28、,连墙件扣件抗滑力计算值为7.07KN,二者均大于单扣件乘以0.8折算系数后的扣件抗滑力6.4KN,但小于不乘以折算系数的扣件抗滑力8KN,且本工程连墙件按二步二跨布置，其要求已经严于常规二步三跨法，且外脚手架立柱跨度也已经从常规采用的1.50m缩小至1.40m,因而可以基本满足要求。但考虑到扣件质量局部缺陷，更为安全起见，本补充处理方案要求：脚手架最高处（顶步）连墙件的连接扣件应采用双扣件，其余处仍按原方案施工。双扣件连接法见右图。2）、考虑到旋转扣件其主要用于剪刀撑接长和连接，因而剪刀撑接长由原计算书要求（也即规范要求）的采用3个扣件改为4个扣件，以弥补施转扣件抗破坏能力的不足。3）、本工
29、程原外脚手架计算书考虑周到、编制严密，除采用缩小柱距、加密连墙件布置外，对实用型号为48X3.5钢管规格计算时降级为48X3.2采用，即壁厚按减少0.3Inm进行计算，在此情况下仍能满足要求，因而原计算书计算结果相当安全，其各项力学性能及构造措施足以弥补扣件质量局部缺陷。三）、结论：按新海建设工程材料测试总承包公司关于本工程钢管、扣件检测报告，结合工程外脚手架搭设实际情况，经过对原计算书全面核对后，我们认为只要认真执行原计算书及本补充处理方案的各项条款，可以满足使用要求。附件：钢管、扣件检测报告，报告编号为KJ202*001270宁波商业技师学校宿舍楼双排双立杆外脚手架补充方案一、方案补充原由
30、：本工程在7.2Onl标高处因立面造型需要存在延墙面外挑梁，其外挑尺寸达450mm,外脚手架内立杆原设计离外墙面0.30m,因而引起外架搭设不便需作相应调正。在地基方面，工程东侧脚手架外立杆立于地下室围护环梁之上，内立杆下方地基作了加强处理（已填深达Llm左右塘渣）；南侧脚手架内外立杆均立于地下室斜道之上，二者均十分安全。而西侧脚手架内立杆立于地下室围护环梁之上是安全的，但外立杆立于原已施工的硬地坪上，而硬地坪碎厚度不足15Onml且下方未填塘渣，显然该处地基强度不能满足要求，必须进行加固处理。本方案在重新审核原计算书的基础上对上述二个方面进行补充修改。一、补充修改如下：1、针对脚手架与外挑梁
31、相交情况作如下处理：外脚手架内立杆由原设计离外墙面0.3Om改为0.25m；标高7.20m以下外脚手架由双排改为三排；标高7.2Om处增设一根斜杆，用以加强内立杆的承载力。以上修改详见图（一）。2、西侧脚手架外立杆下方地基处理：立杆下方垫设通长方管（方管由2根12槽钢焊接而成），详见图（二）。二、说明：查原计算书，脚手架最低处（标高-0.20m）外侧主、副立杆共承担轴向力N=17.82KN（内侧主、副立杆因无围及剪刀撑自重尚要小些），现内排双立杆在标高+7.2Om处因高度减小轴向力N远小17.82KN,且有斜向支撑和外挑梁共同承担（外挑梁高度为70Omm内配8（g180mm,详见技术联系单），
32、显然可以满足要求，无需进一步验算。图（二）图（一）安全生产十项注意事项：一、工作前穿戴好规定的劳动防护品，检查设备及作业场地，做到安全可靠。二、不违章作业，并监督制止他人违章作业。三、不准擅自开动别人操作的机械，电器开关设备。登高作业应戴好安全带、安全帽、并有专人监护、防止坠落，严禁向下乱抛工具和设备零件。四、不准随便拆除各种安全防护装置、信号标志、仪表及专指示器等。保持设备齐全有效灵敏可靠。五、不准随意启动设备。机器设备停机检查或修理时，应切断电源并悬挂警示牌，取牌人应是挂牌人。开机时发出信号，听到回音确定安全后才能开机。六、不准吊装物及下行人。多人操作起重搬运要统一指挥，密切配合。不准超负荷使用机器。七、不在易燃物品附近吸烟动火，不乱扔垃圾。八、不在厂内无证驾驶机动车辆，机动车进出车间转弯必须鸣号减速。车辆行驶中严禁爬上跳下。九、工作时精力集中，不准打闹、赤脚、赤膊、穿拖鞋和高跟鞋。十、上班时间不准怠工、滋事、脱岗或擅离职守。有事请假经领导批准后方可离开岗位。
