1、土木工程施工土木工程施工1脚手架支模架计算脚手架支模架计算1脚手架计算脚手架计算 2脚手架支模架计算脚手架支模架计算2主要内容主要内容1.脚手架计算(扣件式钢管脚手架、门式脚手脚手架计算(扣件式钢管脚手架、门式脚手架)架)2.支模架(支模架(脚手架结构模板支撑架脚手架结构模板支撑架)计算(与)计算(与模板计算结合,板、梁支模架计算)模板计算结合,板、梁支模架计算)31.脚手架计算脚手架计算1.1扣件式钢管脚手架计算扣件式钢管脚手架计算扣件式钢管脚手架与一般结构相比,其工作条件具有扣件式钢管脚手架与一般结构相比,其工作条件具有以下特点:所受荷载的变异性比较大;扣件连接节点以下特点:所受荷载的变异
2、性比较大;扣件连接节点属于半刚性,且节点刚性大小与扣件质量、安装质量属于半刚性,且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关,节点性能存在较大变异;脚手架结构构件存在有关,节点性能存在较大变异;脚手架结构构件存在初始缺陷,如杆件的初弯曲、锈蚀,搭设尺寸误差、初始缺陷,如杆件的初弯曲、锈蚀,搭设尺寸误差、受荷偏心等均较大;与墙柱板的连接点,对于脚手架受荷偏心等均较大;与墙柱板的连接点,对于脚手架的约束变异较大等。鉴于以上问题目前研究的不足,的约束变异较大等。鉴于以上问题目前研究的不足,缺乏系统积累和统计资料,目前脚手架国家规范采用缺乏系统积累和统计资料,目前脚手架国家规范采用的设计计算方法在实质上属于
3、半概率、半经验的。的设计计算方法在实质上属于半概率、半经验的。4依据规范:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)计算内容:计算内容:1.纵向和横向水平杆纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)等受弯构件的强度和挠度等受弯构件的强度和挠度计算计算:大横杆按三跨连续梁计算,小横杆按简支梁计算。:大横杆按三跨连续梁计算,小横杆按简支梁计算。2.扣件的抗滑承载力计算扣件的抗滑承载力计算3.立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算脚手架整体稳定性计算通过计算长度附加系数脚手架整体稳定性计算通过计算长度附加系数u反映到反映到立杆稳定性计算中,立杆稳定性计算中,u反映脚手架各杆件对立杆的约束作反
4、映脚手架各杆件对立杆的约束作用,综合了影响脚手架整体失稳的各种因素。用,综合了影响脚手架整体失稳的各种因素。4.连墙件的连接强度计算连墙件的连接强度计算对于使用钢管作为连墙件要求计算钢管扣件。5.立杆的地基承载力计算立杆的地基承载力计算5脚手架荷载效应组合:脚手架荷载效应组合:6一、纵向和横向水平杆一、纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)的计算的计算7以大横杆在上、小横杆在下为例(竹筢脚手板)大横杆 计算图式计算图式大横杆计算荷载组合简图大横杆计算荷载组合简图(跨中跨中最大弯矩和跨中最大挠度最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩支座最大弯矩)大横杆荷
5、载包括自重标准值,脚手板的荷载标准值,活荷载标准值。大横杆 计算计算8跨中最大弯矩计算公式:跨中最大弯矩计算公式:支座最大弯矩计算公式支座最大弯矩计算公式:最大挠度考虑计算公式最大挠度考虑计算公式:大横杆计算内力公式大横杆计算内力公式9小横杆计算荷载包括大小横杆的自重标准值,脚手板的荷载标准值,活荷载标准值。小横杆小横杆计算简图计算简图均布荷载最大弯矩:集中荷载最大弯矩:均布荷载最大挠度:集中荷载最大挠度:小横杆小横杆计算内力公式计算内力公式二、扣件抗滑力的计算 CRR 扣件扣件计算公式计算公式CR 扣件抗滑承载力设计值,取8.0KNR 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;竖向作用力设
6、计值竖向作用力设计值R R可以通过上面计算纵向(小横杆在上)或横向可以通过上面计算纵向(小横杆在上)或横向水平杆(大横杆在上)的最大支座力得到水平杆(大横杆在上)的最大支座力得到,也可以将一个立杆纵距也可以将一个立杆纵距计算单元内的所有荷载按照计算单元内的所有荷载按照1/21/2分配得到。分配得到。11荷载荷载:静荷载、活荷载和风荷载:静荷载、活荷载和风荷载静荷载标准值静荷载标准值:脚手架结构自重标准值:脚手架结构自重标准值、脚手板的自重标脚手板的自重标准值准值、栏杆与挡脚手板自重标准值、吊挂的安全设施荷载栏杆与挡脚手板自重标准值、吊挂的安全设施荷载三、立杆的稳定性计算 活荷载标准值:活荷载标
7、准值:施工荷载施工荷载风荷载:风荷载:141516内力组合内力组合QGNNN4.19.02.1QGNNN4.12.1考虑风荷载时考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式立杆的轴向压力设计值计算公式:不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式立杆的轴向压力设计值计算公式:立杆稳定性验算立杆稳定性验算不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式:立杆的稳定性计算公式:fAN考虑风荷载时考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式:立杆的稳定性计算公式:17建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)5.2.618建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2
8、011)5.2.919建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)5.2.1120四、连墙件计算 21五、立杆底座和地基承载力计算 221.脚手架计算脚手架计算1.2门式钢管脚手架计算门式钢管脚手架计算231.门架门架 2.交叉支撑,交叉支撑,3.挂扣式脚手板挂扣式脚手板4.连接棒连接棒 5.锁臂,锁臂,6水平加固杆水平加固杆7.剪刀撑剪刀撑 8.纵向扫地杆纵向扫地杆9.横向扫地杆横向扫地杆 10.底座底座 11.连墙件连墙件12.栏杆栏杆 13.扶手扶手 14.挡脚板挡脚板24依据规范:建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范(JGJ128-2010)计算内容:计算内容:1.门式
9、钢管脚手架的稳定性及搭设高度计算的稳定性及搭设高度计算2.连墙件的连接强度计算连墙件的连接强度计算3.立杆的地基承载力计算立杆的地基承载力计算25一、门式脚手架荷载及效应组合:一、门式脚手架荷载及效应组合:荷载同扣件式钢管脚手架荷载同扣件式钢管脚手架2627门式钢管支架设计强度28二、门式脚手架稳定性及搭设高度计算二、门式脚手架稳定性及搭设高度计算29303132三、连墙三、连墙件计算件计算33四、门架立杆四、门架立杆地基承载力计地基承载力计算算342.脚手架支模架计算脚手架支模架计算支模板技术安全的重要性上海奉贤厂房支模坍塌事故上海奉贤厂房支模坍塌事故35 2008年年11月月21日中午,山
10、东滨州正在建设施工中的博兴县全民健身广场体育活动日中午,山东滨州正在建设施工中的博兴县全民健身广场体育活动中心游泳、乒乓球馆二楼楼顶突然坍塌,中心游泳、乒乓球馆二楼楼顶突然坍塌,20余名工人随楼顶一起落下,余名工人随楼顶一起落下,18人受伤。经人受伤。经初步查明,事故原因是在浇铸网箱内梁过程中,西侧北段过量的放置混凝土,现场人员初步查明,事故原因是在浇铸网箱内梁过程中,西侧北段过量的放置混凝土,现场人员过于集中,以及混凝土输送泵对网箱模板的冲击导致部分荷载过大,重心偏移造成的模过于集中,以及混凝土输送泵对网箱模板的冲击导致部分荷载过大,重心偏移造成的模板体系垮塌。板体系垮塌。36 2010年年
11、1月月3日下午日下午 时,云南省昆明市,由时,云南省昆明市,由云南建工市政公司承建的昆明新机场航站楼配套引桥工程在云南建工市政公司承建的昆明新机场航站楼配套引桥工程在混凝土浇筑施工中,突然发生了支架垮塌事故,造成人死混凝土浇筑施工中,突然发生了支架垮塌事故,造成人死亡、人重伤、人轻伤。亡、人重伤、人轻伤。昆明机昆明机场引桥场引桥碗口钢碗口钢管支架管支架坍塌事坍塌事故故1.8m 上人通道搭上人通道搭设在架体内设在架体内 墩梁处墩梁处横向剪刀横向剪刀撑应加强撑应加强平衡水平平衡水平推力推力37 从照片看,外侧面纵向剪刀撑搭设不规范,从照片看,外侧面纵向剪刀撑搭设不规范,横向剪刀撑未见。横向剪刀撑未
12、见。381)、杆件进场)、杆件进场钢管支模架作业基本流程392)、施工放线)、施工放线403)、可调底座排放)、可调底座排放414)、第一层架体搭设)、第一层架体搭设 425)、底层水平调节)、底层水平调节 436)、拉通线检查水平)、拉通线检查水平 447)、立杆安装)、立杆安装 458)、横杆安装)、横杆安装 46 9)、斜杆安装)、斜杆安装 4710)、中间层搭设)、中间层搭设48 11)、超高杆件垂直传递运输)、超高杆件垂直传递运输 4912)、顶层搭设)、顶层搭设 5013)、上调托座安装)、上调托座安装 5114)、横杆插销和斜杆检查)、横杆插销和斜杆检查 5215)、支撑顶标高控制)、支撑顶标高控制 5316)、支撑主龙骨安装)、支撑主龙骨安装5417)、)、支撑标高精确控制支撑标高精确控制 5518)、现场结构支撑预压试验)、现场结构支撑预压试验 5619)、)、进入模板工程进入模板工程 57 20)、)、进入下道施工工序:钢筋工程进入下道施工工序:钢筋工程 58高度高度H H(10m)(10m)宽度宽度B(3.3mB(3.3m)59垂直剪刀撑与水平剪刀撑设置示意垂直剪刀撑与水平剪刀撑设置示意 60计算实例61