模板支架受力分析計算

內容安全技術概述腳手架計算模板支架計算案例分析第一頁，共123頁。安全技術工作概述重要性存在問題解決要點理論計算的理解第二頁，共123頁。重要性在重大建筑施工安全事故發(fā)生的引起原因中，施工安全管理方面的因素很多、帶有普遍性，且常為主要原因，但是，造成事故的技術安全原因卻相當明顯和突出。這就提醒我們，建筑安全技術是建筑施工安全管理的基礎和保障。建筑安全技術工作的薄弱、滯后、不適應及不被認真重視的情況，成為重大事故發(fā)生的主要或重要原因。第三頁，共123頁。存在問題雖然施工方案措施的計算驗算工作已經(jīng)提升到異常重要的高度上，但并不是所有的總工們和方案措施的編制人員都能較好地掌握和運用標準規(guī)定、研究解決有關計算問題、使方案和措施具有可靠的技術安全保障。在方案措施的計算部分中，程度不同地存在一些問題，則具有一定的普遍性。存在主要問題大致有：第四頁，共123頁。（1）計驗算項目缺漏不全；

（2）驗算選擇的部位或截面不是最危險的；

（3）采用的計驗算方法不符合相應的標準規(guī)定，或者實際情況不符合規(guī)定的設計計算條件；

（4）采用的計算參數(shù)不符合工程的實際情況；

（5）驗算的受力情況或狀態(tài)與實際情況不符；

（6）沒有按實際情況采取必要的調整系數(shù)，使計算結果的安全保證度不夠；

（7）計算數(shù)據(jù)存在錯誤。

第五頁，共123頁。解決要點必須認真解決以上存在問題，達到計算工作的覆蓋性、符合性、正確性和保證性要求。所謂覆蓋性，就是覆蓋著應予計算的項目和應予驗算的最不利的部位；所謂符合性，就是符合標準規(guī)定、符合實際情況；所謂正確性，就是計算式正確、計算參數(shù)正確和計算結果正確；所謂保證性，就是達到安全的保證指標或要求（常用安全系數(shù)控制）。第六頁，共123頁。理論計算施工安全計算是保證施工方案和措施能夠安全地實施的計算，即確保按施工方案和措施進行施工時，其全過程中各階段所形成的工況都應處于安全可靠的狀態(tài)，確保不會由于存在不安全狀態(tài)而蘊發(fā)事故。并對可能影響其狀態(tài)安全、會形成共同作用的不安全行為、起因物和致害物給以嚴格的限制、控制或及時予以消除。第七頁，共123頁。長期以來，多數(shù)施工計算項目，都是采取借用（鑒）相應工程結構、機械設備的計算方法并結合工程實踐經(jīng)驗加以解決的，只有像爆破、混凝土澆筑（模板側壓力）及冬施工方法（電熱養(yǎng)護等）和起重吊裝等一些專項技術是通過試驗加上實踐經(jīng)驗解決的。腳手架極其模板支架則一直是靠經(jīng)驗搭設的。第八頁，共123頁。而像腳手架結構和深基坑支護結構等施工措施，由于本身所具有的影響因素多、可變性大和難以控制的特點，當仍采用工程結構的計算方法時，就難以與實際情況相符，不能確保達到安全可靠的要求，經(jīng)過一段時間的探索，形成了理論與實驗和實踐相結合的計算方法，其基本點就是使其工作狀態(tài)與危險狀態(tài)保持一個安全距離，而這個距離足以容納在計算時未能納入的可變因素的影響，使其不會達到或接近破壞狀態(tài)。因此，按對有關參數(shù)控制的可行性，確定安全保證要求，就成為解決施工安全計算方法時應予遵循的一項基本原則。第九頁，共123頁。腳手架計算方案編制步驟參數(shù)確定荷載材料計算過程第十頁，共123頁。方案編制步驟腳手架工程施工的主要步驟如下：主要及相關人員商討方案---確定方案---編制方案---報公司技術、安全部門審批方案---審批合格后由架子工長組織實施---各方驗收合格---投入使用。腳手架工程在施工前，技術負責人應召集技術、安全、生產(chǎn)等相關人員對本工程的腳手架搭設情況進行研討，確定腳手架應搭設的步距、縱距、橫距、總高度、范圍等各項參數(shù)內容，然后由技術負責人或技術員編制，編制完畢的方案經(jīng)技術負責人審核后報公司技術安全部門會審，并由公司總工程師審批后執(zhí)行。方案審批返回項目部，由項目部架子工長組織工人進行搭設，經(jīng)公司技術、安全及項目部技術、安全部門負責人驗收合格，方可使用。

第十一頁，共123頁。參數(shù)確定序項目內容1功能住宅樓、商業(yè)用房2建筑規(guī)模建筑總面積（m2）25905.82m2建筑層數(shù)地上15層，局部16層地下2層建筑層高人防層地下一層1層2~15層16層3.2m3.0m3.5m2.8m3.1m3建筑高度±0.0相當于絕對標高42.30m基底標高-6.220m室內外高差0.75m建筑總高55.8m場地相當于絕對標高41.3m檐口高度46.8m4地質資料地基承載力180N/MM2結構類型剪力墻結構5工程所在地北京東三環(huán)南路施工階段主體結構施工第十二頁，共123頁。第十三頁，共123頁。高度確定

1）“檐口標高”-“基底標高”+“安全高度”；2）“檐口標高”-“平整后場地標高”+“安全高度”；3）考慮加快施工速度腳手架下部做臨時腳手架，方便回填土工序，地上一層以上采用懸挑腳手架，那么懸挑腳手架的搭設高度：“檐口標高”-“一層頂板標高”+“安全高度”?！鞍踩叨取保?/p>

當上部為女兒墻時，腳手架的搭設高度要超過女兒墻1米；為檐口時，要超過檐口高度1.5米。依據(jù)：《規(guī)范》6．3．6立桿頂端宜高出女兒墻上皮1m，高出檐口上皮1.5m。本方案采取第二種搭設方式：46.8+（）+1=48.8米，取49米。第十四頁，共123頁。立桿縱距確定

腳手架用于結構施工階段，施工的作業(yè)層施工荷載3kN/m2，依據(jù)：《規(guī)范》表和《規(guī)范中第4條規(guī)定（4自頂層作業(yè)層的腳手板下計，宜每隔12m滿鋪一層腳手板。）的要求選取3+Int(49÷12+1)×0.35=3+5×0.35（kN/m2）荷載所對應的縱距1.2米；

第十五頁，共123頁。立桿橫距確定

根據(jù)工程情況在滿足施工的條件下不能超過《規(guī)范》表規(guī)定；依照此表可以取1.05~1.55之間的數(shù)值，本例取1.05米。第十六頁，共123頁。靠墻一端外伸長度確定《規(guī)范》6．2．2條主節(jié)點處必須設置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴禁拆除。主節(jié)點處兩個直角扣件的中心距不應大于150mm。在雙排腳手架中，靠墻一端的外伸長度a不應大于0.4l，且不應大于500mm；由0.4×1.05=0.42確定本工程選用a=0.3米。如果懸挑長度大于300mm，計算時按300mm考慮。第十七頁，共123頁。步距的確定

一般在確定腳手架的步距時要考慮兩個步驟，第一要滿足層高與施工要求，層高是是步距的整數(shù)倍，本例的層高標準層是2.8米，因此第一步確定步距為1.4米，第二步要符合《規(guī)范》表的要求，步距不能超出表的范圍，最后確定步距為1.4米。第十八頁，共123頁。荷載分類1）作用于腳手架的荷載可分為永久荷載（恒荷載）與可變荷載（活荷載）。2）永久荷載（恒荷載）可分為：（1）腳手架結構自重，包括立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件等的自重；（2）構、配件自重，包括腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護設施的自重。3）可變荷載（活荷載）可分為：施工荷載，包括作業(yè)層上的人員、器具和材料的自重；風荷載。第十九頁，共123頁。荷載效應組合第二十頁，共123頁。材料鋼管宜采用力學性能適中的Q235A(3號)鋼，其力學性能應符合國家現(xiàn)行標準《炭素結構鋼》(GB700-89)中Q235A鋼的規(guī)定。每批鋼材進場時，應有材質檢驗合格證。3號鋼的屈服強度240N/mm2為強度的標準值，引用現(xiàn)行國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》規(guī)定，乘以分項系數(shù)1/1.165，這樣鋼材的設計值f=240/1.165=205N/mm2，這也說明了規(guī)范采用的設計方法在實質上是屬于半概率半經(jīng)驗進行的。

第二十一頁，共123頁。根據(jù)《可鑄鐵分類及技術條件》(GB978-67)的規(guī)定，扣件采用機械性能不低于KTH330-08的可鍛鑄鐵制造。鑄件不得有裂紋、氣孔，不宜有縮松、砂眼、澆冒口殘余披縫，毛刺、氧化皮等清除干凈；

扣件與鋼管的貼合面必須嚴格整形，應保證與鋼管扣緊時接觸良好，當扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離應不小于5mm；

扣件活動部位應能靈活轉動，旋轉扣件的兩旋轉面間隙應小于1mm；

扣件表面刷暗紅色防銹漆進行防銹處理。

第二十二頁，共123頁。規(guī)范要求計算內容1、腳手架的承載能力應按概率極限狀態(tài)設計法的要求，采用分項系數(shù)設計表達式進行設計?？芍贿M行下列設計計算：縱向和橫向水平桿(大小橫桿)等受彎構件的強度計算；扣件的抗滑承載力計算；立桿的穩(wěn)定性計算；連墻件的強度、穩(wěn)定性和連接強度的計算；立桿地基承載力計算。

第二十三頁，共123頁。2、計算構件的強度、穩(wěn)定性與連接強度時，應采用荷載效應基本組合的設計值。永久荷載分項系數(shù)應取1.2，可變荷載分項系數(shù)應取1.4。

3、架中的受彎構件，尚應根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的要求驗算變形。驗算構件變形時，應采用荷載短期效應組合的設計值。第二十四頁，共123頁。小橫桿計算作業(yè)層間距不應大于縱距1/2；小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面計算簡圖如下所示：

第二十五頁，共123頁。小橫桿荷載計算恒荷載計算：小橫桿的自重標準值：P1=0.038kN/m腳手板的荷載標準值：P2=0.350×1.200/3=0.140kN/m第二十六頁，共123頁。小橫桿荷載計算活荷載計算：活荷載標準值：Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m第二十七頁，共123頁。小橫桿荷載設計值及力學模型荷載的設計值：q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.200=1.894kN/m力學模型：第二十八頁，共123頁。小橫桿力學模型說明第二十九頁，共123頁。從彎矩公式看不帶懸挑的情況彎矩大偏于安全，撓度直接從公式看不出結論，但代入規(guī)范最大懸挑計算長度0.3米，及排距取1.55米時，計算結果還是第一個大，因此規(guī)范取了第一種情況進行計算安全。

第三十頁，共123頁。小橫桿抗彎強度計算

計算公式：

σ=0.261×106/5080.0=51.383N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!

第三十一頁，共123頁。小橫桿撓度計算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度；計算公式如下:荷載設計值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m；簡支梁均布荷載作用下的最大撓度：V=5.0×1.378×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=0.869mm；小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求!

第三十二頁，共123頁。無鋼管的抗剪承載力計算說明

沒有抗剪強度計算，是因為鋼管抗剪強度不起控制作用。如φ48×3.5的Q235－A級鋼管，其抗剪承載力為：上式中K1為截面形狀系數(shù)。一般橫向、縱向水平桿上的荷載由一只扣件傳遞，一只扣件的抗滑承載力設計值只有8.0kN，遠小于[V]，故只要滿足扣件的抗滑力計算條件，桿件抗剪力也肯定滿足。

第三十三頁，共123頁。大橫桿的計算

大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。腳手架的縱距最大的值為2米，一根腳手管的長度為6米，和規(guī)范要求的一致，宜按三跨連續(xù)梁進行計算。

用小橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形

第三十四頁，共123頁。荷載值計算：

小橫桿的自重標準值P1=0.038×1.050=0.040kN

腳手板的荷載標準值P2=0.350×1.050×1.200/3=0.147kN

活荷載標準值Q=3.000×1.050×1.200/3=1.260kN

大橫桿荷載的設計值：P=(1.2×0.040+1.2×0.147+1.4×1.260)/2=0.994kN

第三十五頁，共123頁。

大橫桿計算簡圖

大橫桿抗彎強度計算：

均布荷載最大彎矩計算公式：

集中荷載最大彎矩計算公式:

；

σ=0.324×106/5080.0=63.762N/mm2；

大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!

第三十六頁，共123頁。大橫桿撓度計算：

最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與集中荷載的計算值最不利分配的撓度和；

均布荷載最大撓度計算公式:

大橫桿均布荷載的最大撓度：

集中荷載最大撓度計算公式:

集中荷載標準值P=0.040+0.147+1.260=1.447kN；

集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度：

第三十七頁，共123頁。最大撓度和：V=V1+V2=1.897mm；

大橫桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,滿足要求!

受彎構件容許撓度

第三十八頁，共123頁。扣件抗滑移的計算

扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設計值,取8.0kN；R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；注：當直角扣件的擰緊力矩達40--65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN。

第三十九頁，共123頁。荷載設計值計算：

橫桿的自重標準值：P1=0.038×1.200=0.046kN

腳手板的荷載標準值：P2=0.350×1.050×1.200/2=0.220kN

活荷載標準值：Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN

荷載的設計值：R=1.2×0.046+1.2×0.220+1.4×1.890=2.966kN

單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!

第四十頁，共123頁。立桿穩(wěn)定性計算恒荷載標準值計算：(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1291；NG1=0.129×45.000=5.810kN

第四十一頁，共123頁。腳手架每米重量說明：

GS=[2(la+h)+2.2]q+2[2q1+(la+h)÷6.5×q2]÷lahGS---腳手架立面單位面積上的框架的重量；la--立桿縱距；h-步距；q-48×3.5鋼管重量q=38.4N/M；q1--直角扣件每個重量q1=13.2N/個；q2--對接扣件每個重量q2=18.4N/個；2.2----每根橫向水平桿的長度；6.5----每根6.5米長的鋼管上計算一個對接扣件。

Gj=[4(6.5q+q2)+2×13cosa÷la×q3]÷13cosa*13sinala-立桿縱距；a---剪刀撐與斜桿與地面夾角；q3---旋轉扣件每個重量q3=14.6N/個。

第四十二頁，共123頁。(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用木腳手板，標準值為0.35

NG2=0.350×4×1.200×(1.050+0.300)/2=1.134kN

表－1腳手板自重標準值

第四十三頁，共123頁。(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、木腳手板標擋板，準值為0.14

NG3=0.140×1.200×4/2=0.336kN

表－2欄桿、擋腳板自重標準值

第四十四頁，共123頁。(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005

NG4=0.005×1.200×45.000=0.270kN；

經(jīng)計算得到，恒荷載標準值：

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.549kN。

活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。

經(jīng)計算得到，活荷載標準值：

。

第四十五頁，共123頁。風荷載標準值應按照以下公式計算：

風荷載值說明：1、荷載規(guī)范計算風荷載標準值公式為：ωk=βzμsμzω0，荷載規(guī)范規(guī)定的基本風壓是根據(jù)重現(xiàn)期為50年確定的，而腳手架使用期較短一般在2~5年之間，遇到強勁風的概率相對要小得多，基本風壓w0乘以0.7修正系數(shù)是參考英國腳手架標準計算確定的。由于腳手架是附著在主體結構上,風振系數(shù)βz=1,最后公式為：ωk=0.7μsμzw0

。第四十六頁，共123頁。2、風壓高度變化系數(shù)μz:我們在設計腳手架時，要注意此值的取法，通過計算從腳手架頂取每5米一段與腳手架的靜荷和活荷的組合驗算立桿穩(wěn)定性時，雖然風荷載在頂部的標準值大，但最終組合值在腳手架的最底端最不利。但計算連墻件時，要取高度為最大值。按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2001）規(guī)定按下表采用：

第四十七頁，共123頁。第四十八頁，共123頁。體型系數(shù)μs：第四十九頁，共123頁。其中：

W0——基本風壓(kN/m2)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0=0.450

Uz——風荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz=0.840

Us——風荷載體型系數(shù)：Us=0.720第五十頁，共123頁?？紤]風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式：

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式：

N=1.2NG+1.4NQ

風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式

其中Wk——風荷載基本風壓標準值(kN/m2)；

la——立桿的縱距(m)；

h——立桿的步距(m)。

第五十一頁，共123頁。立桿的穩(wěn)定性計算

不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式：其中N——立桿的軸心壓力設計值，N=14.35kN；

φ—軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的結果查表得到0.26；

i—計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；l0—計算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=2.60m；k—計算長度附加系數(shù)，取1.155；

第五十二頁，共123頁。A——立桿凈截面面積，A=4.89cm2；

W——立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；

σ——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經(jīng)計算得到=111.83

[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205.00N/mm2；

不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!第五十三頁，共123頁。k值說明

《規(guī)范》規(guī)定的設計方法與荷載分項系數(shù)等，均與現(xiàn)行國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》、《鋼結構設計規(guī)范》一致。腳手架與一般結構相比，其工作條件具有以下特點：1、所受荷載變異性較大；

2、扣件連接節(jié)點屬于半剛性，且節(jié)點剛性大小與扣件質量、安裝質量有關，節(jié)點性能存在較大變異；

3、腳手架結構、構件存在初始缺陷，如桿件的初彎曲、銹蝕，搭設尺寸誤差、受荷偏心等均較大；

4、與墻的連接點，對腳手架的約束性變異較大。

第五十四頁，共123頁。K值最終推導結果：1.155第五十五頁，共123頁。μ值說明

計算長度系數(shù)μ值是反映腳手架各桿件對立桿的約束作用。本規(guī)范規(guī)定的μ值，采用了中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院1964年~1965年和1986年~1988年、哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院于1988年~1989年分別進行原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗所取得的科研成果，其μ值在1.5~2.0之間。它綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素，當然也包含了立桿偏心受荷（初偏心e=53mm，圖3）的實際工況。這表明按軸心受壓計算是可靠的、簡便的。規(guī)范列出了下表以供設計者。

第五十六頁，共123頁。腳手架立桿的計算長度系數(shù)μ

第五十七頁，共123頁。φ值根據(jù)規(guī)范表進行查表

第五十八頁，共123頁。考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式：

其中：

N—立桿的軸心壓力設計值，N=13.56kN；

φ—軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比λ=l0/i的結果查表得到0.26；

i—計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；

l0—計算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=2.60m；

k—計算長度附加系數(shù)，取1.155；

u—計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定；u=1.50

第五十九頁，共123頁。A—立桿凈截面面積，A=4.89cm2；

W—立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；

MW—計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩，；

φ—鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經(jīng)計算得到=117.69

[f]—鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205.00N/mm2；

考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!

第六十頁，共123頁。影響腳手架穩(wěn)定性的各種因素1、步距：其它條件不變，根據(jù)實驗值和計算值，步距從1.2米增加到1.8米，臨界荷載將下降26.1%。2、連墻點間距：其它條件不變，當豎向間距由3.6米增加到7.2米，臨界荷載將下降33.88%，但在經(jīng)常使用的連墻點水平間距范圍內（8米），調整水平間距時，影響不大。因此要注意步距的設置。3、扣件緊固扭矩：扣件緊固扭矩為30N.m比扣件緊固扭矩50N.m的臨界荷載低20%左右。緊固扭矩50N.m與扣件緊固扭矩50N.m相比影響不大。4、橫向支撐及縱向支撐：設置橫向支撐臨界荷載將提高15%以上，：設置縱向支撐臨界荷載將提高12.49%。5、立桿橫距：當由1.2米增加到1.5米時，臨界荷載將下降11.35%。第六十一頁，共123頁。最大搭設高度的計算

不考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算：其中NG2K—構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力，NG2K=1.740kNNQ—活荷載標準值，NQ=3.780kN；gk每米立桿承受的結構自重標準值，gk=0.129kN/m經(jīng)計算得到，不考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度Hs=122.184米。

第六十二頁，共123頁。

腳手架搭設高度Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米：

經(jīng)計算得到，不考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值[H]=50.000米。

第六十三頁，共123頁?？紤]風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算：

其中NG2K—構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力，NG2K=1.740kN；

NQ—活荷載標準值，NQ=3.780kN；

gk—每米立桿承受的結構自重標準值，gk=0.129kN/m；

Mwk—計算立桿段由風荷載標準值產(chǎn)生的彎矩，；

經(jīng)計算得到，考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度Hs=117.326米。

第六十四頁，共123頁。腳手架搭設高度Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米：

經(jīng)計算得到，考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值[H]=50.000米。

第六十五頁，共123頁。連墻件的計算連墻件的軸向力計算值應按照下式計算：

Nl=Nlw+No其中Nlw—風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，應按照下式計算：

Nlw=1.4×wk×Awwk—風荷載基本風壓標準值，wk=0.191kN/m2；Aw—每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積，Aw=3.00×3.60=10.800m2；

No—連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No=5.000

經(jīng)計算得到Nlw=2.881kN，連墻件軸向力計算值Nl=7.881kN第六十六頁，共123頁。

連墻件軸向力設計值Nf=φA[f]

其中：

φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l/i=30.00/1.58的結果查表得到=0.95；

A=4.89cm2；

[f]=205.00N/mm2。

經(jīng)過計算得到Nf=95.411kN

Nf>Nl，連墻件的設計計算滿足要求!

第六十七頁，共123頁。連墻件采用扣件與墻體連接。

經(jīng)過計算得到Nl=7.881kN小于扣件的抗滑力8.0kN，滿足要求!

第六十八頁，共123頁。連墻件的計算說明

腳手架的連墻件的計算是必不可少的，我們經(jīng)常采用的形式有：扣件式連接、焊接，螺栓連接等，但涉及到施工的方便及材料的普遍性，我們最常用的扣件式連接方式，這里我們要注意兩個問題。在搭設的過程中連墻件與腳手架主節(jié)點的位置規(guī)范明確作了規(guī)定，其為連墻件偏離主節(jié)點的最大距離為300mm，只有在連墻在在主節(jié)點附近時，才能有效的阻止腳手架發(fā)生橫向彎曲失穩(wěn)或傾覆，若遠離主節(jié)點設置連墻件，因為立桿的抗彎剛度較差，將會由于立桿產(chǎn)生局部彎曲，減弱甚至起不到時約束腳手架橫向變形的作用，現(xiàn)實是怎樣，許多連墻件竟然設置在立桿步距的一半附近，這對腳手架的穩(wěn)定是極為不利的，要引起重視。問題的引申，我在主節(jié)點設置了連墻件后就要注意與主體結構連接的部位也要設置在受力點較好的部位。連墻件扣件式連接方式在計算扣件抗滑移時，經(jīng)常大于8KG，而小于16KG，我們會不會看到上圖后認為是是雙扣件，而滿足要求呢，實際上是錯誤的，上圖只提供一個扣件的承載力。第六十九頁，共123頁。立桿的地基承載力計算

立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求:

p≤fg

其中p—立桿基礎底面的平均壓力(kN/m2)，p=N/A；p=57.41N—上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值(kN)；N=14.35A—基礎底面面積(m2)；A=0.25fg—地基承載力設計值(kN/m2)；fg=90.00

地基承載力設計值應按下式計算:fg=kc×fgk其中:kc—腳手架地基承載力調整系數(shù)；kc=0.50fgk—地基承載力標準值；fgk=180.00

地基承載力的計算滿足要求!

第七十頁，共123頁。地基承載力降低系數(shù)kc說明

地基承載力調整系數(shù)kc，對碎石土、砂土、回填土應取0.4；對粘土應取0.5；對巖石、混凝土應取1.0。由于土的彈性模量比起其它材料小很多，因此在受荷載時，變形很大，沉降量很大，因此規(guī)范采取了地基承載力調整系數(shù)kc，使得腳手架的變形很小，因為腳手架是由連墻件固定在建筑物上的，沉降過大會很容易引起整體失穩(wěn)。當作混凝土墊層時，地基承載力不降低也就是由于腳手架的產(chǎn)生的荷載不象結構荷載那么大，不會影響到多層土參數(shù)，因此不降低數(shù)地基承載力。第七十一頁，共123頁。模板支架計算模板支撐架荷載方案確定規(guī)范相關的計算要求面板計算模板支撐次龍骨的計算托梁的計算立桿的穩(wěn)定性計算

第七十二頁，共123頁。模板支撐架荷載1、荷載分類:作用于模板支架的荷載可分為永久荷載

（恒荷載）與可變荷載（活荷載）。2、永久荷載（恒荷載）可分為：

2.1、模板及支架自重，包括模板、木方、縱向水平桿、橫向水平桿、立桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件等的自重；

2.2、新澆混凝土自重；2.3、鋼筋自重3、可變荷載（活荷載）可分為：3.1、施工荷載，包括作業(yè)層上的人員、器具和材料的自重3.2、傾倒混凝土荷載。第七十三頁，共123頁。方案確定例：立桿縱距和橫距均為1.2m；模板材料選擇竹膠板；相鄰模板的小楞及頂托梁采用44×80幾字梁，間距為300mm、1200mm。采用的鋼管類型為48×3.5。腳手架搭設高度為4.2米，步距為1.2米，立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度a為：0.3米。第七十四頁，共123頁。規(guī)范相關的計算要求力傳遞過程：面板-木方-托梁-頂托-立桿1、樓板底模板面板強度、撓度和剪力計算；2、板底木方強度、撓度和剪力計算；3、托梁梁（幾字梁或鋼管）強度、撓度計算；4、立桿的穩(wěn)定性計算。第七十五頁，共123頁。樓板支撐架立面簡圖第七十六頁，共123頁。面板計算

模板面板為受彎構件,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板按照三跨連續(xù)梁計算。面板所受荷載有：新澆混凝土及鋼筋自重；施工人員及施工設備荷載；傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載。計算寬度取1.2米。第七十七頁，共123頁。1、荷載計算：

恒荷載標準值：

q1=鋼筋混凝土自重×混凝土厚度×計算寬度+模板自重×計算寬度

=25×0.2×1.2+0.35×1.2=6.420kN/m

注：鋼筋混凝土自重取25kN/m3第七十八頁，共123頁?；詈奢d標準值：

q2=(傾倒混凝土荷載+施工荷載)×計算寬度=2.5×1.200=3kN/m

注：傾倒混凝土的荷載標準值和施工均布荷載標準值：2.5kN/m2。第七十九頁，共123頁。2、強度計算：

強度計算簡圖

2.1、抗彎強度計算：f=M/W<[f]

其中f——面板的抗彎強度計算值(N/mm2)；

M——面板的最大彎距(N.mm)；

M=-0.100ql2

其中：q為模板荷載設計值(kN/m)，

q=恒荷載分項系數(shù)×恒荷載標準值+活荷載分項系數(shù)×活荷載標準值

=1.2×6.420+1.4×3.600=12.744kN/m；第八十頁，共123頁。經(jīng)計算得到M=0.1×12.744×0.32=0.115kN.m

W——面板的凈截面抵抗矩，

W=1/6×bh2=120.00×1.4×1.4/6=39.20cm3；

其中：b為計算寬度，h為面板厚度。

[f]——面板的抗彎強度設計值，取25.00N/mm2；

彎矩圖

經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值f=0.115×1000×1000/64800=1.77N/mm2

面板的抗彎強度驗算f<[f],滿足要求!第八十一頁，共123頁。2.2、抗剪計算[可以不計算]

T=3Q/2bh<[T]

注：此公式為木結構抗剪公式依照構件截面是長方形的簡化

其中最大剪力：

Q=0.6×(1.2×6.42+1.4×3.6)×0.3=2.294kN

截面抗剪強度計算值T=3×2294/(2×1200×18)=0.159N/mm2

截面抗剪強度設計值[T]=1.40N/mm2

抗剪強度驗算T<[T]，滿足要求!第八十二頁，共123頁。3、撓度計算：

撓度計算簡圖

撓度圖

v=0.677q1l4/100EI<[v]=l/250第八十三頁，共123頁。其中：

q1為恒荷載標準值，q1=6.420kN/m；

L為面板支座間距，即次龍骨間距，取0.3m；

E為面板的彈性模量，取3500mm；

I為面板慣性矩

I=1/12bh3=計算寬度×面板厚度3/12=120×1.43/12=27.44cm4；

面板最大撓度計算值

v=0.677×6.42×3004/(100×3500×274400)=0.367mm

面板的最大撓度小于300.0/250,滿足要求!第八十四頁，共123頁。模板支撐次龍骨的計算幾字梁按照均布荷載下連續(xù)梁計算。計算寬度取次龍骨的間距0.3m。1、荷載的計算：1.1、鋼筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.000×0.200×0.300=1.5kN/m1.2、模板的自重線荷載(kN/m)：q12=0.350×0.300=0.105kN/m1.3、活荷載為施工荷載標準值與傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載(kN/m)：經(jīng)計算得到，活荷載標準值q2=2.5×0.30=0.75kN/m恒荷載設計值q1=1.2×1.500+1.2×0.105=1.926kN/m活荷載設計值q2=1.4×0.75=1.26kN/m第八十五頁，共123頁。2、次龍骨的強度計算：

2.1、荷載計算及組合：

按照三跨連續(xù)梁計算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算及組合如下:

強度計算恒荷載簡圖

注：此圖中最大支座力為：P1=1.1ql=1.1×1.926×1.2=2.542kN第八十六頁，共123頁。強度計算活荷載組合簡圖

注：此圖中最大支座力為：P2=1.2ql=1.2×1.26×1.2=1.814kN

組合以后最大支座力為P=2.542+1.814=4.356kN

（此值即為計算主龍骨強度的集中力）第八十七頁，共123頁。2.2、次龍骨抗彎強度計算

、恒荷載最大彎矩：

恒荷載彎矩圖

恒荷載最大彎矩第八十八頁，共123頁。、活荷載最大彎矩：

活荷載彎矩圖

活荷載最大彎矩M2=0.117ql2=0.117×1.26×1.22=0.212kN.m

次龍骨最大彎矩M=M1+M2=0.277+0.212=0.489kN.m

次龍骨抗彎設計強度f=M/W=0.489×106/9500=51.47N/mm2

次龍骨的抗彎設計強度小于幾字梁的容許應力204N/mm2,滿足要求!第八十九頁，共123頁。3、次龍骨撓度計算

撓度計算恒荷載標準值：q=q11+q12=1.500+0.105=1.605kN/m

撓度計算簡圖

注：此圖中最大支座力為：P=1.1ql=2.119kN（此值即為計算主龍骨撓度的集中力）第九十頁，共123頁。最大撓度：

變形圖

最大撓度v=0.677×ql4/100EI=0.677×1.605×1200.04/(100×205000×390000)=0.282mm

其中：E為幾字梁的彈性模量，取205cm3；

I為幾字梁的慣性矩，取39cm4。

次龍骨的最大撓度小于1200.0/250,滿足要求!第九十一頁，共123頁。模板支撐主龍骨（托梁）的計算托梁按照集中力作用下三跨連續(xù)梁計算。

托梁計算簡圖此圖最大集中力計算公式為N=4.5P=4.5×4.356=19.6KN第九十二頁，共123頁。1、強度計算：集中力P=4.356KN（次龍骨的最大支座力）

抗彎強度計算：

主龍骨彎矩圖(kN.m)

最大彎矩M=0.417PL=0.417×4.356×1.2=2.180kN/m

主龍骨抗彎強度設計值f=M/W=2.180×106/9500=198N/mm2

其中W為幾字梁的截面抵抗矩，取204N/mm2

主龍骨的抗彎設計強度小于幾字梁的容許應力204N/mm2,滿足要求!第九十三頁，共123頁。2、主龍骨撓度計算：P=2.119kN

主龍骨變形圖(mm)

最大撓度v=2.1PL3/100EI=2.1×2.119×12003/100×205000×390000=0.962mm。主龍骨的最大撓度小于1200.0/250,滿足要求!第九十四頁，共123頁。立桿的穩(wěn)定性計算

樓板支撐架荷載計算單元

第九十五頁，共123頁。立桿的穩(wěn)定性計算公式

W——立桿凈截面抵抗矩(cm3)；W=5.08

σ——鋼管立桿抗壓強度計算值(N/mm2)；

[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205N/mm2

N為立桿的軸心壓力設計值(kN)，立桿的軸向壓力設計值計算公式：

N=1.2NG+1.4NQ

注：1、式中NG為靜荷載，是模板及支架自重、新澆混凝土自重與鋼筋自重標準值產(chǎn)生的軸向力總和。即NG=NG1+NG2+NG3=8.259kN

第九十六頁，共123頁。其中：(1)腳手架的自重(kN)：NG1=0.129×4.300=0.555kN

(2)模板的自重(kN)：NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN

(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：

NG3=25.000×0.200×1.200×1.200=7.200kN

2、NQ為活荷載，是施工人員及施工設備荷載標準值、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和。即NQ=1.5×1.200×1.200=4.320kN

（計算支架時活荷載共取1.5kN/m）

最后得出N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.259+1.4×4.320=15.96Kn第九十七頁，共123頁。A為支撐立桿（48×3.5）凈截面面積(cm2)；查表或計算可得A=4.89

為軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比λ=l0/i查表得到；其中：l0為計算長度(m)，l0=(h+2a)=120+2×50=220cm；

i為計算立桿的截面回轉半徑(cm)；i=1.58cm

λ=l0/i=220/1.58=139，查表得=0.353

計算結果：

σ=N/A=15960/0.353×489=92.46N/mm2

立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!

第九十八頁，共123頁。第九十九頁，共123頁。此模型的要求：

…第一百頁，共123頁。普通支架平面圖

由此圖引申的理論：

……………………….第一百零一頁，共123頁。模板支架的相關要求1、參與模板支架荷載效應組合的各項荷載及其荷載標準值應符合凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204）的有關規(guī)定：模板及其支架應根據(jù)工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠的承受澆筑混凝土的重量、側壓力及施工荷載。第一百零二頁，共123頁。2、模板支架立桿的構造應符合系列規(guī)定：

2.1、每根立桿底部應設置底座或墊板；

腳手架必須設置縱橫向掃地桿?？v向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上。橫向掃地桿亦應采用扣件固定在縱向掃地桿下方的立桿上。當立桿基礎不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高低差應不大于1m。靠邊破上方的立桿軸線到邊破的距離不應小于500mm；

腳手架底層步距不應大于2m；

立桿接長除頂層頂步外，其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接；第一百零三頁，共123頁。2.2、支架立桿應豎直設置，2m高度的垂直允許偏差為15mm；

2.3、設在支架立桿根部的可調支座，當其伸出長度超過300mm時，應采取可靠固定措施；

2.4、當梁模板支架立桿采用單根立桿時，立桿應設在梁模板中心線處，其偏心距不應大于25mm。

3、滿堂模板支架的支撐設置應符合下列規(guī)定：

3.1、滿堂模板支架四邊與中間每隔四排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設置；

3.2、高于4m的模板支架，其兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔2步設置一道水平剪刀撐；

第一百零四頁，共123頁。3.3、剪刀撐的構造應符合下列要求：

每道剪刀撐跨越立桿根數(shù)宜按下表的規(guī)定確定。每道剪刀撐的寬度不應小于4跨，且不應小于6m，斜桿與地面的傾斜角宜在45o-60o之間；

剪刀撐的斜桿應用旋轉扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉扣件中心線至主節(jié)點的距離不宜大于150mm。第一百零五頁，共123頁。案例分析“西西”事故案例分析第一百零六頁，共123頁。西單事故2005年9月5日，北京發(fā)生了“西西”工程中庭樓蓋模板支架坍塌，造成亡8人傷21人的重大事故，技術和施工的主管人員受到了法律責任追究，在工程技術人員中受到了極大的震動。第一百零七頁，共123頁。事故發(fā)生的簡要情況：北京“西西”工程4＃地中庭延連五層、總高21.8m、長3×8.4m、寬2×8.4m，樓蓋（頂板）面積423.36m2，為四周支于框架梁上的預應力現(xiàn)澆空心樓板（厚550mm，板內預埋400GBF管），南、北側邊梁分別為0.85m×0.95m和1.0m×1.3m，東西兩側邊梁均為0.6m×0.6m，混凝土總量198.6m3。采用混凝土輸送泵和兩臺布料機澆筑。布料機分別設于板外側的東南角和西南角處，在北端達不到的地方加設溜槽（圖1）。出于施工安排因素的考慮，在其三面鄰跨樓蓋混凝土均未澆筑的情況下，項目部確定先澆筑位于其間的中庭樓蓋。第一百零八頁，共123頁。澆筑自下午5時開始，至晚上10時10分左右（已接近澆筑完成）時，從樓蓋的中偏西南部位突然發(fā)生凹陷式垮塌。據(jù)現(xiàn)場人員描述：當時看到樓板形成“V”形下折情況，支架立桿多波彎曲并迅速扭轉，隨即整個樓蓋連同布料機一起垮塌下來，砸落在地下一層頂板（首層底板）上，整個過程只延續(xù)了數(shù)秒鐘。坍落的混凝土、鋼筋、模板和支架絞纏在一起，形成0.5m～2.0m的堆集，使清理和找人異常困難，至10日凌晨才挖出最后1名遇難人員。事故也招致鄰跨的模板和鋼筋向中廳下陷，粗大的梁筋（直插于柱中，端部無拐尺錨固段）被從柱中拉出（達1m左右），地下一層頂板局部嚴重破壞，框架梁下沉、破損、開裂，其下支架嚴重變形、歪斜，連地下二層的支撐架也有明顯變形。7～8軸和B～C軸范圍的支架基本未受影響。第一百零九頁，共123頁。第一百一十頁，共123頁。第一百一十一頁，共123頁。第一百一十二頁，共123頁。第一百一十三頁，共123頁?！拔魑鳌惫こ讨型鞘┕て矫婧蜆前褰孛娴谝话僖皇捻?，共123頁。事故調查出的存在問題：