脚手架和模板施工计算实例.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,扣件脚手架和模板支架安全规范,提纲,落地脚手架计算,悬挑脚手架计算,其他,模版支撑计算,一、,脚手架发生事故的原因及分析,1.,技术原因（施工前的主要原因）,脚手架倒塌的主要原因是,支撑失稳,，连接强度不够，施工企业在脚手架、模板工程施工前，没有进行脚手架、模板设计和刚度验算，只,靠经验,来进行支撑系统布置，使支撑系统的刚度和稳定性考虑不足。甚至有些单位没有编制施工安全技术措施和专项方案。,因此技术人员、监理应当按照规范要求审查施工单位,方案的编制是否符合工程建设强制性标准和有关规范的要求,。对于搭设方案要绘制架体和建筑物拉结点做法详图，并说明脚手架基础的做法以及详细的计算书。同时也要对施工现场的不利因素进行考虑，严格的作好监控。,一、,脚手架发生事故的原因及分析,2.,材料原因,钢管（如壁厚）不符合规范和国家有关规定的要求；,扣件不符合规范和国家有关规定的要求；,脚手板质量不符合要求；,3.,管理原因（过程控制中的主要原因）,建立健全安全保证体系、落实安全生产责任制；,安全培训制度；,安全施工技术交底；,安全防护以及施工机具管理；,施工现场危险部位安全警示标志的设置；,现场检查是否按照方案和交底内容执行；,按照,建筑施工安全检查标准,（,JGJ59-2011,）实施指南的要求对施工现场进行检查。,一、,脚手架发生事故的原因及分析,一、,脚手架发生事故的原因及分析,一、,脚手架发生事故的原因及分析,2014,年,12,月,29,日,，,北京市海淀区清华附中体育馆及宿舍楼工程，作业人员在基坑内绑扎基础底板钢筋时，底板钢筋体系失稳后发生整体坍塌，,事故,造成,10,人死亡,。,2025/4/6 周日,一、,脚手架发生事故的原因及分析,施工单位,违反方案要求,，减少马凳钢筋直径、增大马凳,布置间距、未在马凳之间设置有效支撑，降低了马凳总体承载力，同时，违规在,底板,钢筋上集中,堆放物料,，致使底板钢筋体系无法承受堆料荷载而整体坍塌。,一是施工单位经营及,安全管理混乱,。项目组织,机构不健全,，备案项目经理长期未到岗履职，专职安全员数量配备不足。二是施工项目部安全管理缺失。,未进行技术交底,，安全培训教育不到位，钢筋作业人员未经培训上岗；对劳务分包单位管理不到位。三是未及时督促施工单位项目经理到岗，未督促监理单位落实监理责任，压缩工期，对施工工期安排造成影响。四是,监理单位未起到安全监督作用,，,对钢筋作业现场监理不到位。,2025/4/6 周日,一、,脚手架发生事故的原因及分析,国家标准,38mm,行业标准,36mm,事故现场实测,28.38,mm,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（一）主要材料不合格,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（一）主要材料不合格,国家标准：,13.2N,事故现场实测：,8.7,N,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（一）主要材料不合格,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（一）主要材料不合格,杆件间距设计为,1.2,米,事故现场实测为,1.8,米,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,事故现场残留架体未见到规范以及方案要求设置的扫地杆及剪刀撑。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,事故现场残留架体未见到规范以及方案要求设置的剪刀撑。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,事故现场残留架体显示自由端未按规范和方案要求的不得大于,0.5,米的要求，甚至达到,1.7,米。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,事故现场残留架体未见到规范以及方案要求的横杆及连墙措施。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,事故现场残留架体未见到规范以及方案要求的横杆及连墙措施。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,二,）,搭设随意性大,梁、板、柱同时浇筑,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,三,）,浇筑顺序错误,事故现场残留架体显示违反规范、导则和方案要求的竖向和梁板不得同时浇筑的要求,。,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,三,）,浇筑顺序错误,梁、板、柱同时浇筑,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,三,）,浇筑顺序错误,2,、连墙措施不可靠，连墙件随意提前拆除，,11,层脚手架瞬间坍塌,一、,脚手架事故的共性原因及分析,（,四,）,构造缺失,（,连墙措施不可靠，连墙件随意提前拆除,）,规范,（,JGJ130-2011,）规定的设计方法与荷载分项系数等，均与现行国家标准,冷弯薄壁型钢结构技术规范,、,钢结构设计规范,一致。脚手架与一般结构相比，其工作条件具有以下特点：（,1,）所受荷载变异性较大；（,2,）扣件连接节点属于半刚性，且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关，节点性能存在较大变异；（,3,）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、受荷偏心等均较大；（,4,）与墙的连接点，对脚手架的约束性变异较大。,二、,脚手架规范的设计的基本规定,（一）、脚手架设计需要计算的内容及要求,1.,脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计。,（,1,）纵向、横向水平杆等受弯构件的强度计算；,（,2,）连接扣件抗滑承载力计算；,（,3,）立杆的稳定性计算；,（,4,）连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；,（,5,）立杆地基承载力计算。,2.,计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取,1.2,，可变荷载分项系数应取,1.4,。,3.,脚手架中的受弯构件，应根据正常使用极限状态的要求验算强度和刚度。验算构件强度时，荷载要取设计值；验算构件变形时，荷载取标准值。,4.,按照扣件式脚手架钢管规范进行对脚手架进行设计计算时，必须满足规范的构造要求。,二、,脚手架规范的设计的基本规定,（二）脚手架荷载的确定,-,(,荷载与荷载组合,),1.,荷载：包括,恒荷载,和,活荷载,（,1,）恒荷载：,a.,脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；,b.,构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。,（,2,）活荷载：,a.,施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；,b.,风荷载（临沂地区基本风荷载,0.3KN/m,2,，重现期,n=10,）。,2.,荷载的效应组合,计算纵向、横向水平杆强度与变形时，采用永久荷载,+,施工均布活荷载；,脚手架立杆稳定验算时，采用,永久荷载,+,施工均布活荷载,永久荷载,+0.85,（施工均布活荷载,+,风荷载）,连墙件承载力时：单排架，风荷载,+3.0kn,双排架，风荷载,+5.0kn,（二）脚手架荷载的确定,（三）详细计算举例,落地式脚手架计算,3.,小横杆的计算,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆上面，计算简图如下所示（立杆纵距,1.5m,，立杆横距为,0.9m,，立杆步距,1.8m,）按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。,落地式脚手架计算,荷载的计算,均布恒荷载值计算,小横杆的自重标准值,P1=0.04kN/m,脚手板的荷载标准值,(,木,)P2=0.350,1.500/2,活荷载标准值,Q=3.000,1.500/2,荷载的计算值,q=1.2,（,P1+P2,）,+1.4,Q,=3.513KN/m,表,4.2.1,1,脚手板自重标准值,表,4.2.2,施工均布活荷载标准值,小横杆计算简图,（,2,）小横杆的,抗弯强度计算,要满足,（式,5.2.1,）,其中：,M,为弯矩设计值，包括脚手板自重荷载产生的弯矩和施工活荷载的弯矩；,W,为钢管的截面模量；,(,查附录表,B.0.1),f,取,Q235,钢管抗弯强度设计值，取,205N/mm,2,。,计算的,M=3.5130.92/8=0.356KNm,=0.35610,6,/5260=67.615N/mm,2,205N/mm,2,满足要求。,（,3,）小横杆的,挠度,v,计算,要满足（图乘法计算推导来的，其他同理）,（实际受力弯矩图）,（单位力弯矩图，两个图乘）,v,按照规范要求为取,l/150,与,10mm,的小值（表,5.1.8,）,。,落地式脚手架计算,最大挠度考虑为简支梁在均布荷载作用下的挠度。,均布荷载,q,=P,1,+P,2,+Q=0.04+2.62+2.25=2.552kN/m(,荷载采用标准值,-,规范,5.1.3,条,),。,E,为钢管弹性模量（查表,5.1.6,），,I,为钢管惯性矩。,V=5*2.552*900,4,/(384*2.06*10,5,*127100)=0.833mm,小于,900/150,和,10mm,，,满足要求,。,落地式脚手架计算,4.,脚手架荷载为什么不计算悬臂端说明,（,5.2.1-5.2.4,说明）,从弯矩公式看不带悬挑的情况弯矩大偏于安全，挠度直接从公式看不出结论，但代入规范最大悬挑计算长度,0.3,米，及排距取,1.5,米时，计算结果还是第一个大，因此规范取了第一种情况进行计算安全。,落地式脚手架计算,5.,为什么不计算钢管的抗剪承载力说明：,没有抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控制作用。如,48,3.6,的,Q235,A,级钢管，其抗剪承载力为：,上式中,K,1,为截面形状系数。一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣件传递，一只扣件的,抗滑承载力设计值,只有,8.0kN,，远小于,V,，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件抗剪力也肯定满足。,另外在设计时，要注意规范规定作业层上非主节点处的横向水平杆，,宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距,1/2,，也就是说主节点之间至少有,1,根横向水平杆。,落地式脚手架计算,6.,大横杆的计算,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，,小横杆在大横杆的上面。,用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。,说明：脚手架底层步距不应大于,2,米（规范,6.3.4,），也就是说，一根脚手管的最大长度为,6,米，和规范要求的一致，宜按三跨连续梁进行计算（规范,5.2.4,）。,落地式脚手架计算,大横杆的计算简图：,其中：,P,为上面的荷载值（小横杆和脚手板），,q,为钢管的自重（均布荷载）,受弯构件的允许挠度值（表,5.1.8,）,落地式脚手架计算,落地式脚手架计算,荷载值计算,小横杆的自重标准值,：（集中力）,P1=0.04,900=0.036kN,脚手板的荷载标准值,(,木脚手板,)P2=0.350,0.9,1.500/2=0.236kN,活荷载标准值,Q=3.000,0.9,1.500/2=2.025kN,荷载的计算值,P:,P=1.2,（,P1+P2,）,+1.4,Q/2=,=1.58kN,最大弯矩为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩,计算公式如下：,集中荷载最大弯矩计算公式如下：,M=0.08(1.20.04)1.5,2,+0.1751.5811.5=0.424KN,m,抗弯强度：,=0.42410,6,/5260=80.514N/mm,2,205N/mm,2,满足要求。,大横杆的,挠度,v,计算,要满足：最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下：,大横杆自重均布荷载引起的最大挠度如下：,落地式脚手架计算,落地式脚手架计算,V1=0.6770.041.5,4,/,（,1002.0610,5,127100,）,=0.052mm,；,集中荷载标准值,P=,（,0.036+0.236+2.025,）,/2=1.148kN,；,集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度,V2=1.14611481500,3,/(1002.0610,5,127100)=1.697mm;,最大挠度为,V=v1+v2=1.749mm,；远小于,1500/150,和,10mm,，满足要求。,7.,扣件抗滑移,纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算,(,规范,5.2.5):,RRc,其中,Rc,扣件抗滑承载力,设计值,取,8.0kN,(,表,5.1.7),；,R,纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；,当直角扣件的拧紧力矩达,40-65N.m,时,试验表明,:,单扣件在,12kN,的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取,8.0kN,；,双扣件,在,20kN,的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取,12.0kN,。,落地式脚手架计算,扣件抗滑移计算：,大、小横杆的自重标准值,P1=0.041.5+0.040.9=0.096kN,；,脚手板的荷载标准值,P2=0.350.91.5/2=0.236kN,；,活荷载标准值,Q=3.00.91.5/2=2.025kN;,传给立杆的竖向作用力,R=1.2,（,P1+P2,）,+1.4Q=3.23kN,R=3.23Rc(8.0kN),，,满足要求,。,落地式脚手架计算,8.,立杆稳定性计算（,5.2.6,条）,（,1,）不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算,（,2,）考虑风荷载时,立杆的稳定性计算,其中，,N,立杆的轴心压力设计值；,轴心受压立杆的稳定系数,由长细比,=l,0,/i,的结果按照规范附录,A.0.6,表查表取值，当,250,时，,=7320/,2,；,长细比，,=,l,0,/i,i,计算立杆的截面回转半径，,i=,（,d,2,+d,1,2,）,0.5,/4,（附录,B.0.1,）；,A,立杆的截面面积；,M,W,计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；,f,钢材的抗压强度设计值（,2.0510,6,）；,l,0,计算长度,由公式,l,0,=k,h,确定；,k,计算长度附加系数取,1.155,（说明详规范,97,页），验算立杆 的允许长细比时,k,取,1,；,h,立杆步距；,考虑脚手架,整体稳定性,因素的单杆计算长度系数（,5.2.8,）,落地式脚手架计算,（,3,）,注意：,对于立杆稳定性，我们只,验算立杆底部的稳定性,。这是由于通过计算从脚手架顶取每,5,米一段与脚手架的静荷和活荷的组合验算立杆稳定性时，虽然风荷载在顶部的标准值大，但最终组合值在脚手架的最底端最不利。,对于脚手架整体稳定性的计算是比较复杂的，表达形式上是对单根立杆的稳定计算，实质是对脚手架结构的整体稳定计算，因为式中的,值是根据脚手架的整体稳定实验结果确定的。,规范为了简化计算，通过大量的试验分析和理论研究，将脚手架的整体稳定计算简化为立杆单杆稳定计算；依据立杆横距以及连墙件的布置方式，引入了单立杆稳定的计算长度系数。依据有关试验，结合立杆横距和连墙件的布置方式，规范给出了单杆稳性计算长度系数。所以规范的立杆计算实际上就是对脚手架整体稳定的计算，只不过在形式上以立杆单杆稳定计算表达。计算长度系数,值是反映脚手架各杆件对立杆的约束作用，其值与受压构件两端约束情况有关。,落地式脚手架计算,（,4,）规范,5.2.6,条不组合风荷载的情况及分析：,在基本风压小于,0.35kN/m,2,的地区，对于敞开式脚手架，当搭设高度小于,50,米，连墙件设置均匀且每点覆盖面积不大于,30,平方米，构造符合规范规定时,，在验算脚手架的稳定性时，可以不考虑风荷载的作用。在其他情况下，设计中均应考虑风荷载。,在立杆稳定性计算中，底层立杆的轴向力最大起控制作用，当基本风压小于,0.35kN/m,2,时，风荷产生的附加应力小于设计强度的,5%,，故忽略风荷载。,如：敞开式双排脚手架，立杆步距,2m,立杆纵距,2m,，地面粗糙度,A,类，风压高度变化系数,1.17,，挡风系数,0.077,，风荷载体型系数,1.2,（,1+,）,=1.20.077,（,1+1,）,=0.1848,作用于脚手架上的水平风荷载标准值,k,=0.053KN/m,2,有风荷设计值产生的立杆段弯矩,Mw=0.851.4Mwk=0.851.4klah2/10=0.0505KN.M,风荷载产生的附加应力,=Mw/w=9.94N/mm,2,可以看到：,/f=9.94/205=4.8%,5%,落地式脚手架计算,落地式脚手架计算,落地式脚手架计算,（,5,）规范,5.2.7,条,计算立杆段的轴向力,设计值,N,：,不组合风荷载时：,组合风荷载时：,N,G1k,脚手架结构自重标准值产生的轴向力；,N,G2k,构配件自重标准值产生的轴向力；,N,Qk,施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距 内离工荷载总和的,1/2,取值。,落地式脚手架计算,（,5,）规范,5.2.7,条,计算立杆段的轴向力,设计值,N,：,不组合风荷载时：,组合风荷载时：,N,G1k,脚手架结构自重标准值产生的轴向力；,N,G2k,构配件自重标准值产生的轴向力；,N,Qk,施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距 内离工荷载总和的,1/2,取值。,实例计算：（上述立杆纵距,1.5m,，立杆横距为,0.9m,，立杆步距,1.8m,）。,自重产生的荷载：立杆、脚手板、栏杆、挡脚板、悬挂安全网等自重。,每米立杆自重标准值,kN/m,(,立杆自重为,0.1295,，查附录表,A.0.1(,纵距,1.5,，步距,1.8),，取为,0.13,).,立杆高度,25m,。,N,G1,=0.1325=3.238kN,1.,落地式脚手架计算,脚手板的自重标准值（木板铺满，按,4,块计算）,N,G2,=4 0.351.5,（,0.9+0.3,）,/2=1.26kN,栏杆与挡脚板自重标准值,(,栏杆与木挡板标准值取,0.17,，,详见表,4.2.1-2),N,G3,=0.17 1.54=1.02kN,吊挂的安全设施自重标准值（如安全网），取,0.01kN/m,2,N,G4,=0.01 1.525=0.375kN,综上，则恒荷载标准值,N,G,=N,G1,+N,G2,+N,G3,+N,G4,=5.892kN;,活荷载取值，,N,Qk,为施工活荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距内离工荷载总和的,1/2,取值。,即,N,Q,=3.0 2 1.5 0.9/2=4.05kN;,不组合风荷载时,竖向力按,即底部立杆的轴向力设计值,N=,1.2,5.892+1.44.05=12.741kN;,不考虑风荷载时,立杆的稳定性按 计算：,轴向力,N,计算出来了，钢管截面面积,A=5.06cm,2,，下面求,立杆的稳定系数,。,1.,落地式脚手架计算,轴心受压立杆的稳定系数,由长细比,=l,0,/i,的结果按照规范附录,A.0.6,表查表取值；,立杆的截面回转半径,i,，,i=1.59cm,（附录,B.0.1,）；,立杆计算长度,l,0,由,l,0,=k,h,确定；,k,取,1.155,；,立杆步距,h=1.8,；,=1.5,（表,5.2.8,，两部三跨），则,l,0,=,1.1551.51.8=3.118m,；,则立杆长细比,=l,0,/i=3118/16=196,；,查表,A.0.6,得,=0.188,；,则 ，,=12741/(0.188,506,)=133.94N/mm,2,;,立杆的稳定性计算,f,满足要求,!,长细比验算：,k,取,1.0,，,0,=l,0,/i=2700/16=170,210(,容许长细比表,5.1.9),，,满足要求,。,考虑风荷载时,竖向力按式 计算；,底部立杆的最大轴向力,N=1.2,5.892+0.91.44.05=12.17kN,；,考虑风荷载时,立杆的稳定性按 计算；,N/,A,，,W,前面已经计算，下面求,风荷载产生的立杆段弯矩设计值,Mw,；,1.,落地式脚手架计算,风荷载产生的立杆段弯矩设计值,Mw,按规范,5.2.9,计算,；,M,wk,-,风荷载产生的弯矩标准值；,k,-,风荷载标准值；,la-,立杆纵距；,其中 ，,(,规范,4.2.5),依据规范，风压高度系数,z=1.390,（据荷载规范,8.2.1,，地面粗糙度,B,，取离地高度,30m,），（地面粗糙度,A,、,B,、,C,、,D,类，风依次减小，临沭小城市选择,B,，城市郊区）；基本风压,0,=0.3(,取,n=10,年且不得小于,0.3),。,风荷载体型系数取,s=0.87,（计算比较复杂），按规范,4.2.6,和,4.2.7,考虑（挡风系数,=1.2A,N,/Aw,，,s=1.3,A,N,为挡风面，,Aw,为迎风面）。,计算得：,k,=1.39,0.87,0.3=0.363k,N/m,2,。,Mw=0.9,1.4,0.363,1.5,1.8,1.8/10=0.223N.m;,综上，组合风荷载时立杆的稳定性计算如下：,=12170/(0.188,506,)+223000/5260=170.33N/mm,2,N,l,，,其中：,N,v,为连墙件与脚手架、连墙件与建筑结构连接的受拉（压）承载力设计值；,N,l,为连墙件的轴向力设计值；,连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：,N,l,=N,lw,+No,其中,N,lw,风荷载产生的连墙件轴向力设计值,(kN),，应按照下式计算：,N,lw,=1.4,k,Aw,wk,风荷载标准值；,k,=0.363kN/m,2,Aw,每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积；连墙件采用两步两跨，竖向间距取层高,2.9m,，水平间距,3m,，则,Aw=2.9,3=8.7m,2,1.,落地式脚手架计算,计算得到,N,lw,=4.42kN;,No-,为连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，,No=3kN,（双排架，单排架取,2kN,）,（规范,5.2.12,）,连墙件的轴向力设计值：,N,l,=4.42+3=7.42kN,，（该值小于单扣件抗滑承载力,8,，,满足抗滑要求,）,根据规范,5.2.12,连墙件是强度公式：,根据规范,5.2.12,连墙件是稳定公式：,由此上述两个公式得到：（其中连墙件净截面面积,Ac=5.06cm,2,，连墙件毛截面面积,A=18.32cm,2,，轴心受压立杆稳定系数,，由长细比,=l/i=30,1.59=18.87,查表得到,=0.95,）,强度,=7.42,1000,506=14.66/mm,2,0.85,205=174.25,稳定性,7.42,1000,（,0.95,506,）,=15.440.85,205,。,综上计算得到连墙件杆件的强度和稳定性、抗滑均满足要求。,1.,落地式脚手架计算,连墙件连接构造：一般连墙件与建筑物之间连接有四种连接方式。最常用的就是扣件连接。,1.,落地式脚手架计算,连墙件连接构造：一般连墙件与建筑物之间连接有四种连接方式。最常用的就是扣件连接。,1.,落地式脚手架计算,连墙件位置、布置间距、数量要求相见规范,6.4,节（规范,32,页）。,连墙件的计算这里我们要注意两个问题：,1,、在搭设的过程中连墙件与脚手架主节点的位置规范明确作了规定，其为连墙件偏离主节点的最大距离为,300MM,，只有在连墙在在主节点附近时，才能有效的阻止脚手架发生横向弯曲失稳或倾覆，若远离主节点设置连墙件，因为立杆的抗弯刚度较差，将会由于立杆产生局部弯曲，减弱甚至起不到时约束脚手架横向变形的作用，现实是许多连墙件竟然设置在立杆步距的一半附近，这对脚手架的稳定是极为不利的，要引起重视。,同样在主节点设置了连墙件后，就要注意连墙件与主体结构连接的部位也要设置在受力点较好的部位。,2,、连墙件扣件式连接方式在计算扣件抗滑移时，经常大于,8KG,，而小于,16KG,，我们会不会看到示意图后认为是是双扣件满足要求，实际上是错误的，示意图只提供一个扣件的承载力。,1.,落地式脚手架计算,11,.,脚手架地基承载力的计算（规范,5.5,）,（,1,）按照规范要求，对于立杆地基承载力要按照实际荷载进行设计计算。由于土的特性，会可能产生较大的压缩变形，而地基不均匀沉降将危及脚手架的安全，因此要做好地基承载力的均匀性，保证脚手架立杆承载力满足要求。规范也明确提出对此一定要进行验算。,立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：,P,k,=N,k,/A,f,g,式中,Pk,立杆基础底面的平均压力；,Nk,上部结构传至基础顶面的轴向力,标准值（临时结构，不必进行地基变形验算，但应经常检查，检查详,8.2.3,）,；,A,基础底面积；,f,g,地基承载力设计值，应按本规范公式,fg=kc,fgk,kc,脚手架地基承载力调整系数，对碎石土、砂土、回填土应取,0.4,；对粘土应取,0.5,；对岩石、混凝土应取,1.0,；,fgk,地基承载力标准值，应按现行国家标准,建筑地基础设计规范,（,GBJ7,）附录五的规定采用。,1.,落地式脚手架计算,（,2,）地基承载力降低系数,kc,说明：,由于立杆基础（底座、垫板）通常置于地表面，地基承载力设计值容易受外界因素的影响而下降，规范采用调整系数对地基承载力设计值予以折减，以保证脚手架安全。地基承载力调整系数,kc,，对碎石土、砂土、回填土应取,0.4,；对粘土应取,0.5,；对岩石、混凝土应取,1.0,。,由于土的弹性模量比起其它材料小很多，因此在受荷载时，变形很大，沉降量很大，因此规范采取了地基承载力调整系数,kc,，使得脚手架的变形很小，因为脚手架是由连墙件固定在建筑物上的，沉降过大会很容易引起整体失稳。当作混凝土垫层时，地基承载力不降低也就是由于脚手架的产生的荷载不象结构荷载那么大，不会影响到多层土参数，因此不降低数地基承载力,。,1.,落地式脚手架计算,（,3,）基础底面面积,A,值说明,：,A.,仅有立杆支座（支座直接放于地面上）时，,A,取支座板的底面积。,B.,在支座下设厚度为,50,60mm,的木垫板（或木脚手板），,A=a,b,（,a,和,b,为垫板的两个边长，且不小于,200mm,），当,A,的计算值大于,0.25m2,时，则取,0.25m,2,计算，当不大于,0.25m,2,时按照实际进行考虑。,C.,当一块垫板或垫木且支承,2,根以上立杆时，,A=a,b/n(n,为立杆数,),，且用木垫板时应符合（,2,）的取值规定。,D.,在支座下采用枕木作垫木时，,A,按枕木的底面积计算；,E.,当承压面积,A,不足而需要作适当基础以扩大其承压面积时，应按式下式的要求确定基础或垫层的宽度和厚度。,bb0+2H0tg,b-,基础或垫层的宽度；,b0-,立杆支座或垫板（木）的宽度；,H0-,基础或垫层的厚（高）度；,tg-,基础台阶宽高比的允许值，按照,地基与基础设计规范,进行选择,1.,落地式脚手架计算,（,4,）地基承载力标准值的确定,按照现行国家标准,建筑地基础设计规范,（,GBJ 7,）附录五的规定采用。就是,“,地基承载力特征值可由载荷试验或者原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法确定,”,。在施工现场一般有两种方法：,一：试验法；,二、直接查看资料,勘查报告、设计图纸或者有 关规范，它的取值是很关键的。,1.,落地式脚手架计算,（,5,）脚手架地基承载力计算实例：,上部结构传至基础顶面的轴向力,标准值,:,恒荷载,+,活荷载,),，即,N,k=,N,G+,N,Q=5.892+4.05=9.942kN,；,基础采用混凝土垫层，基础底面积A=0.25m,2,；,地基承载力设计值fg=kc,fgk，混凝土基础取,kc,=1,，fgk查,地质勘查报告，取120，即fg=1,120=120kPa；,故Pk=Nk/A=9.942,0.25=39.77fg=120,(地基承载力计算满足要求)。,1.,落地式脚手架计算,二,.,双立杆的计算,1.,根据脚手架,规范,要求,5.3.8,高度超过,50m,的脚手架，可采用双管立杆、分段悬挑或分段卸荷等有效措施，必须另行专门设计。,2.,搭设高度的确定：,按照规范,(6.3.7),要求,:,双管立杆中副立杆的高度不应低于,3,步，钢管长度不应小于,6m,。根据,建筑施工手册,规定，单立杆搭设最大高度为,50,米，当需要搭设,50,米以上的脚手架时，,35,米以下应采用双立杆，或自,30,米起采用分段卸载措施，且上部单立杆的高度应小于,30,米，即总高度在,35+30=65,米。,二,.,双立杆的计算,3.,双立杆的计算要求,:(,实际上就是立杆稳定性的计算,),（,1,）上部单立杆的计算：根据,规范,第,5.3.5,条,立杆稳定性计算部位第（,3,）条的规定：双管立杆变截面处主立杆上部单根立杆的稳定性，应按本规范公式,5.3.1,1,或,5.3.1,2,进行计算。,上部脚手架的计算,N1,值相当于一个单立杆的双排脚手架计算内容，组合脚的架的自重、施工荷载及风荷载进行计算。,二,.,双立杆的计算,（,2,）下部双立杆的计算：计算立杆稳定性时也应按本规范公式,5.3.1,1,或,5.3.1,2,进行计算。,双立杆的净面积值,A,取两倍钢管面积的,0.7,倍，例如为,48,钢管，,A=4.89,2,0.7=6.85cm,2,此值是通过实际实验进行确定的。下部脚手架的,N,值计算为,N,1,+,下部双立杆的脚手架自重产生的荷载,N,2,，即,N=N,1,+N,2,。,（,3,）使用双立杆时，必须都用扣件与同一根大横杆扣紧，不得只扣紧,1,根，以避免其计算长度成倍增加。,二,.,双立杆的计算,1.,分段卸载脚手架高度的确定：,根据,建筑施工手册,规定，当需要搭设,50,米以上的脚手架时，脚手如果采用分段卸载方式，要求自,30,米起采用不明确分段卸载措施，一般每,30,米高卸荷一次，如果卸载,N,次，那么总高度为,30+N,倍卸载高度。,2.,卸荷方式,脚手架的卸荷按照卸荷方式又分为两种，就是不明确卸荷和明确卸荷。前者的脚手架立杆在卸荷装置处不断开，一直搭上去，卸荷装置一般采用撑拉杆件体系，可分担一部分上部荷载，但分配数量不明确；后者的脚手架立杆在卸荷装置处断开，向上另行搭设，卸荷装置承受上部架段的全部荷载，受力明确。,二,.,双立杆的计算,3.,脚手架的卸载图形如下,二,.,双立杆的计算,4.,不明确分段卸载的计算方法：不明确卸载装置按其承载能力的一半分配上部荷载且不超过卸荷层以上全部荷载的,1/3,。上面的图实际上为局部卸荷方式，通过装置将其上的部分荷载传给工程结构，以确保脚手架使用的安全。,二,.,双立杆的计算,四,.,悬挑脚手架计算,1.,高度要求：当脚手架搭设高度超过,50,米时，采用明确卸载装置时，自距离地面一定高度处开始采取明确卸载装置，也就是悬挑形式。悬挑高度一般不宜超过,40,米。,2.,悬挑脚手架上面结构同落地式脚手架，在施工现场还是要对连墙件的设置引起高度的重视。另外控制的重点就是,悬挑主梁,的,强度、稳定性,的验算以及钢拉绳、锚固板的验算。,3.,对于大、小横杆的强度和变形的计算、扣件抗滑移的计算、连墙件的计算以及立杆稳定性的计算仍然同落地式脚手架计算方法一样进行计算。,4.,悬挑形式,四,.,悬挑脚手架计算,5.,联梁计算,:,按照集中荷载作用下的简支梁计算,集中荷载,P,传递力，计算简图如下,计算联梁的支座力、强度，强度应满足规范的要求。,四,.,悬挑脚手架计算,6.,支撑按照简支梁计算公式,按照钢结构的计算公式验算型钢的抗弯强度是否满足要求。,四,.,悬挑脚手架计算,7.,主梁的计算：,(1),悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。,悬臂部分脚手架荷载,N,的作用，里端,B,为与楼板的锚固点，,A,为墙支点。,悬挑脚手架计算简图,计算主梁的弯矩，支座力，验算悬挑梁的整体稳定性,四,.,悬挑脚手架计算,（,2,）抗弯计算强度,f=M/1.05W+N/A,公式说明，根据,钢结构设计规范,(GB50017-2003),拉弯构件和压弯构件的计算公式如下，,y-y,轴没有弯矩作用，公式简化为上面的公式。,四,.,悬挑脚手架计算,四,.,悬挑脚手架计算,（,3,）悬挑梁的整体稳定性计算：,公式由来：,钢结构设计规范,(GB50017-2003),规定整体稳定性计算公式如下，但由于没有,y-y,轴向弯矩，公式简化为上面的式子。,其中,b,均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表,钢结构设计规范,(GB50017-2003),附录,B,得到：,四,.,悬挑脚手架计算,b,说明,:,依据,钢结构设计规范,附录,B,得自由长度,l,1,长度确定：,1,、没侧向支撑时取梁跨度；,2,、当有支撑时取支撑之间的间距；,3,、当为脚手架悬臂端没有上部拉绳和下部支杆时,支撑的间距要取悬挑长度的,2,倍。,b,大于,0.6,，按照,规范,附录,B,，其值用,b,替换,b,四,.,悬挑脚手架计算,8.,拉杆（钢丝绳等）、支杆（型钢等）的受力计算、强度验算。,(1),钢丝绳说明：钢丝绳的型号有,6,19,、,6,37,、,6,61,钢丝绳，每个型号都有,1400MPa,，,1550MPa,，,1700MPa,，,1850MPa,，,2000Mpa,强度等级，设计者要注意一下。,(2),吊环设计说明：根据,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,）规定，注意强度取值为,50N/mm,2,材料使用,HPB335,钢筋，一个吊环用两个截面计算，埋入混凝土的深度不应小于,30d,。,四,.,悬挑脚手架计算,9.,悬挑梁与建筑物之间的连接计算,(1),水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算；,(2),水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算；,(3),水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算。,按照扣件式规范5,.6.6,拉环或螺栓的强度计算：,为,U,形钢筋拉环或螺栓应力值；,Nm,为型钢悬挑梁锚固段压点,U,形钢筋拉环或螺栓拉力设计值；,A,l,为,U,形钢筋拉环净截面积，一个钢筋拉环或一对螺栓按两个截面计算；,四,.,悬挑脚手架计算,f,l,U,形钢筋拉环抗拉强度设计值，按,50N/mm,2,。,算例：水平钢梁与楼板压点如果采用压环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=0.024 kN（见下图支座处的反力）；压环钢筋采用直径D=20mm（规范规定直径不得小于,16mm,）；,A=D,2,/4=3.142,20,2,/4=314.159mm,2,；,=N,m,/,2,A=2,4,/314.159,2=0.038N/mm,2,；,四,.,悬挑脚手架计算,扣件规范,5.6.8,规定型钢挑梁锚固在楼板处时，楼板上层应设受力钢筋，或者把拉环压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。,悬挑脚手架示意图,四,.,悬挑脚手架计算,五,.,构造要求,常用密目式安全网全封闭单双排脚手架结构的设计尺寸可参照扣件规范,6.1,；,脚手架纵向水平杆、横向水平杆、脚手板的构造要求详见扣件规范,6.2.1,、,6.2.2,、,6.2.3,、,6.2.4,的内容及规范条文说明；,脚手架立杆的构造要求详见,6.3.1,6.3.7,条的内容及规范条文说明；,脚手架连墙件的构造要求详见扣件规范,6.4.1,6.4.8,的内容及规范条文说明；,门洞要求详见扣件规范,6.5.1,6.5.5,的内容及规范条文说明；,剪刀撑与横向支撑的构造要求详见扣件规范,6.6.1,6.6.5,的内容及规范条文说明。,五,.,构造要求,1.,扫地杆,脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于,200mm,的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当产杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于,1m,。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于,500mm,（如下图）。,2.,连墙件,（,1,）连墙件的设置数量、覆盖面积一定满足规范要求；,（,2,）连墙件设置应符合以下规定：,宜靠近主节点设置，其偏离主节点的距离不应大于,300mm,；,应从低层第一步纵向水平杆处开始设置，当有困难时，应采用其他可靠措施固定；,优先采用菱形布置，亦可采用矩形布置；,脚手架两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不大于,