模板与脚手架计算讲稿ppt.ppt

,大家好!,模板与脚手架计算讲座,二、以典型工程为例讲解板与梁模板支架计算要点,讲座内容、时间、针对人群,四、时间：6小时,一、模板规范中荷载取值与设计计算,五、针对人群：项目经理、技术负责人、安全员、资料员,三、典型工程为例讲解悬挑脚手架计算要点,建筑施工模板安全技术规范jgj162-2008,设计计算,荷载取值,砼楼板,面板,次楞,主楞,支架,垫板,荷载传递路线,砼楼板,胶合面板,次楞,主楞,顶托或扣件,立杆,地基,1、模板及其支架自重标准值g1k,应根据模板设计图纸计算确定。肋形或无梁楼板模板自重标准值应按下表采用（ kn/ m ）。 木模板 定型组合钢模板 平板的模板及小梁 0.3 0.5 楼板模板（含梁模板） 0.5 0.75 楼板模板及其支架 （层高4m以下） 0.75 1.10 面板采用12mm厚竹胶板，次楞采用68cm方木，间距20cm时，经测算自重值为0.17kn/ m。次楞采用钢管时自重值为0.21kn/ m。,荷载标准值 一、永久荷载标准值,2、新浇砼自重标准值g2k,普通混凝土可采用24kn/m； 其他混凝土应按其实际（测）重力密度计算,3、钢筋自重标准值g3k,应根据工程设计图确定 ； 对一般梁板结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值：楼板可取1.1kn；梁可取1.5kn。,4、新浇筑的混凝土作用于模板的侧压力标准值 g4k,可按下列公式计算，并取其中的较小值：,c混凝土的重力密度（kn/m3）； v混凝土的浇筑速度（m/h）； t0新浇混凝土的初凝时间（h），可按试验确定；当缺乏试验资料时，可采用t0200/（t15）（t为混凝土的温度）；,4、新浇筑的混凝土作用于模板的侧压力标准值 g4k,1外加剂影响修正系数；不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2； 2混凝土坍落度影响修正系数；当坍落度小于30mm时，取0.85；坍落度为5090mm时，取1.00；坍落度为110150mm时，取1.15； 说明：泵送砼坍落度150mm，取1.2。 h混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）；,5、其它永久荷载标准值,冷天施工时保温层及雪荷载，按实际材料计算。,二、可变荷载标准值,1、施工人员及设备荷载标准值 q1k,当计算模板和直接支承模板的小梁时，均布活荷载可取2.5kn/m2，再用集中荷载2.5kn进行验算，比较两者所得的弯矩值取其大值；当计算直接支承小梁的主梁时，均布活荷载标准值可取1.5kn/m2；当计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载标准值可取1.0kn/m2。 泵送砼时，当计算模板和直接支承模板的小梁时，均布活荷载可取4kn/m2。当计算直接支承小梁的主梁时，均布活荷载标准值可取2.4kn/m2；当计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载标准值可取1.6kn/m2。,2、振捣混凝土时产生的荷载标准值q2k,对水平面模板可采用2kn/m2，对垂直面模板可采用4kn/m2,3、倾倒混凝土时，对垂直面模板产生的水平荷载标准值q3k,应按现行国家标准建筑结构荷载规范gb500092001（2006年版）中的规定计算，其中基本风压值应按规范附表d.4中n10年的规定采用，并取风振系数z1。 k= zzs0 z高度z处的风振系数。 z 风压高度变化系数。 s 风荷载体形系数。 0 基本风压。,荷载标准值 三、风荷载标准值,风压高度变化系数z,查建筑结构荷载规范：,地面粗糙度,风荷载体形系数s,stw值可将脚手架视为桁架,按现行国家标准建筑结构荷载规范表7.3.1 第32 项和第36 项的规定计算,荷载设计值,一、永久荷载的分项系数 （1） 当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35； （2） 当其效应对结构有利时：一般情况应取1； 对结构的倾覆、滑移验算，应取0.9。 二、可变荷载的分项系数 一般情况下应取1.4； 对标准值大于4kn/m2的活荷载应取1.3。 三、风荷载的分项系数：取1.4,荷载设计值,4.2.1 计算模板及支架结构或构件的强度、稳定性和连接强度时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）。 4.2.2 计算正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。,荷载组合,一、对于承载能力极限状态 应按荷载效应的基本组合采用,应采用下列设计表达式进行模板设计： 0sr （4.3.1-1） 0结构重要性系数，其值按0.9采用； s荷载效应组合的设计值； r结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。,对于基本组合，荷载效应组合的设计值s应从下列组合值中取最不利值确定： 1、由可变荷载效应控制的组合： 式中 g永久荷载分项系数，应按本规范表4.2.3采用； qi第i个可变荷载的分项系数，其中q1为可变荷载q1的分项系数，应按本规范表4.2.3采用； gik按各永久荷载标准值gk计算的荷载效应值； qik按可变荷载标准值计算的荷载效应值，其中q1k为诸可变荷载效应中起控制作用者； n参与组合的可变荷载数。,2、由永久荷载效应控制的组合： (普西)ci可变荷载qi的组合值系数，当按本规范中规定的各可变荷载采用时，其组合值系数可为0.7。,二、对于正常使用极限状态 应按下列设计表达式进行设计： sc （4.3.1-1） c结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值 对于标准组合，荷载效应组合设计值s应按下式采用：,模板及其支架荷载效应组合的各项荷载标准值组合,注：验算挠度应采用荷载标准值；计算承载能力应采用荷载设计值。,变形值规定,4.4.1 当验算模板及其支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列容许值： 、对结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400； 、对结构表面隐蔽的模板，为模板构件计算跨度的1/250；,1、面板,面板可按简支跨计算 。 胶合板面板抗弯强度应按下式计算： wj胶合板毛截面抵抗矩 fjm胶合板的抗弯强度设计值，应按本规范附录a的表采用。,设 计,竹胶合板面板jg/t 156-20042004年6月1日实施 混凝土模板用胶合板gb/t 17656-19991999年8月1日实施,2、主楞与次楞,按简支梁或连续梁来计算。,3、扣件式钢管立柱计算,用对接扣件连接的钢管立柱应按单杆轴心受压构件计算，公式中计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距，最大步距不得大于1.8m，步距相同时应采用底层步距；,板厚0.2m ，支架高度8m，立杆间距1m 1m，步距1.5m。面板采用竹胶板，12mm厚。次楞采用60mm 80mm方木，次楞间距0.3m。主楞采用48 3.0钢管， 荷载标准值：新浇砼自重24kn/m3，钢筋自重： 1.1kn/m3 ，模板与次楞自重0.35kn/m2，立杆承受自重0.1121kn/m。 采用泵送砼，施工人员及设备荷载计算面板时取4kn/m2，计算立杆时取1.6kn/m2 室外露天施工计算风荷载，济宁地区10年一遇基本风压0.25kn/m2 。,工程实例,图示：,面板计算模型：,次楞计算模型：,主楞计算模型：,关于计算长度问题:,扣件式钢管脚手架规范jgj130-2001规定： l0=h+2a (公式二：l0=k1k2(h+2a) (公式三： l0=kuh) h支架立杆的步距 a模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,建筑施工模板安全技术规范jgj162-2008规定： 计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距，最大步距不得大于1.8m。,关于计算长度问题:,其中 n - 立杆的轴心压力设计值(kn) ； a - 立杆净截面面积(cm2) ； - 轴心受压稳定系数,由长细比= lo/i 查表； lo - 计算长度 (m)； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ； f- 钢管立杆抗压强度设计值 ：205.00 n/mm2；,立杆的稳定性计算公式:,立杆的稳定性计算,例：板厚0.2m ，立杆间距1m 1m, 最大步距1.8米。支架高度8m，荷载取值：砼自重24kn/m3,钢筋自重： 1.5kn/m3 ,模板自重0.35kn/m2,施工荷载1kn/m2： 0.91.20.11218+(240.21.50.2.35)11+1.4111=8.115kn； 0.91.350.11218+(240.21.50.20.35)11+1.40.7111=8.593kn；,采用48 3.0钢管, a=4.24cm2 ,i=1.59cm = lo/i=180/1.59=113.2 查表得=0.475 n=8.593103/(4.24 102 0.475) =42.66n/mm2205 30n/mm2,梁荷载传递路线,砼梁,胶合板梁底面板,梁底次楞,梁底水平杆,顶托或扣件,立杆,地基,计算时，按单杆轴心受压构件计算，但实际施工中，立杆承受偏心荷载。 荷载-模板-方木-水平钢管-扣件-立杆1 -扣件-立杆2 当荷载p=20kn对立杆偏心矩为55mm时 其偏心荷载产生的弯矩: m=200.055=1.1kn.m 立杆由偏心荷载产生的应力为： 1.1105/4.49103=245mpaf=205mpa,偏心荷载影响,偏心荷载影响,由于水平横杆会对立杆产生偏心弯矩，建议模板支架搭设时，将横杆对称相间放置。水平杆a与b对立杆产生的偏心弯矩正好相反，通过横向水平杆c得到平衡。相反，如果水平杆在同一侧放置，对立杆产生偏心弯矩叠加效应，对支模架产生倾覆力，应该禁止！,1、悬挑脚手架计算：高20米，立杆间距1.2m，横距1m,步距1.8m。悬挑梁采用16号槽钢，14号钢丝绳拉结。连墙件二步三跨。悬挑长度1.5m,锚固长度2.5m. 2、楼板模板支架： a.楼板厚0.12m，支模高度3m，施工荷载按模板规范取值。 b.板厚0.25m,支模高度5m,施工荷载按模板规范取值。 c.板厚0.4m,支模高度8m,施工荷载按模板规范取值。 3、梁模板支架： a.梁0.250.5，支模高度3m，施工荷载按模板规范取值。 b.梁0.50.9，支模高度5m，施工荷载按模板规范取值。 c.梁0.51.2，支模高度8m，施工荷载按模板规范取值。,典型工程计算,扣件抗滑移计算,单扣件抗滑承载力取8kn 双扣件取12kn 大于12kn时应采用顶托！,立杆间距：80cm80cm 钢管用量：立杆：151126=190269=171234m 水平杆：（151100+126120）7=211540m 扣件用量：15112672+19026=285390个 每天租赁费用： 钢管：(171234211540)0.013=4976元 扣件：2853900.008=2283元 租赁费小计：7259元/天,某商场建筑，长120，宽100米，首层支架9米，步距1.5m，共设7道水平杆。板厚0.1m，梁0.250.5m。租赁单价：钢管1.3分/米天，扣件0.8分/个天,立杆间距：1m1m 钢管用量：立杆：121101=122219=109989m 水平杆：（121100+101120）7=169540m 扣件用量：12110172+19026=190120 每天租赁费用： 钢管：(109989169540)0.013=3634元 扣件：1901200.008=1521元 租赁费小计：5155元/天,租赁费用节约：2104元/天。使用时间按30天计，可节约费用：63120元,模板支架成本分析,悬挑水平梁成本分析,悬挑脚手架计算,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001） 建筑结构荷载规范（gb50009-2001） 钢结构设计规范（gbj17-2003） 冷弯薄壁型钢结构技术规范（gb50018-2002） 混凝土结构设计规范（gb50010-2002） 建筑施工安全技术统一规范 （ 征求意见稿 ） 木结构设计规范(gb 500052003 ) 建筑施工安全检查标准（jgj59-99） 编制建筑施工脚手架安全技术标准统一规定 上海市工程建设规范-悬挑式脚手架安全技术规范dg-tj08-2002-2006 ,计算相关规范与标准,悬挑脚手架计算实例,建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编 建筑施工手册（第四版） 建筑施工脚手架实用手册杜荣军主编 建筑结构静力计算手册(第二版) 建筑施工计算手册江正荣编著 模板与脚手架工程施工技术措施北京土木建筑学会 脚手架结构计算及安全技术余宗明编著 建筑施工安全技术资料编制指南丁元余编著,相关书籍与参考文献,1、斜拉式：型钢悬挑梁外挑端部同钢丝绳或硬拉杆一端固定连接，另一端同建筑物预埋件斜拉连接。 2、下撑式：用型钢制作成三角型支架，其斜撑为受力压杆，支架的上下支点与建筑物连接固定形成悬挑支承结构。 3、单挑梁：用一根型钢（工字钢、槽钢）作悬挑梁，内伸入端部通过连接件同楼面预埋件固定。,悬挑脚手架三种形式,计算内容,一、横向水平杆（小横杆）计算 1、抗弯强度计算 2、变形计算 二、纵向水平杆(大横杆)计算 1、抗弯强度计算 2、变形计算 三、扣件的抗滑承载力计算 四、计算立杆段轴向力设计值n 五、立杆的稳定性计算 六、连墙件计算 1、连墙件轴向力设计值 2、连墙件稳定计算 3、扣件抗滑承载力计算 七、悬挑梁的受力计算 八、悬挑梁的整体稳定性计算 九、悬挑梁钢丝绳的受力计算 十、水平梁锚固段与楼板连接的计算,讲座流程,计算参数,计算公式,相关知识点,计算参数,脚手架参数,荷载参数,悬挑梁与钢丝绳参数,脚手架参数,建筑施工安全技术统一规范 （ 征求意见稿 ）规定 6.3.2 悬挑多层的脚手架应符合下列规定： 悬挑支承结构必须专门设计计算，应保证有足够的强度、稳定性和刚度，并将脚手架的荷载传递给建筑结构。悬挑式脚手架的高度不得超过24m。 3 支撑结构以上的脚手架应符合落地式脚手架搭设规定，并按要求设置连墙件。脚手架立杆纵距不得大于1.5m，底部与悬挑结构必须进行可靠连接。,关于悬挑脚手架高度与立杆纵距,扣件式脚手架规范规定 6.3.6 立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。,小横杆计算外伸长度a1,a不应大于0.4lb，且不应大于500mm 扣件式脚手架规范 5.2.4 双排脚手架的横向水平杆的构造外伸长度a=500时，其计算外伸长度 a1可取300mm,小横杆间距s,扣件式脚手架规范 6.2.2 横向水平杆的构造应符合下列规定： 1 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除； 2 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的1/2 ；,脚手架钢管类型,抗弯强度：,立杆稳定性：,规范3.1.1 脚手架钢管质量应符合现行国家标准碳素结构钢（gb/t 700）中 q235-a级钢的规定。,不同壁厚钢管参数计算,扣件抗滑承载力,影响扣件抗滑承载力的几个因素： 1、扣件本身质量，自重普遍不够。 2、使用年限 3、扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40nm，且不应大于65nm,有关部门调查结果，扣件扭力矩平均达不到25n.m,达到40n.m的不到10%，许多只是扭上，扭力矩大约10n.m,建议：对扣件抗滑承载力加一个0.8左右的折减系数。,大小横杆布置方式,小横杆在上：,大横杆在上：,立面图,侧面图,连墙件的布置参数,当3步3跨布置时，覆盖面积=3*1.8*3*1.5=24.3平方,连墙件的布置参数,连墙件的布置参数,荷载参数,脚手板铺设,脚手板铺设层数按施工作业层数和规范要求设置。,规范7.3.12 脚手板的铺设应符合下列规定： 4、自顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔12m满铺一层脚手板。,，,规范3.3.3 木脚手板应采用杉木或松木制作，脚手板厚度不应小于50mm,风压高度变化系数z,查建筑结构荷载规范：,悬挑脚手架风荷载计算高度应该取最顶层悬挑架底部至地面高度。,地面粗糙度,风荷载体形系数s,关于挡风系数的说明,建筑施工安全检查标准jgj59-99条文说明3.0.7条： “立网应该使用密目式安全网，其标准： 每10cm10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。”,规范4.2.4规定：,挡风系数可取0.8-0.9的默认值！,挡风系数,刘群在脚手架安全技术规范培训讲座一书中列有下表：,小横杆计算,横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,施工荷载的传递路线是：脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆,小横杆计算,考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载）。,最大弯矩：,支座反力：,大横杆计算,规范5.2.4 规定： 计算纵向，横向水平杆的内力与挠度时，纵向水平杆宜按三跨连续梁计算，计算跨度取纵距la。 小横杆间距等于立杆纵距时：,大横杆计算,当小横杆间距等于1/2立杆纵距时：,m=0.175fla,m=0.213fla,立杆稳定性计算,组合风荷载时：,不组合风荷载时：,立杆稳定性计算,计算立杆段取脚手架底部：此部位脚手架自重产生的轴压应力最大，风荷载产生的压应力较小。,轴向力n计算,风荷载计算,风荷载体型系数s,挡风系数,刘群在脚手架安全技术规范培训讲座一书中列有下表：,轴心受压构件的稳定系数 ,长细比,连墙件计算,连墙件计算,受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位.,单扣件不能满足扣件抗滑承载力要求，可采用双扣件。,悬挑水平梁计算,将钢丝绳拉接点作为一个支座。,悬挑水平梁强度计算公式：,其中 - 截面塑性发展系数，取1.05； n：钢丝绳的轴向分力,超静定梁计算方法,力法,位移法,力矩分配法,有限元法在结构力学平面杆系结构中的应用，即矩阵位移法。本软件以矩阵位移法作为理论基础，将矩阵位移法用于脚手架与模板支撑系统各构件的力学分析，自动生成计算简图，弯矩、剪力图，计算最大内力与变形值。 矩阵位移法是以位移法为力学原理，应用矩阵理论，以电 子计算机为工具的结构分析方法。,矩阵位移法,连续梁分析程序,根据矩阵位移法的原理，我们设计了连续梁分析程序，程序设计总框图如下：,开始,输入原始数据子程序,形成总刚度矩阵子程序,形成荷载向量子程序,引入支承条件子程序,解方程组子程序,计算单元内力子程序,输出位移和内力子程序,绘制计算简图与内力图子程序,结束,悬挑水平梁整体稳定性计算,钢丝绳的计算,钢丝绳轴力：,fg- 钢丝拉绳的容许拉力(kn); fg- 钢丝拉绳的钢丝破断拉力总和(kn)； -钢丝拉绳之间的荷载不均匀系数，对619、624、637钢丝绳分别取0.85、0.82、0.82； k:钢丝绳安全系数,钢丝拉绳的容许拉力(kn) ：,钢丝绳的计算,水平梁锚固段与楼板连接的计算,连接处的支座反力按不设钢丝绳时计算！,混凝土结构设计规范gb50010-200210.9.8条规定： 吊环埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50n/ mm2。,模板计算,建筑施工模板安全技术规范（jgj162-2008） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001） 建筑结构荷载规范（gb50009-2001） 钢结构设计规范（gbj17-2003） 冷弯薄壁型钢结构技术规范（gb50018-2002） 混凝土结构设计规范（gb50010-2002） 建筑施工安全技术统一规范 （ 征求意见稿 ） 木结构设计规范(gb 500052003 ) 浙江省建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程2007年1月1日 上海市钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程2004年10月1日,计算相关规范与标准,模板计算,建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编 建筑施工手册（第四版） 建筑施工脚手架实用手册杜荣军主编 建筑结构静力计算手册(第二版) 建筑施工计算手册江正荣编著 模板与脚手架工程施工技术措施北京土木建筑学会 脚手架结构计算及安全技术余宗明编著 建筑施工安全技术资料编制指南丁元余编著,相关书籍与参考文献,荷载标准值,荷载标准值,梁模板支架（设置扣件）,梁模板支架（设置顶托）,板模板计算内容,一、模板面板计算 1、荷载计算 2、抗弯强度计算 3、刚度变形计算 二、面板下纵向支撑方木（钢管）计算 1、荷载计算 2、抗弯强度计算 3、抗剪强度计算 4、刚度变形计算 三、横向支撑钢管（托梁）计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 四、扣件抗滑承载力计算 五、立杆荷载和稳定性计算 六、楼板砼强度计算,梁模板计算内容,一、梁侧模板面板计算 1、荷载计算 2、抗弯强度计算 3、刚度变形计算 二、梁侧模板内楞计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 三、梁侧模板外楞计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 四、穿梁螺栓计算,梁模板计算内容,五、梁底模板面板计算 1、荷载计算 2、抗弯强度计算 3、刚度变形计算 六、梁底支撑方木计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 七、梁底支撑横杆计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 八、梁底支撑纵向钢管计算 1、抗弯强度计算 2、刚度变形计算 九、扣件抗滑移计算 十、立杆荷载和稳定性计算 十一、地基承载力计算,梁板模板支架荷载的标准值,梁板模板支架荷载的标准值,梁底面板计算,计算模型：,经过计算得到从左到右各支座力分别为： n1=0.875kn n2=2.545kn n3=2.067kn n4=2.545kn n5=0.875kn,梁底面板计算,恒荷载标准值： 1、新浇混凝土自重与钢筋自重： q1: （24+1.5）0.80.3=6.120kn/m； 2、模板及支架自重： q2: 0.35(0.8 - 0.1)2+1)/10.3=0.252kn/m； 恒荷载标准值=(6.120+0.252)=6.372kn/m； 活荷载标准值： 施工人员及设备荷载+振捣砼产生荷载:(1+2)0.3=0.900kn/m 强度计算时，荷载取恒荷载与活荷载设计值。 荷载设计值 q =1.26.3