银川大厦 施工现场设施安全设计计算.doc

施工现场设施安全设计计算目前我国建筑工程施工安全形势相当严峻，已成为除采矿业以外第二大风险行业，致使建设部与区建设厅每年多次下文，督促检查、整改、但安全事故还是发生。造成这种状况的主要原因很多，主要是施工队伍素质不高、企业管理水平低。从施工技术管理角度来说，在施工第一线做管理工作的技术人员普遍比较年轻，刚从学校毕业出来，缺乏施工实践经验，学校里学习的知识在施工中应用不上，而施工中常用基本知识在学校里从未学过或讲的很少。如塔吊基础设计、落地式扣件钢管脚手架设计与附墙以及安全使用，学校里教科书找不到，老师也不讲，刚毕业大学生和现场技术人员提出的设计方案存在较多不安全因素。有的提出的设计方案常脱离现场的实际情况施工组织设计提供的数据与实际情况不符，其结果自然不正确，现场管理人员不熟悉施工机械管理和审批程序，致使塔吊倒塌、模板坍塌事故频频发生。模板支撑系统与计算方法方面在学校里讲的很少，设计计算数学模型与实际情况往往不符，表现在模板支撑系统延性很差，模板倒塌从发生到结束，仅仅几秒钟；目前尚无比较完整的48x3.5钢管支模计算理论，现场管理不到位，致使模板倒塌事故经常发生；高层深基坑支护计算理论目前并不成熟，一旦现场管理不到位，也极易发生死亡事故。可见施工中如何提高安全意识，保证安全措施不仅是普通工人，也是技术人员必须掌握的内容之课。施工现场设施安全设计计算手册一书正是针对这种实现情况而编写的。本书系统地介绍建筑工程施工安全设计与计算方面实用性很强的基本知识以及有关管理程序，其目的是使参与施工的技术人员与工人熟悉和了解所承担工程的特点、安全方面的关键计算方法和管理方面的有关问题。从保障建筑工程安全生产、减少工程安全事故的角度，分析实际工程的事故类型、事故原因、易忽视的因素、正确的设计计算方法、构造措施、注意事项等等，特别是针对危险性较大的分项工程，如基坑支护与模板工程等，提出详细、系统的计算方法、安全技术措施，又符合施工现场要求。该书有如下的内容1、井点降水计算实例2、土钉支护结构设计计算锚杆支护结构计算3、48钢管外脚手架材料扣件式钢管脚手架水平杆计算实例落地式扣件钢管脚手架设计计算实例悬挑型钢外脚手架设计计算实例悬挑扣件钢管绗架外脚手架计算实例4、楼板模板计算转换层大梁支撑计算、柱模板计算高层悬挑混凝土结构支模计算、型钢与48x3.5钢管组合支模、支模立杆与对拉螺栓设计计算5塔吊附墙计算附着支座计算、非标准附墙计算方法、塔吊施工分析与预防6高层建筑施工转料平台设计计算、操作平台与转料平台设计计算、施工电梯、井架与吊篮设计计算、吊篮安全验算与安装施工电梯附墙计算与非标准附墙实例、施工电梯安装方案实例、施工电梯、井架、龙门架等物料提升机安装验收与事故预防 钢管落地脚手架计算书建发大厦工程工程； 工程建设地点:银川新华东街；属于框剪结构结构； 地上23层； 地下2层；建筑高度：84.3m；标准层层高：3.3m ；总建筑面积：35363.3平方米；总工期：575天。本工程由银川建发集团有限公司投资建设，陕西建筑科技大学建筑设计院设计，银川建筑规划设计院地质勘察，银川方圆监理有限公司监理，银川建发建筑工程有限公司组织施工；由马斌担任项目经理，陆旭生担任技术负责人。扣件式钢管落地脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 40 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：横距Lb为 1.05m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为 1.00；连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处银川市，基本风压0.57 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；脚手板铺设总层数:13；5.地基参数地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。 二、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=21.05/(2+1)=0.7 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.7=0.98 kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.1721.52+0.100.981.52 =0.251 kNm；支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.52-0.1170.981.52 =-0.297 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.251106,0.297106)/5080=58.465 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 58.465 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.7 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9900.715004/(1002.06105121900) = 1.593 mm；大横杆的最大挠度 1.593 mm 小于大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！三、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=21.051.5/(2+1) =1.050 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.05 = 1.728 kN；小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax = ql2/8 Mqmax = 1.20.0381.052/8 = 0.006 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3 Mpmax = 1.7281.05/3 = 0.605 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.611 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.611106/5080=120.313 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =120.313 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.03810504/(3842.06105121900) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.05 = 1.265 kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1265.11050(310502-410502/9 ) /(722.06105121900) = 2.07 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.07 = 2.094 mm；小横杆的最大挠度为 2.094 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取16.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.05/2=0.02 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 21.051.5 /2 = 1.575 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.058+0.02+0.236)+1.41.575=2.582 kN；R 16.00 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.502/2)0.038/1.8040.00 = 6.272kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3131.5(1.05+0.3)/2 = 3.949 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.15131.5/2 = 1.462 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.540 = 0.3 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 11.983 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ = 21.051.52/2 = 3.15 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.211.983+ 0.851.43.15= 18.128 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.211.983+1.43.15=18.79kN；六、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.57 kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 0.570.740.214 = 0.063 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0631.51.82/10 = 0.037 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 18.128 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 18.79kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 18128.4/(0.186489)+36542.783/5080 = 206.507 N/mm2；立杆稳定性计算 = 206.507 N/mm2 大于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，不满足要求！建议减少脚手架纵距或横距，或降低脚手架搭设高度。不考虑风荷载时 = 18789.9/(0.186489)=206.587 N/mm2；立杆稳定性计算 = 206.587 N/mm2 大于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，不满足要求！建议减少脚手架纵距或横距，或降低脚手架搭设高度。七、最大搭设高度的计算: 按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 5.711 kN；活荷载标准值 ：NQ = 3.15 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.037 /(1.4 0.85) = 0.031 kNm；Hs =( 0.1864.8910-4205103-(1.25.711+0.851.4(3.15+0.1864.891000.031/5.08)/(1.20.125)=49.341 m；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H = Hs /(1+0.001Hs)H = 49.341 /(1+0.00149.341)=47.021 m；H= 47.021 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =47.021 m。脚手架单立杆搭设高度为40m，小于H，满足要求！八、连墙件的稳定性计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.57，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.57 = 0.079 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 1.782 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.782 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度； A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 6.782 Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 6.782小于双扣件的抗滑力 16 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图九、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 120 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ；脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =90.642 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N = 18.128 kN；基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。p=90.642kPa fg=120 kPa 。地基承载力满足要求！十、结论和建议:1.立杆稳定性计算 = 206.507 N/mm2 大于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，不满足要求！ 建议减少脚手架纵距或横距，或降低脚手架搭设高度。2.立杆稳定性计算 = 206.587 N/mm2 大于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，不满足要求！ 建议减少脚手架纵距或横距，或降低脚手架搭设高度。普通型钢悬挑脚手架计算书1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 15 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处宁夏银川市，基本风压0.65 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。 二、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.41.05=1.47 kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.1721.52+0.101.471.52 =0.362 kNm；支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.52-0.1171.471.52 =-0.426 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.362106,0.426106)/5080=83.858 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 83.858 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9901.0515004/(1002.06105121900) = 2.291 mm；大横杆的最大挠度 2.291 mm 小于大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！ 三、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.575 = 2.463 kN； 小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0381.052/8 = 0.006 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.4631.05/3 = 0.862 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.868 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.868106/5080=170.953 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =170.953 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.03810504/(3842.06105121900) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.575 = 1.79 kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1790.11050(310502-410502/9 ) /(722.06105121900) = 2.929 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.929 = 2.953 mm；小横杆的最大挠度为 2.953 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！ 四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.05/2=0.02 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.058+0.02+0.236)+1.42.362=3.684 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载的计算: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.502/2)0.038/1.8015.00 = 2.352kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.341.5(1.05+0.3)/2 = 1.215 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.1541.5/2 = 0.45 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.515 = 0.112 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.13 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ = 31.051.52/2 = 4.725 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.13+ 0.851.44.725= 10.578 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.24.13+1.44.725=11.57kN；六、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.65 kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 0.650.740.214 = 0.072 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0721.51.82/10 = 0.042 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.578 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 11.57kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 10578.15/(0.186489)+41671.595/5080 = 124.505 N/mm2；立杆稳定性计算 = 124.505 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 11570.4/(0.186489)=127.212 N/mm2；立杆稳定性计算 = 127.212 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.65，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.65 = 0.09 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 1.354 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.354 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度； A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 6.354 Ru16.616KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为N=RU=16.616kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为 = N/A f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(166164/(3.142502) 1/2 =14.5mm；实际拉环选用直径D=16mm 的HPB235的钢筋制作即可。十二、锚固段与楼板连接的计算: 1.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如下：锚固深度计算公式: h N/dfb其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 0.016kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 20mm； fb - 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.57N/mm2； f- 钢材强度设计值,取215N/mm2； h - 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于 16/(3.142201.57)=0.162mm。螺栓所能承受的最大拉力 F=1/43.1420221510-3=67.51kN螺栓的轴向拉力N=0.016kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.51kN，满足要求！2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N = 8.327kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 20mm； b - 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm； fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=16.7N/mm2；(b2-d2/4)fcc=(1002-3.142202/4)16.7/1000=161.754kNN=8.327kN经过计算得到公式右边等于161.75 kN，大于锚固力 N=8.33 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!二、倒塌事故原因分析1、材料上原因（1）、钢管壁厚变薄在市场上采购钢管，名义上是18x3.5钢管，实际测量时，不少钢管壁厚实为2.8-3.0mm,其轴向抗压能力降低18.7-13.3%。钢管使用多年，局部壁厚变薄。（2）、钢管弯曲钢管经过多年使用后，钢管将产生变形和弯曲，而模板支撑系统设计均按直线钢管来考虑，不考虑其弯曲变形的，实际上钢管弯曲后的承载能力大为下降。某工程发生重大事故后对钢管进行检查，其合格率仅为50%。（3）、扣件合格率低规范JGJ 130-2001表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2kN，直角与回转扣件抗滑承载力为8kN，从现场检查发现，很难达到此规定，某工地发生重大事故后，对扣件进行检查，其合格率为0%。2、施工安全管理（1）、不少施工现场项目管理部对模板支撑系统执行规范规定技术要求观念不强，作业人员思想松懈，由于使用临时工较多，未按施工组织设计和施工方案进行作业，检查中常发现立杆间距变大现象，简化操作程序，未按公司规定的程序进行搭设，未进行严格检查或检查不彻底，致使薄弱环节未能及时发现，检查责任又不到位。（2）、现场管理人员更换频繁，建筑现场一线作业人员素质较低，存在技术交底和安全培训不到位现象。（3）、由于施工企业项目部多，地点分散，各种检查很难全部铺开，特别对于新招民工，民工培训和公司安全责任不能及时落实，安全措施不到位。（4）、建筑市场竞争激烈，压价情况严重，在招标文件中极大多数不提及施工安全投入费用单项，施工企业为了提高中标率，只能采用低价投标，施工中安全投入费用自然减少，施工安全投入费用与国外相比，差距很大。（5）、规范JGJ 130-2001中表5.1.7注中规定“扣件螺栓紧扭力矩值不应小于40N.m，且不应大于65