几何不变原理在广西模板支架标准中PPT课件.ppt

DB45 T618 2009 建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范 应用讲座 几何不变原理在广西模板支架标准中的应用 林伊宁二 一 年十月 前言 现行的模板支架计算公式 f不适用于模板支架计算 算的是立杆 破坏的却是节点 计算是徒劳的 理论上是错误的 解决模板支架安全的出路是建立几何不变体系 广西地方标准DB45 T618 2009 建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范 应用几何不变原理解决了这一课题 一 立杆计算公式的计算单元 f的计算单元是AG杆的步高h或步高加2a 即计算长度取值为 1 l0 h 2 l0 h 2a 式 1 是JGJ162的取值 式 2 是JGJ130的取值 1 模板 2 封顶杆 3 扫地杆 4 立杆 5 水平杆 6 竖直剪刀撑 二 f中压杆的计算长度取决于其支承方式 三 f中f的取值 f是容许应力低碳钢管f 205N mm2 f的取值是在材料的弹性范围内 f 弹性极限 四 在支架计算中运用 f 所依据的力学模型 强将立杆节点变为塑性铰 1 f 弹性极限 不可能变铰 2 几何不相容 不合理 立杆节点处无水平支座反力 即水平杆不受力 从而可推知支架中无水平内力 立杆中无弯矩 与原平衡条件不符 五 用连续梁力学模型分析模板支架 弹性支座连续梁刚性支座连续梁 六 模板支架的水平内力分析 竖向偏心荷载作用下支架的水平内力 六 模板支架的水平内力分析 水平荷载作用下支架的水平内力 六 模板支架的水平内力分析 最大水平内力在有Q并且Q很大时出现在封顶杆上 无Q或者Q不大时则出现在紧靠封顶杆下方的水平杆上 所以 支架中的最大水平内力是动态的 而且是动荷载引起的动内力 它会在封顶杆和紧靠封顶杆下方的水平杆上无规律地交替出现 全架最危险之处在封顶杆及其下层的水平杆处 七 模板支架中存在水平内力的案例 水平杆受弯 受拉 危险部位在架顶位置 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则阪神地震中 神户市政府办公楼 8层 的第6层薄弱 被整层错平 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则汶川地震中 都江堰市华厦广场小区一栋住宅楼 底部两层薄弱 倒塌后上部下挫 5层变3层 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则汶川县漩口镇电力局4层砖混住宅楼 楼梯间薄弱 在地震中率先破坏 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则西宁在建高架桥模板倒塌 支架节点破坏 杆件尚基本完好 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则上海某加层工程模板倒塌 支架节点破坏 杆件尚基本完好 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则 节点薄弱 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则 节点薄弱 八 结构破坏从薄弱点开始 这是自然法则 节点薄弱 九 在水平内力下节点率先破坏 杆件要在节点处变成塑性铰 此处的弯曲应力已超越弹性极限 从而使得 f 与原式 f不符 力学模型与计算式相矛盾 节点的约束力与杆件自身的抗弯能力相比小得多 节点是支架中的薄弱点 在立杆应力达到 f前节点已破坏 即节点的约束力不可能使得 f而导致立杆出现塑性铰 所以 在支架破坏过程中 节点最先破坏 十 支架的破坏顺序 节点最先破坏支架解体部分杆件被压弯 杆件破坏 被压弯 是支架倒塌的结果 而不是原因 支架倒塌是节点破坏导致支架变形引发的 不是立杆失稳引发的 十一 f不适用于模板支架计算 f算的是立杆 但最先破坏的是节点 f用在支架计算中 力学模型是错误的 所以 f不适用于模板支架 现行的计算是徒劳的 十二 现行理论因果倒置是错觉引发的 支架倒塌的原因是架体变形过大 在支架倒塌过程中 架上的荷重压弯立杆 架体变形是原因 立杆被压弯是结果 将立杆失稳 压弯 认定为支架破坏的原因是因果倒置 此因果倒置是错觉引发的 类似的例子有 地球绕太阳转 但古人天天看到太阳东升两落 就以为是太阳绕地球转 十三 支架解体是变形引发的 钢管支架整体架顶侧移 立面图 十三 支架解体是变形引发的 钢管支架局部架顶侧移 立面图 十三 支架解体是变形引发的 钢管支架架顶扭转 平面图 十三 支架解体是变形引发的 木材叠层搭设的支架架体侧移 立面图 1 侧移方向 2 木立杆 3 木拉条 4 木板满铺 十四 三角形不变原理和不变单元叠加原理 三角形不变单元不变单元叠加这是平面结构的几何不变原理 十五 不变六面单元和几何不变架体 几何不变六面单元几何不变架体将三角形不变原理应用到空间结构 十六 几何不变原理在模板支架中的应用 三向剪刀撑体系的设置 平面图剪刀撑间距 4 5m 是因为必须要小于标准杆长6m 避免剪刀撑间的杆件接头过多 十七 几何不变原理在模板支架中的应用 外连装置的设置 抱柱装置与单柱连结的抱柱与多柱连结的抱柱1 混凝土柱 2 支架的水平杆 3 扣件 4 抱柱箍 十七 几何不变原理在模板支架中的应用 外连装置的设置 连墙装置1 墙两侧的长管 与短管扣接 2 混凝土墙 3 支架中的水平杆 与长管扣接 4 短管 长为墙厚加700mm 5 预留孔60 十七 几何不变原理在模板支架中的应用 外连装置的设置 连板装置1 长管 与短管扣接 2 楼屋面板 3 支架中的水平杆 与长管扣接 4 预埋短管 长为板厚加250mm 十七 几何不变原理在模板支架中的应用 外连装置的设置 连梁装置1 建筑物的梁 2 支架中的水平杆 3 扣件 4 连梁箍 十七 几何不变原理在模板支架中的应用 外连装置的设置 辅助装置1 楼面 2 抱柱装置 3 混凝土柱 4 花蓝螺栓 5 用1 3道水平钢丝绳拉住支架顶部 6 绕过3条立杆 十八 几何不变原理在模板支架中的应用 格构框架体系 格构柱1 水平杆 2 立杆 3 水平短剪刀撑 4 之字斜撑 十八 几何不变原理在模板支架中的应用 格构框架体系 格构梁1 水平杆 2 立杆 3 竖直短剪刀撑 4 之字斜撑 十八 几何不变原理在模板支架中的应用 格构框架体系 格构框架1 格构柱 2 格构梁 3 竖直剪刀撑不仅是双向框架和闭合框架 梁两侧竖直剪刀撑还相当于房屋结构中的剪力墙 这是双向闭合框架剪力墙体系 十九 危险区域的划分 将存在或者可能存在水平内力的区域划为危险区域从封顶杆位置往下HD为危险区域 当H 8m HD 2h 当8m H 10m HD 3m 当10m H 15m HD 4 5m 当15m H 20m HD 6m 当20m H 25m HD 7 5m 当25m H 30m HD 9m 当30m H 40m HD 10 5m 当40m H 60m HD 15m 当H 60m HD H 4 对倾斜模板 应将从开始倾斜处的水平面至结束倾斜处的水平面之间的范围列入HD范围 二十 危险区域的加强措施 架顶加密水平剪刀撑1 水平剪刀撑 2 纵向竖直剪刀撑 3 横向竖直剪刀撑 4 加密水平剪刀撑 5 扫地杆位置水平剪刀撑 二十 危险区域的加强措施 每步水平杆抱柱水平杆搭接1 杆件 2 扣件 二十 危险区域的加强措施 无建筑物可连处加辅助装置1 楼面 2 抱柱装置 3 混凝土柱 4 花蓝螺栓 5 用1 3道水平钢丝绳拉住支架顶部 6 绕过3条立杆 二十一 梁底立杆的加强措施 梁底立杆受力最大 此处支架最易变形广西某大学工地模板倒塌开始的瞬间梁底立杆倾斜截面高度 1 2m的梁 梁底两排立杆应加设竖直剪刀撑 二十二 广西标准的立杆稳定性计算 遵守国家行业标准关于立杆稳定性计算的规定 立杆稳定性计算由标准起草小组完成 将结果写入标准 划定一个安全范围 广西标准5 1 7条规定 达到以下条件者不作立杆稳定性计算 1 H 40m h 1 5m或H 8m h 1 6m 2 Nw 20KN 3 la 1 5m lb 1 5m 4 广西行政区域除海岛以外的其他地区 免去以往既繁琐又无用的计算 二十三 5项技术措施汇总 在架内设剪刀撑体系 支架与建筑物之间设外连装置 危险区域HD范围内的加强措施 1 水平杆搭接 严禁对接 2 架顶加密水平剪刀撑 3 每步水平杆抱柱 4 加辅助装置 梁高 1 2m 梁底2排立杆加设竖直剪刀撑 架高H 40m 应在架内设置格构框架体系 二十四 关于水平杆的接长问题 1 对接扣件 2 对接的水平杆对接扣件是定位装置 不是传力装置 无法传递拉力和力矩 在拉力或力矩的作用下 对接扣件会松脱 在架顶并及至危险区域HD范围内 水平杆采用搭接接长 禁止对接 二十五 检查表与验收表 共有7张表供支架搭设过程中的检查 以及搭设完成后的验收使用 二十六 管理程序 一般模板和一般作业平台支架管理程序编制方案审查方案批准方案技术交底执行方案检查监控整架验收使用监控每道程序均出自法律法规和国家强制性标准的要求 必须严格贯彻执行 否则很容易造成违法而承担法律责任 二十六 管理程序 高大模板和高大作业平台支架管理程序编制方案初审方案专家论证修改方案批准方案技术交底执行方案检查监控整架验收使用监控每道程序均出自法律法规和国家强制性标准的要求 必须严格贯彻执行 否则很容易造成违法而承担法律责任 二十七 追问JGJ162 2008 建筑施工模板安全技术规范 的四大疑点 四大疑点 用式 f计算立杆能否确保节点不破坏进而确保支架安全 用强制性条文规定水平杆采用对接方式接长 对接接头能否承受拉力和弯矩 支架整体不设水平剪刀撑 在不均衡的施工荷载下支架会否在水平面上扭转 竖直剪刀撑的间距为10m 超过标准杆长 6m 每条杆均有对接接头 在水平内力或弯矩作用下水平杆的对接接头会否脱开 支架会否解体 追问 根据上述2 3 4点综合判断 支架是否几何可变体系 在几何可变体系上作立杆稳定性计算有无意义 结语 至今为止 国内还不时传来模板倒塌的消息 把事故原因都归咎于违法违规是最省力的做法 有记者说得好 如果都遵守法律法规了 还会不会塌架 不从技术上找原因 今后类似的事故可能还会发生 关于支架立杆稳定的经典理论可靠吗 依据此理论建立起来的现行技术标准能确保支架安全吗 关键是这个问题有人问吗 法国的启蒙思想家卢梭说过一句名言 一切理论皆应经过理性法庭的审判 以证明它有