脚手架和模板施工计算实例

1、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

2、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

3、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。,2020/6/23,一、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

4、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。,2020/6/23,一、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28.38mm,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：8.7N,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

5、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

6、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

7、： （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

8、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

9、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/m2，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

10、.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=0.3501.500/2 活荷载标准值 Q=3.0001.500/2 荷载的计算值 q=1.2（P1+P2）+1.4Q =3.513KN/m,表4.2.11 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

11、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/mm2。 计算的M=3.5130.92/8=0.356KNm =0.356106/5260=67.615N/mm2205N/mm2,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=P1+P2+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

12、量（查表5.1.6），I为钢管惯性矩。 V=5*2.552*9004/(384*2.06*105*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483.6的Q235A级钢管，其抗剪承载力为：

13、上式中K1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

14、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=0.04900=0.036kN 脚手板的荷载标准值(木脚手板) P2=0.3500.91.500/2=0.236kN 活荷载标准值 Q=3.0000.91.500/2=2.025kN 荷载的计算值P: P=1.2（P1+P2）+1.4Q/2= =1.58kN,最大弯矩为大横杆自重均布荷载与荷载的计

15、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) 1.52+0.1751.5811.5=0.424KNm 抗弯强度： =0.424106/5260=80.514N/mm2205N/mm2,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=0.6770.041.54/（1002.06105127100）=0.052mm； 集中荷载标准值P=（0.036+0.236+

16、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=1.146114815003/(1002.06105127100)=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

17、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=

18、l0/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，= l0/i i计算立杆的截面回转半径，i=（d2+d12）0.5/4（附录B.0.1）； A立杆的截面面积； MW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（2.05106）； l0计算长度,由公式l0=kh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

19、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

20、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/m2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/m2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

21、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/m2 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/mm2 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： NG1k脚手架结构自重标准值产生的轴向力； NG2k构配件自重标准值产生的轴向力

22、； NQk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： NG1k脚手架结构自重标准值产生的轴向力； NG2k构配件自重标准值产生的轴向力； NQk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，

23、步距1.8)，取为0.13).立杆高度25m。 NG1=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） NG2=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) NG3=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/m2 NG4=0.01 1.525=0.375kN 综上，则恒荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.892kN; 活荷载取值，NQk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

24、荷载总和的1/2取值。 即NQ=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=1.25.892+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=5.06cm2，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=l0/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l0,由l0=kh确定；k取1.155；立杆步距h=1.8；=1.5（表5.2.8，两部三跨），则l0=1.155

25、1.51.8=3.118m； 则立杆长细比=l0/i=3118/16=196； 查表A.0.6得=0.188； 则 ，=12741/(0.188506)=133.94N/mm2; 立杆的稳定性计算f满足要求! 长细比验算：k取1.0，0=l0/i=2700/16=170210(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=1.25.892+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.

26、2.9计算； Mwk-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=1.2AN/Aw，s=1.3, AN为挡风面，Aw为迎风面）。 计算得： k=1.390.870.3=0.363kN/m2。 Mw=0.91.40.3631.51.81.8/10

27、=0.223N.m; 综上，组合风荷载时立杆的稳定性计算如下： =12170/(0.188506)+223000/5260=170.33N/mm2 Nl，其中：Nv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；Nl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： Nl = Nlw + No 其中Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw =1.4kAw wk风荷载标准值；k=0.363kN/m2 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=2.93=8.7m2,1

28、.落地式脚手架计算,计算得到Nlw=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： Nl =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=5.06cm2，连墙件毛截面面积A=18.32cm2，轴心受压立杆稳定系数，由长细比=l/i=301.59=18.87,查表得到=0.95） 强度=7.421000506=14.66/mm20.852

29、05=174.25, 稳定性7.421000（0.95506）=15.440.85205。 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

30、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

31、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： Pk=Nk/Afg 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； fg地基承载力设计值，应按本规范公式fg=kcfgk 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

32、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

33、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5060mm的木垫板（或木脚手板），A=ab（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0.25m2计算，当不大于0.25m2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= ab /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

34、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

35、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Nk=NG+NQ=5.892+4.05=9.942kN； 基础采用混凝土垫层，基础底面积A=0.25m2； 地基承载力设计值fg=kcfgk，混凝土基础取kc=1，fgk查地质勘查报告，取120，即fg=1120=120kPa； 故Pk=Nk/A=9.9420.25=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

36、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5.3.11或5.3.12进行计算。

37、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5.3.11或5.3.12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=4.8920.7=6.85cm2, 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N1+下部双立杆的脚手架自重产生的荷载N2，即N=N1+N2。 （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

38、，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

39、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。

40、,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-

41、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l1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

42、。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619、637、661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/mm2,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

43、)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；Al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,flU形钢筋拉环抗拉强度设计值，按50N/mm2。 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=D2/4=

44、3.142202/4=314.159mm2； =Nm/2A=24/314.1592=0.038N/mm2；,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6.3.16.3.7条的内容及规范条文说明； 脚手架连墙件的

45、构造要求详见扣件规范6.4.16.4.8的内容及规范条文说明； 门洞要求详见扣件规范6.5.16.5.5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6.6.16.6.5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

46、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4m（即2步）； 连墙件要与建筑物进行可靠的连接。24m以下单双排脚手架可采用拉筋和顶撑配合使用的方式。24m以上的双排脚手架一定要采用刚性连接。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。 （3）连墙件严禁私自拆除。拆除脚手架时，连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高度不应大于2步，

47、如高差大于2步，应增加连墙件进行加固。,五.构造要求,3.剪刀撑 剪刀撑的设置应： 每道剪刀撑的宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角在45-60度之间； 高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m（图6.6.2）； 高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑； 剪刀撑斜杆宜采用搭接； 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。 剪刀撑搭设应随着立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端

48、均必须支承在垫块或者垫板上。,五.构造要求,4.地基与基础 (1)脚手架地基与基础的施工，必须根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况与现行国家标准地基与基础工程施工及验收规范（GBJ 202）的有关规定进行。 (2)脚手架底座底面标高宜于自然地坪50mm。 (3)脚手架基础经验收合格后，应按搭设的要求放线定位。 (4)当脚手架基础下有设备基础、管沟时，在脚手架使用过程中不应开挖，否则必须采取加固措施。,五.构造要求,一、模板支撑架事故的原因,分析模板支撑架近年来发生的事故的主要原因就是： 1、监管不够； 2、模板和脚手架没有经过设计、计算，支撑系统强度不足，稳定性差；梁、板支撑体系立杆变形过大，

49、顶托强度不够，扣件抗滑移不满足要求（材料强度不够）； 3、在施工过程中没有按照规范及方案要求进行搭设； 4、使用的材料不合格以及施工中随意拆卸杆架等原因造成的。,南京电视台演播中心大演播厅模板支架整体倒塌技术原因分析 事故发生后，查看残存钢管支架的立杆连续4根钢管接头在同一高度 架子底部与周边支架的水平连系杆很少，立杆的横向约束很弱,对接扣件在同一位置,未设扫地杆、顶托设置不符,留置长度过短,端部扣件盖板的边缘至杆端距离太小,无纵横向扫地杆件，大部分U型支托反向使用,上段钢管立杆与下端水平杆件连接，未由下至上 通长设置，导致上部施工荷载作用于水平杆件上,现浇板面,地面,支架立杆,纵横扫地杆,立

50、杆底座,立杆通过扣件传递上部施工荷载常见形式（1）,立杆通过扣件传递上部施工荷载常见形式（2）,支 模 板 面,结 构 梁,纵横扫地杆,立 杆,中部拉结杆,地 面,立杆违规采用搭接且在同步内,二、模板具体设计计算,有关说明： 1.建筑施工模版安全技术规范JGJ162-2008并没有提出对墙模、柱模、梁侧模详细的计算要求，但是在施工过程中我们经常遇到墙、柱构件出现涨模、跑模或者变形过大影响使用的事故发生，因此我们很有必要对厚、大墙、柱及梁侧模板的强度、变形进行计算。 2.规范规定了对模板支架立杆稳定性的计算，也就是要求梁、板支撑体系除了对水平杆件的强度和变形、扣件的抗滑移进行验算是否满足设计要求

51、；还要对梁、板模板支撑架的立杆稳定性进行验算。 3.计算时，依据不同的材料，结合相关规范（如木结构、钢结构等），利用力学的模型和力的传递方式进行计算。,二、模板具体设计计算,1.模板支撑架的荷载 （1）荷载的分类：作用于模板支架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。 永久荷载（恒荷载）可分为：a.模板及支架自重G1k，包括模板、木方、纵向水平杆、横向水平杆、立杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；b. 新浇混凝土自重G2k；c.钢筋自重G3k。（荷载标准值可以查询规范4.1.1和附录B） 可变荷载（活荷载Q）可分为：a. 施工荷载Q1k，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；b.

52、倾倒Q3k和振捣混凝土荷载Q2k，具体取值可参照模板规范4.1.2；c.风荷载（按荷载规范取值，其中基本风压取n=10年，并取风振系数为1）。,（一）荷载的确定,二、模板具体设计计算,（一）荷载的确定,二、模板具体设计计算,（一）荷载的确定,二、模板具体设计计算 （一）荷载的确定,（2）荷载分项系数,（3）荷载组合效应,二、模板具体设计计算 （一）荷载的确定,2.新浇混凝土的侧压力G4k标准值的计算按下式计算 新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值: 其中 混凝土的重力密度； t新浇混凝土的初凝时间，当缺乏资料时取200/(T+15)； T混凝土的入模温度； V混凝土的浇筑速度m/h；（竖向

53、） H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度； 1外加剂影响修正系数,无外加剂1.0；掺加具有缓凝作用外加剂1.2 ； 2混凝土坍落度影响修正系数,坍落度按照规范进行取值，当大于160时，取1.2。 F计算的新浇混凝土对模版的侧压力标准值。,二、模板具体设计计算 （一）荷载的确定,3.倾倒混凝土时产生的荷载:,二、模板具体设计计算 （一）荷载的确定,2.新浇混凝土的侧压力G4k标准值的计算按下式计算 新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值: 其中 混凝土的重力密度； t新浇混凝土的初凝时间，当缺乏资料时取200/(T+15)； T混凝土的入模温度； V混凝土的浇筑速度m/h；（竖向）

54、H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度； 1外加剂影响修正系数,无外加剂1.0；掺加具有缓凝作用外加剂1.2 ； 2混凝土坍落度影响修正系数,坍落度按照规范进行取值，当大于160时，取1.2。 F计算的新浇混凝土对模版的侧压力标准值。,二、模板具体设计计算 （二）荷载的确定,二、模板具体设计计算 （二）荷载的确定,3.爬模结构设计荷载值及组合应符合相关规定。详见JGJ 162-2008规范第4.3.3、4.3.4条的详细规定。 4.模板及支架的变形值规定： 规范4.4.1规定，当验算模板及支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列容许值： .对结构表面外漏的模板，其模板构件计算跨度的1/4

55、00; .对结构表面隐蔽的模板，其模板构件计算跨度的1/250; .支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000。,1.主要依据木结构设计规范（GB5005-2003）和钢结构设计规范(GB50017-2003)。计算内容： 计算木方的强度、抗剪和挠度；计算面板的强度、抗剪和挠度 计算BH方向柱箍的强度和挠度；计算BH方向对拉螺栓；,二、模板具体设计计算 （三）设计依据与计算内容,2.柱模板荷载的确定:依据4.3.2表项目3和4的规定，对于柱模板的计算，荷载考虑依据柱截面尺寸确定。 柱边长300mm，主要考虑：对于强度验算主要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验

56、算只考虑新浇混凝土侧压力。(振捣荷载对于水平模板，采用2.0kN/m2；对于垂直（竖向）模板，采用4.0kN/m2) 柱边长300mm，主要考虑： 对于强度验算主要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。,二、模板具体设计计算,表4.3.2 模板及其支架荷载效应组合的各项荷载 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。,二、模板具体设计计算,3.假设模板采用竹胶合板；面板厚度(mm):18.00；面板弹性模量:9500N/mm2，面板抗弯强度设计值fc=13.00N/mm2；面板抗剪强度设计值1.50N/mm2； 面板直接承受模板传递的荷载（受弯构件，按简支梁或连续梁计算），计算如下（三跨，公式可以查施工计算手册）： （1）面板强度计算 支座最大弯矩计算公式 跨中最大弯矩计算公式 其中q为荷载设计值(kN/m，计算见上表4.3.2)；d为木方的距离； （2）面板挠度计算 最大挠度计算公式 其中q混凝土侧压力的标准值；面板最大允许挠度，= d/250。 （3）面板抗剪计算（可以不进行） 最大剪力的计算公式如下:V=0.625qd， 截面抗剪强度必须满足:=3V/2bh =1.40N/mm2，b为面板宽度，h为面板厚度。,二、模板具体设计计算,竹胶合