级《建筑安全技术》课件第9次.ppt

建筑安全技术,5.2.4 型钢悬挑扣件式钢管脚手架设计计算实例 (一)工程概况 某大厦项目建筑面积28654m2，地下1层，地上13层，裙房4层，结构形式为框架剪力墙结构，1层的层高4.50m，2-12层层高3.40m，13层层高4.80m，女儿墙高度1.50m，建筑总高度（4.50+3.4011+4.80+1.50）=48.20m。 (二)工程设计 本工程5层以下采用全封闭双排外落地脚手架，6层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架，在6层楼面设工字钢悬挑并加设钢丝绳斜拉结构。,建筑安全技术,(三)脚手架工程搭设参数 脚手架钢管选用483.5钢管； 外挑工字钢采用工18，长度为3.00m； 固定工字钢 立杆纵向间距为1.80m，内立杆距外墙0.35m，外立杆距外墙为1.40m，大横杆间距为1.50m，小横杆长度为1.50m。 脚手架与建筑物连墙的拉结 6-12层的悬挑架高3.40m7=23.80m，加上13层高度及高出屋面的女儿墙高度，总高度为30.1m。,建筑安全技术,(四)悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计,建筑安全技术, 立杆 纵向水平杆（大横杆） 横向水平杆（小横杆） 剪力撑 扫地杆 横向斜撑 连墙件,建筑安全技术,五、设计计算 （一） 基本规定 1.对脚手架应进行设计计算的项目 1）纵向、横向水平杆等受弯杆件的强度及连接扣件的抗滑承载力计算； 2）立杆的稳定性计算； 3）连墙件的强度、稳定性及连接的计算； 4）立杆地基承载力计算。,建筑安全技术,2.计算杆件的强度、稳定性和连接强度时，应采取荷载设计值。永久荷载分项系数rG=1.2；可变荷载分项系数rQ=1.4。 3.计算立杆稳定性时，不考虑偏心距的影响。 4.当脚手架的施工荷载标准值不超过规范规定和构造尺寸属一般常规范围内时，可不计算大横杆和小横杆等受弯杆件项目。,建筑安全技术,（二） 纵向、横向水平杆计算 1.纵向水平杆按三跨连续梁计算，横向水平杆按简支梁计算。,建筑安全技术,建筑安全技术,建筑安全技术,2.抗弯强度计算式：= M/W f M弯矩设计值 W截面模量 f钢材抗弯强度设计值 3.弯矩设计值计算式：M=1.2MGK+1.4MQK 式中: MGK脚手板自重标准值产生的弯矩 MQK施工荷载标准值产生的弯矩 4.挠度验算： 式中 水平杆挠度 容许挠度（L/150每10mm）,建筑安全技术,（三）立杆计算（不组合风荷载） 1.立杆的稳定计算公式（不组合风荷载时） 脚手架立杆稳定性计算式为：N/Af 式中：N计算立杆段的轴向力设计值； A钢管的横截面（查表）； 轴心受压杆件的稳定系数（查表） 2.计算N值 N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK 式中：NG1K脚手架结构自重标准值产生的轴力； NG2K脚手架构配件自重标准值产生的轴力； NQK各层施工荷载标准值产生的轴力总和。,建筑安全技术,4、计算值 =l0/i=kl/i 式中：长细比 l杆件长度 l0杆件计算长度 单杆计算长度系数（查表） i单杆截面回转半径（查表） 以上是l0=l对单根立杆轴向受压的计算公式，其中值是依据单根立杆两端约束情况进行选定。,建筑安全技术,立杆计算长度系数值,建筑安全技术,(四)立杆计算例题（不考虑风荷载） 某工程采用扣件式钢管脚手架进行装修施工，双排架，搭设高度H=40m，立杆横距b=1.30m,立杆纵距l=1.50M，步距h=1.50M，铺木脚手板4层，同时施工2层，连墙件布置为两步三跨（2h3l），脚手架外侧立面采用密目网封闭，计算脚手架整体稳定。,建筑安全技术,1.求N值 N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK （1） 其中， （1）NG1K（一步一纵距结构自重全高） 每m立杆结构自重标准值gk查表，得出gk=0.1394KN/m，故 NG1K=400.1394=5.576KN （2）NG2K（一纵距全高配件自重）,建筑安全技术,4层脚手板：4(b+0.35) l0.35 =4(1.30+0.35) 1.500.35 =3.465KN 小横杆及扣件：(41.750.0384)+(420.015) =0.389KN 栏杆及档脚板：2l0.14=21.500.14=0.42KN 密目网：401.500.005=0.3KN 故： NG2K=3.465+0.389+0.42+0.3=4.574KN 以上脚手架为里外立杆承重，按平均值： 单立杆为2.287KN,建筑安全技术,（3）NQK（2KN/） 两层同时施工：NQK=22=4KN/ 2NQK=1.50 (1.30+0.35) 4 =9.9KN(里、外立杆) 按单根立杆：NQK=9.9/2=4.95KN 将各值代入公式（1）： N=1.2(5.576+2.287)+1.44.95 =9.436+6.93=16.37KN,建筑安全技术,2.求A值（查表） A=单根钢管截面=4.892(4892) 3.求值 =l0/i=kuh/i k=1.155 u=1.55 h=1.50m=150 cm l0=1.1551.55150=269 i =1.58 （查表） 将以上各值代入公式： =269/1.58=170 查表: =0.245,建筑安全技术,4.判断其稳定性 将N、A值代入公式： N/A=16370/(0.245489) =137 N/mm2 f=205 N/mm2(安全) 通过以上稳定性计算，可以初步确定搭设40 M高的装修架基本满足使用安全要求。 若计算结果出现f，还要改变设计重新计算，可以通过以下措施进行： （1）减少N值。可以通过减小立杆纵距或减小立杆横距； （2）加大值。可以通过减小步距或减小连墙件垂直间距； （3）加大A值。改单管立杆为双管立杆。,建筑安全技术,（五） 立杆计算（组合风荷载） 1.风荷载的计算 风荷载作用于脚手架外侧立面，主要表现为水平均布荷载。如果把脚手架放平，则脚手架就形成一根多跨连续梁，风荷载就是作用在连续梁上的均布荷载，脚手架的连墙件就形成连续梁的支座。所以计算风荷载对脚手架的影响，实际上即按计算一根梁的抗弯能力公式：=Mw/W，式中Mw即为立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；W 即为钢管截面的抗弯系数（截面模量）。,建筑安全技术,2.立杆的稳定计算公式（组合风荷载时） 组合风荷载时立杆的稳定计算公式为： N/A +Mw/Wf 公式前半部分即轴向力的作用，后半部分即风荷载对脚手架的影响。把两部分荷载效应叠加，即脚手架计算稳定性组合风荷载进的计算公式。,建筑安全技术,3.计算N值 N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK 式中0.85为组合系数（风荷载与施工荷载组合时，同时出现最大值的可能性很小）。 4.计算Mw值 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩计算公式为： Mw=0.851.4MWK=0.851.4WKlh2/10 式中：MWK风荷载标准值产生的弯矩； WK风荷载标准值（见前面风荷载标准值） l立杆纵距 h步距,建筑安全技术,（六） 组合风荷载时立杆计算例题 条件：同前例题，验算组合风荷载时，脚手架整体稳定,建筑安全技术,（七） 连墙件计算 1.连墙件的轴向力设计值计算公式为： N = NW + N0 式中：NW连墙杆由风荷载产生的轴向力设计值； N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（单排架取3KN ,双排架取5KN） 2.计算NW NW=1.4WKAW 式中：AW每个连墙件覆盖脚手架的迎风面积。 3. 验算连墙件连接强度（抗滑移承载力）。,建筑安全技术,（八）立杆地基承载力的计算 脚手架荷载通过立杆传给底座最后传递到地基。作用于地基表面单位面积上的压力称基底压力，基底压力应小于地基的容许承载力。 1.立杆底座平均压力应满足：pfg 式中：p立杆底座平均压力p = N/A N立杆底座轴向力设计值 A底座面积 fg地基承载力设计值,建筑安全技术,2.地基承载力设计值fg= kcfgk 式中：kc-地基承载力调整系数（因脚手架基础较浅，受外界因素影响大）,kc取值： 碎石、砂土、回填土 取0.4 土 取0.5 岩石、混凝土 取1.0 fgk-地基承载力标准值（按建筑地基基础设计规范采用）,建筑安全技术,5.3 模板安全要求,模板是混凝土结构成型的基础条件，钢筋混凝土结构构件的位置、规格以及质量等是否符合设计要求，与其模板的制作、安装有直接关系。 模板工程主要指现浇混凝土作业中的模板支设、安装、拆除作业。模板工程安全与否的关键在于模板支撑，如果支撑系统强度、稳定性达不到要求，会导致混凝土浇筑作业时模板变形或坍塌。 作业中常见的事故包括： 配制模板时的触电和机械伤害；模板安装和拆除过程中的高处坠落和物体打击；混凝土浇筑施工中的模板坍塌。,建筑安全技术,5.3.1 一般规定 (1)施工前，进行模板设计，并编制安全技术措施 (2)模板及支架应具有足够的强度、刚度和稳定性 (3)各种材料模板的制作，应符合相关技术标准的规定 (4)模板支架材料宜采用钢管、门式架、型钢、木杆等，材质应符合相关技术标准的规定,建筑安全技术,5.3.2 构造要求 (1)各种模板的支架应自成体系 (2)模板支架立杆底部应设置垫板，不得使用砖及脆性材料铺垫，并应在支架的两端和中间部分与建筑结构进行连接 (3)模板支架立杆在安装的同时，应加设水平支撑 (4)当采用多层支模时，上下各层立杆应保持在同一垂直线上 (5)安装二次支持时，模板上不得有施工荷载 (6)模板支架的安装应按照设计图进行，验收 (7)严格控制模板上堆料及设备荷载,建筑安全技术,5.3.3 模板拆除 (1)模板支架拆除必须有工程技术负责人的批准手续及混凝土的强度报告 (2)模板拆除顺序方法应按设计方案的规定进行 (3)拆除较大跨度梁下支柱时，应先从跨中开始，分别向两端拆除 (4)当水平支撑超过2道以上时，应先拆除2道以上水平支撑，最下面一道大横杆与立杆应同时拆除 (5)模板拆除应按规定逐次进行，不得采用大面积撬落方法。不得留有悬空模板。,建筑安全技术,建筑安全技术,1.模板的种类 （1）按型式：整体式模板、定型模板、工具式模板、翻转模板、滑动模板、胎模等； （2）按材料：木模板、钢模板、钢木模板、铝合金模板、塑料模板、玻璃模板等。 2.模板事故的原因 主要原因多发生在模板的支撑系统： （1）施工前，没有按照混凝土的施工工艺制定相应的模板工程施工方案；,建筑安全技术,（2）模板支撑未经计算，导致其支撑系统强度不够引起的变形或坍塌； （3）支撑基础沉陷、支柱不稳定及水平杆及剪刀撑不符合稳定要求，致使整体变形； （4）支撑操作顺序不对，上道工序尚未固定好模板就进行下道工序施工，导致变形坍塌； （5）模板面上超载堆料，混凝土未达到强度要求便提早拆除模板造成的模板坍塌事故。,建筑安全技术,二、编制施工方案 其内容主要包括： 1.绘制模板设计施工图及支撑系统布置图以及细部构造大样； 2.对模板和支撑系统进行验算； 3.指定模板安装及拆除程序及方法； 4.浇筑混凝土的方法及作业人员的安全措施； 5.按现场作业条件对高处作业防护及用电安全的要求。,建筑安全技术,三、模板支架计算 1.荷载标准值 计算模板支架时的荷载项目包括： 不变载荷：混凝土、钢筋、模板； 可变载荷：施工载荷、振捣载荷、倾倒混凝土产生的水平载荷。 以上各项载荷及其荷载标准值，按国家标准混凝土结构工程施工及验收规范确定。,建筑安全技术,2.钢管支架立杆稳定性计算，按扣件式钢管脚手架安全技术规范中“模板支架计算”的规定进行。 四、支撑系统的构造要求 1.立柱底部垫实木板，并在纵横方向设置扫地杆。 2.立柱底部支撑结构必须能够承受上层荷载。当楼板强度不能满足时，下层的模板立柱不得提前拆除，同时应保持上层立柱与下层立柱在同一垂直线上。,建筑安全技术,3.立柱应保持相应的稳定性，随立柱高度不同加设水平杆。立柱高度在2m以下时，设一道大横杆；当立柱高度大于2m时，应设置多道大横杆，步距不大于1.8m。 4.满堂红模板支柱的大横杆应纵横两个方向设置，同时每隔4根立杆设置一道剪刀撑，由底部至立柱顶部连续设置。 5.模板立柱间距由计算确定。当使用钢管扣件搭设时，立柱间距一般不大于1m，相邻立柱接头应错开，不在同一步距之内。 6.为保持模板支撑系统的整体稳定性，应在支架两端和中间部分与工程结构进行连接。,建筑安全技术,五、模板安装 1.安装模板的人员必须站在脚手架上或操作平台上作业，禁止站在横板、支撑、脚手杆上、钢筋骨架上作业以及在梁底模上行走。 2.安装模板必须按施工方案要求进行，模板的设计应考虑安装、拆除、安放钢筋及浇筑混凝土的作业方便与安全。 3.整体式钢筋混凝土梁，当跨度等于或大于4 m时，安装模板时应考虑起拱，当无设计要求时，可按跨度的1/10003/1000起拱。 4.单片柱模板吊装时，应用卡环与柱模连接牢靠，严禁用钢筋钩代替，防止脱钩。待模板就位并用支撑稳固后，方可拆卸卡环。,建筑安全技术,5.安装墙体模板时，应从内、外角开始，向相互垂直的二个方向拼装。同一道墙的两侧模板采用分层支模时，必须待下层模板采取固定措施后，方可进行上一层的模板安装。 6.大模板组装或拆除时，指挥及操作人员必须站在可靠处作业，任何人不得随大模板起吊。安装外模板时，作业人员应挂牢安全带。 7.混凝土施工时，应按施工荷载规定严格控制模板上的堆料及设备，当采用人工小推车运输时，不准直接在模板或钢筋上行驶，应采用钢管、扣件、脚手板等材料搭设小车运输通道，将荷载传给工程结构。,建筑安全技术,8.当采用钢管、扣件等材料搭设模板支架时，必须符合钢管扣件脚手架规范中的相关要求，作业人员应由经培训的架子工指导搭设。 9.模板安装后应按施工方案进行验收确认符合要求时，方可投入使用。 10.在浇筑混凝土作业过程中，应随时对模板支设情况及稳定性进行检查，发现问题及时加固整修。,建筑安全技术,六、模板拆除 1.模板拆除必须经工程负责人批准并对混凝土的强度报告确认。 2.非承重侧模板的拆除，应在混凝土的强度达到2.5N/mm2，并保