模板支撑架设计计算讲座PPT.ppt

1、模板支撑架设计计算讲座 1一、模板支撑架事故的原因 2一、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施工单位管理不善，监理单位监督没有到位；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。在施工过程中没有按照规范要求进行搭设；使用的材料不合格以及施工中随意拆卸支架等原因造成的；从理论计算方面来说主要就是梁、板支撑体系立杆变形过大，顶托强度不够，扣件抗滑移不满足要求。而墙、柱出现事故一般就是由于内外龙骨强度不够，变形过大，或者是由于对拉螺栓杆与丝帽之间的连接强度不足造成的。3二、模板具体设计计算模板具体设计计算 按照规范的要求并没有提出对墙模、柱模、梁模详细的

2、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、跑模的事故发生，因此我们也是有必要对厚、大墙柱及梁模板及其支撑体系的强度、变形进行计算。在计算中主要依据钢结构、木结构的有关内容进行计算。按照不同构件受力的方式不同，对其模板支撑体系构件逐一进行计算。4二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算 木结构设计规范木结构设计规范和和钢结构设计规范钢结构设计规范(GB50017-2003)(GB50017-2003)。计算要求：计算要求：计算木方的强度计算木方的强度、抗剪和挠度抗剪和挠度 计算面板的强度、抗剪和挠度计算面板的强度、抗剪和挠度 计算计算BHBH方

3、向柱箍的强度和挠度方向柱箍的强度和挠度 计算计算BHBH方向对拉螺栓方向对拉螺栓5二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算 1.1.面板直接承受模板传递的荷载，计算如下面板直接承受模板传递的荷载，计算如下 （1 1）面板强度计算）面板强度计算 支座最大弯矩计算公式支座最大弯矩计算公式 跨中最大弯矩计算公式跨中最大弯矩计算公式 其中其中 q q为强度设计荷载为强度设计荷载(kN/mkN/m)；d d为木方的距离；为木方的距离；（2 2）.面板挠度计算面板挠度计算 最大挠度计算公式最大挠度计算公式 其中其中 q q混凝土侧压力的标准值；混凝土侧压力的标准值；v

4、v 面板最大允许挠度，面板最大允许挠度，v=d/250v=d/250。（3 3）.面板抗剪计算面板抗剪计算 最大剪力的计算公式如下最大剪力的计算公式如下:Q=0.6qd:Q=0.6qd 截面抗剪强度必须满足截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh T=1.40N/mm:T=3Q/2bh T=1.40N/mm2 26二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算2、柱模板荷载标准值的计算、柱模板荷载标准值的计算 强强度度验验算算要要考考虑虑新新浇浇混混凝凝土土侧侧压压力力和和倾倾倒倒混混凝凝土土时时产产生生的的荷荷载载；挠挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。度验算只考虑新

5、浇混凝土侧压力。（1 1）新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值）新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:其中其中 混凝土的重力密度；混凝土的重力密度；t t 新新浇浇混混凝凝土土的的初初凝凝时时间间，为为0 0时时(表表示示无无资资料料)取取200/(T+15)200/(T+15)；T T 混凝土的入模温度；混凝土的入模温度；V V 混凝土的浇筑速度混凝土的浇筑速度m/hm/h；H H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度；混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度；1 1 外外加加剂剂影影响响修修正正系系数数,无无外外加加剂剂1.01.0；有有具具有有缓缓凝凝作作用用外外加加

6、剂剂1.2 1.2；2 2 混混凝凝土土坍坍落落度度影影响响修修正正系系数数,坍坍落落度度按按照照规规范范进进行行取取值值，当当大大于于160160时，取时，取1.21.2。根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1F17二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算2、柱模板荷载标准值的计算、柱模板荷载标准值的计算 强强度度验验算算要要考考虑虑新新浇浇混混凝凝土土侧侧压压力力和和倾倾倒倒混混凝凝土土时时产产生生的的荷荷载载；挠挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。度验算只考虑新浇混凝土侧压力。（2 2）倾倒混凝土时产生的荷载）倾倒混

7、凝土时产生的荷载:8二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算 3.3.木方直接承受面板传递的荷载，计算如下木方直接承受面板传递的荷载，计算如下 （1 1）.木方强度计算木方强度计算 支座最大弯矩计算公式支座最大弯矩计算公式 跨中最大弯矩计算公式跨中最大弯矩计算公式 其中其中 q q为强度设计荷载为强度设计荷载(kN/mkN/m)；d d为柱箍的距离；为柱箍的距离；（2 2）.木方挠度计算木方挠度计算 最大挠度计算公式最大挠度计算公式 其中其中 q q混凝土侧压力的标准值；混凝土侧压力的标准值；vv木方最大允许挠度，木方最大允许挠度，v=d/250v=d/25

8、0。（3 3）.木方抗剪计算木方抗剪计算 最大剪力的计算公式如下最大剪力的计算公式如下:Q=0.6qd:Q=0.6qd 截面抗剪强度必须满足截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh T=1.30N/mm:T=3Q/2bh T=1.30N/mm2 29 4、柱箍计算、柱箍计算 （1 1）柱箍计算简图：）柱箍计算简图：其其中中 P P为为木木方方传传递递到到柱柱箍箍的的集集中中荷荷载载(kNkN),),经经过过连连续续梁梁的的计计算算得得到最大弯矩和最大支座力。到最大弯矩和最大支座力。柱箍截面强度计算公式柱箍截面强度计算公式其中其中 M M 柱箍杆件的最大弯矩设计值；柱箍杆件的最大弯矩设计值；W W

9、 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩；弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩；f f 柱箍的强度设计值柱箍的强度设计值(N/mm(N/mm2 2）。（2 2）柱箍挠度的计算按照钢结构或者木结构的规定进行计算）柱箍挠度的计算按照钢结构或者木结构的规定进行计算 柱箍变形要求小于柱箍变形要求小于L/250L/250二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算 820 1.08kN 2.15kN 2.15kN 2.15kN 1.08kNAB10二、模板具体设计计算模板具体设计计算（一）柱模板设计计算（一）柱模板设计计算5.对拉螺栓计算 计算公式:N N=fA 其中 N 对拉螺栓所受的拉

10、力；A 对拉螺栓有效面积(mm2)；f 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；N 对拉螺栓最大容许拉力值(kN):螺栓直径mm螺纹内径mm净截面积mm2容许拉力KNM1210.117612.90M1411.8410517.80M1613.8414424.50M1815.2917429.60M2017.2922538.20M2219.2928247.9011二、模板具体设计计算模板具体设计计算（二）（二）墙模板设计计算墙模板设计计算 木结构设计规范木结构设计规范和和钢结构设计规范钢结构设计规范(GB50017-2003)(GB50017-2003)。计算要求计算要求 （1 1）计算面板的

11、强度、抗剪和挠度计算面板的强度、抗剪和挠度；（2 2）计算内龙骨的强度和挠度计算内龙骨的强度和挠度；（3 3）计算外龙骨的强度和挠度计算外龙骨的强度和挠度；（4 4）计算穿墙计算穿墙对拉螺栓的强度对拉螺栓的强度。墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成,直接直接支撑模板的龙骨为次龙骨支撑模板的龙骨为次龙骨,即内楞；用以支撑内层龙骨为主龙即内楞；用以支撑内层龙骨为主龙骨，即外楞组装成墙体模板时，通过对拉螺栓将墙体两片模骨，即外楞组装成墙体模板时，通过对拉螺栓将墙体两片模板拉结，每个对拉螺栓成为主龙骨的支点。板拉结，每个对拉螺栓成为主龙骨的支点。12

12、二、模板具体设计计算模板具体设计计算（二）墙模板设计计算（二）墙模板设计计算 1.1.面板为受弯结构计算的原则是按照龙骨的间距和模板面面板为受弯结构计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。（1 1）.强度计算强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中其中 f f 面板的强度计算值面板的强度计算值(N/mm(N/mm2 2)；M M 面板的最大弯距面板的最大弯距(N.mmN.mm)；f f 面板的强度设计值面板的强度设计值(N/mm(N/mm2 2)，15 N/mm15 N/mm2 2。M=qlM=ql2 2/10/10

13、其中其中 q q 作用在模板上的侧压力，它包括新浇混凝土侧压力作用在模板上的侧压力，它包括新浇混凝土侧压力设计值和倾倒混凝土侧压力设计值；设计值和倾倒混凝土侧压力设计值；l l 计算跨度计算跨度(内楞间距内楞间距)；（2 2）.挠度计算挠度计算 v=0.677qlv=0.677ql4 4/100EI v=l/250/100EI v=l/250 其中其中 q q 作用在模板上的侧压力；作用在模板上的侧压力；l l 计算跨度计算跨度(内楞间距内楞间距)；13二、模板具体设计计算模板具体设计计算（二）墙模板设计计算（二）墙模板设计计算 2 2、内内楞楞(木木或或钢钢)直直接接承承受受钢钢模模板板传传

14、递递的的荷荷载载，通通常常按按照照均均布布荷荷载载的的三跨连续梁计算。三跨连续梁计算。（1 1）.强度计算强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中其中 f f 内楞的强度计算值内楞的强度计算值(N/mm(N/mm2 2)；M M 内楞的最大弯距内楞的最大弯距(N.mmN.mm)；f f 内楞的强度设计值内楞的强度设计值(N/mm(N/mm2 2)，15 N/mm15 N/mm2 2。M=qlM=ql2 2/10/10 其中其中 q q 作用在模板上的侧压力，它包括新浇混凝土侧压力设作用在模板上的侧压力，它包括新浇混凝土侧压力设计值和倾倒混凝土侧压力设计值；计值和倾倒混凝土侧压力设计值；l

15、l 内楞计算跨度内楞计算跨度(外楞间距外楞间距)（2 2）.挠度计算挠度计算 v=0.677qlv=0.677ql4 4/100EI v=l/250/100EI v=l/250 其中其中 q q 作用在模板上的侧压力；作用在模板上的侧压力；l l 内楞计算跨度内楞计算跨度(外楞间距外楞间距)14 3、墙模板的外龙骨计算、墙模板的外龙骨计算 外外楞楞直直接接承承受受钢钢模模板板内内楞楞传传递递的的荷荷载载，通通常常按按照照集集中中荷荷载载的的三三跨连续梁计算。跨连续梁计算。（1 1）.强度计算强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中其中 f f 外楞的强度计算值外楞的强度计算值(N/mm(N

16、/mm2 2)；M M 外楞的最大弯距外楞的最大弯距(N.mmN.mm)；f f 外楞的强度设计值外楞的强度设计值(N/mm(N/mm2 2)。l l 外楞计算跨度外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离穿墙螺栓水平距离)（2).2).挠度计算挠度计算 v=1.146Plv=1.146Pl3 3/100EI v=l/250/100EI v=l/250 其中其中 P P 作用在模板上的侧压力；作用在模板上的侧压力；l l 外楞计算跨度外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离穿墙螺栓水平距离)二、模板具体设计计算模板具体设计计算（二）墙模板设计计算（二）墙模板设计计算15二、模板具体设计计算模板具体设计计算（三）梁板

17、支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算1.1.主要形式主要形式16二、模板具体设计计算模板具体设计计算（三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算17二、模板具体设计计算模板具体设计计算（三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算18二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算2.模板支撑架的荷载模板支撑架的荷载（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，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

18、土自重；c.钢筋自重可变荷载（活荷载）可分为：a.施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；b.倾倒或振捣混凝土荷载。19二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算（2）荷载分项系数20二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算（3）荷载组合效应21二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算3.设计计算书应该包括的内容：设计计算书应该包括的内容：模板与承重架一体的受力体系。模板与承重架一体的受力体系。（1）梁、板底面板强度、挠度和剪力计算；）梁、

19、板底面板强度、挠度和剪力计算；（2）梁、板底木方强度、挠度和剪力计算；）梁、板底木方强度、挠度和剪力计算；（3）木方下面钢管强度、挠度计算；）木方下面钢管强度、挠度计算；（4）扣件的抗滑承载力计算；）扣件的抗滑承载力计算；（5）立杆的稳定性计算。）立杆的稳定性计算。力传递过程：力传递过程：面板面板-木方木方-钢管钢管-扣件扣件-立杆立杆以右图为例进行计算以右图为例进行计算 22二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算4、梁、板底面板计算、梁、板底面板计算 面板为受弯结构面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板模

20、板面板的的计算按照多跨连续梁计算计算按照多跨连续梁计算。（1 1）.荷载的计算：荷载的计算：a.a.钢筋混凝土梁自重钢筋混凝土梁自重(kN/m)(kN/m)：q1 q1 b.b.模板的自重线荷载模板的自重线荷载(kN/m)(kN/m)：q2 q2 c.c.活荷载施工荷载标准值与振倒混凝土荷载活荷载施工荷载标准值与振倒混凝土荷载(kN)(kN)：P1P1 （2 2）.面板受力面板受力计算计算：均布荷载均布荷载 q=1.2 q=1.2q1+1.2q1+1.2q2q2 集中荷载集中荷载 P=1.4 P=1.4P1P1（3 3）强度挠度的计算）强度挠度的计算 a a.强度计算强度计算 f=M/W f

21、M=0.100qlf=M/W f M=0.100ql2 2 b b.抗剪计算抗剪计算 T=3Q/2bh T T=3Q/2bh T c c.挠度计算挠度计算v v=0.677ql=0.677ql4 4/100EI v=l/250/100EI v=l/25023二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算5、梁、板底方木计算、梁、板底方木计算 从计算简图可以看出，木方作为模板计算的支座力，按照模板支座最大力进从计算简图可以看出，木方作为模板计算的支座力，按照模板支座最大力进行验算。如：行验算。如：中间一个立杆情况中间一个立杆情况模板模板计算简图计算简图

22、 中间放在两根及其以上的模板计算简图中间放在两根及其以上的模板计算简图 经过计算得到从左到右各木方传递集中力分别为经过计算得到从左到右各木方传递集中力分别为N1=2.345kN 16%N1=2.345kN 16%N1=4.624kN N1=4.624kN 10.9%10.9%N2=9.494kN 68%N2=9.494kN 68%N2=16.652kN N2=16.652kN 39.1%39.1%N3=2.345kN 16%N3=2.345kN 16%N3=16.652kN N3=16.652kN 39.1%39.1%N4=4.924kN N4=4.924kN 10.9%10.9%最大支座力转

23、换为均布荷载计算方木三跨梁强度、挠度、抗剪最大支座力转换为均布荷载计算方木三跨梁强度、挠度、抗剪24二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算5、梁、板底方木计算、梁、板底方木计算 值得注意的是：我们在实际计算值得注意的是：我们在实际计算中，需要注意的就是常常我们对这里中，需要注意的就是常常我们对这里力按照力按照1 1：2 2：1 1或者或者1 1：2 2：2 2：1 1进行进行分担上面的力，从按照力学的原理进分担上面的力，从按照力学的原理进行分析可以看出这样的分担是大大不行分析可以看出这样的分担是大大不利的。利的。6 6、扣件抗滑移的计算、扣件

24、抗滑移的计算 从力学模型也可以看出，我们从力学模型也可以看出，我们按照上面的搭设方式进行计算时，通按照上面的搭设方式进行计算时，通过木方传递的力主要到下面的支撑钢过木方传递的力主要到下面的支撑钢管连接的扣件上，而扣件本身只能承管连接的扣件上，而扣件本身只能承受抗滑移的承载力设计值只有受抗滑移的承载力设计值只有8KN8KN，不满足要求。这时我们要选择托梁的不满足要求。这时我们要选择托梁的形式，直接把上面的最大力作用在钢形式，直接把上面的最大力作用在钢管上。这也是很多方案在计算抗滑移管上。这也是很多方案在计算抗滑移不满足要求的原因不满足要求的原因。257、托梁的计算、托梁的计算 按照三跨连续梁计算

25、最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:均布荷载 q=最大支座力/间距 最大弯矩 M=0.1ql2 最大剪力 Q=0.61.200 q a.强度计算 f=M/W f M=0.1ql2 b.挠度计算 v=0.677ql4/100EI v=l/250（木方）或者l/400（型钢）二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算268、水平支撑钢管计算、水平支撑钢管计算 中间只有一根立杆中间只有一根立杆钢管按照连续梁的计算如下钢管按照连续梁的计算如下 很多很多模板支架的事故分析中发现施工组织设计的方案对于模板支架模板支架的事故

26、分析中发现施工组织设计的方案对于模板支架的内力分析与实际工况不符合，随意性比较大，以上面的分析为例，如的内力分析与实际工况不符合，随意性比较大，以上面的分析为例，如果不进行连续梁的分析计算，模板支架的实际受力很不均匀，实际工况果不进行连续梁的分析计算，模板支架的实际受力很不均匀，实际工况是全部竖向荷载中间立杆受力是全部竖向荷载中间立杆受力68%，两边立杆受力，两边立杆受力16%，有些工程的施，有些工程的施工组织方案却把竖向荷载平均分配，显然中间立杆的安全不能满足。工组织方案却把竖向荷载平均分配，显然中间立杆的安全不能满足。这这种种形形式式的的支支设设是是很很不不安安全全的的，我我们们不不建建议

27、议使使用用，增增加加一一根根中中间间立立杆杆并并不不能能解解决决问问题题；如如果果没没有有中中间间立立杆杆的的脚脚手手架架设设计计不不满满足足要要求求，可可以以考虑增加两排中间立杆考虑增加两排中间立杆。9、而而当当中中间间有有两两根根以以上上的的立立杆杆时时，要要按按照照多多跨跨连连续续梁梁进进行行计计算算，强强度度、钢钢管变形满足规范的要求。管变形满足规范的要求。二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算27二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算 1010、立、立杆稳定性的计算杆稳定性的计算

28、立杆的稳定性计算公式立杆的稳定性计算公式 其中其中 N N 立杆的轴心压力设计值立杆的轴心压力设计值 轴轴心心受受压压立立杆杆的的稳稳定定系系数数,由由长长细细比比 l0/i l0/i 查查表表；l0l0=h+2a=h+2a A A 立杆净截面面积立杆净截面面积(cm(cm2 2)；规范规定：规范规定：N=1.2NG+1.4NQ 其中：NG为为静静荷荷载载，是是模模板板及及支支架架自自重重、新新浇浇混混凝凝土土自自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和。重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和。NQ为为活活荷荷载载，是是施施工工人人员员及及施施工工设设备备荷荷载载标标准准值值、振振捣捣混凝土产生的荷载标

29、准值产生的轴向力总和。混凝土产生的荷载标准值产生的轴向力总和。28有关说明：有关说明：（1）从规范规定计算立杆稳定性需要两个公式，即考虑风荷载和不考虑风荷载，而且计算中的N也是按两方面进行考虑的。实际上在模板支撑架计算中，按照现行规范标准可以不进行计算的。（2）对于满堂模板支撑架对风荷载进行计算省略。但是对于处于台风、飓风地区时，也要考虑风荷载对模板支架的计算 （3）规范中为保证扣件式钢管模板支架的稳定性，规定稳定性计算长度l=h+2a，其中a为立杆上部伸出的悬臂段。这是将立杆上部伸出段按悬臂考虑，这样有利于限制施工现场任意增大钢管伸出长度，保证支架的稳定性，并不具有在理论的依据。例如伸出长度

30、为0.3米，则计算长度为lo=h+2*0.3=h+0.6；当步距h=1.8时，lo=2.4米，其计算长度系数u=2.4/1.8=1.33，比通常的u=1.0值提高了33.3%，有利于支架的整体稳定性。二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算29二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算 但是l=h+2a公式是针对于一般多高层建筑其层间高度不高（4m）的楼屋面混凝土结构的模板支架，而且支架立杆的计算长度是直接借鉴英国的标准，而对于英国标准采用这样的公式，它是有相应的应用条件的。即接近“几何不变杆系结

31、构”的构架要求，在横向和纵向设置一半的斜杆；而我国对模板支架的构造要求没有英国标准那样严格，斜杆设置相对较少，达不到“几何不可变杆系结构”的构架要求。可见两者是有区别的。英国标准采用的是容许应力设计法，取一定的安全系数k 2.0和搭设降低系数。这和我们国家的实际情况有所区别。我国编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定（97）建标工字第20号规定脚手架设计采用“概率极限状态设计法”而且仍需要按使用的历史经验“单一系数法”进行复核，要求满足强度计算的安全系数1.5，稳定计算2.0，没有考虑脚手架搭设的降低系数。30二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的

32、设计计算（4 4）公式的应用范围分析）公式的应用范围分析 在脚手架稳定性计算中：l0=k1uh中k1是计算长度的附加分项系数，取1.155，它相当于h=1.82.1时抗力附加分项系数（安全系数）的调整值，可达到k 2.0的安全保证要求。规范扣件式规范给出的模板支架轴向力设计值N的计算式与用于脚手架计算式是相同的，前者取l01=h+2a，而后者取l01=k1uh。当支架的构造和约束条件与双排脚手架相同时，则l01 应当与l0 相同，即l01=l0，则有：h+2a=k1uh 则：a=h(k1u-1)/2 分析当l01 l0 时，其K 2.0，可满足安全要求；当l01l0 时，其K2.0，则安全度不

33、够。当k1u=1.155（1.5-1.8）=1.732-2.079代入上述公式时，要使得按l01=h+2a计算的支架立杆的设计稳定承载能力具有K2.0的安全度，就必须使a（0.367-0.54）h,即当h=1.8m时，需让a0.66-0.97m,而这又恰与限制a的初衷相违背。之所以出现这一问题，就是在借用英国标准时，忽视了必须满足K2.0的要求。按照扣件式规范的计算规定，在a（0.367-0.54）h时，就会出现不能满足K2.0要求的结果。鉴于这一问题，在计算模板支架时，需要对l01=h+2a作必要的调整，以确保使用安全。31 为为了了更更好好的的对对高高支支撑撑架架立立杆杆稳稳定定性性进进行

34、行验验算算。杜杜荣荣军军教教授授在在施施工工技技术术2002.3.2002.3.扣扣件件式式钢钢管管模模板板高高支支撑撑架架设设计计和和使使用用安安全全一一文文中中考考虑虑增增加加搭搭设设高高度度安安全全调调整整系系数数。这这些些我我们们可以作为补充参考。可以作为补充参考。l l0 0=k=k1 1k k2 2(h+2a)(h+2a)k k1 1 考考虑虑K2.0要要求求的的立立杆杆计计算算长长度度的的调调整整系系数数，其其对对于于l0 的的调调整整相相当当于于对对抗抗力力f的的调调整整，扣扣件件式式规规范范所所给给k1=1.155的取值偏低，应按下表选用：的取值偏低，应按下表选用：a a 立

35、杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；k k2 2 考考虑虑搭搭设设高高度度（m）影影响响的的立立杆杆计计算算长长度度的的调调整系数。整系数。立杆计算长度的调整系数立杆计算长度的调整系数k1二、模板具体设计计算模板具体设计计算 （三）梁板支撑架的设计计算（三）梁板支撑架的设计计算步距 h(m)h0.9 0.9h1.2 1.2h1.5 1.5 f=205(规范规定值),不满足要求!公式(2)的计算结果：=157.28N/mm2，立杆的稳定性计算 f=205(规范规定值),不满足要求!差164%差157%差115%42问题二问题二：1000mm*13

36、00mm梁采用钢管支撑，梁底增加一承重立杆，立杆横距和纵距均为0.6m，步距0.6m，搭设高度20.0m，木方50mm*100mm250mm计算结果横向钢管和扣件抗滑移不能满足要计算结果横向钢管和扣件抗滑移不能满足要求求。4344扣件抗滑移的计算 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):R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=21.44kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求!差270%45PKPM计算结果 四、扣件抗滑移的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣

37、件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=21.44kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求!46基坑支护软件 中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所 2006.1247基坑支护软件基坑支护软件软件基本功能：软件基本功能：1.双排桩支护方案的设计计算2.排桩+锚杆支护方案的设计计算3.排桩+内支撑支护方案的设计计算4.地下连续墙支护方案的设计计算5.SMW工法支护方案的设计计算6.钢板桩支护方案的设计计算7.土钉墙支护方案的设计计算8.水泥搅拌桩支护方案的设

38、计计算9.放坡方案的设计计算10.地下水排降水计算11.各种支护方案抗滑移、抗倾覆、抗管涌的计算12.提供图文并茂的完整详细计算书13.基坑分步施工动画演示 48软件计算依据1中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规范(JGJ120-99)；2上海市标准基坑工程设计规程(DBJ08-61-97)；3浙江省标准建筑基坑工程技术规程(DB33/T1008-2000 J10036-2000)；4深圳市标准深圳地区建筑深基坑支护技术规程(SJG05-96)；5广东省标准建筑基坑支护工程技术规程 (DBJ/T15-20-97)；6福建省标准建筑地基基础技术规范(DBJ 13-07-XXXX 讨论稿)。4

39、9双排桩支护结构它是一种新型的支护结构型式，由两排平行的钢筋混凝土桩以及在桩顶的帽梁连接而成。50单双排的主动土对比相同点：1.土体均为刚塑体，并不考虑土体与墙体及桩间的摩阻力；2.主动土压力的计算方法相同，均是极限平衡原理；不同点：1.剪切破坏面不同，由于后排桩的影响将使剪切角增大；2.前后排桩间距对剪切角的影响而导致主动土压力的变化影响很显著；51约束分析常用的有“m”法，“K”法，“C”法，本质上是假定被动区土体弹性约束的刚度曲线不同 “m“法基床系数图 “K”法基床系数图 “C”法基床系数图 C=mH C=K C=c*sqrt(H)图中H为从开挖面算起的深度。52桩(墙)结构嵌固深度计

40、算-等值梁法EpEpEaEaT1T1T2T2 1 1、假定土压力强度、假定土压力强度0 0点点C C为为弯矩弯矩0 0点。点。2 2、对、对C C点取矩，开挖到第点取矩，开挖到第2 2道支撑底标高，得第道支撑底标高，得第1 1道支点道支点的支点力，然后往下开挖到的支点力，然后往下开挖到坑底，假定第坑底，假定第1 1道支点的支点道支点的支点力不变，再对力不变，再对C C点取矩，得点取矩，得第第2 2道支点的支点力，以此类道支点的支点力，以此类推推 3 3、考虑安全系数，取、考虑安全系数，取C C点以点以下至桩底的部分桩为研究对下至桩底的部分桩为研究对象，象，C C点以下主动区合力、点以下主动区合

41、力、C C点不平衡的剪力、被动区合点不平衡的剪力、被动区合力对桩底取矩平衡，计算出力对桩底取矩平衡，计算出嵌固深度。嵌固深度。53桩(墙)结构抗隆起验算一、按墙底地基承载力隆起验算一、按墙底地基承载力隆起验算 坑外侧土体考虑自重和附加荷载，坑内侧被动区土体考虑自重和凝聚力，坑外侧土体考虑自重和附加荷载，坑内侧被动区土体考虑自重和凝聚力，按地基极限承载力的原理建立计算公式。没有考虑墙底以上土体抗剪强度按地基极限承载力的原理建立计算公式。没有考虑墙底以上土体抗剪强度的影响。的影响。PuPu=cNc+Ga2*D*=cNc+Ga2*D*NqNq=Ga1(h0+D)+q,h0=Ga1(h0+D)+q,h

42、0为坑底，为坑底，D D为嵌固深度为嵌固深度二、绕最下一道支撑和桩墙底的圆弧滑动隆起验算，考虑了墙底以上土体抗二、绕最下一道支撑和桩墙底的圆弧滑动隆起验算，考虑了墙底以上土体抗剪强度的影响。剪强度的影响。54桩(墙)结构抗倾覆验算K=K=Mrc/MocMrc/MocMrcMrc-抗倾覆力矩，被动区土压力对最一下道支点中心抗倾覆力矩，被动区土压力对最一下道支点中心OO取矩取矩MocMoc-倾覆力矩，主动区土压力对最一下道支点中心倾覆力矩，主动区土压力对最一下道支点中心OO取矩取矩EaEaEpEp55桩(墙)结构抗渗流验算K=K=ic/iic/iic ic-坑底土的临界水力坡度坑底土的临界水力坡度

43、ic ic=(ds-1)/(1+e)=(ds-1)/(1+e)=浮容重浮容重/水容重水容重Moc-iMoc-i-坑底土的渗流水力坡降坑底土的渗流水力坡降 i=hw/L=i=hw/L=坑内外水头差坑内外水头差/最短最短渗径渗径56桩(墙)结构承压水验算K=K=Pcz/PwyPcz/PwyPczPcz-坑底至承压水顶板间土的自重压力坑底至承压水顶板间土的自重压力(kN/m2)(kN/m2)PwyPwy-承压水头压力承压水头压力=承压水头高度承压水头高度*10(kN/m2)10(kN/m2)57不同方法水土压力图58桩(墙)结构内力位移计算-m法 式中Kpc为桩墙的刚度，Ksa为内支撑和锚杆的刚度

44、F为作用在支护结构上的外荷载。U为待求的支护结构位移,U0为加支锚时，桩墙在支锚位置处的已有位移。59桩(墙)结构嵌固深度计算-悬壁桩考虑安全系数，主动区合力Ea和被动区合力Ep对桩底取矩平衡,计算出嵌固深度EaEaEpEp60桩(墙)结构嵌固深度计算-单支点1 1、假定土压力强度、假定土压力强度0 0点点C C为弯矩为弯矩0 0点。点。2 2、对、对C C点取矩，得支点的支点力点取矩，得支点的支点力3 3、考虑安全系数、考虑安全系数，主动区合力主动区合力EaEa和被动区合力和被动区合力EpEp,支点力支点力T1T1对桩底取矩平衡对桩底取矩平衡,计算计算 出嵌固深度。出嵌固深度。EaEaT1

45、T1EpEp61桩(墙)结构嵌固深度计算-多支点1 1、假定土压力强度、假定土压力强度0 0点点C C为弯矩为弯矩0 0点。点。2 2、对、对C C点取矩，开挖到第点取矩，开挖到第2 2道支撑底标高，得第道支撑底标高，得第1 1道支点的支点力，然后往下开挖到坑道支点的支点力，然后往下开挖到坑底，假定第底，假定第1 1道支点道支点 的支点力不变，再对的支点力不变，再对C C点取矩，得第点取矩，得第2 2道支点的支点力，以此类推道支点的支点力，以此类推3 3、考虑安全系数、考虑安全系数，取，取C C点以下至桩底的部分桩为研究对象，点以下至桩底的部分桩为研究对象，C C点以下点以下主动区合力、主动区

46、合力、C C点点不平衡的剪力、被动不平衡的剪力、被动 区合力对桩底取矩平衡，计算出嵌固深度。区合力对桩底取矩平衡，计算出嵌固深度。T1T1T2T2EpEpEaEa62桩(墙)支护结构配筋计算对沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面和矩形截面的排桩和地下连续墙，其正截面受弯承载力按现行国家标准混凝土结构设计规范的有关规定进行计算。非均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土桩，按国家规程建筑基坑支护工程规程JGJ120-99的有关规定进行计算，如图所示：63桩(墙)支护结构整体稳定计算 桩（墙）结构的整体稳定分析采用圆弧滑动简单条分法，计算简图如下图所桩（墙）结构的整体稳定分析采用圆弧滑动简单条分法，计算简图如下图

47、所示。在基坑施工的各个工况，根据本工况的基坑开挖深度、桩墙的嵌固深度、土示。在基坑施工的各个工况，根据本工况的基坑开挖深度、桩墙的嵌固深度、土层参数、支点参数、及附加荷载等情况计算任意可能滑动面的抗滑力矩和滑动力层参数、支点参数、及附加荷载等情况计算任意可能滑动面的抗滑力矩和滑动力矩，并找出最危险滑弧，计算出最危险滑弧的抗滑力矩、滑动力矩以及二者的比矩，并找出最危险滑弧，计算出最危险滑弧的抗滑力矩、滑动力矩以及二者的比值（即基坑边坡的整体稳定安全系数），如果整体稳定不满足要求，则调整上述值（即基坑边坡的整体稳定安全系数），如果整体稳定不满足要求，则调整上述有关参数后重新进行计算，直到满足为止。

48、有关参数后重新进行计算，直到满足为止。64水泥土墙的计算公式-国家规程嵌固深度计算原则嵌固深度计算原则1 1、按圆弧滑动稳定计算、按圆弧滑动稳定计算 2 2、满足抗渗稳定、满足抗渗稳定3 3、HdHd=0.4*=0.4*基坑深度基坑深度 墙体厚度计算公式墙体厚度计算公式 墙体正截面承载力验算公式墙体正截面承载力验算公式 65SMW工法结构相关验算(1)型钢入土深度确定原则型钢入土深度确定原则1 1、满足抗隆起稳定、抗倾覆稳定验算、满足抗隆起稳定、抗倾覆稳定验算2 2、挡土墙的内力位移不超过允许值、挡土墙的内力位移不超过允许值3 3、如果要回收，可顺利拔出。、如果要回收，可顺利拔出。水泥土入土深

49、度确定原则水泥土入土深度确定原则1 1、满足抗渗流稳定、承压水稳定验算、满足抗渗流稳定、承压水稳定验算2 2、大于型钢的入土深度，以包裹型钢、大于型钢的入土深度，以包裹型钢3 3、坑内降水不能影响到坑外环境，因此要有一定的入土深度、坑内降水不能影响到坑外环境，因此要有一定的入土深度型钢抗拔验算型钢抗拔验算1 1、型钢最大抗拔力、型钢最大抗拔力Pm=0.7*Pm=0.7*屈服强度屈服强度*型钢截面积型钢截面积2 2、型钢最大可拔出长度、型钢最大可拔出长度=最大抗拔力最大抗拔力/(2*/(2*单元面积摩阻力单元面积摩阻力*型钢截面周长型钢截面周长)66SMW工法结构相关验算(2)型钢净距和水泥土强

50、度验算型钢净距和水泥土强度验算1 1、型钢净间距的验算、型钢净间距的验算(型钢的净间距不能过大型钢的净间距不能过大=水泥土墙体厚度水泥土墙体厚度+型钢高度型钢高度+型钢形心轴与截面形心轴间距离型钢形心轴与截面形心轴间距离)2 2、若型钢连续布置，仅需验算型钢翼缘边的水泥土抗剪强度（要剪断型钢比、若型钢连续布置，仅需验算型钢翼缘边的水泥土抗剪强度（要剪断型钢比剪断水泥土剪断水泥土 困难）困难）3 3、若型钢间隔布置，还需验算水泥土搭接处的抗剪强度、若型钢间隔布置，还需验算水泥土搭接处的抗剪强度组合刚度计算组合刚度计算1 1、若型钢全位布置，只考虑型钢本身的刚度、若型钢全位布置，只考虑型钢本身的刚