建筑施工技术安全计算模版.pptx
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1、个个 人人 简简 介介1972年出生于四川省仁寿县年出生于四川省仁寿县1995年毕业于清华大学水电系,工学学士年毕业于清华大学水电系,工学学士1998年毕业于同济大学建工系,工学硕士年毕业于同济大学建工系,工学硕士现任职于中国建筑科学研究院现任职于中国建筑科学研究院PKPM软件所,软件所,主持基坑软件开发,参与其它施工技术软件主持基坑软件开发,参与其它施工技术软件开发,副研究员。开发,副研究员。2000年年10月在人民大会堂出席由中国工程院主月在人民大会堂出席由中国工程院主办的国内建筑界最高规格的办的国内建筑界最高规格的“国际工程科技国际工程科技大会大会”完成课题完成课题3项(项(1项国际先进
2、水平,项国际先进水平,2项国内领项国内领先水平),在国内外发表论文先水平),在国内外发表论文10余篇余篇施工安全计算软件概述(一)施工安全计算软件概述(一)出发点出发点贯彻执行建设工程安全生产管理条理贯彻执行建设工程安全生产管理条理 建设部建设部2004年年12月月1日下发的危险性较大日下发的危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法办法 通过技术措施来保障建筑工程的施工安全通过技术措施来保障建筑工程的施工安全编制依据编制依据国家和地方相关规范(如脚手架规范、国家和地方相关规范(如脚手架规范、基坑基坑规程等)规程等)相关工程技术理论相关工程技术理
3、论施工安全计算软件概述(二)施工安全计算软件概述(二)特点特点既考虑通用做法,既考虑通用做法,又考虑了地方的建筑施工技术特又考虑了地方的建筑施工技术特点点数学和力学模型正确合理数学和力学模型正确合理详细的仿手算的计算过程和计算书详细的仿手算的计算过程和计算书大大提高计算的准确性和工作效率大大提高计算的准确性和工作效率国内唯一的建筑施工安全计算的专业软件国内唯一的建筑施工安全计算的专业软件适用范围适用范围施工单位施工单位监理单位监理单位安全管理部门安全管理部门施工安全计算软件概述(三)施工安全计算软件概述(三)作用作用能完全改变当前建筑施工现场技术人员各自能完全改变当前建筑施工现场技术人员各自按
4、自己的理解进行安全设施的设计计算的状按自己的理解进行安全设施的设计计算的状况况对施工现场的安全设施的设计计算提供了科对施工现场的安全设施的设计计算提供了科学和统一的设计模式学和统一的设计模式便于施工单位的设计计算,监理单位的审核,便于施工单位的设计计算,监理单位的审核,安全管理部门的审查。为施工安全管理提供安全管理部门的审查。为施工安全管理提供了强有力的技术支持了强有力的技术支持施工安全计算软件概述(四)施工安全计算软件概述(四)应用情况应用情况通过国家建设部科技司组织的鉴定和上海、通过国家建设部科技司组织的鉴定和上海、成都、天津等地建委或安检站组织的鉴定。成都、天津等地建委或安检站组织的鉴定
5、。建设部科技司的鉴定意见为建设部科技司的鉴定意见为“国内唯一较全国内唯一较全面的建筑施工技术领域的专业软件,并突出面的建筑施工技术领域的专业软件,并突出了各省市地区施工特色,为施工安全管理提了各省市地区施工特色,为施工安全管理提供了强有力的技术支持供了强有力的技术支持”。已在国内几百家大型施工企业运用,提高了已在国内几百家大型施工企业运用,提高了施工单位,监理单位,安全管理部门的工作施工单位,监理单位,安全管理部门的工作效率和科技水平。效率和科技水平。得到各地建设工程质量监督部门的指得到各地建设工程质量监督部门的指导和推广导和推广“基本覆盖了施工现场常用设施的计算范围,可有效改变当前建筑施工现
6、场工程技术人员各自按自己的理解和参照不同的计算公式进行各类专项施工组织设计的混乱状况,建立科学统一规范的设计计算模式,从而减少施工现场安全设施的安全隐患。”建设部科技司鉴定意见建设部科技司鉴定意见(部份部份)施工安全软件架构体系施工安全软件架构体系简要简要内容内容目录目录树树包括了施工手册中的大部分内容包括了施工手册中的大部分内容不断增加各地地方化需求不断增加各地地方化需求操作非常简便操作非常简便力力 学学 回回 顾顾理论力学:研究刚体。包括静力学、运动学、理论力学:研究刚体。包括静力学、运动学、动力学。建筑施工领域常用静力学动力学。建筑施工领域常用静力学材料力学:研究单根构件。变形体的强度、
7、刚材料力学:研究单根构件。变形体的强度、刚度、稳定性。拉、压、剪、扭、弯五种力和度、稳定性。拉、压、剪、扭、弯五种力和正应力、剪应力两种应力正应力、剪应力两种应力结构力学:研究多根构件组成的变形体体系。结构力学:研究多根构件组成的变形体体系。结构由构件体系、荷载、约束组成。静定结结构由构件体系、荷载、约束组成。静定结构和超静定结构,力法、位移法等。构和超静定结构,力法、位移法等。荷载的传递:百川归海荷载的传递:百川归海施工安全计算要点施工安全计算要点1、按照传力的路径进行计算。计算传力的每、按照传力的路径进行计算。计算传力的每一个环节,确保传力的每一个环节都安全,一个环节,确保传力的每一个环节
8、都安全,从而使施工荷载可靠地传到地基。从而使施工荷载可靠地传到地基。2、对每一个传力环节,分析出结构体系、荷、对每一个传力环节,分析出结构体系、荷载、约束。由此形成此环节计算的结构力学载、约束。由此形成此环节计算的结构力学模型。模型。3、从强度、刚度(变形)、稳定性三方面计、从强度、刚度(变形)、稳定性三方面计算此结构力学模型并加以判断。算此结构力学模型并加以判断。施工安全计算技术施工安全计算技术第一部分第一部分 落地扣件钢管脚手架设计计算落地扣件钢管脚手架设计计算第二部分第二部分 悬挑脚手架设计计算悬挑脚手架设计计算第三部分第三部分 扣件钢管梁模板支撑架设计计算扣件钢管梁模板支撑架设计计算第
9、四部分第四部分 墙模板的设计计算墙模板的设计计算第五部分第五部分 柱模板的设计计算柱模板的设计计算第六部分第六部分 梁模板的设计计算梁模板的设计计算第七部分第七部分 悬挑卸料平台的设计计算悬挑卸料平台的设计计算第一部分第一部分 落地扣件钢管脚手架设计计算落地扣件钢管脚手架设计计算 扣件式钢管脚手架是我国目前土木建筑工程中应用最扣件式钢管脚手架是我国目前土木建筑工程中应用最为广泛的,也是属于多立杆式的外脚手架中的一种,其特为广泛的,也是属于多立杆式的外脚手架中的一种,其特点是:杆配件数量少;装卸方便,利于施工操作;搭设灵点是:杆配件数量少;装卸方便,利于施工操作;搭设灵活,能搭设高度大;坚固耐用
10、,可多次周转,使用方便。活,能搭设高度大;坚固耐用,可多次周转,使用方便。应用扣件式钢管脚手架在设计与施工中要贯彻执行国应用扣件式钢管脚手架在设计与施工中要贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。为了符合这一基本要求,所以扣件式钢管脚手确保质量。为了符合这一基本要求,所以扣件式钢管脚手架施工前,要根据规范(架施工前,要根据规范(JGJ130-2001)(以下均简称规)(以下均简称规范)范)1.0.4条的规定编制施工组织设计。条的规定编制施工组织设计。建筑施工扣件式钢管脚手架规范建筑施工扣件式钢管脚手架规范(JG
11、J130-2001)一、规范要求设计计算书应该包括的内容:一、规范要求设计计算书应该包括的内容:1.纵向和横向水平杆纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)等受弯构件的强度计算;等受弯构件的强度计算;2.扣件的抗滑承载力计算;扣件的抗滑承载力计算;3.立杆的稳定性计算;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;连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;5.立杆的地基承载力计算。立杆的地基承载力计算。计算强度和稳定性时,要考虑荷载效应组合,永久荷计算强度和稳定性时,要考虑荷载效应组合,永久荷载分项系数载分项系数1.21.2,可变荷载分项系数,可变荷载分项系数1.41.4。受弯构件要根据
12、。受弯构件要根据正常使用极限状态验算变形,采用荷载短期效应组合。正常使用极限状态验算变形,采用荷载短期效应组合。二、二、纵向和横向水平杆纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)的计算的计算 1.大小横杆的强度计算要满足大小横杆的强度计算要满足 其中其中 M 为弯矩设计值,包括脚手板自重荷载产生的弯矩为弯矩设计值,包括脚手板自重荷载产生的弯矩和施工活荷载的弯矩;和施工活荷载的弯矩;W 为钢管的截面模量;为钢管的截面模量;f钢管抗弯强度设计值,取钢管抗弯强度设计值,取205N/mm2。大小横杆的挠度计算要满足大小横杆的挠度计算要满足 v按照规范要求为按照规范要求为l/150与与10mm。2.大横杆按照
13、三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在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。小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。大横杆的最大弯矩和变形。大横杆荷载包括自重标准值,脚手板的荷载标准值,大横杆荷载包括自重标准值,脚手板的荷载标准值,活荷载标准值。活荷载标准值。二、纵向和横向水平杆二、纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)的计算的计算 大横杆计算荷载组合简图大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图大横杆计算荷载组合简图(支座
14、最大弯矩支座最大弯矩)跨中最大弯矩计算公式如下跨中最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩计算公式如下支座最大弯矩计算公式如下:最大挠度考虑计算公式如下最大挠度考虑计算公式如下:二、纵向和横向水平杆二、纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)的计算的计算3.小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算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大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。小横杆的荷载包括大小横杆的自重标准值,脚手板的荷小横杆的荷载包括大小横杆的自重标准值,
15、脚手板的荷载标准值,活荷载标准值。载标准值,活荷载标准值。均布荷载最大弯矩计算公式如下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集中荷载最大弯矩计算公式如下:均布荷载最大挠度计算公式如下均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下集中荷载最大挠度计算公式如下:三、扣件的计算三、扣件的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载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力按照下式计算(规范规范5.2.5):5.2.5):R Rc R Rc 其中其中 Rc Rc 扣件抗滑承载力设计值扣件抗滑承载力设计值,取取8.0kN8.0kN;R R 纵向或横
16、向水平杆传给立杆的竖向作用力纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;设计值;当直角扣件的拧紧力矩达当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m40-65N.m时时,试验表明试验表明:单扣单扣件在件在12kN12kN的荷载下会滑动的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取其抗滑承载力可取8.0kN8.0kN;双扣;双扣件在件在20kN20kN的荷载下会滑动的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取其抗滑承载力可取12.0kN12.0kN。四、立杆的稳定性计算四、立杆的稳定性计算1.静荷载标准值包括以下内容的组合:静荷载标准值包括以下内容的组合:(1)每米立杆承受的结构自重标准值每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)
17、,规范附录,规范附录A;(2)脚手板的自重标准值脚手板的自重标准值(kN/m2),规范给出了冲压钢脚手板、竹串片脚手板和,规范给出了冲压钢脚手板、竹串片脚手板和木脚手板的标准值;木脚手板的标准值;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m),规范给出了栏杆冲压钢脚手板、栏杆,规范给出了栏杆冲压钢脚手板、栏杆竹串片脚手挡板和栏杆木脚手挡板的标准值;竹串片脚手挡板和栏杆木脚手挡板的标准值;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2),通常取,通常取0.005。2.活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载活荷载为施
18、工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的总和的1/2取值。取值。3.风荷载标准值应按照以下公式计算风荷载标准值应按照以下公式计算 其中其中 W0 基本风压,基本风压,建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GBJ9);Uz 风荷载高度变化系数,风荷载高度变化系数,建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GBJ9);Us 风荷载体型系数。风荷载体型系数。考虑风荷载时考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式立杆的轴向压力设计值计算公式:N=1.2NG+0.851.4NQ 不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式立杆的轴向压力设计值计算公式:N=1.2NG+1.4NQ
19、四、立杆的稳定性计算四、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式立杆的稳定性计算公式 考虑风荷载时考虑风荷载时,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 立杆的轴心压力设计值立杆的轴心压力设计值(kN);轴心受压立杆的稳定系数轴心受压立杆的稳定系数,由长细比由长细比 l0/i 的结果查表得到;的结果查表得到;I 计算立杆的截面回转半径计算立杆的截面回转半径(cm);l0 计算长度计算长度(m),由公式由公式 l0=kuh 确定;确定;k 计算长度附加系数,取计算长度附加系数,取1.155;u 计算长度系数,由脚手架的高度确定;计算长度系数,由脚手架的高
20、度确定;A 立杆净截面面积立杆净截面面积(cm2);W 立杆净截面模量立杆净截面模量(抵抗矩抵抗矩)(cm3);MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩(kN.m);钢管立杆受压强度计算值钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);f 钢管立杆抗压强度设计值钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2),f=205 N/mm2。四、立杆的稳定性计算四、立杆的稳定性计算 说明计算长度附加系数说明计算长度附加系数u:u:反映脚手架各杆件对立杆反映脚手架各杆件对立杆的约束作用,综合了影响脚手架整体失稳的各种因素。的约束作用,综合了影响脚手架整体失稳的各种因素。偏心:施工荷载一般偏心
21、作用脚手架上,但由于一般偏心:施工荷载一般偏心作用脚手架上,但由于一般情况脚手架结构自重产生的最大轴向力由不均匀分配施工情况脚手架结构自重产生的最大轴向力由不均匀分配施工荷载产生的最大轴向力不会同时相遇,可以忽略施工荷载荷载产生的最大轴向力不会同时相遇,可以忽略施工荷载的偏心作用,内外立杆按照施工荷载平均分配计算。的偏心作用,内外立杆按照施工荷载平均分配计算。五、连墙件计算五、连墙件计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中其中 Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN):Nlw=1.4 wk Aw wk
22、 风荷载基本风压值;风荷载基本风压值;Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外迎风面积;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外迎风面积;No 连墙件约束轴向力连墙件约束轴向力(kN),No=5.0kN;五、连墙件计算五、连墙件计算连墙件轴向力设计值连墙件轴向力设计值 Nf=Af连墙件如果采用扣件与墙体连接,要计算扣件的抗滑力。连墙件如果采用扣件与墙体连接,要计算扣件的抗滑力。连墙件如果焊接方式与墙体连接,要计算焊缝的强度。连墙件如果焊接方式与墙体连接,要计算焊缝的强度。落地架用户输入对话框落地架用户输入对话框自动生成图文并茂自动生成图文并茂的计算书的计算书第二部分第二部分 悬挑脚手架设计计算悬挑脚手架设计
23、计算一、规范要求设计计算书应该包括的内容:一、规范要求设计计算书应该包括的内容:1.1.纵向和横向水平杆纵向和横向水平杆(大小横杆大小横杆)等受弯构件的强度计算;等受弯构件的强度计算;2.2.扣件的抗滑承载力计算;扣件的抗滑承载力计算;3.3.立杆的稳定性计算;立杆的稳定性计算;4.4.连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;5.5.悬挑水平主梁和联梁的强度计算和悬挑水平主梁和联梁的强度计算和按照钢结构设计规按照钢结构设计规 范整体稳定性计算;范整体稳定性计算;6.6.锚固段与楼板连接处压环、螺栓和楼板局部受压计算;锚固段与楼板连接处压环、螺栓和楼板局部受压
24、计算;7.7.钢丝拉绳或斜支杆的强度计算。钢丝拉绳或斜支杆的强度计算。计算强度和稳定性时,要考虑荷载效应组合,永久荷计算强度和稳定性时,要考虑荷载效应组合,永久荷载分项系数载分项系数1.21.2,可变荷载分项系数,可变荷载分项系数1.41.4。受弯构件要根据。受弯构件要根据正常使用极限状态验算变形,采用荷载短期效应组合。正常使用极限状态验算变形,采用荷载短期效应组合。二、悬臂挑梁的计算二、悬臂挑梁的计算 悬臂单跨梁计算简图悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式支座反力计算公式 支座弯矩计算公式支座弯矩计算公式 C C点最大挠度计算公式点最大挠度计算公式 其中其中 k=m/l,kl=ml/lk=m/
25、l,kl=ml/l。三、悬挑梁上面联梁的计算三、悬挑梁上面联梁的计算 按照集中荷载作用下的简支梁计算,集中荷载按照集中荷载作用下的简支梁计算,集中荷载P P为立为立杆的传递力,计算简图如下杆的传递力,计算简图如下 支撑按照简支梁的计算公式支撑按照简支梁的计算公式四、悬挑主梁的计算四、悬挑主梁的计算 悬挑主梁应该按照超静定的连续梁进行计算,根据是否悬挑主梁应该按照超静定的连续梁进行计算,根据是否有锚固段来判断计算条件是铰接(压环或螺栓连接主体结构)有锚固段来判断计算条件是铰接(压环或螺栓连接主体结构),还是固接(焊接连接主体结构)。,还是固接(焊接连接主体结构)。悬臂部分脚手架荷载悬臂部分脚手架
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