建筑施工技术安全计算模.pptx

施工安全计算软件概述（一）出发点贯彻执行建设工程安全生产管理条理 建设部2004年12月1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办法 通过技术措施来保障建筑工程的施工安全编制依据国家和地方相关规范（如脚手架规范、基坑规程等）相关工程技术理论第1页/共122页施工安全计算软件概述（二）特点既考虑通用做法，又考虑了地方的建筑施工技术特点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适用范围施工单位监理单位安全管理部门第2页/共122页施工安全计算软件概述（三）作用能完全改变当前建筑施工现场技术人员各自按自己的理解进行安全设施的设计计算的状况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了强有力的技术支持第3页/共122页施工安全计算软件概述（四）应用情况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。建设部科技司的鉴定意见为“国内唯一较全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，提高了施工单位，监理单位，安全管理部门的工作效率和科技水平。第4页/共122页得到各地建设工程质量监督部门的指导和推广第5页/共122页“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(部份)第6页/共122页施工安全软件架构体系第7页/共122页简要内容目录树第8页/共122页第9页/共122页第10页/共122页第11页/共122页第12页/共122页第13页/共122页第14页/共122页第15页/共122页第16页/共122页第17页/共122页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操作非常简便第18页/共122页力 学 回 顾理论力学：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。荷载的传递：百川归海第19页/共122页施工安全计算要点1、按照传力的路径进行计算。计算传力的每一个环节，确保传力的每一个环节都安全，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、荷载、约束。由此形成此环节计算的结构力学模型。3、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。第20页/共122页施工安全计算技术第一部分 落地扣件钢管脚手架设计计算第二部分 悬挑脚手架设计计算第三部分 扣件钢管梁模板支撑架设计计算第四部分 墙模板的设计计算第五部分 柱模板的设计计算第六部分 梁模板的设计计算第七部分 悬挑卸料平台的设计计算第21页/共122页第一部分 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架施工前，要根据规范（JGJ130-2001）（以下均简称规范）1.0.4条的规定编制施工组织设计。第22页/共122页建筑施工扣件式钢管脚手架规范(JGJ130-2001)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(大小横杆)等受弯构件的强度计算；2.扣件的抗滑承载力计算；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，永久荷载分项系数1.21.2，可变荷载分项系数1.41.4。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。第23页/共122页二、纵向和横向水平杆(大小横杆)的计算 1.大小横杆的强度计算要满足 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 为钢管的截面模量；f钢管抗弯强度设计值，取205N/mm2。大小横杆的挠度计算要满足 v按照规范要求为l/150与10mm。2.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。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。大横杆荷载包括自重标准值，脚手板的荷载标准值，活荷载标准值。第24页/共122页二、纵向和横向水平杆(大小横杆)的计算 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)跨中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:第25页/共122页二、纵向和横向水平杆(大小横杆)的计算3.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，脚手板的荷载标准值，活荷载标准值。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: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:第26页/共122页三、扣件的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):5.2.5):R Rc R Rc 其中 Rc Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN8.0kN；R 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.m40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN8.0kN；双扣件在20kN20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN12.0kN。第27页/共122页四、立杆的稳定性计算1.静荷载标准值包括以下内容的组合：(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)，规范附录A；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)，规范给出了冲压钢脚手板、竹串片脚手板和木脚手板的标准值；(3)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(kN/m2)，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总和的1/2取值。3.风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压，建筑结构荷载规范(GBJ9)；Uz 风荷载高度变化系数，建筑结构荷载规范(GBJ9)；Us 风荷载体型系数。考虑风荷载时,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,立杆的轴向压力设计值计算公式:N=1.2NG+1.4NQ第28页/共122页四、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值(kN)；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到；I 计算立杆的截面回转半径(cm)；l0 计算长度(m),由公式 l0=kuh 确定；k 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；A 立杆净截面面积(cm2)；W 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)；MW 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(N/mm2)；f 钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2)，f=205 N/mm2。第29页/共122页四、立杆的稳定性计算 说明计算长度附加系数u:u: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。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。五、连墙件计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：Nl=Nlw+No其中 Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)：Nlw=1.4 wk Aw wk 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；No 连墙件约束轴向力(kN)，No=5.0kN；第30页/共122页五、连墙件计算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。连墙件如果焊接方式与墙体连接，要计算焊缝的强度。第31页/共122页落地架用户输入对话框第32页/共122页自动生成图文并茂的计算书第33页/共122页第二部分 悬挑脚手架设计计算一、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(大小横杆)等受弯构件的强度计算；2.2.扣件的抗滑承载力计算；3.3.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；5.5.悬挑水平主梁和联梁的强度计算和按照钢结构设计规 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；7.7.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，永久荷载分项系数1.21.2，可变荷载分项系数1.41.4。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。第34页/共122页二、悬臂挑梁的计算 悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式 支座弯矩计算公式 C C点最大挠度计算公式 其中 k=m/l,kl=ml/lk=m/l,kl=ml/l。第35页/共122页三、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P P为立杆的传递力，计算简图如下 支撑按照简支梁的计算公式第36页/共122页四、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）。悬臂部分脚手架荷载P P的作用，里端B B为与楼板的锚固点，A A为墙支点。水平钢梁的整体稳定性计算公式如下 其中 b b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数第37页/共122页五、水平钢梁与楼板连接计算1.1.如果采用钢筋拉环，拉环强度计算：水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm30cm以上搭接长度。2.2.如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算：其中 N N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力；d d 楼板螺栓的直径；fb fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度；h h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。3.3.如果采用螺栓，混凝土局部承压计算：其中 N N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力；d d 楼板螺栓的直径；b b 楼板内的螺栓锚板边长；fcc fcc 混凝土的局部挤压强度设计值。第38页/共122页六、钢丝绳或支杆连接计算1.1.钢丝拉绳(支杆)的内力计算：如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：其中Fg Fg 钢丝绳的容许拉力(kN)(kN)；Fg Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)(kN)；计算中可以近似计算Fg=0.5dFg=0.5d2 2，d d为钢丝绳直径(mm)(mm)；钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619619、637637、661661 钢丝绳分别取0.850.85、0.820.82和0.80.8；K K 钢丝绳使用安全系数。2.2.钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算：其中 f f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取f=125N/mmf=125N/mm2 2；可以计算得到钢丝绳吊环的最小直径。第39页/共122页1悬挑架用户输入对话框第40页/共122页悬挑架计算书第41页/共122页第三部分 梁模板支撑架设计计算一、设计计算书应该包括的内容：1.木方的受力计算；2.纵向和横向水平杆的强度计算；3.扣件的抗滑承载力计算；4.立杆的稳定性计算。模板支架，特别是空间高、跨度大、荷载重的模板支架进行分析计算的研究和总结不多，不少工程编制的施工技术方案比较简单。第42页/共122页二、小横杆的计算以第二种支撑形式为例 1.1.荷载的计算：(1)(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)(kN/m)：q1 q1 (2)(2)模板的自重线荷载(kN/m)(kN/m)：q2 q2 (3)(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN)(kN)：P1P1 2.2.木方楞的支撑力计算：均布荷载 q=1.2q1+1.2q2 q=1.2q1+1.2q2 集中荷载 P=1.4P1 P=1.4P1 木方楞计算简图 经过计算得到从左到右各木方传递集中力分别为 N1=2.345kN N2=9.494kN N1=2.345kN N2=9.494kN N3=2.345kNN3=2.345kN 16%68%16%16%68%16%第43页/共122页二、小横杆的计算以第二种支撑形式为例 3.3.小横杆的强度计算：支撑钢管按照连续梁的计算如下 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，实际工况是全部竖向荷载中间立杆受力68%，两边立杆受力16%，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。这种形式的支设是很不安全的，我们不建议使用，增加一根中间立杆并不能解决问题；如果没有中间立杆的脚手架设计不满足要求，可以考虑增加两排中间立杆。第44页/共122页三、立杆的稳定性计算 规范中为保证扣件式钢管摸板支架的稳定性，支架立杆的计算长度借鉴英国标准，规定稳定性计算长度l=h+2al=h+2a，其中a a为立杆上部伸出的悬臂段，这是为限制施工现场任意增大钢管伸出长度，保证支架的稳定性，并没有理论上的依据。例 如 伸 出 长 度 为 0.30.3米，则 计 算 长 度 为lo=h+2*0.3=h+0.6lo=h+2*0.3=h+0.6；当步距h=1.8h=1.8时，lo=2.4lo=2.4米，其计算长度系数u=2.4/1.8=u=2.4/1.8=1.331.33，比通常的u=1.0u=1.0值提高了33.3%33.3%，有利于支架的整体稳 定性。但是上面的规定是针对于一般多高层建筑其层间高度不高的楼屋面混凝土结构的模板支架，为反映影响支架稳定的诸多因素，很多专家人为这个计算长度公式对用于高、大、重的模板支架适用性值得探讨，有专家认为考虑公式 l=kuhl=kuh比较合适；杜荣军在施工技术2002.3.2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全也增加了高度安全系数等等。第45页/共122页三、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式 其中 N 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 l0/i l0/i 查表；A A 立杆净截面面积(cm(cm2 2)；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架 l0=(h+2a)l0=(h+2a)如果考虑到高支撑架的安全因素 l0=k1uh l0=k1uh l0=k1k2(h+2a)l0=k1k2(h+2a)k1 k1 计算长度附加系数，按照表1 1取值为；u u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.35.3.3；a a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；k2 k2 计算长度附加系数，按照表2 2取值为；第46页/共122页四、补充说明 模板承重架的节点不时刚性节点，人工不确定因素很多，力传递也不直接不规则，离散性很大，千百个扣件中有一个或几个失效，则计算长度就可能增加一倍甚至更大，轴心受压立杆的稳定系数就会急剧下降，立杆的承载力也大幅减小，立杆的受压稳定性也就很难得到保证。所以要高度重视模板承重架的构造要求，模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。要确保各种杆件的布置符合规范要求，使杆件传力明确，立杆要尽可能承受轴向力，避免或减小荷载的偏心。要加强整体连接和拉结，确保整体稳定性，避免出现不稳定结构和节点可变状态，要实现构造尺寸的规范化，避免设计的随意性。第47页/共122页模板支架工程 模板及其支架（承重支模架）的安全性既对混凝土成型质量起着极重要的作用，也直接关系着施工人员的生命安全，因此，GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范对此作了严格的规定：模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行施工组织设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。具体要求是：1 模板结构设计计算书的计算简图、荷载取值、内力分析、支架截面计算方法要合理、准确。2 设计计算应包括模板支架自身及支撑模板的楼、地面承载能力等。3 技术方案要包括结构模板大样及支撑体系，联接件等。4 采取的技术安全措施要详细、周全。第48页/共122页1模板支架用户输入对话框第49页/共122页模板支架计算书第50页/共122页国家体育场混凝土模板支撑架设计示例第51页/共122页看台中段第52页/共122页看台动画第53页/共122页看台交错、越层的斜柱很多第54页/共122页脚手架工程国家体育场斜梁柱支撑方案8m高62度倾角一次浇筑碗扣架第55页/共122页脚手架工程国家体育场斜梁柱支撑计算结果位移图弯矩图轴力图应力图节点处理第56页/共122页脚手架工程体育场18m斜柱支撑有限元计算18m高62度倾角一次浇筑方钢管柱碗扣架第57页/共122页20.14m和20.24的两斜柱倾角为72.4度和71.6度碗扣式脚手架空间计算方案第58页/共122页特殊工程中的脚手架：储油罐脚手架施工图参照石化企业标准第59页/共122页第四部分 墙模板设计计算 木结构设计规范和钢结构设计规范(GB17-88)(GB17-88)。一、计算要求 1.1.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；3.3.计算外龙骨的强度和挠度；4.4.计算穿墙螺栓的强度。墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成,直接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。第60页/共122页二、墙模板的面板计算 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,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。1.1.强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中 f f 面板的强度计算值(N/mm(N/mm2 2)；M M 面板的最大弯距(N.mm)(N.mm)；f f 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 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计值和倾倒混凝土侧压力设计值；l l 计算跨度(内楞间距)；2.2.挠度计算 v=0.677qlv=0.677ql4 4/100EI v=l/250/100EI v=l/250 其中 q q 作用在模板上的侧压力；l l 计算跨度(内楞间距)；第61页/共122页三、墙模板的内龙骨计算 内楞(木或钢)直接承受钢模板传递的荷载，通常按照均布荷载的三跨连续梁计算。1.1.强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中 f f 内楞的强度计算值(N/mm(N/mm2 2)；M M 内楞的最大弯距(N.mm)(N.mm)；f f 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 q q 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；l l 内楞计算跨度(外楞间距)2.2.挠度计算 v=0.677qlv=0.677ql4 4/100EI v=l/250/100EI v=l/250 其中 q q 作用在模板上的侧压力；l l 内楞计算跨度(外楞间距)第62页/共122页四、墙模板的外龙骨计算 外楞直接承受钢模板内楞传递的荷载，通常按照集中荷载的三跨连续梁计算。1.1.强度计算 f=M/W ff=M/W f 其中 f f 外楞的强度计算值(N/mm(N/mm2 2)；M M 外楞的最大弯距(N.mm)(N.mm)；f f 外楞的强度设计值(N/mm(N/mm2 2)。M=0.175PlM=0.175Pl l l 外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离)2.2.挠度计算 v=1.146Plv=1.146Pl3 3/100EI v=/100EI v=l/250l/250 其中 P P 作用在模板上的侧压力；l l 外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离)第63页/共122页第五部分 柱模板设计计算 木结构设计规范和钢结构设计规范(GB17-88)(GB17-88)。一、计算要求1 1 计算木方的强度、抗剪和挠度2 2 计算面板的强度、抗剪和挠度3 3 计算BHBH方向柱箍的强度和挠度4 4 计算BHBH方向对拉螺栓第64页/共122页二、柱摸板荷载标准值的计算 强度验算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。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，为0时(表示无资料)取200/(T+15)；T 混凝土的入模温度；V 混凝土的浇筑速度m/h；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；有具有缓凝作用外加剂1.2；2 混凝土坍落度影响修正系数,坍落度小于100mm,取1.1;不小于100mm取1.15。根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1第65页/共122页三、柱摸板面板计算 面板直接承受模板传递的荷载，计算如下 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为强度设计荷载(kN/m)；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；v 面板最大允许挠度，v=d/250。3.面板抗剪计算 最大剪力的计算公式如下:Q=0.6qd 截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh T=1.40N/mm2第66页/共122页四、柱摸板木方计算 木方直接承受面板传递的荷载，计算如下 1.木方强度计算 支座最大弯矩计算公式 跨中最大弯矩计算公式 其中 q为强度设计荷载(kN/m)；d为柱箍的距离；2.木方挠度计算 最大挠度计算公式 其中 q混凝土侧压力的标准值；v木方最大允许挠度，v=d/250。3.木方抗剪计算 最大剪力的计算公式如下:Q=0.6qd 截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh T=1.30N/mm2第67页/共122页五、柱箍计算 柱箍计算简图其中 P为木方传递到柱箍的集中荷载(kN),经过连续梁的计算得到最大弯矩和最大支座力。柱箍截面强度计算公式 其中 M 柱箍杆件的最大弯矩设计值；W 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩；柱箍的强度设计值(N/mm2):f=13.000。第68页/共122页第六部分 梁模板设计计算 木结构设计规范和钢结构设计规范(GB17-88)(GB17-88)。一、计算要求1 1 梁底面板的强度和挠度计算2 2 梁底木方的强度和挠度计算3 3 梁侧面板的强度和挠度计算4 4 大梁侧对拉螺栓的计算第69页/共122页二、梁底(梁侧)面板的计算 梁底模板面板按照三跨度连续梁计算，计算简图如下 强度计算公式要求：f=M/W f 其中 f 梁底模板的强度计算值(N/mm2)；M 计算的最大弯矩(kN.m)；q 作用在梁底模板的均布荷载(kN/m)；最大弯矩计算公式如下:最大挠度计算公式如下:梁底模板的挠度计算值:v 小于 v=L/250。第70页/共122页三、梁底木方的计算 梁底木方按照按照集中荷载作用的简支梁计算，计算简图如下 强度计算公式要求：f=M/W 第82页/共122页施工专项方案软件第83页/共122页施工专方案软件第84页/共122页操作演示第85页/共122页基坑支护计算 陈 伟主要内容：1、桩（砼或钢板桩）墙计算2、土钉墙和放坡计算3、重力式挡墙（含搅拌桩）计算第86页/共122页规范计算的架构体系第87页/共122页桩(墙)结构嵌固深度计算-悬壁桩EpEpEaEa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。第88页/共122页桩(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Ep,Ep,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。EpEpEaEaT1T1第89页/共122页桩(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，然后往下开挖到坑底，假定第道支点的支点力，然后往下开挖到坑底，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、主动区合力、C C点不平衡的剪力、被动点不平衡的剪力、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。EpEpEaEaT1T1T2T2注：此方法即等值梁法，注：此方法即等值梁法，国家规范中采用过桩墙国家规范中采用过桩墙底的圆弧滑动法来计算底的圆弧滑动法来计算嵌固深度，福建规范中嵌固深度，福建规范中不假定弯矩不假定弯矩0 0点，对每点，对每道支点取矩，不平衡的道支点取矩，不平衡的土压力就为此道支点受土压力就为此道支点受力，然后假定本道支点力，然后假定本道支点力不变，计算下一道支力不变，计算下一道支点的力。点的力。第90页/共122页桩(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的影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。响。Pu=cNc+Ga2*D*Nq=Ga1(h0+D)+q,h0Pu=cNc+Ga2*D*Nq=Ga1(h0+D)+q,h0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剪二、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。强度的影响。第91页/共122页桩(墙)结构抗倾覆验算K=Mrc/MocK=Mrc/MocMrc-Mrc-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Moc-Moc-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EpEpEaEa第92页/共122页桩(墙)结构抗渗流验算K=ic/iK=ic/iic-ic-坑底土的临界水力坡度坑底土的临界水力坡度,ic=(ds-1)/(1+e)=ic=(ds-1)/(1+e)=浮容重浮容重/水容重水容重Moc-i-Moc-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/最短渗径最短渗径第93页/共122页桩(墙)结构承压水验算K=Pcz/PwyK=Pcz/PwyPcz-Pcz-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)Pwy-Pwy-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(*10(kN/m2)kN/m2)第94页/共122页SMW工法结构相关验算(1)常见截面型式常见截面型式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、坑内降水不能影响到坑外环境，因此 要有一定的入土深度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)第95页/共122页SMW工法结构相关验算(2)型钢净距和水泥土强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+型钢形心轴型钢形心轴 与截面形心轴间距离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（要剪断型钢比剪断水泥土、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 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度 Ke=Eh*IhKe=Eh*Ih2 2、若型钢半位布置，还考虑水泥土的刚度若型钢半位布置，还考虑水泥土的刚度,即计算组合截面的刚度即计算组合截面的刚度 Ke=Eh*Ih+Ec*Ic Ke=Eh*Ih+Ec*Ic 根据材料力学根据材料力学原理，先计算组合截面的形心轴，然后分别计算两种材料的不同截面对此形心轴的惯性矩，与弹模相原理，先计算组合截面的形心轴，然后分别计算两种材料的不同截面对此形心轴的惯性矩，与弹模相乘后再相加。乘后再相加。型钢抗弯抗剪强度验算型钢抗弯抗剪强度验算在计算出型钢的内力后，用在计算出型钢的内力后，用 M/W=M/W=型钢设计强度型钢设计强度,Q/A=Q/A=0.4*Hd=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第114页/共122页水泥土墙的计算公式-其它方法还有抗倾覆验算还有抗倾覆验算地基承载力验算地基承载力验算正截面承载力验算等正截面承载力验算等第115页/共122页水泥土墙的计算书第116页/共122页钻孔的地质剖面图第117页/共122页各种材料的统计结果输出到Excel第118页/共122页施工图生成具体的施工图从图库中选择施工图种类第119页/共122页提供施工方案模板方案可导入Word用模板生成方案第120页/共122页谢 谢!Thank You!第121页/共122页感谢您的观看！第122页/共122页