建筑施工安全计算.ppt

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1、中建集团-建筑施工企业建造师、项目经理及施工技术人员年度继续教育-质量安全轮训课程,讲解：刘福江 高级工程师09914598271 QQ群：68219496 监理、造价学习群,中建集团-新疆教育中心 质量安全轮训,建筑施工安全计算,中国建筑科学研究院新疆建筑工程软件技术研究所,PKPM施工安全计算软件,刘福江 高级工程师(主讲)2013.04.8,施工安全软件架构体系,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

2、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,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。,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

3、,第一部分 落地扣件钢管脚手架设计计算,一、规范要求设计计算书应该包括的内容：1.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1.2，可变荷载分项系数1.4。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。,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/m

4、m2。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。,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:,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

5、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:,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):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；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的荷载下会滑动,其抗

6、滑承载力可取12.0kN。,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(GBJ

7、9)；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,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

8、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。,四、立杆的稳定性计算,说明计算长度附加系数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+

9、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；,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。,自动生成图文并茂的计算书,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.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.悬挑

10、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.锚固段与楼板连接处压环、螺栓和楼板局部受压计算；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1.2，可变荷载分项系数1.4。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。,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点最大挠度计算公式 其中 k=m/l,kl=ml/l。,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,四、悬挑主梁的计算,悬挑主梁应该按照超静定的连

11、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的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。水平钢梁的整体稳定性计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,五、水平钢梁与楼板连接计算,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30cm以上搭接长度。2.如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算：其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力；d 楼板螺栓的直径；fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度；h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。3.如果采用螺栓，

12、混凝土局部承压计算：其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力；d 楼板螺栓的直径；b 楼板内的螺栓锚板边长；fcc 混凝土的局部挤压强度设计值。,六、钢丝绳或支杆连接计算,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 钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661 钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K 钢丝绳使用安全系数。2.钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算：其中 f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取f=125N

13、/mm2；可以计算得到钢丝绳吊环的最小直径。,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。,二、小横杆的计算以第二种支撑形式为例,1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q1(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2(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)：P1 2.木方楞的支撑力计算：均布荷载 q=1.2q1+1.2q2 集中荷载 P

14、=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 N3=2.345kN 16%68%16%,二、小横杆的计算以第二种支撑形式为例,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

15、，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。,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+2a，其中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0.3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。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

16、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=kuh比较合适；杜荣军在施工技术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。,三、立杆的稳定性计算,立杆的稳定性计算公式 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 l0/i 查表；A 立杆净截面面积(cm2)；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架 l0=(h+2a)如果考虑到高支撑架的安全因素 l0=k1uh l0=k1k2(h+2a)k1 计算长度附加系数，按照表1取值为；u 计算长度

17、系数，参照扣件式规范表5.3.3；a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；k2 计算长度附加系数，按照表2取值为；,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

18、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。,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

19、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。,1,模板支架用户输入对话框,模板支架计算书,国家体育场混凝土模板支撑架设计示例,看台中段,看台动画,看台交错、越层的斜柱很多,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,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,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,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,特殊工程中的脚手架：储油罐脚手架施

20、工图参照石化企业标准,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)。一、计算要求 1.计算面板的强度、抗剪和挠度；2.计算内龙骨的强度和挠度；3.计算外龙骨的强度和挠度；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。,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.强度计算 f=M/W f 其中 f 面板的强度计算值(N/mm2)

21、；M 面板的最大弯距(N.mm)；f 面板的强度设计值(N/mm2)，15 N/mm2。M=ql2/10 其中 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 计算跨度(内楞间距)；2.挠度计算 v=0.677ql4/100EI v=l/250 其中 q 作用在模板上的侧压力；l 计算跨度(内楞间距)；,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.强度计算 f=M/W f 其中 f 内楞的强度计算值(N/mm2)；M 内楞的最大弯距(N.mm)；f 内楞的强度设计值(N/mm2)，15 N/mm2。M

22、=ql2/10 其中 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 内楞计算跨度(外楞间距)2.挠度计算 v=0.677ql4/100EI v=l/250 其中 q 作用在模板上的侧压力；l 内楞计算跨度(外楞间距),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.强度计算 f=M/W f 其中 f 外楞的强度计算值(N/mm2)；M 外楞的最大弯距(N.mm)；f 外楞的强度设计值(N/mm2)。M=0.175Pl l 外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离)2.挠度计算 v=1.146Pl3/100EI v=l/

23、250 其中 P 作用在模板上的侧压力；l 外楞计算跨度(穿墙螺栓水平距离),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)。一、计算要求1 计算木方的强度、抗剪和挠度2 计算面板的强度、抗剪和挠度3 计算BH方向柱箍的强度和挠度4 计算BH方向对拉螺栓,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

24、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 F1,三、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=3

25、Q/2bh T=1.40N/mm2,四、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/mm2,五、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

26、；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)。一、计算要求1 梁底面板的强度和挠度计算2 梁底木方的强度和挠度计算3 梁侧面板的强度和挠度计算4 大梁侧对拉螺栓的计算,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/

27、250。,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 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)；P 作用在梁底木方的集中荷载(kN/m)；最大弯矩计算公式如下:最大挠度计算公式如下:梁底木方的挠度计算值:v 小于 v=L/250。,第七部分 悬挑卸料平台的设计计算,计算依据建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)和钢结构设计规范(GB17-88)。一、计算要求 1 次梁槽钢的强度与整体稳定性计算2 主梁槽钢的强度与整体稳定性计算3 钢丝拉绳与吊环的强度计算4 主梁与主体结构连接的计算（包括螺栓

28、或焊接）,二、次梁的计算,1.次梁荷载计算(1)脚手板的自重标准值 q1(2)最大的材料器具堆放荷载 q2(3)槽钢自重荷载 q3(4)施工人员活荷载 P1 静荷载计算值 q=1.2(q1+q2+q3)活荷载计算值 P=1.4P1 2.内力计算 内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下 最大弯矩M的计算公式为,二、次梁的计算,3.抗弯强度计算 其中 x 截面塑性发展系数，取1.05；f 钢材抗压强度设计值，f=205.00N/mm2。4.整体稳定性计算 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：当 b大于0.6，按照钢结构设计规范(GBJ17-88)附表其值

29、用 b查表得到其值。,三、主梁的计算,卸料平台的内钢绳按照建筑施工安全检查标准作为安全储备不参与内力的计算。1.荷载计算(1)栏杆与挡脚手板自重标准值 q1(2)槽钢自重荷载 q2 静荷载计算值 q=1.2(q1+q2)次梁集中荷载取次梁支座力 P2.内力计算 卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。悬挑卸料平台水平钢梁计算简图 经过连续梁的计算得到各支座对支撑梁的支撑反力和最大弯矩。,三、主梁的计算,3.抗弯强度计算 其中 x 截面塑性发展系数，取1.05；f 钢材抗压强度设计值，f=205.00N/mm2。4.整体稳定性计算 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按

30、照下式计算：当 b大于0.6，按照钢结构设计规范(GBJ17-88)附表其值用 b查表得到其值。,四、钢丝绳连接计算,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 钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661 钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K 钢丝绳使用安全系数。2.钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算：其中 f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取f=125N/mm2；可以计算得到钢丝绳吊环的最小直径。,一、卸料平台

31、设计,提供移动式和悬挑式卸料平台设计计算，包括主次梁槽钢强度计算和内力计算、钢丝绳计算和吊环设计；,第八部分 其它常用施工设计计算,二、塔吊基础和附着设计,提供天然基础与桩基础的承台弯矩计算，承台抗剪切计算，承台与桩的配筋计算等；另外包括塔吊附着杆件的受力计算及塔吊的整体稳定性计算。,三、大体积混凝土计算,提供混凝土浇筑裂缝控制计算，温度裂缝控制计算，伸缩缝间距的计算及混凝土浇筑后结构位移值计算。,四、其它计算,临时工地供水供电计算书钢筋支架计算书格构式型钢井架计算书排降水工程计算钢筋工程计算 冬期施工各种热工计算的计算书混凝土工程有关配合比计算连续梁、刚架等平面杆系计算矩形与异形楼板的计算,

32、施工专项方案软件,施工专项方案包括：基坑工程的专项方案 脚手架模板专项方案 起重吊装工程专项方案 降排水工程专项方案,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,规范计算的架构体系,桩(墙)结构嵌固深度计算-悬壁桩,Ep,Ea,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。,桩(墙)结构嵌固深度计算-单支点,1、假定土压力强度0点C为弯矩0点。2、对C点取矩，得支点的支点力3、考虑安全系数，主动区合力Ea和被动区合力Ep,支点力T1对桩底取矩平衡,计算 出嵌固深度。,Ep,Ea,T1,桩(墙)结构嵌

33、固深度计算-多支点,1、假定土压力强度0点C为弯矩0点。2、对C点取矩，开挖到第2道支撑底标高，得第1道支点的支点力，然后往下开挖到坑底，假定第1道支点 的支点力不变，再对C点取矩，得第2道支点的支点力，以此类推3、考虑安全系数，取C点以下至桩底的部分桩为研究对象，C点以下主动区合力、C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。,Ep,Ea,T1,T2,注：此方法即等值梁法，国家规范中采用过桩墙底的圆弧滑动法来计算嵌固深度，福建规范中不假定弯矩0点，对每道支点取矩，不平衡的土压力就为此道支点受力，然后假定本道支点力不变，计算下一道支点的力。,桩(墙)结构抗隆起验算,一、按墙底

34、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，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。Pu=cNc+Ga2*D*Nq=Ga1(h0+D)+q,h0为坑底，D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强度的影响。,桩(墙)结构抗倾覆验算,K=Mrc/MocMrc-抗倾覆力矩，被动区土压力对最一下道支点中心O取矩Moc-倾覆力矩，主动区土压力对最一下道支点中心O取矩,Ep,Ea,桩(墙)结构抗渗流验算,K=ic/iic-坑底土的临界水力坡度,ic=(ds-1)/(1+e)=浮容重/水容重Moc

35、-i-坑底土的渗流水力坡降 i=hw/L=坑内外水头差/最短渗径,桩(墙)结构承压水验算,K=Pcz/PwyPcz-坑底至承压水顶板间土的自重压力(kN/m2)Pwy-承压水头压力=承压水头高度*10(kN/m2),SMW工法结构相关验算(2),型钢净距和水泥土强度验算1、型钢净间距的验算(型钢的净间距不能过大=水泥土墙体厚度+型钢高度+型钢形心轴 与截面形心轴间距离)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 困难）3、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1、若型钢全位布置，只考虑型钢本身的刚度 Ke=Eh*Ih2、若型钢半位布置，

36、还考虑水泥土的刚度,即计算组合截面的刚度 Ke=Eh*Ih+Ec*Ic 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，与弹模相乘后再相加。,型钢抗弯抗剪强度验算在计算出型钢的内力后，用 M/W=型钢设计强度,Q/A=型钢抗剪强度 来进行验算,SMW工法结构相关验算(1),常见截面型式,型钢入土深度确定原则1、满足抗隆起稳定、抗倾覆稳定验算2、挡土墙的内力位移不超过允许值3、如果要回收，可顺利拔出。,水泥土入土深度确定原则1、满足抗渗流稳定、承压水稳定验算2、大于型钢的入土深度，以包裹型钢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,型钢

37、抗拔验算1、型钢最大抗拔力Pm=0.7*屈服强度*型钢截面积2、型钢最大可拔出长度=最大抗拔力/(2*单元面积摩阻力*型钢截面周长),桩(墙)结构内力位移计算-等值梁法,1、假定土压力强度0点C为弯矩0点。2、对C点取矩，开挖到第2道支撑底标高，得第1道支点的支点力，然后往下开挖到坑底，假定第1道支点 的支点力不变，再对C点取矩，得第2道支点的支点力，以此类推3、考虑安全系数，取C点以下至桩底的部分桩为研究对象，C点以下主动区合力、C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。,Ep,Ea,T1,T2,桩(墙)结构内力位移计算-m法,有限元方程为：,式中Kpc为桩墙的刚度，Ks

38、a为内支撑和锚杆的刚度，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。,计算简图如右图所示：,多种方法的水土压力图,桩(墙)分步开挖的内力图-等值梁法,等值梁法不能计算位移,桩(墙)分步开挖的内力图-m法,可计算位移，结果更合理,桩(墙)支护结构锚杆计算(1),桩(墙)支护结构锚杆计算(2),桩(墙)支护结构锚杆计算(2),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

39、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。,排桩分步开挖的计算书,S MW工法计算,SMW工法计算书,SMW工法计算书,m法计算书,土钉墙的局部稳定计算,计算简图,相关计算公式,土钉墙的整体稳定计算,相关计算公式,计算简图,土钉墙的整体稳定计算结果,土钉墙的计算书,水泥土墙的计算公式-国家规程,嵌固深度计算原则1、按圆弧滑动稳定计算2、满足抗渗稳定3、Hd=0.4*基坑深度,墙体厚度计算公式,墙体正截面承载力验算公式,水泥土墙的计算公式-其它方法,还有抗倾覆验算地基承载力验算正截面承载力验算等,水泥土墙的计算书,钻孔的地质剖面图,各种材料的统计结果,输出到Excel,施工图,生成具体的施工图,从图库中选择施工图种类,提供施工方案模板,方案可导入Word,用模板生成方案,谢 谢!,Thank You!,