中建五局施工方案验算交流-支模架脚手架验算课件

施工方案验算交流——支模架&脚手架验算汇报人：刘灿光讲师介绍项目上的螺丝钉，哪里需要哪里钉！刘灿光三公司中南公司第三工人文化宫项目技术主任2017年毕业于中南大学Ø

市政、房建多类型项目技术管理经验Ø 局基础设施骨干人才Ø 项目科研小能手：专利、工法、论文、QC课程背景制度要求：1.

建办质〔2018〕31号文规定，

危大工程专项施工方案内容应包括计算书。2.

相关规范规定，

应进行设计计算。为什么要验算？课程背景杜绝架体安全事故，架体的设计与计算是重要一环！！实际需求：以支模架及脚手架为例，作为最常见的施工措施，虽施工技术成熟，但相关的安全事故频发(模架事故占所有施工中事故比例超过30%)，其中架体设计不合理是事故的主因之一。只有掌握架体的计算原理，用计算书来验证设计，以科学计算来抵制经验主义，才能做

到架体安全成竹在胸。

CONTENTS目录01020304计算需知架体类型及构造介绍架体受力分析PKPM计算书生成与检查计算需知计算需知思考：哪些方案要验算？以脚手架为例，完整的计算书需包含什么？计算的依据是什么？哪些方案要验算？n

2018年5月17日，住建部办公厅发布了关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知（建办质（2018）31号文）；一、危大工程及超危工程的范围二、关于专项施工方案内容三、关于专家论证会参会人员四、关于专家论证内容五、关于专项施工方案修改六、关于监测方案内容七、关于验收人员八、关于专家条件九、关于专家库管理一、基坑工程二、模板工程及支撑体系三、起重吊装及起重机械安装拆卸工程四、脚手架工程五、拆除工程六、暗挖工程七、其它微信扫描收藏计算需知哪些方案要验算？，危险性较大的分部分项工程超过一定规模的危险性较大的分部分项工程模板工程及支撑体系（一）各类工具式模板工程：包括滑模、爬模、飞模、隧道模等工程。（二）混凝土模板支撑工程：搭设高度5m及以上或搭设跨度10m及以上，或施工总荷载（荷载效应基本组合的设计值，以下简称设计值）10kN/m2及以上，或集中线荷载（设计值）15kN/m及以上，或高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程。（三）承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系。（一）各类工具式模板工程：包括滑模、爬模、飞模、隧道模等工程。，

（二）混凝土模板支撑工程：搭设高度8m及以上或搭设跨度18m及以上，或施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上，或集中线荷载（设计值）20kN/m及以上。（三）承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系，承受单点集中荷载7kN及以上。脚手架工程（一）搭设高度24m及以上的落地式钢管脚手架工程（包括采光井、电梯井脚手架）。（二）附着式升降脚手架工程。（三）悬挑式脚手架工程。（四）高处作业吊篮。（五）卸料平台、操作平台工程。（六）异型脚手架工程。（一）搭设高度50m及以上的落地式钢管脚手架工程。（二）提升高度在150m及以上的附着式升降脚手架工程或附着式升降操作平台工程。（三）分段架体搭设高度20m及以上的悬挑式脚手架工程。计算需知专家论证计算需知板荷载梁荷载超危工程解读“搭设高度

8

米及以上，或搭设跨度

18m

及以上”情况，通常会出现在礼堂、教学楼大厅、厂房车间以及其他高大建筑中，其主要危险性体现在支架的整体稳定性、高空作业以及支架自重增>大对地基承载力的要求较高，通过仔细查看施工图纸的结构设计说明、平面图和立面图，便可很直观地辨识出来。注：搭设跨度

18m

及以上是指单跨。施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上，主要是针对板厚较大结构，集中线荷载（设计值）20kN/m及以上，主要针对大截面梁。>脚手架高度可理解为整个架体最长立杆总高度。悬挑架和落地架因可以灵活设置，不宜搭设为超危工程。>计算书需包含什么？n

2021年12月8日，住建部办公厅发布了关于印发危险性较大的分部分项工程专项施工方案编制指南的通知，（建办质（2021）48号）。微信扫描收藏对危大方案的章节内容提出了具体要求，专项方案需严格参照计算需知计算书:支撑架构配件的力学特性及几何参数，荷载组合包括永久荷载、施工荷载、风荷载，模板支撑体系的强度、刚度及稳定性的计算，支撑体系基础承载力、变形计算等。落地式脚手架计算书:受弯构件的强度和连接扣件的抗滑移、立杆稳定性、连墙件的强度、稳定性和连接强度;落地架立杆地基承载力;悬挑架钢梁挠度;计算书需包含什么？《危险性较大的分部分项工程专项施工方案编制指南》中关于计算书的规定模板支撑体系工程 脚手架工程计算需知计算的依据是什么？计算需知相关规范1

.

构造要求2

.

荷载组合3

.

相关系数取值规则4

.

计算式设计图纸及地勘1

.

结构概况2

.

地质概况（

地基承载力）相关要求1

.

政府单位的要求。（

如禁止使用某种架体）2

.

局及公司相关要求施工部署1

.

方案类型的具体选取（

如落地还是悬挑）2

.

确定具体的需求（

搭设宽度、高度等）3

.

确定具体荷载（

作业类型、层数等）扣件式脚手架计算相关依据举例标准、规范编号《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《施工脚手架通用规范》GB55023-2022《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011计算需知计算软件n

常用计算软件有品茗，PKPM，借助计算软件，可减少计算错误，提高计算效率，避免计算缺漏，功能基本可满足现场使用。计算需知PKPM安全计算工具箱架体类型及构造介绍架体类型作业脚手架：是为了保证各施工过程顺利进行而搭设的工作平台，立杆偏心受压。Ø

双排钢管脚手架Ø

型钢悬挑脚手架Ø

门式脚手架Ø

钢管悬挑脚手架Ø

满堂钢管脚手架Ø

附着式升降脚手架Ø

落地式卸料平台Ø

悬挑式卸料平台Ø

......支模架：为钢结构安装或浇筑混凝土构件等搭设的承力支架，立杆轴心受压为主。Ø

扣件式钢管支撑架Ø

轮扣式钢管支撑架Ø

盘扣式钢管支撑架Ø

碗扣式钢管支撑架Ø

......注意：

两者虽构造相似，但用途不同，

不得混用，不得相互连接!外架-落地式钢管脚手架特点：落地式钢管脚手架是直接从地面或者楼板面开始搭设，所有节点通过扣件进行连接的脚手架体系，主要构造包括以下内容。落地式钢管脚手架优点：1.

搭设灵活,适用于各种类型建筑物结构的施工；2.

可与结构同步跟进；缺点：1.

搭设高度有限制，一般不得超过50m；2.

搭设工效不高；3.

扣件容易丢失；4.

扣件节点连接质量受扣件本身质量和工人操作影响较大。5.架体落地占用底部空间

外架-落地式钢管脚手架落地式钢管脚手架横距步距纵距主节点Ø

横杆：主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除Ø

扫地杆：JGJ

130—2011外架-落地式钢管脚手架立杆Ø

1.立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各部位接头必须采用对接扣件连接Ø

2.应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内;Ø

3.同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。Ø

4.各接头中心至主节点的距离不宜大于步距1/3。水平杆Ø

1.纵向水平杆应设置在立杆内侧，单根杆长度不应小于3跨Ø

2.应用对接扣件连接或搭接。Ø

3.不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm;

各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3;Ø

4.栏杆应塔设在外立杆的内侧，护身栏杆应居中设置。接头错开，接头靠近主节点剪刀撑。外架-落地式钢管脚手架由底至顶连续布置剪刀撑1）高度在24m

以下的脚手架，必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。中间各道剪刀撑之间的距离不大于15m。每道剪刀撑宽度不小于4跨，并不小于6m

。斜杆与地面的倾角宜在45°至60°之间。2）高度在24m

以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置横向斜撑1）横向斜撑应在同一节，由底至顶呈之字形连续布置。2）一字型、开口型双排架两断口必须设置横向斜撑；24米以上架体在架体拐角处及中间每六跨设置一道横向斜撑。外架-落地式钢管脚手架柱位置设置大样图梁板处设置大样图洞口位置设置大样图从底部开始设置，

间距满足规定，

刚性连接外架-悬挑式钢管脚手架悬挑钢管脚手架构造 悬挑钢管脚手架三维图特点：将工字钢通过楼板预埋锚杆固定，并外伸至墙外作为脚手架立杆基础，架体其余构造同落地式脚手架。搭设高度≤20m优点：架体底部区域施工与悬挑式脚手架互不干扰，不受地基影响。缺点：固定锚杆及工字钢的楼层的二次结构及装饰装修工序的插入将受影响，同时工字钢预留孔位需进行混凝土填充等修补工作。短肢悬挑脚手架实体样板悬挑脚手架现场照片短肢悬挑脚手架构造特点：通过结构内埋设预埋件固定悬挑梁，工字钢安装在建筑外围，不占室内空间，不影响二次结构及装饰装修等工序插入。优点：采用短肢悬挑施工工艺将在一定程度上节约施工工期，避免预留孔修补，更好的保证施工质量。外架-短肢悬挑脚手架常用支模架介绍钢管扣件式支模架盘扣式支模架轮扣式支模架常用支模架介绍与作业脚手架构造有所不同的是，其顶端增设了扫天杆，立杆顶部增加了顶托，顶托上部依次连接主梁、小梁、面板。需根据架体情况设置水平及竖向剪刀撑。次楞（木枋）主楞（双钢管）顶托扫天杆水平剪刀撑扣件式钢管支模架常用支模架介绍轮扣式支模架是一种具有自锁功能的新型钢管支模架，主要由立杆、横杆、焊接在立杆上的轮扣盘、焊接在横杆上的插头等构件组成，形成结构几何不变体系的钢管脚手架。1-可调底座

2-基座

3-立杆

4-水平横杆5-竖向斜杆

6-可调U型顶托

7-主梁盘扣式支模架推荐使用 限制使用特点：是一种新型的自锁式承插式脚手架。分为48、60支承系统，主要由立杆、横杆、斜杆、可调底座、顶托等主要构件组成，立杆焊接有圆盘，横杆、斜杆的连接方式采用插销形式，能保证杆件和立杆之间的牢固连接。优点：1.

架体安全可靠，承载力高；2.架体材料规格统一，搭设和拆除简便，施工效率高；3.

统一的热镀锌表面处理，使用寿命长，外观大气美观。缺点：固定的产品型号与尺寸，搭设随意性小；生产成本较高，价格较贵；立杆、水平杆定尺，

立杆等距布置有圆盘，

水平杆长度等于立杆布置间距常用支模架介绍主次楞设置支模体系梁板立杆不共用（大梁、超限梁)梁板立杆共用常用支模架介绍梁底附加立杆梁高＞

450mm

时，

需设置附加立杆常用支模架介绍模板支架顶部立杆的计算长度盘扣架轮扣架钢管扣件架JGJ

130—2011，5.4.6节，a

为立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；应不大于

0.5m稳定性计算公式中立杆计算长度系数𝛍，是反映脚手架各杆件对立杆的约束作用。扫天杆常用支模架介绍扫地杆盘扣架钢管扣件架JGJ

162—2008JGJT231-2021轮扣架 T/CCIAT

0003-2019常用支模架介绍钢管扣件架、轮扣架采用钢管扣件设置水平与竖向剪刀撑剪刀撑盘扣架采用钢管扣件设置水平剪刀撑竖向采用竖向斜撑受立杆轴力、搭设高度影响常用支模架介绍架体高宽比梁支模架平面布置图梁支模架立面布置图架体类型选取作业脚手架的选择1.根据建筑外形特点选择，外形轮廓基本一致、底部有空间且高度＜50m推荐落地式脚手架。2.根据施工部署确定，看是否架体底部区域有穿插施工需要，若有则推荐悬挑脚手架。3.悬挑脚手架底部往往搭设有高度不高的落地式脚手架，组合使用。支模架的选择1.根据工程概况来确定，湖南区域常规支模架（非危大工程）推荐使用轮扣式支模架（有地标），底部为斜坡或上部梁结构较为复杂的区域推荐使用扣件式支模架。高支模推荐使用盘扣式支模架。2.支撑架体的选择要根据工程当地的主管部门文件的要求实施。（熟悉当地政府网站、对接政府主管部门、咨询周边类似工地）架体受力分析脚手架受力分析竖向荷载传递路线竖向荷载大、小横杆扣件立杆基础悬挑梁预埋螺栓/钢丝绳水平荷载传递路线水平荷载立杆/横杆/剪刀撑连墙件结构Ø 扣件式钢管脚手架脚手架荷载包括Ø

永久荷载：1.架体结构自重：包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、扣件等的自重；2.构、配件自重：包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。Ø

可变荷载：1.施工荷载：包括作业层上的人员、器具和材料等的自重；2.风荷载。扣件悬挑架落地架依据架体受力路径即可得出计算书内容!立杆偏心受力脚手架需计算内容外架类型落地式脚手架悬挑式脚手架荷载内容荷载内容计算书组成部分依据规范依据规范计算参数计算参数竖向大横杆计算竖向大横杆计算竖向小横杆计算竖向小横杆计算竖向扣件抗滑力计算竖向扣件抗滑力计算（脚手架荷载标准值）此步骤为后续计算做铺垫（脚手架荷载标准值）此步骤为后续计算做铺垫竖向+水平立杆稳定性计算竖向+水平立杆稳定性计算竖向+水平最大搭设高度计算水平连墙件计算水平连墙件计算竖向+水平悬挑梁受力计算竖向+水平立杆的地基承载力计算竖向+水平悬挑梁整体稳定性计算/竖向+水平拉杆的受力计算/竖向+水平拉杆的强度计算/竖向+水平锚固段与楼板的连接计算支模架受力分析模板支架荷载包括Ø

永久荷载:1.模板自重，包括模板和模板支承梁，以及连接件、紧固件的自重。2.架体结构自重,包括立杆、横杆、剪刀撑、底座、可调托撑等。3.作用在模板上的新浇筑混凝土和钢筋自重。Ø

可变荷载:1.施工荷载。施工作业人员、施工设备和工具、超过浇筑构件厚度的混凝土堆放荷载。2.附加水平荷载。作用在支架顶部的泵送混凝土倒混凝土等未预见因素产生的水平荷载。3.风荷载。支模架受力分析支模架需计算内容支模架类型扣件式钢管支模架/轮扣式支模架盘扣式支模架构件类别梁板梁板计算书组成部分依据规范依据规范依据规范依据规范计算参数计算参数计算参数计算参数模板面板计算模板面板计算模板面板计算模板面板计算梁底次龙骨计算支撑次龙骨计算梁底支撑龙骨计算支撑次龙骨计算梁底顶托梁计算顶托梁计算托梁计算托梁计算梁板共用立杆受力计算（看类型）立杆的稳定性计算荷载标准值立杆稳定性计算立杆稳定性计算荷载标准值立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算纵横杆水平杆承载力验算立杆稳定性计算梁模板支架整体稳定性计算模板支架整体稳定性计算连接盘抗剪承载力验算纵横杆水平杆承载力验算基础承载力计算基础承载力计算梁模板支架整体稳定性计算连接盘抗剪承载力验算//基础承载力计算模板支架整体稳定性计算//立杆支承面承载力验算基础承载力计算///立杆支承面承载力验算支模架荷载取值《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS

699-2020《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008支模架荷载组合施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上，或集中线荷载（设计值）20kN/m及以上为超危工程。梁截面大于等于0.54m2属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程板厚达到或超过0.33m时属于超过一定规模的危险性较的分部分项工程施工总荷载（板）集中线荷载（板）荷载条件JGJ

162—2008施工荷载标准值Q1k（kN/m2)2.5模板及支架自重标准值G1k（kN/m2)0.9新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m2)24钢筋自重标准值G3k（kN/m2)楼板1.1梁1.5可变荷载调整系数γL0.9注：

上述推导前提是荷载条件满足右侧表格!最不利工况选取作业脚手架1.落地式脚手架：将构造相同的架体归为一类，分别验算不同类型里的最高架体工况。2.悬挑式脚手架：①根据悬挑长度分类，不同距离分别计算。②根据悬挑构造进行分类（阳角型、带联梁）。③构造相同则计算最高架体工况。支模架1.板模板:若板支模体系整体相同，则需验算板最厚处、架体最高处。若支模架体系不同，则需逐个验算以上两个工况。2.梁模板：梁模板验算则先将梁截面归类，同一类别使用同一个支模体系，然后分别对同一类别里，截面最大的梁进行验算，高度最高的梁进行验算；根据《施工脚手架通用规范》（GB55023-2022)的4.3.2节，脚手架计算单元的选取应符合下列规定。1.应选取受力最大的杆件、构配件;2.应选取跨距、间距变化和几何形状、承力特性改变部位的杆件、构配件;3.应选取架体构造变化处或薄弱处的杆件、构配件;4.当脚手架上有集中荷载作用时，尚应选取集中荷载作用范围内受力最大的杆件、构配件。原则：

架体类型不宜过于繁多，

宜增加安全系数支模架支模架平面布置图一（梁平行轴线）支模架立面布置图二（梁与轴线交叉）梁的相对位置不影响最不利工况选取但此时搭设难度大，架体整体性较差，需严格把关，避免形成“豆腐块”。支模架梁垫高大样需注意图纸中的大样梁垫高、梁下挂、加腋等影响验算，特征截面选取时应考虑大样梁下挂大样梁加腋大样计算书生成与检查盘扣式支模架（梁支模架）落地式双排钢管脚手架 悬挑脚手架案例一：某工程的落地式脚手架工程概况：某工程位于湖南长沙市中心，建筑总高度40m，地面为压实后的粘土，建筑物六层有飘板，最大飘出30cm。计划搭设双排落地式脚手架用于主体结构施工。需进行架体设计及计算。40m30cm①根据JGJ130-2011，可先采用立杆横距lb=0.9m，步距h=1.8m，纵距la=1.5m进行架体初步设计。②根据经验，连墙件宜采用两步三跨设置（2h，3la）案例一：某工程的落地式脚手架③架体计算高度h=41.5m。④内立杆距离结构最外边宜留出30cm用于模板，所以内排架距离墙体长度可取0.3+0.3=0.6m。⑤脚手板铺设层数：作业层及作业层的下一层必须满铺脚手板，落地架第二层，中间层不超过10

米且不超过三层满铺一道硬质隔断防护，因此共需6层。⑥其余荷载参数依照软件右侧提示选取即可，若无同类型材料，按荷载较大进行取值。⑦架体高度＞40m，重要性系数1.1。⑧基础扩展面积按实计算，最大取0.25m2。⑨风荷载参数对应项目情况进行选取，计算高度为架体高度。案例一：某工程的落地式脚手架架体参数基本已设置完毕，不防试算因步距调低工人作业不便，建议从立杆间距入手进行优化，有三种途径方案2：缩小立杆纵向间距，不影响作业宽度，但增大架体搭设工程量。方案3：架体间距不变，底部设置双立杆。方案1：缩小立杆横向间距，影响作业宽度，但不增加架体搭设工程量。案例一：某工程的落地式脚手架若两种方案结合使用，是否会更经济呢？双立杆及钢丝绳卸荷作为架体高度50m以上时的增强措施，经济性不佳，常规架体不推荐使用。考虑实际使用，架体宽度不宜更小，因此比较方案2、方案3。双立杆受力由试验确定，若按构造考虑则仍按单立杆计算，建议选取两倍截面0.7折减过方案2：立杆纵向间距1.05m时，可计算通立杆增加43%方案3：立杆纵向间距1.5m不变，增加30m高双立杆，可计算通过立杆增加72%案例一：某工程的落地式脚手架剪刀撑与横向斜撑等搭设时需严格安装规范构造要求进行，

软件计算时无需设置参数。单个扣件的抗滑力(抗滑力为8KN)不能满足要求时可以采用双扣件

(抗滑力为12KN)

进行连接以增加抗滑力。大小横杆布置根据脚手板类型确定扫地杆小横杆在下，大横杆在上。案例二：某工程的悬挑式脚手架某项目外架三维示意某项目外架二维示意工程概况：某工程位于湖南长沙市中心，建筑总高度40m，因底部需穿插施工车道，因此在4层板处设置悬挑架，悬挑架高度19.5m，建筑物四周有悬挑结构，最大挑出1.4m。需进行架体设计及计算。架体初步设计：架体采用常规设置：步距1.8m，横距0.9m，纵距1.5m。连墙件两步三跨，悬挑梁采用16号工字钢，钢丝绳采用16号钢丝绳（不参与计算）关键参数取值型钢悬挑脚手架计算（一）脚手架搭设参数设置同落地架钢丝绳卸荷按构造考虑，但不参与计算悬挑梁必须采用不小于16号的国标工字钢，悬挑长度越长，型号越大案例二：某工程的悬挑式脚手架关键参数取值型钢悬挑脚手架计算（二）案例二：某工程的悬挑式脚手架其余荷载参数设置同落地架，

试着算一算吧。风荷载计算高度为悬挑架离地高度+架体高度阴阳角等主梁不便连跨设置的地方，采用联梁悬挑，计算基本与普通悬挑一致，添加了次梁截面参数。案例二：某工程的悬挑式脚手架课后完成带联梁的悬挑架计算！案例三：某工程的盘扣式支模架实例类型：验算超高（大于8m）支模架支模区域概况：某工程支模架架设在台阶上，架体最大高度9m，板厚180mm，其中最大截面梁尺寸为梁截面600*900mm，需进行支模架设计及计算。初步设计：采用48型盘扣架，梁板立杆共用，支模架步距1.5m，横距1.2m，纵距1.2m，面板采用15mm木模板，次梁采用50×70方木，主梁采用100×50×3方钢管。根据实际材料选取根据软件提示设置系数案例三：某工程的盘扣式支模架梁板支模区域总宽度超危工程取1.1据实选取据实选取案例三：某工程的盘扣式支模架依次完成参数设置，

根据验算提示进行数据调整即可。次梁（平行梁方向）主梁2号主梁超大截面梁支撑体系主梁需加