建筑施工架结构设计方法
1 绪论
1.1 建筑施工架技术的由来及现状
1.2 建筑施工架的安全问题
1.3 建筑施工架技术走人困境的历史背景
1.4 建筑施工架与结构力学
1.5 结构计算和电脑之应用
1.6 建筑施工架研究中的结构试验
1.7 基础理论与工程实践
2 建筑施工架的结构设计
2.1 建筑施工架的结构设计
2.1.1 基本概念
2.1.2 结构计算基本假设
2.1.3 结构试验和结构设计
2.2 结构计算简图
2.2.1 结构计算简图是力学分析的基础
2.2.2 结构计算简图中的节点
2.2.3 结构计算图与立杆计算长度
2.3 杆系结构的机动分析与几何不变性
2.3.1 建筑施工架的模式
2.3.2 “刚接”、“铰接”和三角形体系
2.3.3 建筑施工架的几何不变条件
2.4 建筑施工架的结构
2.4.1 建筑施工架结构的特点
2.4.2 双排脚手架
2.4.3 模板支撑架
2.4.4 门式钢管架的结构
3 结构的力学分析
3.1 结构力学分析的理论基础
3.1.1 力学分析的基本概念
3.1.2 理论力学与内力计算
3.1.3 材料力学的有关基础理论
3.1.4 压杆稳定和欧拉公式
3.2 组合体结构和结构力学
3.2.1 基本概念
3.2.2 以桁架模式处理建筑施工架
3.2.3 静定与超静定问题
3.2.4 空间结构与平面结构
3.2.5 斜杆与支撑的概念
3.3 超静定结构的计算
3.3.1 超静定结构及超静定次数
3.3.2 超静定结构的力学计算
3.4 多层框架的内力分析
3.4.1 多层框架的内力分析
3.4.2 多层框架与建筑施工架实际情况的差别
3.5 刚架的内力分析
3.5.1 门式钢管架与刚架
3.5.2 刚架的特点与门式钢管架
3.5.3 门式钢管架按刚架计算
3.5.4 门式钢管架的机动分析
3.6 建筑施工架力学分析的几种方法
3.6.1 半刚性节点与框架结构计算法
3.6.2 铰接计算法
3.6.3 电脑计算与结构计算
3.6.4 立杆视为连续的计算方法
4 钢管架的结构与计算
4.1 钢管架的结构类型及统一特点
4.2 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068—2001
4.2.1 建筑施工架安全使用与GB 50068—2001标准
4.2.2 极限状态设计原则和安全系数K
4.2.3 极限状态设计表达式和钢结构强度设计值
4.3 荷载
4.3.1 基本规定
4.3.2 风荷载的计算
4.3.3 脚手架施工荷载标准值的修改意见
4.3.4 模板支撑架荷载的补充说明
4.4 建筑施工架的力学分析和结构计算
4.4.1 概述
4.4.2 双排脚手架的用途及主要结构
4.4.3 双排脚手架的计算简图和机动分析
4.4.4 双排脚手架作用荷载与承载力计算公式
4.4.5 有关长细比限值的规定
4.4.6 连墙件的计算
4.4.7 地基承载力计算
4.4.8 模板支撑架的力学分析和强度计算
4.5 脚手架计算实例
4.5.1 实例一：层高小于3.9m的双排外脚手架
4.5.2 实例二：首层高度小于4.2m时的双排外脚手架
4.5.3 实例三：采用廊道斜杆的双排脚手架
4.5.4 脚手架搭设高度的计算公式
4.6 模板支撑架计算实例
4.6.1 模板支撑架的结构特点与计算
4.6.2 模板支撑架承载力计算实例
4.6.3 抗倾覆计算实例
4.7 计算实例的应用
5 建筑施工架的结构试验
5.1 概述
5.2 结构试验研究的基本原则和主要测定数据
5.2.1 结构试验和结构的力学计算
5.2.2 结构试验测定的主要数据
5.2.3 建筑施工架结构试验的分类
5.3 碗扣式钢管架的荷载试验
5.3.1 碗扣架结构试验的理论依据
5.3.2 整体结构试验的目的
5.3.3 试验方案及测量数据
5.3.4 试验结果汇总与评价
5.3.5 从试验结果分析立杆的连续性及其影响
5.4 碗扣式钢管架“井字架”试验
5.4.1 概述
5.4.2 架体结构和设计参数
5.4.3 加载方法和变形测量
5.4.4 试验报告汇总表及简要说明
5.4.5 评价
5.5 扣件式钢管架结构试验
5.5.1 概述
5.5.2 试验结构参数与方案选择
5.5.3 试验结果及理论分析
5.5.4 对试验结果的讨论与评价
6 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 166—2008）要点诠释
6.1 概述
6.2 碗扣架规范的主导思想和铰接计算法
6.3 杆系结构的几何不变性与架体的倒塌
6.3.1 建筑施工架倒塌的原因
6.3.2 建筑施工架结构的几何不变条件
6.4 压杆稳定和欧拉公式
6.4.1 碗扣架规范中的压杆计算
6.4.2 对欧拉公式的“修改”与“否定”
6.4.3 结构试验与欧拉公式
6.5 结构构造图形与结构计算
6.6 模板支撑架斜杆设置与剪刀撑
6.6.1 模板支撑架斜杆设置
6.6.2 剪刀撑设置
6.7 模板支撑架的倾覆计算和风荷载
6.7.1 风荷载计算的实质
6.7.2 倾覆计算与模板支撑架的高宽比
6.7.3 碗扣架规范中风荷载的计算
6.8 脚手架和模板工程专项施工方案
7 与模板技术相关的几个课题
7.1 概述
7.2 支撑架顶部构造与模板技术
7.3 模板的周转与混凝土拆模强度
7.3.1 模板的周转
7.3.2 混凝土拆模强度
7.3.3 混凝土强度增长规律
7.3.4 三次幂函数曲线填补了规范空白
7.3.5 利用强度一龄期曲线推算混凝土强度
7.3.6 讨论
7.4 恢复“模板翻样”工作，培训支撑架设计人才
7.5 立杆设计的要点
7.6 斜坡顶板及立墙斜支撑的设计
7.7 模板侧压力计算公式
7.7.1 墙柱模板侧压力计算问题
7.7.2 混凝土浇筑过程及其流动性分析
7.7.3 按混凝土的流动性和施工工艺计算模板侧压力
7.7.4 几点讨论
8 建筑施工架技术规范及其工程管理
8.1 建筑施工架技术规范
8.1.1 建筑施工架技术规范的形成及发展
8.1.2 规范的系统化
8.1.3 规范编制的指导思想
8.2 关于建筑施工架的综合规范
8.2.1 综合性规范的特点
8.2.2 钢管架规范的主体内容
8.2.3 新旧规范之间的衔接与调整
8.3 建筑施工架安全问题的历史背景
8.4 运用科学方法研究建筑施工架
8.4.1 科研路线问题
8.4.2 加强基本理论的研究和应用
8.4.3 要沿着承前启后的科学道路前进
8.4.4 要掌握专业技术的实质
8.5 建筑施工架的施工管理
8.5.1 建筑施工架的施工及管理要点
8.5.2 方案编制的管理
8.5.3 现场施工管理
8.5.4 施工人员的培训
9 专业施工方案实录与点评
9.1 概述
9.2 华能大厦工程地下室高大模板支撑方案
9.2.1 方案原文摘录
9.2.2 华能大厦模板支撑架专业施工方案点评
9.3 华能大厦工程（±；0.000以上）模板支架方案
9.3.1 方案原文摘录
9.3.2 华能大厦（±；0.000以上）模板支架方案点评
9.4 地下足球馆模板及支撑体系专项施工方案
9.4.1 方案原文摘录
9.4.2 地下足球馆模板及支撑体系专项施工方案点评
9.5 昆明市轨道交通六号线施工设计方案
9.5.1 方案原文摘录
9.5.2 昆明市轨道交通六号线施工设计方案点评
9.5.3 昆明市轨道交通六号线抗倾覆计算
9.6 关于专业施工方案的改进意见
附录
附录一 Q235钢管轴心受压构件的稳定系数φ
附录二 φ48mm钢管主要计算参数
附录三 圆钢截面积及重量表
附录四 碗扣式脚手架主要构配件种类、规格及重量表
附录五 风荷载计算系数
附录六 全国基本风压分布图
参考文献
1.1 建筑施工架技术的由来及现状
1.2 建筑施工架的安全问题
1.3 建筑施工架技术走人困境的历史背景
1.4 建筑施工架与结构力学
1.5 结构计算和电脑之应用
1.6 建筑施工架研究中的结构试验
1.7 基础理论与工程实践
2 建筑施工架的结构设计
2.1 建筑施工架的结构设计
2.1.1 基本概念
2.1.2 结构计算基本假设
2.1.3 结构试验和结构设计
2.2 结构计算简图
2.2.1 结构计算简图是力学分析的基础
2.2.2 结构计算简图中的节点
2.2.3 结构计算图与立杆计算长度
2.3 杆系结构的机动分析与几何不变性
2.3.1 建筑施工架的模式
2.3.2 “刚接”、“铰接”和三角形体系
2.3.3 建筑施工架的几何不变条件
2.4 建筑施工架的结构
2.4.1 建筑施工架结构的特点
2.4.2 双排脚手架
2.4.3 模板支撑架
2.4.4 门式钢管架的结构
3 结构的力学分析
3.1 结构力学分析的理论基础
3.1.1 力学分析的基本概念
3.1.2 理论力学与内力计算
3.1.3 材料力学的有关基础理论
3.1.4 压杆稳定和欧拉公式
3.2 组合体结构和结构力学
3.2.1 基本概念
3.2.2 以桁架模式处理建筑施工架
3.2.3 静定与超静定问题
3.2.4 空间结构与平面结构
3.2.5 斜杆与支撑的概念
3.3 超静定结构的计算
3.3.1 超静定结构及超静定次数
3.3.2 超静定结构的力学计算
3.4 多层框架的内力分析
3.4.1 多层框架的内力分析
3.4.2 多层框架与建筑施工架实际情况的差别
3.5 刚架的内力分析
3.5.1 门式钢管架与刚架
3.5.2 刚架的特点与门式钢管架
3.5.3 门式钢管架按刚架计算
3.5.4 门式钢管架的机动分析
3.6 建筑施工架力学分析的几种方法
3.6.1 半刚性节点与框架结构计算法
3.6.2 铰接计算法
3.6.3 电脑计算与结构计算
3.6.4 立杆视为连续的计算方法
4 钢管架的结构与计算
4.1 钢管架的结构类型及统一特点
4.2 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068—2001
4.2.1 建筑施工架安全使用与GB 50068—2001标准
4.2.2 极限状态设计原则和安全系数K
4.2.3 极限状态设计表达式和钢结构强度设计值
4.3 荷载
4.3.1 基本规定
4.3.2 风荷载的计算
4.3.3 脚手架施工荷载标准值的修改意见
4.3.4 模板支撑架荷载的补充说明
4.4 建筑施工架的力学分析和结构计算
4.4.1 概述
4.4.2 双排脚手架的用途及主要结构
4.4.3 双排脚手架的计算简图和机动分析
4.4.4 双排脚手架作用荷载与承载力计算公式
4.4.5 有关长细比限值的规定
4.4.6 连墙件的计算
4.4.7 地基承载力计算
4.4.8 模板支撑架的力学分析和强度计算
4.5 脚手架计算实例
4.5.1 实例一：层高小于3.9m的双排外脚手架
4.5.2 实例二：首层高度小于4.2m时的双排外脚手架
4.5.3 实例三：采用廊道斜杆的双排脚手架
4.5.4 脚手架搭设高度的计算公式
4.6 模板支撑架计算实例
4.6.1 模板支撑架的结构特点与计算
4.6.2 模板支撑架承载力计算实例
4.6.3 抗倾覆计算实例
4.7 计算实例的应用
5 建筑施工架的结构试验
5.1 概述
5.2 结构试验研究的基本原则和主要测定数据
5.2.1 结构试验和结构的力学计算
5.2.2 结构试验测定的主要数据
5.2.3 建筑施工架结构试验的分类
5.3 碗扣式钢管架的荷载试验
5.3.1 碗扣架结构试验的理论依据
5.3.2 整体结构试验的目的
5.3.3 试验方案及测量数据
5.3.4 试验结果汇总与评价
5.3.5 从试验结果分析立杆的连续性及其影响
5.4 碗扣式钢管架“井字架”试验
5.4.1 概述
5.4.2 架体结构和设计参数
5.4.3 加载方法和变形测量
5.4.4 试验报告汇总表及简要说明
5.4.5 评价
5.5 扣件式钢管架结构试验
5.5.1 概述
5.5.2 试验结构参数与方案选择
5.5.3 试验结果及理论分析
5.5.4 对试验结果的讨论与评价
6 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 166—2008）要点诠释
6.1 概述
6.2 碗扣架规范的主导思想和铰接计算法
6.3 杆系结构的几何不变性与架体的倒塌
6.3.1 建筑施工架倒塌的原因
6.3.2 建筑施工架结构的几何不变条件
6.4 压杆稳定和欧拉公式
6.4.1 碗扣架规范中的压杆计算
6.4.2 对欧拉公式的“修改”与“否定”
6.4.3 结构试验与欧拉公式
6.5 结构构造图形与结构计算
6.6 模板支撑架斜杆设置与剪刀撑
6.6.1 模板支撑架斜杆设置
6.6.2 剪刀撑设置
6.7 模板支撑架的倾覆计算和风荷载
6.7.1 风荷载计算的实质
6.7.2 倾覆计算与模板支撑架的高宽比
6.7.3 碗扣架规范中风荷载的计算
6.8 脚手架和模板工程专项施工方案
7 与模板技术相关的几个课题
7.1 概述
7.2 支撑架顶部构造与模板技术
7.3 模板的周转与混凝土拆模强度
7.3.1 模板的周转
7.3.2 混凝土拆模强度
7.3.3 混凝土强度增长规律
7.3.4 三次幂函数曲线填补了规范空白
7.3.5 利用强度一龄期曲线推算混凝土强度
7.3.6 讨论
7.4 恢复“模板翻样”工作，培训支撑架设计人才
7.5 立杆设计的要点
7.6 斜坡顶板及立墙斜支撑的设计
7.7 模板侧压力计算公式
7.7.1 墙柱模板侧压力计算问题
7.7.2 混凝土浇筑过程及其流动性分析
7.7.3 按混凝土的流动性和施工工艺计算模板侧压力
7.7.4 几点讨论
8 建筑施工架技术规范及其工程管理
8.1 建筑施工架技术规范
8.1.1 建筑施工架技术规范的形成及发展
8.1.2 规范的系统化
8.1.3 规范编制的指导思想
8.2 关于建筑施工架的综合规范
8.2.1 综合性规范的特点
8.2.2 钢管架规范的主体内容
8.2.3 新旧规范之间的衔接与调整
8.3 建筑施工架安全问题的历史背景
8.4 运用科学方法研究建筑施工架
8.4.1 科研路线问题
8.4.2 加强基本理论的研究和应用
8.4.3 要沿着承前启后的科学道路前进
8.4.4 要掌握专业技术的实质
8.5 建筑施工架的施工管理
8.5.1 建筑施工架的施工及管理要点
8.5.2 方案编制的管理
8.5.3 现场施工管理
8.5.4 施工人员的培训
9 专业施工方案实录与点评
9.1 概述
9.2 华能大厦工程地下室高大模板支撑方案
9.2.1 方案原文摘录
9.2.2 华能大厦模板支撑架专业施工方案点评
9.3 华能大厦工程（±；0.000以上）模板支架方案
9.3.1 方案原文摘录
9.3.2 华能大厦（±；0.000以上）模板支架方案点评
9.4 地下足球馆模板及支撑体系专项施工方案
9.4.1 方案原文摘录
9.4.2 地下足球馆模板及支撑体系专项施工方案点评
9.5 昆明市轨道交通六号线施工设计方案
9.5.1 方案原文摘录
9.5.2 昆明市轨道交通六号线施工设计方案点评
9.5.3 昆明市轨道交通六号线抗倾覆计算
9.6 关于专业施工方案的改进意见
附录
附录一 Q235钢管轴心受压构件的稳定系数φ
附录二 φ48mm钢管主要计算参数
附录三 圆钢截面积及重量表
附录四 碗扣式脚手架主要构配件种类、规格及重量表
附录五 风荷载计算系数
附录六 全国基本风压分布图
参考文献
余宗明，1935年11月生，毕业于清华大学土木系结构专业。退休前历任北京住总集团科技处处长，住总集团副总工程师，教授级高级工程师，享受国务院有突出贡献专家待遇。退休后一直从事施工工作至今。在北京二建期间，作者已参与并取得了——系列突出的科研成果，如首都机场60m预应力屋架的试制试验，屋面整体顶升；1000号（相兰于C85）混凝土拼装式预应力屋架的试制试验和施工。在《土木工程学报》上曾发表《钢筋混凝土屋架合理计算》一文，指出了导致杭州半山钢厂大面积屋架塌落事故的理论错误。作者早在主持住总集团亚运会工程期间，开展的“碗扣架高层建筑中的应用”取得重要研究成果，获北京市科技成果二等奖。通过对脚手架铰接理论的深入研究，发现了现有手册和规范在计算理论上的不足，提出了系统的脚手架计算理论。2001年出版了《新型脚手架的结构原理及安全应用》一书。2004年，作者受中国建筑学会金属结构学会脚手架及模板委员会之委托，参加《碗扣式脚手架施工安全技术规范》（已完成送审稿）的编制工作。
建筑施工架包括脚手架和模板支撑架，近年来其安全问题凸显，而架体的结构设计直接影响到架体稳定性和承载力。作者凭借多年实践经验和艰苦的理论探索，建立了一套完整的建筑施工架设计方法。建筑施工架的主体是落地式立杆和交叉连接的横杆，可称之为“网格式结构”，其设计的重点在于整体结构的构成方法和结构计算方法两部分。余宗明所著的《建筑施工架结构设计方法》结合计算简图，对施工架分别进行了杆件内力分析，提供了相应的杆件承载力计算公式和计算实例，对建筑施工架的结构试验方法也提供了实际指导，深入浅出，简单易懂。掌握了《建筑施工架结构设计方法》的设计方法，即可确保建筑施工架的安全使用。《建筑施工架结构设计方法》从理论和实践上都提供了有价值的信息，是模架专业公司、施工企业和院校的科研人员必不可少的参考书。
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