江阴人院高支模施工方案.docx

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江阴人院高支模施工方案

江阴市人民医院新病房大楼工程

高支模排架搭设施工方案

1、工程概况

1.1江阴市人民医院新病房大楼工程位于江阴市人民医院内，环城北路南侧，老病房楼东侧。

本工程是江阴市人民医院投资建设的重点工程项目之一，总建筑面积69719m2平方米，总建筑高度77.7米，其中地下19233.85㎡，地上50496m2。

主体结构为框架结构，地上二十层，地下二层，该工程为一类高层，耐火等级一级，地下室为结建式人防工程，防核武器、常规武器等级5、6级，平时为自走式小汽车停车库、自行车库，设计结构使用年限50年，抗震设防裂度六度。

基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩做工程桩结合梁板式筏型基础。

工程±0.000标高相当于绝对标高5.650米。

江阴市人民医院新病房大楼工程由江阴市建筑设计研究院有限公司设计，江苏建科建设监理有限公司监理，江阴市质监站质监，南通四建集团有限公司主承建。

1.2本工程涉及高支模施工的范围为4~8轴/A~D轴，层高8.3米，12~13轴/A~L轴，层高9.65米。

4~8轴/A~D轴柱网间距为7.80m×8.00m、3.00m×8.00m，柱子截面有900mm×900mm、900mm×1000mm，框架梁截面350mm×700mm、250mm×600mm、450mm×700mm、500mm×700mm，板厚为120mm；12~13轴/A~L轴为12轴以东30米至13轴，以及13轴以东1.5米悬挑部分，南北向柱网间距为3.00m、7.80m、8.00m、8.20m，柱子截面有900mm×900mm、800mm×800mm，框架梁截面350mm×700mm、250mm×600mm、400mm×700mm、200mm×500mm，板厚为120mm。

2、排架搭设用材

2.1钢管扣件搭设排架是江苏地区典型的较为成功的支模排架搭设用料，为保证搭设的排架能承受模板和混凝土荷载及施工过程中的人员、机械和浇筑砼时的冲击荷载，保证工程质量和施工安全，一层高跨部位采用钢管扣件搭设立模排架。

3、排架的基础条件

3.1本工程一层高支模排架搭设必须在地下一层顶板混凝土达到一定强度后进行，同时一层顶板混凝土浇筑前，不得拆除地下一层支撑体系，才能保证下层混凝土结构安全。

3.2底层浇筑好按照梁的分档间距和立杆的排列均匀模数，在混凝土地坪上纵横方向弹出立杆的十字定位线，确保搭后的排架立杆排列整齐一线，确保能满足模板的置立间距要求。

4、搭设间距及强度加固措施

4.14~8轴/A~D轴纵横向立杆间距700mm，12~13/A~L轴纵横向立杆间距800mm，梁两侧立杆之间为梁宽加500mm，主次梁交叉点下加设一根立杆。

4.2为保证排架立杆有足够的强度，框架梁、板下采用定尺钢管，如接长钢管必须用接头扣件插接，不得用十字扣件咬接，杆子不得采用三段接长。

4.3在框架梁侧面双向设置有效的剪刀撑，在沿支架四周外立面双层满设剪刀撑，剪刀撑按4~6根立杆连接设置，同时在距地0.150米高、3.350米高、6.550米高的纵横水平杆面上设置三道水平剪刀撑，合理的斜撑有利于支架的整体稳定性。

如少用或设置不合理时，柱、梁模校正时排架会出现扭动而影响柱的垂直度和梁的位移；楼面浇砼时在输送泵管的抖动下支架会整体失稳，严重的会发生事故。

4.4经有关试验证明，（东南大学郭正兴教授在钢管排架支模安全讲座中谈到）设置合理的斜撑后，支撑体系立柱的极限承载能力能提高约17%.

4.5设置合理的水平连接拉杆,据有关数据证明排架承载力能提高5.24%；

设置双向纵横方向水平拉杆立杆的极限承载力能提高11.1%。

因此，合理的水平拉杆是很有必要。

4.6水平拉杆间距

4.6.1框架梁、次梁两边侧均必须设扫地杆，扫地杆距地100-150mm，水平杆按1.60m步距搭设三步高，纵横双向满设双向水平杆，确保双向足够的刚度和稳定性。

4.6.2第四档以上的水平拉杆根据不同的梁截面高度，按相对标高抄平拉线搭设。

4.6.3高支模部分立杆与三层楼面的支撑扫地杆必须有效连接，二层支模扫地杆必须与高支模部分连接不少于两个立杆间距。

5、搭设顺序和质量要求

5.1顺序：

根据混凝土地面弹出的梁线（墨线），进行纵横方向弹线（弹红色线）—→按线逐跨先搭框架梁两边侧立杆（为确保安全立杆站立时不倾倒，除扫地杆外必须搭好二步水平拉杆）—→搭梁边侧立杆—→搭平台下立杆—→做第二步水平拉杆—→立杆拉线调整平直—→抄平做框架梁下通长荷载分配水平杆—→做框架梁两面双向对称剪刀斜撑—→搭次梁下荷载分配水平杆—→做平台板搁楞水平杆—→紧固受力横担杆上扣件并加双托扣件防滑—→按模板置立顺序立板。

5.2确保立杆的垂直度偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求，严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的步距格中设置。

5.3确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，，每个扣件都必须拧紧，每个扣件的拧紧力距都要控制在45~60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的。

5.4外口挑出部分横拉杆不得有接头；伸出架外的管头长度应一致；外挑部分如须做斜杆时，杆子斜度应一致，不得超过15度，否则会影响承载力。

5.5剪刀撑应对称设置、十字交叉对中，每跨内（两框架柱间）斜撑下端应在地面落到实处，上端到梁下水平杆，斜度应一致。

在7米以上跨度的板下中部沿纵横方向设置剪刀撑。

在支撑体系四周外立面应满足立面满设剪刀撑。

5.6高支模支撑体系必须与已施工楼面刚性连接，但不与外脚手架连接。

6、施工使用的要求：

6.1精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

6.2严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；

6.3浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

7、排架支撑荷载及承载力计算

根据图纸选取8.30米高跨KL22，450mm×700mm的梁及9.650米高跨KL20，350mm×700mm梁验算支撑体系的稳定性，高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。

支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。

本计算书还参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》，供脚手架设计人员参考。

7.1、梁段:

KL22。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）:

0.45；

梁截面高度D（m）:

0.70

混凝土板厚度（mm）:

120.00；

立杆梁跨度方向间距La（m）:

0.70；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.10；

立杆步距h（m）:

1.60；

梁支撑架搭设高度H（m）：

8.18；

梁两侧立柱间距（m）:

0.95；

承重架支设:

钢管支撑平行梁截面；

板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）:

0.70；

采用的钢管类型为Φ48×3；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:

0.80；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；

钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.5；

新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）:

18.0；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:

2.0；

振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.0

3.材料参数

木材品种：

柏木；

木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；

木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.7；

面板类型：

胶合面板；

面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.梁底模板参数

梁底模板支撑的间距（mm）：

300.0；

面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；

次楞根数：

4；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

500；

穿梁螺栓竖向根数：

2；

穿梁螺栓竖向距板底的距离为：

200mm，200mm；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

钢楞；

截面类型为圆钢管48×3.0；

主楞合并根数：

2；

次楞龙骨材料：

木楞,，宽度50mm，高度100mm；

二、梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

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。

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/（T+15）计算，得5.714h；

T--混凝土的入模温度，取20.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取1.500m/h；

H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取0.750m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为50.994kN/m2、18.000kN/m2，取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

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。

次楞（内龙骨）的根数为4根。

面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

跨中弯矩计算公式如下:

其中，σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--面板的最大弯距（N.mm）；

W--面板的净截面抵抗矩，W=50×1.8×1.8/6=27cm3；

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按以下公式计算面板跨中弯矩：

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括:

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值:

q2=1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m；

q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m；

计算跨度（内楞间距）:

l=193.33mm；

面板的最大弯距M=0.1×10.98×193.3332=4.10×104N.mm；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=4.10×104/2.70×104=1.52N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=1.52N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:

q=18×0.5=9N/mm；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=193.33mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×9×193.334/（100×9500×2.43×105）=0.037mm；

面板的最大容许挠度值:

[ω]=l/250=193.333/250=0.773mm；

面板的最大挠度计算值ω=0.037mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=0.773mm，满足要求！

四、梁侧模板内外楞的计算

1.内楞计算

内楞（木或钢）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，龙骨采用1根木楞，截面宽度50mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50×1002×1/6=83.33cm3；

I=50×1003×1/12=416.67cm4；

内楞计算简图

（1）.内楞强度验算

强度验算计算公式如下:

其中，σ--内楞弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--内楞的最大弯距（N.mm）；

W--内楞的净截面抵抗矩；

[f]--内楞的强度设计值（N/mm2）。

按以下公式计算内楞跨中弯矩：

其中，作用在内楞的荷载，q=（1.2×18×0.9+1.4×2×0.9）×0.193=4.25kN/m；

内楞计算跨度（外楞间距）:

l=500mm；

内楞的最大弯距:

M=0.1×4.25×500.002=1.06×105N.mm；

最大支座力:

R=1.1×4.246×0.5=2.335kN；

经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=1.06×105/8.33×104=1.274N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

内楞最大受弯应力计算值σ=1.274N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.内楞的挠度验算

其中E--面板材质的弹性模量：

10000N/mm2；

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

q=18.00×0.19=3.48N/mm；

l--计算跨度（外楞间距）：

l=500mm；

I--面板的截面惯性矩：

I=8.33×106mm4；

内楞的最大挠度计算值:

ω=0.677×3.48×5004/（100×10000×8.33×106）=0.018mm；

内楞的最大容许挠度值:

[ω]=500/250=2mm；

内楞的最大挠度计算值ω=0.018mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2mm，满足要求！

2.外楞计算

外楞（木或钢）承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力2.335kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面类型为圆钢管48×3.0；

外钢楞截面抵抗矩W=8.98cm3；

外钢楞截面惯性矩I=21.56cm4；

外楞计算简图

外楞弯矩图（kN.m）

外楞变形图（mm）

（1）.外楞抗弯强度验算

其中σ--外楞受弯应力计算值（N/mm2）

M--外楞的最大弯距（N.mm）；

W--外楞的净截面抵抗矩；

[f]--外楞的强度设计值（N/mm2）。

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.483kN.m

外楞最大计算跨度:

l=200mm；

经计算得到，外楞的受弯应力计算值:

σ=4.83×105/8.98×103=53.74N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

外楞的受弯应力计算值σ=53.74N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（2）.外楞的挠度验算

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.344mm

外楞的最大容许挠度值:

[ω]=200/400=0.5mm；

外楞的最大挠度计算值ω=0.344mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=0.5mm，满足要求！

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

其中N--穿梁螺栓所受的拉力；

A--穿梁螺栓有效面积（mm2）；

f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

查表得：

穿梁螺栓的直径:

12mm；

穿梁螺栓有效直径:

9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:

A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:

N=18×0.5×0.3=2.7kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=2.7kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求！

六、梁底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=450×18×18/6=2.43×104mm3；

I=450×18×18×18/12=2.19×105mm4；

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--梁底模板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--计算的最大弯矩（kN.m）；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=300.00mm；

q--作用在梁底模板的均布荷载设计值（kN/m）；

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（24.00+1.50）×0.45×0.70×0.90=8.68kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×0.45×0.90=0.17kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×2.00×0.45×0.90=1.13kN/m；

q=q1+q2+q3=8.68+0.17+1.13=9.98kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×9.979×0.32=0.09kN.m；

σ=0.09×106/2.43×104=3.696N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=3.696N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（（24.0+1.50）×0.700+0.35）×0.45=8.19KN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=300.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ω]=300.00/250=1.200mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×8.19×3004/（100×9500×2.19×105）=0.216mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.216mm小于面板的最大允许挠度值:

[ω]=300/250=1.2mm，满足要求！

七、梁底支撑钢管的计算

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

q1=（24+1.5）×0.45×0.7×0.3=2.41kN；

（2）模板的自重荷载（kN）：

q2=0.35×0.3×（2×0.7+0.45）=0.194kN；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.5+2）×0.45×0.3=0.608kN；

2.木方楞的传递均布荷载验算：

q=（1.2×（2.41×0.194）+1.4×0.608）/0.45=8.834kN/m；

3.支撑钢管的强度验算：

按照均布荷载作用下的简支梁计算

均布荷载，q=8.834kN/m；

计算简图如下

支撑钢管按照简支梁的计算公式

M=0.125qcl（2-c/l）

Q=0.5qc

经过简支梁的计算得到:

钢管最大弯矩Mmax=0.125×8.834×0.45×0.95×（2-0.45/0.95）=0.721kN.m；

钢管最大应力σ=720523.125/4490=160.473N/mm2；

钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2；

水平钢管的最大应力计算值160.473N/mm2小于水平钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2，满足要求！

钢管支座反力RA=RB=0.5×8.834×0.45=1.988kN；

八、梁底纵向钢管计算

作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。

1.梁两侧支撑钢管的强度计算：

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=1.988KN.

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN.m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.331kN.m；

最大变形Vmax=0.437mm；

最大支座力Rmax=5.017kN；

最大应力σ=0.331×106/（4.49×103）=73.732N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值73.732N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度Vmax=0.437mm小于700/150与10mm,满足要求!

九、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

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12.80kN；

　　R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R=0kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

十、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

1.梁两侧立杆稳定性验算:

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力：

N1=5.017kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.125×8.18=1.225kN；

楼板的混凝土模板的自重：

N3=1.2×（0.70/2+（0.95-0.45）/2）×0.70×0.35=0.176kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.2×（0.70/2+（0.95-0.45）/2）×0.70×0.120×（1.50+24.00）=1.542kN；

N=5.017+1.225+0.176+1.542=7.96kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i查表得到；

i--计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.59；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=4.49；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh

（1）

k1--计算长度附加系数，取值为：

1.155；

u--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，u=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度