粮库高支模施工方案3期.docx
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粮库高支模施工方案3期
江苏无锡国家粮食储存库仓储东区项目
散装平房仓高支模
专项施工方案
华仁建设集团有限公司
2010-3-18
散装平房仓高支模专项施工方案
一、工程概况
江苏无锡国家粮食储备库仓储东区项目工程散装平房仓8#、9#、10#及21#仓；工程建设地点：
新区城南路29号；属于砖混结构；地上1层；地下0层；建筑高度：
12.4m；标准层层高：
9m；总建筑面积约：
14000平方米；总工期：
210天。
本工程由江苏无锡国家粮食储备库投资建设，国家粮食储备局无锡科学研究设计院设计，无锡水文工程地质勘察院地质勘察，南通瑞达监理公司监理，华仁建设集团有限公司组织施工；由耿德启担任项目经理，丁伟担任技术负责人。
高支撑架的计算依据：
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
二、参数信息:
1.模板支架参数
横向间距或排距（m）:
1.00；纵距（m）:
1.00；步距（m）:
1.50；
立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:
0.10；模板支架搭设高度（m）:
6.00；
采用的钢管（mm）:
Φ48×3.5；板底支撑连接方式:
方木支撑；
立杆承重连接方式:
可调托座；
2.荷载参数
模板与木板自重（kN/m2）:
0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:
25.000；
施工均布荷载标准值（kN/m2）:
2.500；
4.材料参数
面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木；
面板弹性模量E（N/mm2）:
9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:
13；
木方抗剪强度设计值（N/mm2）:
1.400；木方的间隔距离（mm）:
250.000；
木方弹性模量E（N/mm2）:
9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:
13.000；
木方的截面宽度（mm）:
50.00；木方的截面高度（mm）:
100.00；
托梁材料为：
12.6号槽钢；
5.楼板参数
楼板的计算厚度（mm）:
120.00；
图2楼板支撑架荷载计算单元
三、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W=100×1.82/6=54cm3；
I=100×1.83/12=48.6cm4；
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：
q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m；
（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：
q2=2.5×1=2.5kN/m；
2、强度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
其中：
q=1.2×3.35+1.4×2.5=7.52kN/m
最大弯矩M=0.1×7.52×0.252=0.047kN·m；
面板最大应力计算值σ=47000/54000=0.87N/mm2；
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；
面板的最大应力计算值为0.87N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
其中q=3.35kN/m
面板最大挠度计算值v=0.677×3.35×2504/（100×9500×48.6×104）=0.019mm；
面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm；
面板的最大挠度计算值0.019mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
四、模板支撑方木的计算:
方木按照两跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6=83.33cm3；
I=5×10×10×10/12=416.67cm4；
方木楞计算简图
1.荷载的计算：
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q1=25×0.25×0.12=0.75kN/m；
（2）模板的自重线荷载（kN/m）:
q2=0.35×0.25=0.088kN/m；
（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/m）：
p1=2.5×0.25=0.625kN/m；
2.强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载q=1.2×（q1+q2）+1.4×p1=1.2×（0.75+0.088）+1.4×0.625=1.88kN/m；
最大弯矩M=0.125ql2=0.125×1.88×12=0.235kN·m；
方木最大应力计算值σ=M/W=0.235×106/83333.33=2.82N/mm2；
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2；
方木的最大应力计算值为2.82N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算：
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:
V=0.625×1.88×1=1.175kN；
方木受剪应力计算值τ=3×1.175×103/（2×50×100）=0.352N/mm2；
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2；
方木的受剪应力计算值0.352N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!
4.挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=0.838kN/m；
最大挠度计算值ν=0.521×0.838×10004/（100×9500×4166666.667）=0.11mm；
最大允许挠度[V]=1000/250=4mm；
方木的最大挠度计算值0.11mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!
五、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
托梁采用：
12.6号槽钢；
W=62.137cm3；
I=391.466cm4；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=2.35kN；
托梁计算简图
托梁计算弯矩图（kN·m）
托梁计算变形图（mm）
托梁计算剪力图（kN）
最大弯矩Mmax=0.881kN·m；
最大变形Vmax=0.077mm；
最大支座力Qmax=10.281kN；
最大应力σ=881390.986/62137=14.185N/mm2；
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；
托梁的最大应力计算值14.185N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为0.077mm小于1000/150与10mm,满足要求!
六、模板支架立杆荷载标准值（轴力）:
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
（1）脚手架的自重（kN）：
NG1=0.138×6=0.83kN；
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.35×1×1=0.35kN；
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25×0.12×1×1=3kN；
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.18kN；
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值NQ=（2.5+2）×1×1=4.5kN；
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=11.316kN；
七、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（kN）：
N=11.316kN；
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=1.58cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.89cm2；
W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：
W=5.08cm3；
σ--------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205N/mm2；
L0----计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算
l0=h+2a
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；
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；
上式的计算结果：
立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m；
L0/i=1700/15.8=108；
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11316.48/（0.53×489）=43.664N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=43.664N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算
l0=k1k2（h+2a）
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；
k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.007；
上式的计算结果：
立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.007×（1.5+0.1×2）=2.029m；
Lo/i=2028.602/15.8=128；
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11316.48/（0.406×489）=57N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=57N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
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。
以上表参照《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
八、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=120×1=120kpa；
其中，地基承载力标准值：
fgk=120kpa；
脚手架地基承载力调整系数：
kc=1；
立杆基础底面的平均压力：
p=N/A=11.316/0.25=45.266kpa；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=11.316kN；
基础底面面积：
A=0.25m2。
p=45.266≤fg=120kpa。
地基承载力满足要求！
九、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容
1.模板支架的构造要求：
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；
c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计：
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；
b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。
3.整体性构造层的设计：
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；
b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；
d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。
4.剪刀撑的设计：
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；
b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。
5.顶部支撑点的设计：
a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；
b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求：
a.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框格层中设置；
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
7.施工使用的要求：
a.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；
b.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；
c.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。
十、模板施工时应注意的主要技术质量问题
1）定位控制：
本工程存在的定位问题，许多构件定位不能简单地从图中即可了解到，因而必须确定在模板安装前确保定位放线的正确性，不能因无定位而制作模板或影响定位放线。
2）施工缝的清理：
模板封闭或安装前，必须将所有砼施工缝清理干净，以便上部砼浇筑时确保接浆的严密。
3）梁柱接头的处理：
对梁板柱墙同时浇筑的部位，可通过控制好柱墙模板施工质量与尺寸控制可解决梁柱接头问题；当柱墙与梁板分开浇筑时，在梁模板安装前，先行进行柱头接头部位模板的制作安装。
4）钢筋的定位：
无论量墙柱、还是梁均存在钢筋的定位问题，模板封闭前须根据定位控制线烧焊好钢筋的定位筋。
5）标高的控制：
本工程涉及的标高控制较多，须非常仔细。
6）预留洞的处理：
预留洞处不仅模板要封闭好，安装牢固，同时在模板封闭前应检查标高位置及其加强筋。
7）施工埋件的安装。
十一、模板拆除
模板的拆除，应严格按模板装拆施工方案和国家安全施工文明施工规定执行。
1）模板的拆除，除了非承重侧模应以能保证砼表面及棱角不受损坏时（大于1N/mm2）方可拆除外，承重模板应按《砼结构工程施工及验收规范》的有关规定执行。
2）模板拆除的顺序的方法，应按照配板设计的规定进行，遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位和后承重部位以及自上而下的原则，拆模时，严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。
拆除的模板和配件，严禁抛扔，要有人接应传递，按指定地点堆放。
并做到及时清理、维修和涂刷好隔离剂，以备待用。
3）对于一般结构板（转换层应达100%），在板的砼强度达设计的强度的50%后，可拆除大部分模板及其支撑，本工程为预应力板，必须等砼强度达设计的强度的100%后，方可拆除。
模板拆除安全技术措施
1、一般要求
拆模时对混凝土强度的要求，根据《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定，现浇混凝土结构模板及其支撑拆除时的混凝土强度，应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列要求：
1）不承重的侧模板，包括梁、柱、墙侧模，在混凝上强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除。
一般墙体大模板在常温条件下，混凝土强度达到1N/mm2即可拆除。
2）承重模板，包括梁、板等水平结构的底模，应根据与结构同条件养护的试块强度达到表2-1-8-1的规定，方可拆除。
表2-1-8-1现浇结构拆模时所需混凝土强度
项次
结构类型
结构跨度
按混凝土达到设计强度标准值的百分率计（%）
1
板
≤2
50
＞2，≤8
75
＞8
100
2
梁、拱、壳
≤8
75
＞8
100
3
悬臂构件
≤2
75
＞2
100
3）在拆模过程中，如发现实际结构混凝土强度并未达到要求，有影响结构安全的质量问题时，应暂停拆除。
待实际强度达到要求后，方可继续拆除。
2、拆除之前必须有拆模申请，并根据同条件养护试块强度测试结果达到规定时，技术负责人方可批准拆模。
3、各类模板拆除的顺序和方法，应根据模板设计的规定进行，如果模板设计无规定时，可按“先支的后拆，后支的先拆”的顺序进行，以及“先拆非承重的模板，后拆承重的模板”及支撑的顺序进行拆除。
4、拆除的模板必须随拆随清理，以免钉子扎脚，或阻碍通行和发生事故。
5、拆模时，拆模区应设警戒线，严防有人误入被砸伤。
6、拆模不能采取猛橇、以致大片塌落的方法拆除顶模。
7、拆模必须待上部荷载全部稳定后方可进行拆模。
模板拆除注意事项
（1）拆模时不要用力过猛过急，拆下来的模板和支撑用料要及时运走、整理。
（2）拆模顺序一般应是后支的先拆、先支的后拆，先拆非承重部分，后拆承重部分。
重大复杂模板的拆除，事先要制定拆模方案。
（3）混凝土板上拆模后形成的临边或洞口，应按规定进行防护。
（4）拆平台模时，不得一次性将顶撑全部拆除，应按顺序分批拆，以免模板在自重荷载体作用下发生一次性大面积脱落。
（5）拆模时必须设置警戒区域，并派专人监护，拆模必须干净彻底，不得保留有悬空模板。
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