超高部分模板施工专项方案.docx
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超高部分模板施工专项方案
鄂尔多斯丽景苑二期5#楼工程
模
板
工
程
超
高
支
撑
施
工
方
案
编制单位：
河南华安建设有限公司
丽景苑二期5#楼工程项目部
编制时间：
2011年4月13日
一、编制依据
鄂尔多斯丽景苑二期5#楼项目结构施工图纸
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社；
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社；
《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
二、工程概况
福建工程学院新校北区学生食堂A工程，位于福州闽侯县上街镇福州地区大学城福建工程学院新校区，总造价约1331万元，总建筑面积约13836m2，框架结构。
最大超高部分高度为18.5m。
福建工程学院新校北区公共教学楼工程，位于福州闽侯县上街镇福州地区大学城福建工程学院新校区，总造价约4230万元，总建筑面积约40164m2，框架结构。
最大超高部分高度为17.3m。
综合考虑，选择学生食堂A部分超高楼板模板支撑（楼板厚度取130mm）进行计算，其他超高部分模板支撑参照其进行搭设。
三、超高模板支撑选型与构造
3.1楼板模板支撑选型与构造
1、构造
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆平面布置及稳定性荷载计算单元
2、材料选型
模板面板采用胶合板材料尺寸规格为1830×915×18mm，抗弯强度允许值为14N/mm2,抗剪强度允许值为1.4N/mm2；楼板底搁栅采用50×100mm的方木，间距为366mm；抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2；钢管撑顶部托梁采用100×100mm的方木，间距为1200mm；抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2；
楼板模板支撑采用
48×3.25的钢管，纵、横方向间距不超过1200mm，步距不超过1500mm。
3.2梁模板支撑选型与构造
1、构造
图梁模板支撑架立面简图
2、材料选型
模板面板采用胶合板材料尺寸规格为1830×915×18mm，抗弯强度允许值为14N/mm2,抗剪强度允许值为1.4N/mm2；楼板底搁栅采用100×100mm的方木，间距为366mm；抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2；钢管撑顶部托梁采用100×100mm的方木，间距为1000mm；抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2；
支撑采用钢管
48×3.25，沿梁跨度方向间距为1200mm，垂直于梁跨度方向间距为1000mm，步距不超过1500mm。
四、超高楼板模板支撑计算
扣件式钢管超高模板支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）和《施工技术》2002.3.及《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
模板支架搭设高度为18.5米，支撑采用
48×3.25的钢管。
搭设尺寸为：
立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距l=1.20米，立杆的步距h=1.50米。
板底搁栅采用50×100mm木方，间距为1200mm；梁顶托采用100×100mm木方。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
4.1模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.100×0.130×1.200+0.350×1.200=4.336kN/m
活线荷载标准值q2=（0.000+2.500）×1.200=3.000kN/m
活集中荷载标准值P=2.5KN
计算内力时分别考虑活线荷载满布、活集中荷载作用于跨中单独作用时的内力，再进行比较取大值。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120.00×1.80×1.80/6=64.80cm3；
I=120.00×1.80×1.80×1.80/12=58.32cm4；
（1）抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值（kN/m）；
经计算得到静荷载与活线荷载组合时M=0.100×（1.2×4.336+1.4×3.000）×0.366×0.366=0.126kN.m
静荷载与活集中荷载组合时M=0.100×（1.2×4.336）×0.366×0.366+0.15×2.5×1.4×0.366=0.262kN.m
经比较取M=0.262kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.262×1000×1000/64800=4.04N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
经计算得到静荷载与活线荷载组合时Q=0.600×（1.2×4.336+1.4×3.000）×0.366=2.065kN
静荷载与活集中荷载组合时Q=0.600×（1.2×4.336）×0.366+0.65×2.5×1.4=3.42kN
经比较最大剪力Q=3.42kN
截面抗剪强度计算值T=3×3420/（2×1200.000×18.000）=0.237N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
（3）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×7.336×3664/（100×6000×583200）=0.255mm
面板的最大挠度小于366.0/250,满足要求!
4.2支撑木方的计算
木方按照均布荷载下三跨连续梁计算。
1.荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.100×0.130×0.366=1.194kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.350×0.366=0.128kN/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）：
经计算得到，活荷载标准值q2=（2.500+0.000）×0.366=0.915kN/m
活集中荷载P=2.50
静荷载设计值q1=1.2×1.194+1.2×0.128=1.587kN/m
活线荷载设计值q2=1.4×0.915=1.281kN/m
活集中荷载设计值P=2.50×1.4=3.5kN
计算内力时分别考虑活线荷载满布、活集中荷载作用于跨中单独作用时的内力，再进行比较取大值。
2.木方的计算
（1）抗弯强度计算
按照三跨连续梁计算，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:
经计算得到静荷载与活线荷载组合时M=0.100×（1.587+1.281）×1.2×1.2=0.413kN.m
静荷载与活集中荷载组合时M=0.100×1.587×1.2×1.2+0.15×3.5×1.2=0.859kN.m
经比较取M=0.859kN.m
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.859×1000×1000/83333=10.31N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
经计算得到静荷载与活线荷载组合时Q=0.600×（1.587+1.281）×1.2=2.06kN
静荷载与活集中荷载组合时Q=0.600×1.587×1.2+0.65×3.5=3.42kN
经比较最大剪力Q=3.42kN
截面抗剪强度计算值T=3×3420/（2×50×100）=1.03N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
（3）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
最大变形v=0.677×2.237×1200.04/（100×9000.00×4166666.8）=0.838mm
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
4.3托梁的计算
托梁计算时考虑施工及设备活荷载为1.5kN/m2
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=3.109kN
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁变形图（mm）
托梁剪力图（kN）
经过计算得到最大弯矩M=1.219kN.m
经过计算得到最大支座F=11.384kN
经过计算得到最大变形V=1.7mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.219×106/166666.7=7.31N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×6275/（2×100×100）=0.941N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
（3）顶托梁挠度计算
最大变形v=1.7mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
4.4扣件抗滑移的计算
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；
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。
4.5立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
立杆稳定性验算时考虑施工活荷载为1kN/m2。
考虑到现场使用的钢管实际情况，为确保安全按
48×3.25计算。
1、静荷载标准值包括以下内容：
（1）脚手架钢管的自重（kN）：
NG1=0.129×18.500=2.388kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25.100×0.130×1.200×1.200=4.699kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.591kN。
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=（1.000+0.000）×1.200×1.200=1.440kN
3、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
4.6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，N=11.13kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/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=4.57
W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.79
——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式
（1）或
（2）计算
l0=k1uh
（1）
l0=（h+2a）
（2）
k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；
u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.75
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.50m；
公式
（1）的计算结果：
=129.81N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）的计算结果：
=85.81N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算
l0=k1k2（h+2a）（3）
k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.042；
公式（3）的计算结果：
=127.24N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],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。
表1模板支架计算长度附加系数k1
———————————————————————————————————————
步距h（m）h≤0.90.9k11.1631.1671.1851.243
———————————————————————————————————————
表2模板支架计算长度附加系数k2
—————————————————————————————————————————————
H（m）46810121416182025303540
h+2a或u1h（m）
1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.173
1.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.149
1.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.132
1.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.123
1.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.111
1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.104
2.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101
2.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.094
2.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091
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五、梁模板扣件钢管超高支撑架计算书
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）和《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
模板支架搭设高度为17.8米，采用的钢管类型为
48×3.25。
梁支撑立杆的纵距（跨度方向）la=1.20米，横距（垂直于梁跨度方向）lb=1.20米，立杆的步距h=1.50米，梁底增加0道承重立杆。
基本尺寸为：
梁截面B×D=250mm×700mm，梁底木方为100×100，间距366mm；支撑顶托梁采用100×100木方，间距1000mm。
图1梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为F=1.2×25.100×0.200×0.700×0.370=1.560kN。
采用的钢管类型为
48×3.25。
1、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.100×0.700×0.250+0.350×0.250=4.480kN/m
活荷载标准值q2=（4.000+2.000）×0.250=1.500kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3；
I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4；
（1）抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.100×（1.2×4.480+1.4×1.500）×0.370×0.370=0.102kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.102×1000×1000/13500=7.581N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×（1.2×4.480+1.4×1.500）×0.370=1.660kN
截面抗剪强度计算值T=3×1660.0/（2×250.000×18.000）=0.553N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
（3）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×5.980×3704/（100×6000×121500）=1.041mm
面板的最大挠度小于370.0/250,满足要求!
2、梁底支撑木方的计算
作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。
荷载的计算：
（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：
q1=25.100×0.700×0.370=6.501kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q2=0.350×0.370×（2×0.700+0.250）/0.250=0.855kN/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）：
经计算得到，活荷载标准值P1=（2.000+4.000）×0.250×0.370=0.555kN
均布荷载q=1.2×6.501+1.2×0.855=8.827kN/m
集中荷载P=1.4×0.555=0.777kN
木方计算简图
木方弯矩图（kN.m）
木方变形图（mm）
木方剪力图（kN）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=3.052kN
N2=3.052kN
经过计算得到最大弯矩M=1.176kN.m
经过计算得到最大支座F=3.052kN
经过计算得到最大变形V=1.5mm
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.176×106/166666.7=7.06N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）木方抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3.052/（2×100×100）=0.458N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（3）木方挠度计算
最大变形v=1.5mm
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
3、梁底托梁的计算
梁底托梁选择三榀门架的跨度作为一计算单元。
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁变形图（mm）
托梁剪力图（kN）
经过计算得到最大弯矩M=1.133kN.m
经过计算得到最大支座F=10.581kN
经过计算得到最大变形V=1.5mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.133×106/166666.7=6.80N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×5832/（2×100×100）=0.875N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
（3）顶托梁挠度计算
最大变形v=1.5mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
4、扣件抗滑移的计算
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；
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。
5、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，它包括：
横杆的最大支座反力N1=10.93kN（已经包括组合系数1.4
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