高层住宅楼消防连廊悬挑模板支架施工方案.docx

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高层住宅楼消防连廊悬挑模板支架施工方案

滨州华滨新苑二期职工保障房住宅小区7#楼

消防连廊模板支撑架施工方案

一、工程概况

滨州华滨新苑二期职工保障房住宅小区7#楼北立面十二层、十六层（结构层标高为32.87m、47.87）位置各设计了一道消防连廊。

消防连廊为悬挑钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，其中挑梁悬挑长度为2.0m，梁的截面尺寸大为200mm×500mm，连梁截面尺寸为200mm×500mm，连廊板厚100mm，连廊宽2000mm（连梁外侧距离）。

二、编制依据：

1、根据本工程施工图纸及有关标准图；

2、根据国家有关规范、标准和地区的有关规程；

3、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）

4、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）；

5、建筑工程质量验收统一标准（GB50300-2013）；

6、建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-2016）；

7、建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）；

8、建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程（DB33/1035-2006）

三、消防连廊模板支撑方案设计

1、由于本工程消防连廊设计为外部悬挑钢混凝土结构，连廊模板排架底部无支撑点，因此在连廊模板排架底部架设钢梁，以作为连廊模板排架支撑点之用。

2、连廊模板排架底部支撑钢梁设置在连廊层高的下一楼层位置，钢梁上架设48×3.5mm钢管排架，以作为连廊模板的支撑。

3、钢梁拟采用16#工字钢，长6m，里端3.5m锚固在已浇筑好的十层楼板上，外端2.5m作为排架及施工脚手架的支撑点；外挑部位下面用斜撑加固。

4、工字钢钢梁水平间距1.4m，里端设置二道（局部三道）锚环（HPB235级16钢筋）。

5、在工字钢钢梁上铺设三道通长12.6#槽钢横梁，作为排架立杆的支撑点，槽钢间距0.9m。

6、

连廊模板支撑排架的立杆横距（垂直连廊方向）0.9m，纵距（沿连廊方向）0.7m；排架底部（距工字钢0.2m处）设置纵、横向扫地杆，排架中部（距工字钢1.4m处）设置纵、横向连杆，排架顶部设置纵、横向承重钢管；排架立杆与剪力墙模板拉结牢固。

7、连廊外侧施工脚手架横距0.95m，纵距1.4m，步距1.8m；脚手板采用木板封闭，上部脚手板高出连廊顶面0.2m；脚手架防护栏杆高度为1.2m。

8、为了使排架及脚手架立杆与工字钢钢梁和槽钢横梁有可靠的定位连接措施，以确保上部架体的稳定。

故在工字钢和槽钢上焊接长度为150-200mm、直径为25mm的钢筋，将立杆套座其外。

连廊模板支架侧立面

四、消防连廊模板支架力学计算：

4.1梁模板支撑架计算（按最不利工况梁的截面200mm×500mm计算）

梁模板支架剖面图梁模板支架平面图

A、参数信息

1、模板支撑及构造参数

（1）梁截面宽度B（m）：

0.20；梁截面高度D（m）：

0.50；

（2）混凝土板厚度（mm）：

120.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.90；

（3）立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.05；

（4）立杆步距h（m）：

1.20；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

0.90；

（5）梁支撑架搭设高度H（m）：

2.56；梁两侧立杆间距（m）：

0.70；

（6）承重架支撑形式：

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

（7）采用的钢管类型为Φ48×3.5；

（8）立杆承重连接方式：

单扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

0.85；

2、荷载参数

（1）新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

24.00；

（2）模板自重（kN/m2）：

0.35；

（3）钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

（4）施工均布荷载标准值（kN/m2）：

3.0；

（5）新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

14.4；

（6）振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

2.0；

（7）振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

4.0；

3、材料参数

（1）木材品种：

杉木；木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.0；

（2）木材抗压强度设计值fc（N/mm）：

10.0；

（3）木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.5；

（4）面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

18.00；

（5）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

（1）梁底方木截面宽度b（mm）：

40.0；梁底方木截面高度h（mm）：

80.0；

（2）梁底纵向支撑根数：

2；

5、梁侧模板参数

（1）主楞间距（mm）：

700；次楞根数：

3；

（2）主楞竖向支撑点数量：

2；

（3）固定支撑水平间距（mm）：

700；

（4）竖向支撑点到梁底距离依次是：

0mm，245mm；

（5）主楞材料：

圆钢管；

（6）直径（mm）：

48.00；壁厚（mm）：

3.50；

（7）主楞合并根数：

2；

（8）次楞材料：

木方；

（9）宽度（mm）：

40.00；高度（mm）：

80.00；

B、梁侧模板荷载计算

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:

F=0.22γtβ1β2V1/2

F=γH

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，取5.000h；

T--混凝土的入模温度，取25.000℃；

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0.600m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.000；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

分别计算得37.183kN/m2、14.400kN/m2，取较小值14.400kN/m2作为本工程计算荷载。

C、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振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞的根数为3根。

面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1、强度计算

材料抗弯强度验算公式如下：

σ＝M/W<[f]

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=70×1.8×1.8/6=37.8cm3；

M--面板的最大弯矩（N·mm）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按照均布活荷载最不利布置下的两跨连续梁计算：

M=0.125ql2

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=1.2×0.7×14.4=12.096kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×0.7×4=3.92kN/m；

计算跨度:

l=（500-120）/（3-1）=190mm；

面板的最大弯矩M=0.125×（12.096+3.92）×[（500-120）/（3-1）]2=7.23×104N·mm；

面板的最大支座反力为:

N=1.25ql=1.25×（12.096+3.920）×[（500-120）/（3-1）]/1000=3.804kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=7.23×104/3.78×104=1.9N/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=1.9N/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

ν=0.521ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:

q=q1=12.096N/mm；

l--计算跨度:

l=[（500-120）/（3-1）]=190mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=70×1.8×1.8×1.8/12=34.02cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.521×12.096×[（500-120）/（3-1）]4/（100×9500×3.40×105）=0.025mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=[（500-120）/（3-1）]/250=0.76mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.025mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.76mm，满足要求！

D、梁侧模板支撑的计算

1、次楞计算

次楞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。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=3.804/0.700=5.434kN/m

本工程中，次楞采用木方，宽度40mm，高度80mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=1×4×8×8/6=42.67cm3；

I=1×4×8×8×8/12=170.67cm4；

E=9000.00N/mm2；

计算简图剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.266kN·m，最大支座反力R=4.184kN，最大变形ν=0.585mm

（1）次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=2.66×105/4.27×104=6.2N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=6.2N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

（2）次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=700/400=1.75mm；

次楞的最大挠度计算值ν=0.585mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.75mm，满足要求！

2、主楞计算

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力4.184kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。

本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3.5mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×5.078=10.16cm3；

I=2×12.187=24.37cm4；

E=206000.00N/mm2；

主楞计算简图

主楞弯矩图（kN·m）主楞变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.282kN·m，最大支座反力R=6.489kN，最大变形ν=0.061mm

（1）主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ=2.82×105/1.02×104=27.8N/mm2；主楞的抗弯强度设计值：

[f]=0.85×205=174.25N/mm2（0.85为钢管强度折减系数）；

主楞的受弯应力计算值σ=27.8N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=174.25N/mm2，满足要求！

（2）主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.061mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=245/400=0.612mm；

主楞的最大挠度计算值ν=0.061mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.612mm，满足要求！

E、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,按支撑在底撑上的简支梁计算。

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=900×18×18/6=4.86×104mm3；

I=900×18×18×18/12=4.37×105mm4；

底模面板计算简图

1、抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

σ=M/W<[f]

钢筋混凝土梁和模板自重设计值（kN/m）：

q1=1.2×[（24.00+1.50）×0.50+0.35]×0.90=14.148kN/m；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=1.4×（2.00+3.00）×0.90=6.300kN/m；

q=14.148+6.300=20.448kN/m；

最大弯矩及支座反力计算公式如下:

Mmax=ql2/8=1/8×20.448×2002=1.02×105N·mm；

RA=RB=0.5ql=0.5×20.448×0.2=2.045kN

σ=Mmax/W=1.02×105/4.86×104=2.1N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=2.1N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[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：

ν=5ql4/（384EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1/1.2=11.790kN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=200.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=200.00/250=0.800mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=5×14.148×2004/（384×9500×4.37×105）=0.071mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.071mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=0.8mm，满足要求！

F、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1、荷载的计算：

梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=1.59/0.7=2.272kN/m

2、方木的支撑力验算

方木计算简图

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4×8×8/6=42.67cm3；

I=4×8×8×8/12=170.67cm4；

（1）方木强度验算:

计算公式如下:

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.272×0.92=0.184kN·m；

最大应力σ=M/W=0.184×106/42666.7=4.3N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木的最大应力计算值4.3N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

（2）方木抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

τ=3V/（2bh0）

其中最大剪力:

V=0.6×2.272×0.9=1.227kN；

方木受剪应力计算值τ=3×1.227×1000/（2×40×80）=0.575N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2；

方木的受剪应力计算值0.575N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.5N/mm2,满足要求!

（3）方木挠度验算:

计算公式如下:

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

方木最大挠度计算值ν=0.677×2.272×9004/（100×9000×170.667×104）=0.657mm；

方木的最大允许挠度[ν]=0.900×1000/250=3.600mm；

方木的最大挠度计算值ν=0.657mm小于方木的最大允许挠度[ν]=3.6mm，满足要求！

3、支撑小横杆的强度验算

梁底模板边支撑传递的集中力：

P1=RA=2.045kN

梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力：

P2=（0.700-0.200）/4×0.900×（1.2×0.120×24.000+1.4×3.000）+1.2×2×0.900×（0.500-0.120）×0.350

=1.149kN

简图（kN·m）剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）变形图（mm）

经过连续梁的计算得到：

支座力:

N1=N2=3.193kN；

最大弯矩Mmax=0.798kN·m；

最大挠度计算值Vmax=1.616mm；

最大应力σ=0.798×106/5080=157.1N/mm2；

支撑抗弯设计强度：

[f]=0.85×205=174.25N/mm2（0.85为钢管强度折减系数）；

支撑小横杆的最大应力计算值157.1N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度174.25N/mm2,满足要求!

G、扣件抗滑移的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，扣件抗滑承载力系数0.85，该工程实际的单扣件承载力取值为6.80kN。

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6.80kN；

　　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=3.193kN；

R<6.80kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

H、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

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：

横向支撑钢管的最大支座反力：

N1=3.193kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.149×2.56=0.457kN；

楼板混凝土、模板及钢筋的自重：

N3=1.2×[（0.90/2+（0.70-0.20）/4）×0.90×0.35+（0.90/2+（0.70-0.20）/4）×0.90×0.120×（1.50+24.00）]

=2.118kN；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：

N4=1.4×（3.000+2.000）×[0.900/2+（0.700-0.200）/4]×0.900=3.622kN；

N=N1+N2+N3+N4=3.193+0.457+2.118+3.622=9.391kN；

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=1.58；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

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]=0.85×205=174.25N/mm2（0.85为钢管强度折减系数）；

lo--计算长度（m）；

根据《扣件式规范》，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a，

为安全计，取二者间的大值，即:

lo=Max[1.155×1.7×1.2,1.2+2×0.05]=2.356m；

k--计算长度附加系数，取值为：

1.155；

μ--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，μ=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=0.05m;

得到计算结果:

立杆的计算长度

lo/i=2356.2/15.8=149；

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=0.312；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9390.531/（0.312×489）=61.5N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=43.5N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=174.25N/mm2，满足要求！

4.2板模板支撑架计算

A、参数信息:

1、模板支架参数

横向间距或排距（m）:

0.70；纵距（m）:

0.90；步距（m）:

1.20；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.05；模板支架搭设高度（m）:

2.42；

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:

单扣件，取扣件抗滑承载力系数:

0.85；

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；（对于普通楼板钢筋密度未超过规范要求）

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

3.000；

3、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；

木方弹性模量E（N/mm2）:

9000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.500；木方的间隔距离（mm）:

300.000；

木方的截面宽度（mm）:

40.00；木方的截面高度（mm）:

80.00；

板模板支架立面图板支架荷载计算单元

B、模板面板计算:

模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度

模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=90×1.82/6=48.6cm3；

I=90×1.83/12=43.74cm4；

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=25×0.12×0.9+0.35×0.9=3.015kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

q2=3×0.9=2.7kN/m；

2、强度计算

计算公式如下:

M=0.1ql2

其中：

q=1.2×3.015+1.4×2.7=7.398kN/m

最大弯矩M=0.1×7.398×3002=66582N·mm；

面板最大应力计算值σ=M/W=66582/48600=1.37N/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1.37N/mm2﹤[f]=13N/mm2,满足要求!

3、挠度计算

挠度计算公式为：

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中q=q1=3.015kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×3.015×3004/（100×9500×43.74×104）=0.04mm；

面板最大允许挠度[ν]=300/250=1.2mm；

面板的最大挠度计算值0.04mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!

C、模板支撑方木的计算:

方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=b×h2/6=4×8×8/6=42.67cm3；

I=b×h3/12=4×8×8×8/12=170.67cm4；

方木楞计算简图（mm）

1、荷载的计算：