超高支模方案门架.docx

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超高支模方案门架

第一节工程概况

广州禹浔机械有限公司厂区工程A栋，位于广州市永和经济技术开发区内。

建设单位为广州禹浔机械有限公司，设计单位为广东省轻纺设计院，施工单位为广州市南沙区建安建筑工程公司。

本工程超高支模位置为13～17×G～H轴,支模高度为11.6m，支模面积约为208m2，主要为井字梁结构，梁截面尺寸主要有为400×800mm、250×600mm，板厚为120mm。

超高支模搭设基础为120mm厚C25素混凝土。

第二节编制依据

为了保证本工程超高支模施工安全，根据《广东省建设工程高支撑模板系统施工安全管理办法》以及建设部关于《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的要求，加强施工安全的管理，按相关规定特编制本专项施工方案。

方案编制计算依据如下：

（1）广州禹浔机械有限公司厂区工程A栋施工图纸；

（2）《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128—2000）；

（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；

（4）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

（5）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

（6）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）。

第三节施工准备

3.1技术准备

在施工前进行图纸会审及完善施工组织设计方案这两项工作，并组织施工人员认真学习施工图纸、会审记录、施工方案和施工规范等技术文件，做好三级安全技术交底工作，减少和避免施工误差。

3.2物资准备

（1）材料准备：

门式钢管脚手架及其配件的规格、性能及质量应符合现行行业标准《门式钢管脚手架》（JGJ76）的规定。

钢管应平直，平直度允许偏差为管长的1/500；两端面应平整，不得有斜口、毛口；严禁使用有硬伤（硬弯、砸扁等）及严重锈蚀的钢管。

新进场的还应有出厂合格证明书及产品标志，周转使用的门架及其配件应按规范的有关规定进行质量类别判定、维修及使用。

确保材料质量合格，货源充足，按材料进场计划分期分批进场，并按规定地点存放，做好遮盖保护。

（2）机具准备：

根据施工机具需用量计划，做好机械的租赁和购买计划，并做好进场使用前的检验、保养工作，确保运转正常。

（3）周转材料准备：

做好模板、钢管支托等周转料的备料工作，分批分期进场。

3.3劳动力准备

（1）根据开工日期和劳动力需要量计划，组织工人进场，并安排好工人生活。

水、电管线架设和安装已完成，能够满足工程施工及工程管理、施工人员生活的用水、用电需要。

（2）做好施工人员进场的安全、质量、防火、文明施工等教育工作，进行岗前培训，对关键技术工种必须持证上岗，按规定进行三级安全技术交底，交底内容包括：

施工进度计划；各项安全、技术、质量保证措施；质量标准和验收规范要求；设计变更和技术核定等。

必要时进行现场示范，同时健全各项规章制度，加强遵纪守法教育。

第四节支撑方案

4.1模板及支撑架的材料选择

支顶系统主要材料如下：

（1）模板：

均采用915mm×1830mm×18mm（厚）胶合板；

（2）木枋：

均采用80×80mm木枋；

（3）支撑系统：

选用MF1219、MF1209门式钢管脚手架及其配件，Φ12对拉螺杆；

（4）纵横水平拉杆、纵横向剪刀撑：

选用Φ48×3.5mm钢管及其配件；

（5）垫板：

采用80×80mm双木枋或40×40cm木板垫放。

4.2支撑系统的设计

本工程超高部位的设计情况：

柱网为9900×10500mm，主、次梁截面尺寸均在400mm×800mm及以下，板厚为120mm；并结合施工现场的实际情况，确定选用门式钢管脚手架（以下简称门式架）搭设超高支撑系统，门式架布置间距为900mm，跨距为1830mm。

水平加固杆布置：

水平加固杆应在支撑架的周边顶层、底层及中间每5列、5排通长连续设置，形成水平闭合圈，并应采用扣件与门架立杆扣牢；在底步门式架两侧离柱脚200mm处设通长扫地杆，支撑架顶部及上下两榀门式架连接处各设一道；水平加固杆应顶至已浇筑的混凝土框架梁、柱上，加强高支撑系统的整体抗倾覆能力。

剪刀撑布置：

在支撑架外侧周边和内部每隔5～7个门架间距设置，斜杆与地面倾角宜为45°～60°。

剪刀撑若采用搭接接长，搭接长度不宜小于1000mm，搭接处应采用两个扣件扣紧。

支撑架顶部、底部采用可调托座。

顶托螺杆不宜超过300mm，底托螺杆不宜超过200mm。

当超过200mm时，一榀门式架承载力设计值Nd应根据可调底座调节螺杆设处长度进行修正。

凡螺杆伸出长度超过规范要求时必须在螺杆位置加设纵横钢管水平拉杆一道。

基本布置图见附图所示。

4.3模板系统的设计

为简化设计，根据本工程施工图纸，现选择以下两种情况作为超高支模设计和计算依据：

情况一：

梁截面尺寸为400×800mm，考虑到梁两侧楼板荷载的影响，计算高度取梁侧板底高度11.48m。

梁支撑系统采用5个MF1219门式架进行组合支撑，并通过调整可调托座来满足支模高度要求。

梁模板支撑门式架采用垂直梁轴线布置，间距为900mm；梁底铺设三层木枋，梁底模横枋间距为400mm；第二层设置两道纵向木枋，间距为900mm；顶托梁采用双木枋。

侧模内龙骨采用80×80mm木枋，间距为250mm；沿梁截面高度方向设置1道Φ12对拉螺栓，纵向间距为500mm，对拉螺栓处梁侧外龙骨采用Φ48×3.5的双钢管。

情况二：

楼板的厚度为120mm，支模高度为11.48m。

板底纵楞间距300mm，顶托采用双木枋平铺。

梁截面尺寸为250mm×600的统一按情况一搭设高支模，梁侧模不须设置对拉螺栓。

第五节高支模验算书

5.1支模方案的计算说明

木枋弹性模量E=9000N/mm2夹板弹性模量E=9000N/mm2

木材抗弯强度设计值取13N/mm2木材抗剪强度取设计值1.3N/mm2

木材容许挠度l/250钢管容许挠度l/250、10mm

截面惯性矩I=bh3/12截面抵抗矩W==bh2/6

5.2情况一高支模计算书

（一）梁模板及支架的基本参数

梁模板支模高度按11.48m，截面尺寸以400×800mm进行验算，板厚120mm，梁底门式架间距为900mm；梁底铺设三层木枋，梁底模横枋间距为400mm；第二层设置两道纵向木枋，间距为900mm；顶托梁采用双木枋；侧模内龙骨采用80×80mm木枋，间距为250mm。

沿梁截面高度方向设置1道Φ12对拉螺栓，纵向间距为500mm，对拉螺栓处梁侧外龙骨采用Φ48×3.5的双钢管。

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=1.2×25.500×0.120×0.500×0.400=0.734kN。

（二）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=25.500×0.800×0.400+0.340×0.400=8.296kN/m

活荷载标准值q2=2.000×0.400=0.800kN/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=40.00×1.80×1.80/6=21.60cm3；

I=40.00×1.80×1.80×1.80/12=19.44cm4；

（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13.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×8.296+1.4×0.800）×0.400×0.400=0.177kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.177×1000×1000/21600=8.204N/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×（1.2×8.296+1.4×0.800）×0.400=2.658kN

截面抗剪强度计算值T=3×2658.0/（2×400.000×18.000）=0.554N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.677×8.296×4004/（100×9000×194400）=0.822mm

面板的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

（三）梁底横枋的计算

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.500×0.800×0.400=8.160kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.340×0.400×（2×0.800+0.400）/0.400=0.680kN/m

（3）活荷载为振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=2.000×0.400×0.400=0.320kN

均布荷载q=1.2×8.160+1.2×0.680=10.608kN/m

集中荷载P=1.4×0.320=0.448kN

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=3.080kN

N2=3.080kN

经过计算得到最大弯矩M=0.986kN.m

经过计算得到最大支座F=3.080kN

经过计算得到最大变形V=2.5mm

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=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3；

I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4；

2.木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.986×106/85333.3=11.56N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

3.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=3×3.079/（2×80×80）=0.722N/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!

4.木方挠度计算

最大变形v=2.5mm

木方的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

（四）梁底纵枋计算

纵枋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=0.061kN/m。

纵枋计算简图

纵枋弯矩图（kN.m）

纵枋变形图（mm）

纵枋剪力图（kN）

经过计算得到最大弯矩M=0.684kN.m

经过计算得到最大支座F=8.708kN

经过计算得到最大变形V=0.9mm

纵枋的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3；

I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4；

（1）纵枋抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.684×106/85333.3=8.02N/mm2

纵枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）纵枋抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×3346/（2×80×80）=0.784N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

纵枋的抗剪强度计算满足要求!

（3）纵枋挠度计算

最大变形v=0.9mm

纵枋的最大挠度小于900.0/250,满足要求!

（五）顶托梁计算

托梁按照集中与均布荷载下单跨梁计算。

均布荷载取托梁的自重q=0.123kN/m。

顶托梁计算简图

木方弯矩图（kN.m）

木方变形图（mm）

木方剪力图（kN）

经过计算得到最大弯矩M=0.981kN.m

经过计算得到最大支座F=8.783kN

经过计算得到最大变形V=2.927mm

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=16.00×8.00×8.00/6=170.67cm3；

I=16.00×8.00×8.00×8.00/12=682.67cm4；

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.981×106/170666.7=5.748N/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=3×8783/（2×160×80）=1.029N/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=2.927mm

顶托梁的最大挠度小于1220.0/250,满足要求!

（六）立杆的稳定性计算

1.门架静荷载计算

门架静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架自重产生的轴向力（kN/m）

门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：

门架（MF1219）1榀0.224kN

交叉支撑2副2×0.040=0.080kN

连接棒2个2×0.006=0.012kN

可调底座2个2×0.035=0.070kN

可调托座2个2×0.045=0.090kN

合计0.476kN

经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1=0.476/1.950=0.244kN/m

（2）加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力计算（kN/m）

剪刀撑采用

48.0×3.5mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算：

tg

=（4×1.950）/（4×1.830）=1.066

2×0.038×（4×1.830）/cos

/（4×1.950）=0.105kN/m

水平加固杆采用

48.0×3.5mm钢管，按照1步1跨设置，每米高的钢管重为

0.038×（1×1.830）/（1×1.950）=0.036kN/m

每跨内的直角扣件1个，旋转扣件1个，每米高的钢管重为0.037kN/m；

（1×0.014+4×0.014）/1.950=0.037kN/m

每米高的附件重量为0.020kN/m；

每米高的栏杆重量为0.010kN/m；

经计算得到，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计

NGk2=0.208kN/m

经计算得到，静荷载标准值总计为NG=0.452kN/m。

2.托梁传递荷载

托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。

经计算得到，托梁传递荷载为NQ=17.566kN。

3.立杆稳定性计算

作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式

N=1.2NGH+NQ

其中NG——每米高脚手架的静荷载标准值，NG=0.452kN/m；

　　NQ——托梁传递荷载，NQ=17.566kN；

　　H——脚手架的搭设高度，H=11.48m。

经计算得到，N=1.2×0.452×11.480+17.566=23.793kN。

门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算

其中N——作用于一榀门架的轴向力设计值，N=23.793kN；

　　Nd——一榀门架的稳定承载力设计值（kN）；

一榀门架的稳定承载力设计值公式计算

其中

——门架立杆的稳定系数,由长细比kh0/i查表得到，

=0.337；

　　k——调整系数，k=1.13；

　　i——门架立杆的换算截面回转半径，i=1.53cm；

　　I——门架立杆的换算截面惯性矩，I=7.21cm4；

　　h0——门架的高度，h0=1.93m；

　　I0——门架立杆的截面惯性矩，I0=6.08cm4；

　　A1——门架立杆的净截面面积，A1=3.10cm2；

　　h1——门架加强杆的高度，h1=1.54m；

　　I1——门架加强杆的截面惯性矩，I1=1.42cm4；

　　A——一榀门架立杆的毛截面积，A=2A1=6.20cm2；

　　f——门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

Nd调整系数为0.8。

经计算得到，Nd=0.8×42.790=34.232kN。

立杆的稳定性计算N

（七）梁侧模板验算

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设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中

c——混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t——新浇混凝土的初凝时间，取200/（T+15），取4.651h；

T——混凝土的入模温度，取28.000℃；

V——混凝土的浇筑速度，取2.500m/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0.800m；

1——外加剂影响修正系数，取1.000；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=19.200kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=19.200kN/m2

倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.000kN/m2。

1.梁侧模面板计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算，计算简图如下

梁侧模板计算简图

（1）.抗弯强度计算

抗弯强度计算公式要求：

f=M/W<[f]

其中f——梁侧模板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

　　M——计算的最大弯矩（kN.m）；

　　q——作用在梁侧模板的均布荷载（N/mm）；

　q=（1.2×19.20+1.4×4.00）×0.80=22.912N/mm

最大弯矩计算公式如下:

M=-0.10×22.912×0.2502=-0.143kN.m

f=0.143×106/43200.0=3.315N/mm2

梁侧模面板抗弯计算强度小于13.00N/mm2,满足要求!

（2）.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6×0.250×22.912=3.437kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×3437/（2×800×18）=0.358N/mm2

　截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

（3）.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

其中q=19.20×0.80=15.36N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v=0.677×15.360×250.04/（100×9000.00×388800.0）=0.116mm

梁侧模板的挠度计算值:

v=0.116mm小于[v]=250/250,满足要求!

2.对拉螺栓计算

计算公式:

N<[N]=fA

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；

穿梁螺栓承受最大拉力N=（1.2×19.20+1.4×4.00）×0.80×0.50/1=11.46kN

穿梁螺栓直径为12mm；

穿梁螺栓有效直径为9.9mm；

穿梁螺栓有效面积为A=76.000mm2；

穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=12.920kN；

穿梁螺栓承受拉力最大值为N=11.456kN；

穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距500mm。

每个截面布置1道穿梁螺栓。

穿梁螺栓强度满足要求!

5.3情况二高支模计算书

（一）楼板模板及支架的基本参数

楼板模板支撑高度按11.48m，板厚为120mm，门式架搭设间距为900mm；板底采用单木枋，间距300mm；板顶托采用双木枋。

（二）楼板底木方的计算

木方按照简支梁计算，木方的截面力学参数为

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.100×0.200×0.300=1.506kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.340×0.300=0.102kN/m

（3）活荷载为施工人员与施工设备产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q3=2.500×0.300=0.750kN/m

经计算得到，木方荷载计算值Q=1.2×（1.506+0.102）+1.4×0.750

=2.980kN/m

2.木方强度、挠度、抗剪计算

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=1.073kN

N2=2.950kN

N3=2.950kN

N4=1.073kN

经过计算得到最大弯矩M=0.241kN.m

经过计算得到最大支座F=2.950kN

经过计算得到最大变形V=0.4mm

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=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3；

I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.241×106/85333.3=2.82N/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

面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1.608/（2×80×80）=0.377N/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=0.4mm

木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!

（三）楼板底托梁计算

梁底托梁选择三榀门架的跨度作为一计算单元（软件计算模型取三跨计算，计算值已具备一定的安全储备）。

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=0.123kN/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=1.263kN.m

经过计算得到最大支座F=10.