论高大模板支撑方案计算与施工1.docx
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论高大模板支撑方案计算与施工1
论高大模板支撑方案计算与施工
常州建设工程监理有限公司应新华
【摘要】本工程模板属于高大模板支撑系统，对梁、结平板及其支撑架方案进行计算、搭设施工进行安全技术分析。
【关键词】高大模板支撑系统方案计算施工
1工程概况：
本工程为常州海博生物医药孵化器有限公司新建项目，位于常州市新北区华山路、西江路转角处，无地下室、地上框架三层，层高4.95m、4.5m、4.85m。
-
/
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轴、
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/
-
轴两处通道高度9.45米，建筑面积约700m2，属于高支模，需专家论证后实施。
高大模板部位工程结构概况
序号
部位
结构情况
1
通道架空层
板
板厚：
120mm
最大跨度为：
10m
高度承重架：
9.45m
梁
截面尺寸：
250×600、300×900、350×900
最大跨度为：
10m
高度承重架：
9.45m
地基情况
地基回填土夯实、10cm厚C15砼垫层
水平及竖向构件情况
高支模部位的梁板结构随同结平梁板一同浇筑，且底板位置模板暂不拆除，内柱砼先浇筑，待四层结构浇筑后方可拆除高支模。
2材料选择
材料
规格
性能指标及其他
钢管
Q235钢φ48×3.0
抗弯强度设计值：
fm=200N/mm2
截面积：
A=4.24cm2
惯性矩：
I=10.78cm4
截面模量：
W=4.49cm3
弹性模量：
E=2.06×105N/mm2
木方（松木）
40×90
自重30N/m
截面惯性距Ix=243mm4
截面最大抵抗距Wx=54mm3
顺纹抗剪：
fv=1.5N/mm2
顺纹抗压：
fc=12N/mm2
顺纹抗拉：
ft=8.5N/mm2
抗弯：
fm=13N/mm2
弹性模量：
E=9000N/mm2
多层板
12厚
根据《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程----混凝土结构工程》（DGJ32/J30-2006）表4.1.3-2中的数据：
截面模量：
W=24000mm2，
弹性模量：
E=9000N/mm2，
惯性矩：
I=144000mm4
静弯曲强度垂直纤维向最小值：
f=10.32N/mm2
抗剪：
τ=1.2N/mm2
自重0.066KN/m2（现场秤量）
对拉螺栓
φ12
【N】=12.9KN
扣件
单扣件承载力
8KN
双扣件承载力
12KN
U型顶托
承载力
30KN（螺杆长度≥500mm）
3方案计算：
3.1板模板（120）厚计算书
3.1.1工程属性
新浇混凝土楼板名称
120厚板
新浇混凝土楼板板厚（mm）
120
新浇混凝土楼板边长L（m）
10
新浇混凝土楼板边宽B（m）
9
3.1.2荷载设计
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算面板和小梁时的均布活荷载（kN/m2）
2.5
当计算面板和小梁时的集中荷载（kN）
2.5
当计算主梁时的均布活荷载（kN/m2）
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载（kN/m2）
1
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板自重标准值
0.1
面板及小梁自重标准值
0.3
楼板模板自重标准值
0.5
模板及其支架自重标准值
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
1.1
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.25
0.18
风压高度变化系数μz
0.9
风荷载体型系数μs
0.8
3.1.3模板体系设计
模板支架高度（m）
9.45
立柱纵向间距la（mm）
1100
立柱横向间距lb（mm）
1100
水平拉杆步距h（mm）
1800
立柱布置在混凝土板域中的位置
中心对称
立柱距混凝土板短边的距离（mm）
50
立柱距混凝土板长边的距离（mm）
100
主梁布置方向
平行楼板长边
小梁间距（mm）
250
小梁距混凝土板短边的距离（mm）
125
小梁两端各悬挑长度（mm）
100，100
设计简图如下：
模板设计平面图
模板设计剖面图（楼板长向）
模板设计剖面图（楼板宽向）
3.1.4面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度（mm）
12
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1"面板可按简支跨计算"的规定，另据现实，楼板面板应搁置在梁侧模板上，因此本例以简支梁，取1m单位宽度计算。
计算简图如下：
W＝bh2/6=1000×12×12/6＝24000mm3，I＝bh3/12=1000×12×12×12/12＝144000mm4
1、强度验算
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×（0.1+（1.1+24）×0.12）+1.4×2.5，1.35×（0.1+（1.1+24）×0.12）+1.4×0.7×2.5]×1=6.51kN/m
q2＝0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.1×1=0.11kN/m
p＝0.9×1.3×Q1K=0.9×1.4×2.5＝3.15kN
Mmax＝max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]=max[6.51×0.252/8，0.11×0.252/8+3.15×0.25/4]=0.2kN·m
σ＝Mmax/W＝0.2×106/24000＝8.24N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
q＝（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.1+（1.1+24）×0.12）×1=3.11kN/m
ν＝5ql4/（384EI）＝5×3.11×2504/（384×10000×144000）＝0.11mm≤[ν]＝l/400＝250/400＝0.62mm
满足要求！
3.1.5小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格（mm）
40×90
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.78
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
54
小梁截面惯性矩I（cm4）
243
因[B/lb]取整＝[9000/1100]取整＝8，按四等跨连续梁计算，又因小梁较大悬挑长度为100mm，因此需进行最不利组合，计算简图如下：
3.1.6强度验算
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×（0.3+（1.1+24）×0.12）+1.4×2.5，1.35×（0.3+（1.1+24）×0.12）+1.4×0.7×2.5]×0.25＝1.68kN/m
因此，q1静＝0.9×1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=0.9×1.2×（0.3+（1.1+24）×0.12）×0.25＝0.89kN/m
q1活＝0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.25＝0.79kN/m
M1＝-0.071q1静L2-0.107q1活L2＝-0.071×0.89×1.12-0.107×0.79×1.12＝0.18kN·m
q2＝0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.25＝0.08kN/m
p＝0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5＝3.15kN/m
M2＝0.077q2L2+0.21pL＝0.077×0.08×1.12+0.21×3.15×1.1＝0.74kN·m
M3＝max[q1L12/2，q2L12/2+pL1]=max[1.68×0.12/2，0.08×0.12/2+3.15×0.1]＝0.32kN·m
Mmax＝max[M1，M2，M3]＝max[0.18，0.74，0.32]＝0.74kN·m
σ＝Mmax/W＝0.74×106/54000＝13.61N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
V1＝0.607q1静L+0.62q1活L＝0.607×0.89×1.1+0.62×0.79×1.1＝1.13kN
V2＝0.607q2L+0.681p＝0.607×0.08×1.1+0.681×3.15＝2.2kN
V3＝max[q1L1，q2L1+p]＝max[1.68×0.1，0.08×0.1+3.15]＝3.16kN
Vmax＝max[V1，V2，V3]＝max[1.13，2.2，3.16]＝3.16kN
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×3.16×1000/（2×90×40）＝1.32N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
q=（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.3+（24+1.1）×0.12）×0.25＝0.83kN/m
跨中νmax＝0.632qL4/（100EI）=0.632×0.83×11004/（100×9350×2430000）＝0.34mm≤[ν]＝l/400＝1100/400＝2.75mm
悬臂端νmax＝qL4/（8EI）=0.83×1004/（8×9350×2430000）＝0mm≤[ν]＝l1/400＝100/400＝0.25mm满足要求！
3.1.6主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格（mm）
Ф48×3
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁截面惯性矩I（cm4）
10.78
主梁截面抵抗矩W（cm3）
4.49
3.6.1小梁最大支座反力计算
Q1k＝1.5kN/m2
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×（0.5+（1.1+24）×0.12）+1.4×1.5，1.35×（0.5+（1.1+24）×0.12）+1.4×0.7×1.5]×0.25＝1.42kN/m
q1静＝0.9×1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=0.9×1.2×（0.5+（1.1+24）×0.12）×0.25＝0.95kN/m
q1活＝0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.25＝0.47kN/m
q2＝（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.5+（1.1+24）×0.12）×0.25=0.88kN/m
承载能力极限状态
按四跨连续梁，Rmax＝（1.143q1静+1.223q1活）L＝1.143×0.95×1.1+1.223×0.47×1.1＝1.83kN
按悬臂梁，R1＝q1l=1.42×0.1＝0.14kN
R＝max[Rmax，R1]＝1.83kN;
同理，R'＝1.37kN，R''＝1.37kN
正常使用极限状态
按四跨连续梁，Rmax＝1.143q2L＝1.143×0.88×1.1＝1.1kN
按悬臂梁，R1＝Rmaxl=1.1×0.1＝0.11kN
R＝max[Rmax，R1]＝1.1kN;
同理，R'＝0.83kN，R''＝0.83kN
抗弯验算
计算简图如下：
主梁弯矩图（kN·m）
Mmax＝0.91kN·m
σ＝Mmax/W＝0.91×106/4490＝202.58N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
抗剪验算
主梁剪力图（kN）
Vmax＝5.59kN
τmax＝2Vmax/A=2×5.59×1000/424＝26.36N/mm2≤[τ]＝125N/mm2
满足要求！
挠度验算
主梁变形图（mm）
νmax＝1.87mm
νmax＝1.87mm≤[ν]＝2.75mm
满足要求！
3.1.7立柱验算
钢管类型
Ф48×3
立柱截面面积A（mm2）
424
立柱截面回转半径i（mm）
15.9
立柱截面抵抗矩W（cm3）
4.49
抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
λ＝h/i＝1800/15.9＝114≤[λ]＝150
满足要求！
查表得，φ＝0.51
Mw=0.92×1.4ωklah2/10=0.92×1.4×0.18×1.1×1.82/10＝0.07kN·m
Nw＝0.9[1.2ΣNGik+0.9×1.4Σ（NQik+Mw/lb）]=0.9×[1.2×（0.75+（24+1.1）×0.12）+0.9×1.4×1]×1.1×1.1+0.92×1.4×0.07/1.1＝6.36kN
f＝Nw/（φA）+Mw/W＝6363.32/（0.51×424）+0.07×106/4490＝45.51N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
3.1.8双扣件验算
双扣件承载力容许值[N]（kN）
12
按上节计算可知，双扣件受力N＝6.36kN≤[N]＝12kN
满足要求！
3.2梁模板（350×900）计算书
3.2.1工程属性
新浇混凝土梁名称
350×900
新浇混凝土梁计算跨度（m）
10
混凝土梁截面尺寸（mm×mm）
350×900
新浇混凝土结构层高（m）
9.45
梁侧楼板厚度（mm）
120
3.2.2荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板
0.1
面板及小梁
0.3
模板面板
0.5
模板及其支架
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
梁
1.5
板
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算支架立柱及其他支承结构构件时（kN/m2）
1
振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k（kN/m2）
对水平面模板取值
2
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.25
非自定义:
0.18
风压高度变化系数μz
0.9
风荷载体型系数μs
0.8
3.2.3模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板，梁板立柱共用（A）
梁跨度方向立柱间距la（mm）
1100
梁两侧立柱间距lb（mm）
1200
步距h（mm）
1800
新浇混凝土楼板立柱间距l'a（mm）、l'b（mm）
1100、1100
混凝土梁居梁两侧立柱中的位置
居中
梁左侧立柱距梁中心线距离（mm）
600
梁底增加立柱根数
1
梁底增加立柱布置方式
按梁两侧立柱间距均分
梁底增加立柱依次距梁左侧立柱距离（mm）
600
梁底支撑小梁根数
4
梁底支撑小梁一端悬挑长度（mm）
50
设计简图如下：
平面图
立面图
3.2.4面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度（mm）
12
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
取单位宽度1000mm，按三等跨连续梁计算，计算简图如下：
W＝bh2/6=1000×12×12/6＝24000mm3，I＝bh3/12=1000×12×12×12/12＝144000mm4
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×（0.1+（24+1.5）×0.9）+1.4×2，1.35×（0.1+（24+1.5）×0.9）+1.4×0.7×2]×1＝29.77kN/m
q1静＝0.9×1.35×[G1k+（G2k+G3k）×h]×b＝0.9×1.35×[0.1+（24+1.5）×0.9]×1＝28.01kN/m
q1活＝0.9×1.4×0.7×Q2k×b＝0.9×1.4×0.7×2×1＝1.76kN/m
q2＝（G1k+（G2k+G3k）×h）×b=[0.1+（24+1.5）×0.9]×1＝23.05kN/m
1、强度验算
Mmax＝-0.1q1静L2+0.117q1活L2＝-0.1×28.01×0.122+0.117×1.76×0.122＝0.04kN·m
σ＝Mmax/W＝0.04×106/24000＝1.47N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax＝0.677qL4/（100EI）=0.677×23.05×116.674/（100×10000×144000）＝0.02mm≤[ν]＝l/400＝116.67/400＝0.29mm
满足要求！
3、支座反力计算
设计值（承载能力极限状态）
R1=R4=0.4q1静l+0.45q1活l=0.4×28.01×0.12+0.45×1.76×0.12＝1.4kN
R2=R3=1.1q1静l+1.2q1活l=1.1×28.01×0.12+1.2×1.76×0.12＝3.84kN
标准值（正常使用极限状态）
R1'=R4'=0.4q2l=0.4×23.05×0.12＝1.08kN
R2'=R3'=1.1q2l=1.1×23.05×0.12＝2.96kN
3.2.5小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格（mm）
40×90
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.78
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
54
小梁截面惯性矩I（cm4）
243
为简化计算，按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算，如下图：
q1＝max{1.4+0.9×1.35×[（0.3-0.1）×0.35/3+0.5×（0.9-0.12）]+0.9max[1.2×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×1，1.35×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×0.7×1]×max[0.6-0.35/2，（1.2-0.6）-0.35/2]/2×1，3.84+0.9×1.35×（0.3-0.1）×0.35/3}=3.87kN/m
q2＝max[1.08+（0.3-0.1）×0.35/3+0.5×（0.9-0.12）+（0.5+（24+1.1）×0.12）×max[0.6-0.35/2，（1.2-0.6）-0.35/2]/2×1，2.96+（0.3-0.1）×0.35/3]＝2.98kN/m
1、抗弯验算
Mmax＝max[0.107q1l12，0.5q1l22]＝max[0.107×3.87×1.12，0.5×3.87×0.052]＝0.5kN·m
σ＝Mmax/W＝0.5×106/54000＝9.28N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
Vmax＝max[0.607q1l1，q1l2]＝max[0.607×3.87×1.1，3.87×0.05]＝2.584kN
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×2.584×1000/（2×40×90）＝1.08N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
ν1＝0.632q2l14/（100EI）＝0.632×2.98×11004/（100×9350×2430000）＝1.21mm≤[ν]＝l/400＝1100/400＝2.75mm
ν2＝q2l24/（8EI）＝2.98×504/（8×9350×2430000）＝0mm≤[ν]＝l/400＝50/400＝0.12mm
满足要求！
4、支座反力计算
梁头处（即梁底支撑小梁悬挑段根部）
承载能力极限状态
Rmax＝max[1.143q1l1，0.393q1l1+q1l2]＝max[1.143×3.87×1.1，0.393×3.87×1.1+3.87×0.05]＝4.86kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1＝R4＝3.77kN，R2＝R3＝4.86kN
正常使用极限状态
R'max＝max[1.143q2l1，0.393q2l1+q2l2]＝max[1.143×2.98×1.1，0.393×2.98×1.1+2.98×0.05]＝3.75kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1＝R'4＝3.36kN，R'2＝R'3＝3.75kN
3.2.6主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格（mm）
Ф48×3
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁截面惯性矩I（cm4）
10.78
主梁截面抵抗矩W（cm3）
4.49
主梁自重忽略不计，计算简图如下：
1、抗弯验算
主梁弯矩图（kN·m）
σ＝Mmax/W＝0.648×106/4490＝144.22N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
主梁剪力图（kN）
Vmax＝8.13kN
τmax＝2Vmax/A=2×8.13×1000/424＝38.35N/mm2≤[τ]＝125N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
主梁变形图（mm）
νmax＝0.2mm≤[ν]＝l/400＝600/400＝1.5mm
满足要求！
4、扣件抗滑计算
R＝max[R1,R3]＝0.5kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
同理可知，左侧立柱扣件受力R＝0.5kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
3.2.7立柱验算
钢管类型
Ф48×3
立柱截面面积A（mm2）
424
回转半径i（mm）
15.9
立柱截面抵抗矩W（cm3）
4.49
抗压强度设计值f（N/mm2）
205
λ=h/i=1800/15.9=113.21≤[λ]=150
长细比满足要求！
查表得，φ＝0.54
1、风荷载计算
Mw＝0.92×1.4×ωk×la×h2/10＝0.92×1.4×0.18×1.1×1.82/10＝0.07kN·m
2、稳定性计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》公式5.2.5-14，荷载设计值q1有所不同：
1）面板验算
q1＝0.9×[1.2×（0.1+（24+1.5）×0.9）+0.9×1.4×2]×1＝27.16kN/m
2）小梁验算
q1＝max{1.28+（0.3-0.1）×0.35/3+0.9×[1.2×（0.5+（24+1.1）×0.12）+0.9×1.4×1]×max
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