高大模板专项施工方案.docx

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高大模板专项施工方案

模板专项施工方案

一、编制依据

《柳州市奋进建材有限责任公司办公楼回建工程工程结构施工图纸》

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社

《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

《建筑工程模板施工手册》（第二版）

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

二、工程概况

柳州市奋进建材有限责任公司办公楼回建工程，位于柳太路旁。

工程主要为砖混结构，展厅部分为框架结构;地上二层；建筑总高度：

8.35m；底层层高：

3.28m、二层层高8.28米；总建筑面积：

855平方米。

本工程由柳州市奋进建材有限责任公司投资建设，中铁建柳州勘查设计院设计，柳州市勘察测绘研究院地质勘察，柳州市正宇监理公司监理，广西冶金建设公司组织施工。

本工程展厅屋面标高8.28m（最低点），属于高支模，按规定需对展厅的模板及支撑体系进行设计验算，并对方案进行专家论证。

三、高支模施工方案

展厅屋面模板及支撑系统计算

㈠、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）:

8.00；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

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）:

100.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

㈡、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=25×0.1×1+0.35×1=2.85kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN）：

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=1.2×2.85+1.4×2.5=6.92kN/m

最大弯矩M=0.1×6.92×0.252=0.043kN·m；

面板最大应力计算值σ=43250/54000=0.801N/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0.801N/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=2.85kN/m

面板最大挠度计算值v=0.677×2.85×2504/（100×9500×4166666.667）=0.002mm；

面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm；

面板的最大挠度计算值0.002mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!

㈢、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=25×0.25×0.1=0.625kN/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捣混凝土时产生的荷载（kN）：

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×（0.625+0.088）+1.4×0.625=1.73kN/m；

最大弯矩M=0.125ql2=0.125×1.73×12=0.216kN.m；

最大支座力N=1.25×q×l=1.25×1.73×1=2.162kN；

方木最大应力计算值σ=M/W=0.216×106/83333.33=2.595N/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2.595N/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:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=0.625×1.73×1=1.081kN；

方木受剪应力计算值T=3×1.081×103/（2×50×100）=0.324N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2；

方木的受剪应力计算值0.324N/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=0.712kN/m；

最大挠度计算值ω=0.521×0.712×10004/（100×9500×4166666.667）=0.094mm；

最大允许挠度[V]=1000/250=4mm；

方木的最大挠度计算值0.094mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!

㈣、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=2.162kN；

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=0.811kN.m；

最大变形Vmax=0.071mm；

最大支座力Qmax=9.461kN；

最大应力σ=811067.237/62137=13.053N/mm2；

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

托梁的最大应力计算值13.053N/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0.071mm小于1000/150与10mm,满足要求!

㈤、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、活荷载和风荷载。

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=25×0.1×1×1=2.5kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.68kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣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=10.716kN；

㈥、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=10.716kN；

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=10716.48/（0.53×489）=41.349N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=41.349N/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=10716.48/（0.406×489）=53.978N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=53.978N/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。

以上表参照杜荣军:

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

㈦、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=170×1.0=170kpa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=170kpa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1.0；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=10.716÷0.25=42.866kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=10.716kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=42.866≤fg=170kpa。

地基承载力满足要求！

展厅梁模板及支撑系统计算

根据图纸，展厅的梁截面尺寸（mm）规格有：

240×400、250×550、250×700、250×300、250×750、240×600、250×550、240×300、250×650。

现对梁截面尺寸（mm）250×700的梁模板及支撑系统进行计算

梁段:

WKL2

（1）、WKL3

（1）。

㈠、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）:

0.25；梁截面高度D（m）:

0.75；

混凝土板厚度（mm）:

100.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）:

1.00；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.10；

立杆步距h（m）:

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）:

1.00；

梁支撑架搭设高度H（m）：

3.00；梁两侧立柱间距（m）:

0.60；

承重架支设:

1根承重立杆，方木支撑垂直梁截面；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:

0.80；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.5；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）:

18.0；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:

2.0；混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.0；

3.材料参数

木材品种：

柏木；木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.7；

面板类型：

木面板；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

梁底方木截面宽度b（mm）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

100.0；

梁底纵向支撑根数：

4；面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；次楞根数：

4；

主楞竖向支撑点数量为：

3；

支撑点竖向间距为：

200mm，200mm；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

500；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

木楞,，宽度80mm，高度100mm；

主楞合并根数：

2；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度60mm，高度80mm；

㈡、梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

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，可按现场实际值取，输入0时系统按200/（T+15）计算，得5.714h；

T--混凝土的入模温度，取20.000℃；

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0.750m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别计算得50.994kN/m2、18.000kN/m2，取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。

㈢、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倾倒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（内龙骨）的根数为4根。

面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

跨中弯矩计算公式如下:

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=50×1.8×1.8/6=27cm3；

M--面板的最大弯距（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）；

按以下公式计算面板跨中弯矩：

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=1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值:

q2=1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m；

q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m；

计算跨度（内楞间距）:

l=216.67mm；

面板的最大弯距M=0.1×10.98×216.6672=5.15×104N.mm；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=5.15×104/2.70×104=1.909N/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=1.909N/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

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:

q=18×0.5=9N/mm；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=216.67mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×9×216.674/（100×9500×2.43×105）=0.058mm；

面板的最大容许挠度值:

[ω]=l/250=216.667/250=0.867mm；

面板的最大挠度计算值ω=0.058mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=0.867mm，满足要求！

㈣、梁侧模板内外楞的计算

1.内楞计算

内楞（木或钢）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。

本工程中，龙骨采用木楞，截面宽度60mm，截面高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×82×1/6=64cm3；

I=6×83×1/12=256cm4；

内楞计算简图

（1）.内楞强度验算

强度验算计算公式如下:

其中，σ--内楞弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--内楞的最大弯距（N.mm）；

W--内楞的净截面抵抗矩；

[f]--内楞的强度设计值（N/mm2）。

按以下公式计算内楞跨中弯矩：

其中，作用在内楞的荷载，q=（1.2×18×0.9+1.4×2×0.9）×0.217=4.76kN/m；

内楞计算跨度（外楞间距）:

l=500mm；

内楞的最大弯距:

M=0.1×4.76×500.002=1.19×105N.mm；

最大支座力:

R=1.1×4.758×0.5=2.617kN；

经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=1.19×105/6.40×104=1.859N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

内楞最大受弯应力计算值σ=1.859N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.内楞的挠度验算

其中l--计算跨度（外楞间距）：

l=500mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

q=18.00×0.22=3.90N/mm；

E--内楞的弹性模量：

10000N/mm2；

I--内楞的截面惯性矩：

I=2.56×106mm4；

内楞的最大挠度计算值:

ω=0.677×3.9×5004/（100×10000×2.56×106）=0.064mm；

内楞的最大容许挠度值:

[ω]=500/250=2mm；

内楞的最大挠度计算值ω=0.064mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2mm，满足要求！

2.外楞计算

外楞（木或钢）承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力2.617kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用2根木楞，截面宽度80mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8×102×2/6=266.67cm3；

I=8×103×2/12=1333.33cm4；

外楞计算简图

外楞弯矩图（kN.m）

外楞变形图（mm）

（1）.外楞抗弯强度验算

其中σ--外楞受弯应力计算值（N/mm2）

M--外楞的最大弯距（N.mm）；

W--外楞的净截面抵抗矩；

[f]--外楞的强度设计值（N/mm2）。

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.262kN.m

外楞最大计算跨度:

l=200mm；

经计算得到，外楞的受弯应力计算值:

σ=2.62×105/2.67×105=0.981N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

外楞的受弯应力计算值σ=0.981N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.外楞的挠度验算

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.047mm

外楞的最大容许挠度值:

[ω]=200/250=0.8mm；

外楞的最大挠度计算值ω=0.047mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=0.8mm，满足要求！

㈤、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

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；

查表得：

穿梁螺栓的直径:

12mm；

穿梁螺栓有效直径:

9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:

A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:

N=（1.2×18+1.4×2）×0.5×0.3=3.66kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.66kN小于穿梁螺栓最大容许拉力[N]=12.92kN，满足要求！

㈥、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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

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=1000×18×18/6=5.40×104mm3；

I=1000×18×18×18/12=4.86×105mm4；

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--梁底模板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--计算的最大弯矩（kN.m）；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=83.33mm；

q--作用在梁底模板的均布荷载设计值（kN/m）；

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（24.00+1.50）×1.00×0.75×0.90=20.66kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×1.00×0.90=0.38kN/m；

混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×2.00×1.00×0.90=2.52kN/m；

q=q1+q2+q3=20.66+0.38+2.52=23.55kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×23.553×0.0832=0.016kN.m；

σ=0.016×106/5.40×104=0.303N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=0.303N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建