模板扣件钢管高支撑架施工方案.docx

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模板扣件钢管高支撑架施工方案

一、工程概况

河南省××××大厦工程位于郑州市××路3号，总建筑面积17406.3平方米，结构类型为：

框架结构，总层数为14层，地上13层,地下1层。

本工程1-3层2-6/A-B和4-6/A-C轴梁板高度为10.4米，3-5层4-6/A-D轴梁板高度为8.4米，6-9层4-6/B-C轴梁板高度为12.6米，属于高架支模施工，且梁跨度为16米，为预应力梁。

楼面设计活荷载：

室外10.0KN/m²

网络机房、新风机房、绿化中庭、档案室5.0KN/m²

走廊3.5KN/m²

大会议室、多媒体视频会议室3.0KN/m²

普通会议室、办公室、洗手间2.0KN/m²

二、计算依据

1、根据中国建筑科学研究院设计的《安全设施计算及专项施工方案系统》软件

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

3、《施工手册》第四版。

4、施工图：

结施19-结施41。

5、工程力学第一分册。

6、钢管φ48×3.5的截面积4.89cm2，重量3.84kg/kg，截面惯性矩I＝12.19cm4，截面最小抵抗矩W＝5.08cm3（施工手册P457表8-6）。

三、楼面模板计算书

基本信息：

1-3层模板支架搭设高度为10.3米，3-5层模板支架搭设高度为7.7米，6-9层模板支架搭设高度为12.6米，板厚0.1米。

计算高度按12.6米计算。

搭设尺寸为：

立杆的纵距b=1.0米，立杆的横距l=1.0米，立杆的步距h=1.8米。

采用的钢管类型为φ48×3.5。

方木间距为100/4＝250mm。

模板采用18mm厚胶合板，模板自重0.35KN/m2，钢筋砼自重24KN/m³，倾倒砼时荷载按3KN/m2（按溜槽加1KN/m2，施工手册P514表8-66），施工活荷载1KN/m2。

荷载分项系数取值见施工手册P514表8-67。

取1跨为计算单元。

楼板支撑架立面简图

楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元简图

（一）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=24×0.1×1.0＋0.35×1.0=2.750kN/m

活荷载标准值q2=（3+1.0）×1.0=4.000kN/m

面板按矩形截面计算的截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

W=1/6bh2＝100×1.8×1.8/6=54.00cm3；（施工手册79页）

I=1/12bh3＝100×1.8×1.8×1.8/12=48.60cm4；（施工手册79页）

（1）抗弯强度计算

f=M/W<[f]（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第5.2.1条）

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15N/mm2；（施工手册第4版P510）

M=0.100ql2（施工手册第4版P516表8-74）

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到经计算得到

M=0.1×（1.2×2.750＋1.4×4.000）×0.25×0.25=0.056kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.056×1000×1000/（1000×54.00）=1.04N/mm2

由于面板的抗弯强度f<[f],所以满足要求!

（2）挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250（施工手册第4版P516表8-74和P79表2-102）

E＝4000（施工手册第4版P509）

面板最大挠度计算

v=0.677×2.750×250.00×250.00×250.00×250.00/（100×4000×486000.00）=0.037mm

面板的最大挠度小于250.00/250,满足要求。

（二）支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。

1、荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=24×0.1×0.25=0.600kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.35×0.25=0.088kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与倾倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得：

活荷载标准值q2=（3×1.0）×0.25=1.000kN/m

静荷载q1=1.2×0.600+1.2×0.088=0.826kN/m

活荷载q2=1.4×1.000=1.400kN/m

2、木方的计算

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:

均布荷载q=2.226kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.226×1.0×1.0=0.223kN.m（施工手册第4版P516表8-74）

最大剪力Q=0.625×1.0×2.226=1.391kN（施工手册第4版P516表8-74）

最大支座力N=1.1×1.0×2.226=2.449kN（左右支座相加为最大）

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W==1/6bh2＝10×5×5/6=41.67cm3；

I=1/12bh3=10×5×5×5/12=104.17cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W<[f]（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第5.2.1条）

弯计算强度f=0.223×1000000/（41.67×1000）=5.35N/mm2

木方的抗弯计算强度小于17N/mm2,满足要求。

（施工手册第4版P79表2-98）

（2）木方抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql（施工手册第4版P516表8-74）

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]（工程力学教材P84）

截面抗剪强度计算值T=3×1391/（2×100×50）=0.417N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.6N/mm2（施工手册第4版P79表2-98）

由于木方的抗剪强度计算值T<[T]，所以满足要求。

其余同此计算。

（3）木方挠度计算

最大变形v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250（施工手册第4版P516）

E＝10000

q＝q11＋q12＝0.725kN/m

v=0.677×0.688×1000.0×1000.0×1000.0×1000.0/（100×10000×104.17×10000）

=0.447mm

由于木方的最大挠度小于1000.0/250,所以满足要求。

（三）横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.918kN.m

最大变形vmax=2.536mm

最大支座力Qmax=8.001kN

抗弯计算强度f=0.918×1000000/5080=180.71N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求。

（四）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；

计算中R取最大支座反力，R=8.001kN

单扣件抗滑承载力满足要求。

（五）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。

1、静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架钢管的自重（kN）：

查《建筑施工手册》P194页，标准值取0.0996；

NG1=0.0996×12.6＝1.255kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.35×1.0×1.0=0.350kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=24.00×0.1×1.0×1.0=2.400kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.005kN。

2、活荷载为施工荷载标准值与倾倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.0+3）×1.0×1.0=4.000kN

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=1.2×4.005+1.4×4.000=10.406KN《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.6.2-1

（六）立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.3.1-1

=10.406*1000/0.353*4.89*100=60.2N/mm2。

<[f],满足要求!

N=10.406kN；

由长细比l0/i=139查表得：

0.353；施工手册P197表5-18

i=1.58（cm）施工手册P197表5-17

A=4.89（cm2）施工手册P197表5-17

W=5.08（cm3）施工手册P197表5-17

[f]=205.00N/mm2；施工手册P197表5-19

l0——计算长度（m）；

由公式计算l0=h+2a=1800+2*200=2200mm

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件。

四、梁模板计算书

1-3层梁模板支架搭设高度为10.3-0.9米，预应力梁截面尺寸为500×900，3-5层模板支架搭设高度为7.7-1.4米，预应力梁截面尺寸为500×950和500×1400，6-9层模板支架搭设高度为12.6-0.9米，预应力梁截面尺寸为500×900。

其余梁断面为500×700、400×700、350×700、300×600、250×500等，板厚为10cm，跨度为16米，采用主次梁结构，模板采用18厚胶合板，50*100木方，φ48*3.5钢管组成满堂脚手架。

只要11.7米高度500×900和6.3米高度500×1400预应力梁模板架子满足要求即可。

4.112.6米高度预应力梁模板计算书

（一）基本信息

（1）梁参数

梁底木方宽度为100mm，梁底木方高度为50mm，梁底木方根数4根，承重立杆横向间距为0.9m，纵向间距为1米。

梁底支撑小横杆间距0.5米。

模板采用18mm胶合板。

（2）脚手架参数

脚手架搭设高度按11.7m计算（减去梁高），脚手架步距为1.8m。

采用的钢管类型为φ48×3.5。

（3）荷载参数

模板与木块自重为0.35KN/m2，混凝土和钢筋自重为24KN/m2，梁截面宽度B为0.5mm，梁截面高度D为0.9mm，倾倒混凝土的荷载标准值为3KN/m2，均布荷载标准值为1KN/m2。

（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3跨连续梁计算。

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=24×0.9×0.5=10.800kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×0.5×（2×0.9+0.5）/0.5=0.805kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与倾倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（3+1）×0.5×0.5=1.0kN

均布荷载q=1.2×10.800+1.2×0.805=13.926kN/m

集中荷载P=1.4×1.00=1.4kN

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3；

I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4；

计算简图

根据《施工手册》P51页表2-12三等跨梁内力和挠度系数，经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=0.825KN

N2=3.363KN

N3=3.363KN

N4=0.825KN

最大弯矩M=0.056kN.m

2、抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.056×1000×1000/（1000×27.00）=2.07N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取30N/mm2；

由于面板的抗弯强度f<[f],所以满足要求!

3、挠度计算

最大变形v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250（施工手册第4版P516）

E＝4000

q＝q1+q2＝10.8+0.085＝10.885N/mm

V=0.677×10.885×167.0×167.0×167.0×167.0/（100×4000×24.3×10000）

=0.06mm

面板的最大挠度小于167/250,满足要求!

（三）梁底支撑木方的计算

1．梁底木方计算

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:

均布荷载q=3.363/0.5=6.726kN/m

最大弯矩M=0.1×6.726×0.5×0.5=0.168kN.m

最大剪力Q=0.6×0.5×6.726=2.018kN

最大支座力N=1.1×0.5×6.726=3.699kN

木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×5.00×5.00/6=41.67cm3；

I=10.00×5.00×5.00×5.00/12=104.17cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.168×1000000/（41.67×1000）=4.03N/mm2

木方的抗弯计算强度小于17N/mm2,满足要求。

（2）木方挠度计算

最大变形

v=0.677×6.726×500.0×500.0×500.0×500.0/（100×10000×104.17×10000）=0.273mm

由于木方的最大挠度小于500.0/250,所以满足要求。

（四）梁底支撑钢管计算

1.梁底支撑横向钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=-1.398kN.m

最大变形vmax=4.493mm

最大支座力Qmax=4.188kN

抗弯计算强度f=-1.398×1000000/5080=-275.20N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求。

2.梁底支撑纵向钢管计算

纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

支撑钢管计算简图

根据《施工手册》P51页表2-12三等跨梁内力和挠度系数，经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.733kN.m

最大变形vmax=1.918mm

最大支座力Qmax=9.004kN

抗弯计算强度f=0.733×1000000/5080=144.29N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求。

（五）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；

计算中R取最大支座反力R=9.004kN

单扣件抗滑承载力不满足要求，采用双扣件！

（六）立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

=10.82*1000/0.353*4.89*100=62.68N/mm2。

<[f],满足要求!

横杆的最大支座反力N1=9.004kN（已经包括组合系数1.4）

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×11.7=1.81kN，

N=9.004+1.81=10.82kN

由长细比l0/i=139查表得：

0.353；施工手册P197表5-18

i=1.58（cm）施工手册P197表5-17

A=4.89（cm2）施工手册P197表5-17

W=5.08（cm3）施工手册P197表5-17

[f]=205.00N/mm2；施工手册P197表5-19

l0——计算长度（m）；

由公式计算l0=h+2a=1800+2*200=2200mm

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件。

4.27.7米高度预应力梁模板计算书

模板支架层度为7.7米，计算高度6.3米，基本尺寸为：

梁截面B×D=500.0mm×1400.0mm，承重立杆横向间距为0.6m，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.5米，立杆的步距h=1.8米。

其余同上。

采用的钢管类型为φ48×3.5。

（一）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。

模板面板的按照多跨连续梁计算。

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=24×1.4×0.5=16.800kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×0.25×（2×1.4+0.5）/0.5=0.578kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与倾倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（3+1）×0.5×0.25=0.500kN

均布荷载q=1.2×16.800+1.2×0.578=20.854kN/m

集中荷载P=1.4×0.500=0.700kN

面板的截面惯性矩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；

计算简图

根据《施工手册》P51页表2-12三等跨梁内力和挠度系数，经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=1.341KN

N2=4.233KN

N3=4.233KN

N4=1.341KN

最大弯矩M=0.067kN.m

最大变形V=0.1mm

2、抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.067×1000×1000/（1000×13.50）=4.96N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取30N/mm2；

由于面板的抗弯强度f<[f],所以满足要求!

3、挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.1mm

面板的最大挠度小于167/250,满足要求!

（二）梁底支撑木方的计算

1.梁底木方计算

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:

均布荷载q=4.233/0.25=16.932kN/m

最大弯矩M=0.1×16.932×0.25×0.25=0.106kN.m

最大剪力Q=0.6×0.25×16.932=2.540kN

最大支座力N=1.1×0.25×16.932=4.656kN

木方的面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×5.00×5.00/6=41.67cm3；

I=10.00×5.00×5.00×5.00/12=104.17cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.106×1000000/（41.67×1000）=2.54N/mm2

木方的抗弯计算强度小于17N/mm2,满足要求。

（2）木方挠度计算

最大变形

v＝0.677×16.932×250.00×250.00×250.00×250.00/（100×10000×104.17×10000）

=0.043mm

由于木方的最大挠度小于250.00/250,所以满足要求。

（三）梁底支撑钢管计算

1.梁底支撑横向钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=-0.984kN.m

最大变形vmax=1.477mm

最大支座力Qmax=5.574kN

抗弯计算强度f=-0.984×1000000/5080=-193.70N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于600/150与10mm,满足要求

2.梁底支撑纵向钢管计算

纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

支撑钢管计算简图

根据《施工手册》P51页表2-12三等跨梁内力和挠度系数，经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.488kN.m

最大变形vmax=0.319mm

最大支座力Qmax=11.984kN

抗弯计算强度f=0.488×1000000/5080=96.06N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于500/150与10mm,满足要求。

（四）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；

计算中R取最大支座反力，R=11.984kN

单扣件抗滑承载力不满足要求，采用双扣件！

（五）立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

=12.96*1000/0.353*4.89*100=75.1N/mm2。

<[f]＝205N/mm2,满足要求!

横杆的最大支座反力N1=11.984kN（已经包括组合系数1.4），

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×6.3=0.975kN，

N=11.984+0.975=12.96kN

由长细比l0/i=139查表得：

0.353；施工手册P197表5-18

i=1.58（cm）施工手册P197表5-17

A=4.89（cm2）施工手册P197表5-17

W=5.08（cm3）施工手册P197表5-17

[f]=205.00；施工手册P197表5-19

由公式计算l0=h+2a=1800+2*200=2200mm

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件。

五、模板支撑体系搭设

本工程1-3层2-6/A-B和4-6/A-C轴梁板高度为10.4米，3-5层4-6/A-D轴梁板高度为8.4米，6-9层4-6/B-C轴梁板高度为12.6米，属于高架支模施工，且梁跨度为16米，为预应力梁。

砼布料机布置在2-6/A-B和4-6/A-D轴范围以外梁板上，板底支撑杆加密1倍。

模板搭设：

模板采用18厚胶合板，支撑体系采用50*100木方，φ48*3.5钢管组成满堂脚手架，承重立杆横向间距为1米，纵向间距为1米。

500×900和500×950预应力梁底加设一道立杆，间距1米；500×1400预应力梁底加设一道立杆，间距0.5米；架高1.8m。

木方间距按25cm施工。

1、满搭支撑架体系布置

满搭支撑架由立杆、水平杆、剪刀撑以及连接它们的扣件组