空中花园高支模方案.docx

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空中花园高支模方案

时代工程

空中花园高支模施工方案

编制：

审核：

审批：

中建四局五公司时代广场项目部

年月日

施工组织设计（方案）报审表

致：

（监理单位）

我方已根据施工合同的有关规定完成了

的施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予审查。

附：

施工方案

项目经理部中建四局五公司时代广场项目经理部

项目经理

年月日

专业监理工程师审查意见：

签字：

总监理工程师审核意见：

项目监理机构

总监理工程师

年月日

一、工程概况：

本工程属高程建筑，主要由裙楼和两栋搭楼构成，四楼以上为塔楼，四层至二十四标准层间隔层设置空中花园，层高6m，二十四层以上空中花园改成住宅。

空中花园混凝土板厚度代表值120mm。

二、板模支撑方案

模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

模板支架搭设高度为6.0米，属高支模，采用满樘扣件试钢管脚手架支撑体系：

搭设尺寸为：

立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距l=1.20米，立杆的步距h=1.20米。

板底方木间距30cm。

方木高度5cm，宽度10cm。

按构造要求设置剪刀撑，确保架子整体稳定。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

采用的钢管类型为

48×3.5。

三、梁模板支撑方案：

模板支架搭设高度为5.7米，

基本尺寸为：

梁截面B×D=350mm×700mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=1.20米，立杆的步距h=1.20米，具体支撑如图所示：

图1梁模板支撑架立面简图

采用的钢管类型为

48×3.5。

（一）梁模板高支撑架的构造和施工要求

1.模板支架的构造要求：

a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆；

b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；

c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。

2.立杆步距的设计：

c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。

3.整体性构造层的设计：

d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。

4.剪刀撑的设计：

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。

5.顶部支撑点的设计：

a.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；

b.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。

6.支撑架搭设的要求：

a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；

c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；

7.施工使用的要求：

a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；

c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

四、楼板模板支架计算书

（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=25.000×0.120×1.200+0.350×1.200=4.020kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×1.200=3.600kN/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=120.00×1.80×1.80/6=64.80cm3；

I=120.00×1.80×1.80×1.80/12=58.32cm4；

（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15.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×4.020+1.4×3.600）×0.300×0.300=0.089kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.089×1000×1000/64800=1.370N/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×（1.2×4.020+1.4×3.600）×0.300=1.776kN

截面抗剪强度计算值T=3×1776.0/（2×1200.000×18.000）=0.123N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/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=0.677×7.620×3004/（100×6000×583200）=0.119mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

（二）模板支撑方木的计算

方木按照均布荷载下三跨连续梁计算。

1.荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=25.000×0.120×0.300=0.900kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.350×0.300=0.105kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（1.000+2.000）×0.300=0.900kN/m

静荷载q1=1.2×0.900+1.2×0.105=1.206kN/m

活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m

2.方木的计算

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=2.959/1.200=2.466kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.47×1.20×1.20=0.355kN.m

最大剪力Q=0.6×1.200×2.466=1.776kN

最大支座力N=1.1×1.200×2.466=3.255kN

方木的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×5.00×5.00/6=41.67cm3；

I=10.00×5.00×5.00×5.00/12=104.17cm4；

（1）方木抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.355×106/41666.7=8.52N/mm2

方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）方木抗剪计算

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]

截面抗剪强度计算值T=3×1776/（2×100×50）=0.533N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

方木的抗剪强度计算满足要求!

（3）方木挠度计算

最大变形v=0.677×1.905×1200.04/（100×9500.00×1041666.7）=2.702mm

方木的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!

（三）板底支撑钢管计算

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取纵向板底支撑传递力，P=3.26kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=1.465kN.m

最大变形vmax=5.93mm

最大支座力Qmax=14.241kN

抗弯计算强度f=1.47×106/5080.0=204.35N/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1200.0/150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=14.24kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

（五）模板支架荷载标准值（立杆轴力）

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=0.149×6.000=0.893kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.120×1.200×1.200=4.320kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.717kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×1.200×1.200=4.320kN

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

（六）立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,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=12.91

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/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

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

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=1.75

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.35m；

公式

（1）的计算结果：

=88.69N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=35.25N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

（七）楼板强度的计算

1.计算楼板强度说明

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=1620.0mm2，fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4500mm×120mm，截面有效高度h0=100mm。

按照楼板每10天浇筑一层，所以需要验算10天、20天、30天...的

承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.计算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m，

楼板计算范围内摆放4×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第2层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.2×（0.35+25.00×0.12）+1×1.2×（0.89×4×4/4.50/4.50）+

1.4×（2.00+1.00）=17.11kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×17.11=76.98kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0513×ql2=0.0513×76.98×4.502=79.97kN.m

验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到10天后混凝土强度达到69.10%，C40.0混凝土强度近似等效为C27.6。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=13.17N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/（4500.00×100.00×13.17）=0.10

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

s=0.095

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

M1=

sbh02fcm=0.095×4500.000×100.0002×13.2×10-6=56.3kN.m

结论：

由于ΣMi=56.29=56.29

所以第10天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑必须保存。

3.计算楼板混凝土20天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m，

楼板计算范围内摆放4×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第3层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.2×（0.35+25.00×0.12）+1×1.2×（0.35+25.00×0.12）+

2×1.2×（0.89×4×4/4.50/4.50）+1.4×（2.00+1.00）=25.99kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×25.99=116.97kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0513×ql2=0.0513×116.97×4.502=121.52kN.m

验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到20天后混凝土强度达到89.90%，C40.0混凝土强度近似等效为C36.0。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=17.16N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/（4500.00×100.00×17.16）=0.08

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

s=0.077

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

M2=

sbh02fcm=0.077×4500.000×100.0002×17.2×10-6=59.5kN.m

结论：

由于ΣMi=56.29+59.46=115.75

所以第20天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第3层以下的模板支撑必须保存。

4.计算楼板混凝土30天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m，

楼板计算范围内摆放4×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第4层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.2×（0.35+25.00×0.12）+2×1.2×（0.35+25.00×0.12）+

3×1.2×（0.89×4×4/4.50/4.50）+1.4×（2.00+1.00）=34.88kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×34.88=156.96kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0513×ql2=0.0513×156.97×4.502=163.06kN.m

验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到30天后混凝土强度达到102.07%，C40.0混凝土强度近似等效为C40.8。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=19.43N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/（4500.00×100.00×19.43）=0.07

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

s=0.067

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

M3=

sbh02fcm=0.067×4500.000×100.0002×19.4×10-6=58.6kN.m

结论：

由于ΣMi=56.29+59.46+58.59=174.34>Mmax=163.06

所以第30天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第4层以下的模板支撑可以拆除。

五、梁模板支撑架计算书

（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=25.000×0.700×0.350+0.350×0.350=6.247kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×0.350=1.050kN/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=35.00×1.80×1.80/6=18.90cm3；

I=35.00×1.80×1.80×1.80/12=17.01cm4；

（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15.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×6.247+1.4×1.050）×0.400×0.400=0.143kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.143×1000×1000/18900=7.591N/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×（1.2×6.247+1.4×1.050）×0.400=2.152kN

截面抗剪强度计算值T=3×2152.0/（2×350.000×18.000）=0.512N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/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=0.677×7.297×4004/（100×6000×170100）=1.239mm

面板的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

（二）梁底支撑钢管的计算

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=25.000×0.700×0.400=7.000kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.400×（2×0.700+0.350）/0.350=0.700kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（1.000+2.000）×0.350×0.400=0.420kN

均布荷载q=1.2×7.000+1.2×0.700=9.240kN/m

集中荷载P=1.4×0.420=0.588kN

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

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.151kN.m

最大变形vmax=0.08mm

最大支座力Qmax=2.136kN

抗弯计算强度f=0.15×106/5080.0=29.69N/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1200.0/150与10mm,满足要求!

（三）梁底横向钢管计算

横向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。

（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=2.14kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

（五）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，它包括：

横杆的最大支座反力N1=2.14kN（已经包括组合系数1.4）

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.149×5.700=1.018kN

楼板的混凝土模板的自重N3=3.060kN

N=2.136+1.018+3.060=6.214kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/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

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.167；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.75

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.35m；

公式

（1）的计算结果：

=43.70N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=16.97N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式