超高大跨度模板支撑体系专项方案.docx
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超高大跨度模板支撑体系专项方案
秦淮花苑门卫工程
超
高
大
跨
度
模
板
支
撑
体
系
专
项
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
秦淮花苑门卫工程项目部
一、工程简介02
二、编制依据02
三、梁模板高支撑架的构造和施工要求03
四、8.1m梁模板支撑架计算书05
五、11m梁、板模板支撑架计算书22
一、工程简介
本项目为秦淮花苑门卫工程，由南京润科置业有限公司开发建设，南京双高建筑设计有限公司设计，南京堃正工程项目管理有限公司监理，南京坤成建设有限公司承建。
本工程位于秦淮路以东，秦淮花苑南入口处，建筑面积55m²。
该门卫工程顶板高6.6米，框架结构，8.1米部位仅有框架梁；坡屋顶高度为11米，板厚0.11米，拟先施工8.1米框架结构梁柱部分，待梁柱混凝土强度达到100％，将满堂架与梁柱结构固定后，再施工屋顶部分，这样可保证上部架体的稳定性。
因支模架底座与基础承台上平（-1.55米），因此支模架首次搭设高度高达9.65米，二次搭设高度最高处为12.45米。
该教室东西方向跨度（柱中）达21.6米，南北方向跨度（柱中）达18米，为超高大跨度支模架。
8.1米标高处中间部分纵横框架梁截面为350×1000mm，间距均为3.6米；四周框架梁截面为300×1200mm，在8.1米标高处上返600㎜，梁顶部与坡屋面板连接，该教室在4.15米标高处（二层平面）沿框架柱周围设置有一道300×600的框架梁。
为便于现场施工，拟将该处梁分成上下两段分开浇筑混凝土，先浇筑到8.1米处，上部与坡屋顶梁板一道浇筑。
坡屋顶板厚0.11米，纵横框架梁截面为350×1100mm，间距均为3.6米。
框架柱总高度达到10.25米，拟分四次浇筑，第一次浇筑到5.7米（与二层框架梁同时浇筑）；第二次浇筑到8.65米，即与框架梁底平，因框架柱加固架体与满堂架连接为整体，先浇筑完柱体混凝土，待柱体混凝土达到一定强度后（至少50％），再与8.1米标高处梁同时浇筑到9.65米，这样可提高浇筑框架梁时架体的稳定性；第四次与屋面梁板一道浇筑。
本合班教室为超高大跨度支模架，对模板支架强度、刚度、稳定性都有较高的要求，因此编制本专项方案，施工时严格按方案施工，确保支模架安全。
二、编制依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008、
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、
《施工手册》第四版，
脚手架支撑计算书采用PKPM安全计算软件；
新建天津市电子信息高级技术学校综合教学楼土建施工图；《新建天津市电子信息高级技术学校工程施工组织设计》；国家及地方有关安全生产的法律、法规文件；我公司ISO—9002程序文件、质量保证手册及CI形象手册的有关细则；我公司ISO14001及公司体系管理文件有关要求；我公司企业标准。
三、梁板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.在支撑架的顶部（梁底纵向横杆部位）和底部（距地300㎜以内）必须满设纵横方向水平横杆，每步也必须满设纵横方向水平横杆。
2.剪刀撑的设计：
a.沿高支架四周满设剪刀撑；
b.中部框架梁按间隔不超过6米设置纵横剪刀撑。
剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接斜杆杆端的距离不小于100mm。
3.顶部支撑点的设计：
a.梁底大楞的纵向支撑横杆与梁底立杆的连接扣件必须采用双扣件。
b.8.1米标高梁底下均匀设置4根承重立杆（考虑同时承载坡屋面梁荷载），横距300㎜；坡屋面梁底均匀设置3根承重立杆，横距450㎜；纵距均为900㎜，立杆上设置纵向支撑钢管横杆，在横杆上按300㎜间距设置横向钢管大楞，上铺三排50㎜×80㎜方木做梁底板支撑。
4.支撑架搭设的要求：
a.严格按照设计尺寸搭设：
所有架体均采用￠48㎜×3.0㎜焊接钢管搭设，满堂支模架立杆纵横间距为900㎜，步距1500㎜，所有两根相邻架杆（立杆或纵横水平杆）的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不大于纵横间距的1/3。
梁底按照全跨度的3‰起拱，底部留设清扫口；
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：
均按高度10米以内要求：
垂直度误差不超过25㎜，横杆水平误差
20㎜；
c.确保每个扣件都牢固固定住连接部分的纵横架杆，扣件螺栓拧紧扭力矩值不小于40N·m，也不大于65N·m，用力矩扳手检查扣件总数的10％。
d.地基支座的设计：
地基回填土必须按照规范要求分层回填，层层夯实，压实系数达0.94以上，地基承载力达到105KN/㎡以上,在所有立杆底部支垫300㎜（宽）×50㎜（厚）×4000㎜（长）通长松木脚手板，并设置立杆底座（150㎜×150㎜×10㎜厚钢板），将钢管支设在底座上，不得将立杆直接置于脚手板上。
e、拆模要求：
因该支模架较高，跨度较大，必须在屋顶层结构混凝土浇筑完毕，强度达到100％后，再拆除支模架。
在搭设施工过程中由专人负责搭设过程中的安全。
由技术负责人负责方案的落实，且分别进行安全、质量的技术交底。
5.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，拟采用汽车泵由中部向两边扩展的方式浇筑混凝土；
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，多余材料不能在支架上方堆放；在混凝土浇捣的过程中，禁止无关人员站在操作面上；振捣时不得漏振、过振。
c.浇筑过程中，必须安排专人检查支架的支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
d.其他事项要求详见模板工程专项方案。
8.1m梁模板（扣件式钢管）支撑计算书
高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。
因本工程梁支架高度大于8米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B（m）:
0.35；
梁截面高度D（m）:
1.00
立杆纵距（沿梁跨度方向间距）La（m）:
0.90；
立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:
0.20；
脚手架步距（m）:
1.50；
梁支撑架搭设高度H（m）：
9.65；
梁两侧立柱间距（m）:
0.9；
承重架支设:
木方支撑梁截面；
立杆横向间距或排距Lb（m）:
0.9；
采用的钢管类型为Φ48×3.0；
扣件连接方式:
单扣件，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；梁底纵向横杆采用双扣件。
脚手架扫地杆距地300mm；
2.荷载参数
模板自重（kN/m2）:
0.20；
钢筋自重（kN/m3）:
1.50；
施工均布荷载标准值（kN/m2）:
1.5；
新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）:
24.0；
倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:
4.0；
振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）:
2.0
3.材料参数
木材品种：
马尾松；
木材弹性模量E（N/mm2）：
10000.0；
木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：
13.0；
木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：
1.5；
面板类型：
木胶合面板；
面板弹性模量E（N/mm2）：
4000.0；
面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：
30.0；
4.梁底模板参数
梁底模板支撑的间距（mm）：
300.0；
面板厚度（mm）：
15.0；
5.梁侧模板参数
外龙骨间距（mm）：
600；
内龙骨间距（mm）：
300；
穿梁螺栓水平间距（mm）：
600；
穿梁螺栓竖向间距（mm）：
300；400；
穿梁螺栓直径（mm）：
M14；
外龙骨材料：
钢管；钢管类型为Φ48×3.0
外龙骨合并根数：
2；
内龙骨材料：
木方,宽度50mm，高度80mm；
二、梁侧模板荷载标准值计算
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，为0时（表示无资料）取200/（T+15），取8.000h；
T——混凝土的入模温度，取10.000℃；
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1.000m；
1——外加剂影响修正系数，取1.200；
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=24.000kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=0.9×24.000=21.600kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。
三、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。
模板面板的按照简支梁计算。
面板的计算宽度取0.30m。
荷载计算值q=1.2×21.600×0.300+1.40×3.600×0.300=9.288kN/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=30.00×1.50×1.50/6=11.25cm3；
I=30.00×1.50×1.50×1.50/12=8.44cm4；
计算简图
弯矩图（kN.m）
剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
变形计算受力图
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.115kN
N2=3.065kN
N3=3.065kN
N4=1.115kN
最大弯矩M=0.083kN.m
最大变形V=0.468mm
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.083×1000×1000/11250=7.378N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f]，取13.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算[可以不计算]
（3）挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.468mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
四、梁侧模板内龙骨的计算
内龙骨直接承受模板传递的荷载，通常按照均布荷载连续梁计算。
内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.30×21.60+1.4×0.30×3.60=9.288kN/m
挠度计算荷载标准值q=0.30×21.60=6.480kN/m
内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。
内龙骨计算简图
内龙骨弯矩图（kN.m）
内龙骨剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
内龙骨变形计算受力图
内龙骨变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.417kN.m
经过计算得到最大支座F=4.644kN
经过计算得到最大变形V=0.287mm
内龙骨的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；
I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；
（1）内龙骨抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.417×106/53333.3=7.82N/mm2
内龙骨的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）内龙骨抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2786/（2×50×80）=1.045N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.50N/mm2
内龙骨的抗剪强度计算满足要求!
（3）内龙骨挠度计算
最大变形v=0.287mm
内龙骨的最大挠度小于400.0/250,满足要求!
五、梁侧模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算。
外龙骨按照集中多跨连续梁计算。
外龙骨计算简图
外龙骨弯矩图（kN.m）
外龙骨剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
外龙骨变形计算受力图
外龙骨变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.487kN.m
经过计算得到最大支座F=9.985kN
经过计算得到最大变形V=0.380mm
外龙骨的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；
I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；
（1）外龙骨抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.487×106/53333.3=9.13N/mm2
外龙骨的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）外龙骨抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3018/（2×50×80）=1.132N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.50N/mm2
外龙骨的抗剪强度计算满足要求!
（3）外龙骨挠度计算
最大变形v=0.380mm
外龙骨的最大挠度小于600.0/250,满足要求!
六、对拉螺栓的计算
计算公式:
N<[N]=fA
其中N——对拉螺栓所受的拉力；
A——对拉螺栓有效面积（mm2）；
f——对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；
对拉螺栓的直径（mm）:
14
对拉螺栓有效直径（mm）:
12
对拉螺栓有效面积（mm2）:
A=105.000
对拉螺栓最大容许拉力值（kN）:
[N]=17.850
对拉螺栓所受的最大拉力（kN）:
N=9.985
对拉螺栓强度验算满足要求!
七、梁底模板计算
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=25.500×1.000×0.300=7.650kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q2=0.200×0.300×（2×1.000+0.350）/0.350=0.403kN/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）：
经计算得到，活荷载标准值P1=（1.500+2.000）×0.350×0.300=0.368kN
均布荷载q=1.20×7.650+1.20×0.403=9.663kN/m
集中荷载P=1.40×0.368=0.515kN
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=30.00×1.50×1.50/6=11.25cm3；
I=30.00×1.50×1.50×1.50/12=8.44cm4；
计算简图
弯矩图（kN.m）
剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
变形计算受力图
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=0.634kN
N2=2.628kN
N3=0.634kN
最大弯矩M=0.036kN.m
最大变形V=0.052mm
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.036×1000×1000/11250=3.200N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f]，取30.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算[可以不计算]
（3）挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.052mm
面板的最大挠度小于175.0/250,满足要求!
八、梁底支撑木方的计算
（一）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=2.628/0.300=8.761kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×8.76×0.30×0.30=0.079kN.m
最大剪力Q=0.6×0.300×8.761=1.577kN
最大支座力N=1.1×0.300×8.761=2.891kN
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=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；
I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.079×106/53333.3=1.48N/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[可以不计算]
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=3×1577/（2×50×80）=0.591N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.50N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（3）木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到5.872kN/m
最大变形v=0.677×5.872×300.04/（100×10000.00×2133333.5）=0.015mm
木方的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
九、梁底支撑钢管计算
（一）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
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
支撑钢管变形计算受力图
支撑钢管变形图（mm）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.766kN.m
最大变形vmax=1.769mm
最大支座力Qmax=1.948kN
抗弯计算强度f=0.766×106/4491.0=170.51N/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900.0/150与10mm,满足要求!
（二）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
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
支撑钢管变形计算受力图
支撑钢管变形图（mm）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.468kN.m
最大变形vmax=0.886mm
最大支座力Qmax=6.365kN
抗弯计算强度f=0.468×106/4491.0=104.12N/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900.0/150与10mm,满足要求!
十、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:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
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=6.37kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
R≤8.0kN时，可采用单扣件；8.0kN12.0kN时，应采用可调托座。
十一、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=6.37kN（已经包括组合系数）
脚手架钢管的自重N2=1.20×0.111×9.650=1.281kN
N=6.365+1.281=7.646kN
——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=1.60
A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.49
——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=1.700
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.20m；
公式
（1）的计算结果：
l0=1.167×1.700×1.50=2.976m
=2976/16.0=186.574
=0.207
=7646/（0.207×424）=86.997N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）的计算结果：
l0=1.500+2×0.200=1.900m
=1900/16.0=119.122
=0.458
=7646/（0.458×424）=39.383N/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（3）计算
l0=k1k2（h+2a）（3）
k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.018；
公式（3）的计算结果：
l0=1.167×1.018×（1.500+2×0.200）=2.257m
=2257/16.0=141.518
=0.345
=7646/（0.345×424）=52.299N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],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。
表1模板支架计算长度附加系数k1
——————————————————————————————————
步距h（m）h≤0.90.9k11.2431.1851.1671.163
——————————————————————————————————
表2模板支架计算长度附加系数k2
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