6米高支模计算书.docx
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6米高支模计算书
高支模专项施工方案
工程名称：
1#物流仓库、消防水池工程
工程地点：
珠海市洪湾商贸物流中心1-7地块、
A号路南侧、1号路东侧
施工单位：
珠海市世纪建设工程有限公司
编制单位：
1#物流仓库、消防水池工程项目部
编制人：
编制日期：
年月日
审批负责人：
审批日期：
年月日
第一章编制依据
高支撑架的计算依据:
1.物流仓储及消防工程施工图及相应标准图集。
2.参照国家、地方现行相关规范、规程、标准，主要包括：
《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
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-2003
《工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）》（2009年版）
《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《商店建筑设计规范》JGJ48-88
《中华人民共和国工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）》（2009年版）
第二章工程概况
1#物流仓库、消防水池工程位于珠海市洪湾商贸物流中心1-7地块、A号路南侧、1号路东侧，建筑总面积为5330.335m2，主要由物流仓库和消防水池两个建筑物构成，其中物流仓库为砼框架结构，地上六层，建筑面积5234.26㎡，建筑高度为23.6m；消防水池为砼结构，地下一层，建筑面积96.075㎡，建筑深度为2.7m~3.7m；总工期：
200天。
本工程由珠海市菱马汽车贸易有限公司投资建设，陕西工程勘察研究院提供地质勘察报告，珠海艺蓁工程设计有限公司所设计，珠海市世纪建设工程有限公司承包施工。
第三章计算概述
本工程±0.000标高相当于绝对标高5.100米，房屋高度为23.6米。
地下室层高2.7m~3.7米，首层层高6米，第二、三、四、五层层高皆为3.5米，第6层层高3.6米，楼梯间4.3米。
本工程高支模（高度≥5.0m）部位为第一层层高为6米。
梁板砼强度等级为C25。
高支模楼层中梁最大截面尺寸：
350×900，位于一层②、④、⑥轴线上B-D跨；③、⑤轴线上A-D跨。
梁高支模楼层见下表：
楼层
截面
跨度（m）
板厚（mm）
层高（m）
第一层
局部最大350×900，一般梁350×800、250×800、250×750、250×600、200×500
9.5
120
6
在如下第五章的梁模板计算中为选择最大截面尺寸梁350mm×900mm进行计算示例。
第四章板高支模计算
因本工程模板支架高度大于5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。
4.1参数信息:
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）:
1.80；
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）:
5.88；
采用的钢管（mm）:
Φ48×3.0；板底支撑连接方式:
方木支撑；
立杆承重连接方式:
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）:
0.300；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；
3.材料参数
面板采用胶合面板，厚度为15mm；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）:
9000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:
13.000；
木方的截面宽度（mm）:
60.00；木方的截面高度（mm）:
80.00；
4.楼板参数
楼板的计算厚度（mm）:
120.00；
图2楼板支撑架荷载计算单元
4.2模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W=100×1.52/6=37.5cm3；
I=100×1.53/12=28.125cm4；
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=25×0.12×1+0.3×1=3.3kN/m；
（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：
q2=2.5×1=2.5kN/m；
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中：
q=1.2×3.3+1.4×2.5=7.46kN/m
最大弯矩M=0.1×7.46×2502=46625kN·m；
面板最大应力计算值σ=M/W=46625/37500=1.243N/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1.243N/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
ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250
其中q=q1=3.3kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×3.3×2504/（100×9500×28.125×104）=0.033mm；
面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm；
面板的最大挠度计算值0.033mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
4.3模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=6×8×8/6=64cm3；
I=b×h3/12=6×8×8×8/12=256cm4；
方木楞计算简图
1.荷载的计算：
（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：
q1=25×0.25×0.12+0.3×0.25=0.825kN/m；
（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：
q2=2.5×0.25=0.625kN/m；
2.强度验算:
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.825+1.4×0.625=1.865kN/m；
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.865×12=0.186kN·m；
方木最大应力计算值σ=M/W=0.186×106/64000=2.914N/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2.914N/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:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:
V=0.6×1.865×1=1.119kN；
方木受剪应力计算值τ=3×1.119×103/（2×60×80）=0.35N/mm2；
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2；
方木的受剪应力计算值0.35N/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:
计算公式如下:
ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=0.825kN/m；
最大挠度计算值ν=0.677×0.825×10004/（100×9000×）=0.242mm；
最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm；
方木的最大挠度计算值0.242mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!
4.4木方支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P＝1.865kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图（kN·m）
支撑钢管计算变形图（mm）
支撑钢管计算剪力图（kN）
最大弯矩Mmax=0.699kN·m；
最大变形Vmax=2.22mm；
最大支座力Qmax=8.159kN；
最大应力σ=.889/4490=155.788N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；
支撑钢管的最大应力计算值155.788N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为2.22mm小于1000/150与10mm,满足要求!
4.5扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》，双扣件承载力设计值取16.00kN，扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.159kN；
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.6模板支架立杆荷载设计值（轴力）
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
（1）脚手架的自重（kN）：
NG1=0.125×5.88=0.737kN；
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=0.3×1×1=0.3kN；
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25×0.12×1×1=3kN；
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.037kN；
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=（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=11.144kN；
4.7立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/（φA）≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：
N=11.144kN；
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=1.59cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.24cm2；
W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：
W=4.49cm3；
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）；
按下式计算:
l0=h+2a=1.8+0.1×2=2m；
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；
l0/i=2000/15.9=126；
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=0.417；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11144.117/（0.417×424）=63.029N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=63.029N/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，建议按下式计算
l0=k1k2（h+2a）=1.163×1.007×（1.8+0.1×2）=2.342m；
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.163；
k2--计算长度附加系数，h+2a=2按照表2取值1.007；
Lo/i=2342.282/15.9=147；
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=0.32；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11144.117/（0.32×424）=82.135N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=82.135N/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》。
第五章梁模板计算
因本工程梁支架高度大于4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，并且选取梁段KL20做计算示例。
5.1参数信息
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）：
0.90；
混凝土板厚度（mm）：
120.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：
0.50；
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）：
0.90；
梁支撑架搭设高度H（m）：
6.00；梁两侧立杆间距（m）：
0.90；
承重架支撑形式：
梁底支撑小楞平行梁截面方向；
梁底增加承重立杆根数：
1；
采用的钢管类型为Φ48×3；
立杆承重连接方式：
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：
1.00；
2.荷载参数
新浇混凝土重力密度（kN/m3）：
24.00；模板自重（kN/m2）：
0.30；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）：
5.8；
振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：
2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载（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；
木材抗压强度设计值fc（N/mm）：
16.0；
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；
面板材质：
胶合面板；面板厚度（mm）：
15.00；
面板弹性模量E（N/mm2）：
6000.0；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）：
60.0；梁底方木截面高度h（mm）：
80.0；
梁底模板支撑的间距（mm）：
170.0；
5.梁侧模板参数
主楞间距（mm）：
450；次楞根数：
4；
主楞竖向支撑点数量：
4；
固定支撑水平间距（mm）：
400；
竖向支撑点到梁底距离依次是：
250mm，500mm，750mm，1050mm；
主楞材料：
木方；
宽度（mm）：
60.00；高度（mm）：
80.00；
主楞合并根数：
2；
次楞材料：
木方；
宽度（mm）：
60.00；高度（mm）：
80.00；
次楞合并根数：
2；
5.2梁侧模板荷载计算
按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
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，取0.750h；
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1.500m；
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1.000。
分别计算得5.820kN/m2、36.000kN/m2，取较小值5.820kN/m2作为本工程计算荷载。
5.3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振捣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
材料抗弯强度验算公式如下：
σ＝M/W<[f]
其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=45×0.9×0.9/6=6.075cm3；
M--面板的最大弯矩（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）；
按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：
M=0.1q1l2+0.117q2l2
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=1.2×0.45×5.82=3.143kN/m；
振捣混凝土荷载设计值:
q2=1.4×0.45×2=1.26kN/m；
计算跨度:
l=（900-120）/（4-1）=260mm；
面板的最大弯矩M=0.1×3.143×[（900-120）/（4-1）]2+0.117×1.26×[（900-120）/（4-1）]2=3.12×104N·mm；
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×3.143×[（900-120）/（4-1）]/1000+1.2×1.260×[（900-120）/（4-1）]/1000=1.292kN；
经计算得到，面板的受弯应力计算值:
σ=3.12×104/0.675×104=5.1N/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=5.1N/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
ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:
q=q1=3.143N/mm；
l--计算跨度:
l=[（900-120）/（4-1）]=260mm；
E--面板材质的弹性模量:
E=6000N/mm2；
I--面板的截面惯性矩:
I=45×0.9×0.9×0.9/12=2.734cm4；
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×3.143×[（900-120）/（4-1）]4/（100×6000×0.273×105）=0.594mm；
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=[（900-120）/（4-1）]/250=1.04mm；
面板的最大挠度计算值ν=0.594mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.04mm，满足要求！
5.4梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞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。
次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：
q=2.286/0.450=5.080kN/m
本工程中，次楞采用木方，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=2×6×8×8/6=128cm3；
I=2×6×8×8×8/12=512cm4；
E=10000.00N/mm2；
计算简图
剪力图（kN）
弯矩图（kN·m）
变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.103kN·m，最大支座反力R=2.515kN，最大变形ν=0.028mm
（1）次楞强度验算
强度验算计算公式如下:
σ=M/W<[f]
经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=1.03×105/1.28×105=0.8N/mm2；
次楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2；
次楞最大受弯应力计算值σ=0.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！
（2）次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值:
[ν]=450/400=1.125mm；
次楞的最大挠度计算值ν=0.028mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.125mm，满足要求！
2.主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力2.515kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中，主楞采用木方，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=2×6×8×8/6=128cm3；
I=2×6×8×8×8/12=512cm4；
E=10000.00N/mm2；
主楞计算简图
主楞弯矩图（kN·m）
主楞变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.415kN·m，最大支座反力R=4.177kN，最大变形ν=0.457mm
（1）主楞抗弯强度验算
σ=M/W<[f]
经计算得到，主楞的受弯应力计算值:
σ=4.15×105/1.28×105=3.2N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2；
主楞的受弯应力计算值σ=3.2N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！
（2）主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.457mm
主楞的最大容许挠度值:
[ν]=330/400=0.825mm；
主楞的最大挠度计算值ν=0.457mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.825mm，满足要求！
5.5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。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣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=350×15×15/6=1.313×104mm3；
I=350×15×15×15/12=0.656×105mm4；
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算：
σ=M/W<[f]
新浇混凝土及钢筋荷载设计值：
q1:
1.2×（24.00+0.9）×0.35×0.9=7.844kN/m；
模板结构自重荷载设计值：
q2:
1.2×0.30×0.35=0.126kN/m；
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：
q3:
1.4×（2.00+2.50）×0.35=2.205kN/m；
最大弯矩计算公式如下:
Mmax=0.1（q1+q2）l2+0.117q3l2=0.1×（7.844+0.126）×1702+0.117×2.205×1702=0.304×105N·mm；
σ=Mmax/W=0.656×105/1.313×104=5N/mm
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