高空悬挑结构施工方案.docx
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高空悬挑结构施工方案
悬挑结构施工方案
1.1 悬挑结构概况
本工程悬挑结构在核心筒十八层至二十层楼板13～ 14 轴 /B～A 轴，结构出挑
3600mm。
十八层板面标高 75.56，梁截面宽度 300*800、250*360 等，板厚度 150mm，楼
层高度 5440；
选用材料规格：
钢管选用 Φ 48×3.0mm 焊接钢管；扣件采用铸铁件，材质符合 RT89-8
要求；模板采用 18mm 胶合板，木方采用 50×100mm 杉木；安全立网采用经过有关部门
认证的生产厂家的产品，密度不低于 2000 目/100cm2，网目的大小为能防止粒径大于
2.5mm 的颗粒通过；悬挑水平钢梁采用工 14 号工字钢；钢丝绳采用公称直径 13mm，公
称强度 1670MPA；预埋锚环使用的钢筋规格为Φ 16。
1.2 悬挑结构支撑范围平面图
1.3 主要施工方法
1、核心筒 16 层（标高为 66.08-70.12）柱墙钢筋绑扎好后预埋 14 号工字钢外挑 3.1m，
布置间距为@1200，底部采用钢管斜撑在 15 层剪力墙上进行加固，上部采用 Φ13 钢丝绳
与核心筒结构拉结进行卸载。
平面位置及做法详见附图。
2、核心筒 17 层（标高为 70.12）楼板砼浇筑前预埋锚环，锚环使用的钢筋规格为
Φ 16，详见下图。
3、核心筒 17 层（标高为 70.12）楼板浇筑砼后采用 14 号工字钢外挑，布置间距为
@800，18 层梁板模板钢管架架设在悬挑工字钢上，模板钢管架按模板施工方案进行搭设
（楼板模板支架搭设高度为 5.29 米，搭设尺寸为立杆的间距 1.0 米，立杆的步距 1.50
米；梁支撑立杆的间距 1.0 米，立杆的步距 1.50 米，梁底增加 1 道承重立杆）。
平面位
置及做法详见附图。
4、核心筒 17 层柱墙（标高为 70.12-75.56）先行浇筑砼，砼浇筑后 3 天，悬挑工
字钢采用 Φ13 钢丝绳与核心筒 17 层柱墙拉结进行卸载后，方可浇筑 18 层梁板砼。
5、核心筒 16 层、17 层悬挑工字钢之间搭设钢管架辅助受力（支架搭设高度为 4.0
米，立杆的间距 1.2m，立杆的步距 1.50 米）。
6、核心筒 15 层楼板以下（标高为 60.96）处搭设平网加密目网，用于安全防护。
1.4 悬挑结构附图
1.5 悬挑结构计算书
1.5.1、扣件钢管楼板模板支架计算书
模板支架搭设高度为 5.29 米（计算取 5.3 米），搭设尺寸为：
立杆的纵距 b=1.00
米，立杆的横距 l=1.00 米，立杆的步距 h=1.50 米。
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 48×3.0。
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 = 25.000×0.150×1.000+0.350×1.000=4.100kN/m
活荷载标准值 q2 = （2.000+1.000）×1.000=3.000kN/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 = 100.00×1.80×1.80/6 = 54.00cm3；
I = 100.00×1.80×1.80×1.80/12 = 48.60cm4；
（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 × 4.100+1.4 × 3.000） × 0.300 ×
0.300=0.082kN.m
经 计 算 得 到 面 板 抗 弯 强 度 计 算 值f=0.082 × 1000 ×
1000/54000=1.520N/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]
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×（1.2×4.100+1.4×3.000）×0.300=1.642kN
截面抗剪强度计算值 T=3×1642.0/（2×1000.000×18.000）=0.137N/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 × 4.100 × 3004/（100 × 6000 ×
486000）=0.077mm
面板的最大挠度小于 300.0/250,满足要求!
二、模板支撑木方的计算
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 = 25.000×0.150×0.300=1.125kN/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捣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 = 0.00×1.125+0.00×0.105=1.476kN/m
活荷载 q2 = 1.4×0.900=1.260kN/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 = 2.736/1.000=2.736kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.74×1.00×1.00=0.274kN.m
最大剪力 Q=0.6×1.000×2.736=1.642kN
最大支座力 N=1.1×1.000×2.736=3.010kN
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 = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.274×106/83333.3=3.28N/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=3×1642/（2×50×100）=0.492N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（3）木方挠度计算
最 大 变 形v=0.677 × 1.230 × 1000.04/（100 × 9500.00 ×
4166666.8）=0.210mm
木方的最大挠度小于 1000.0/250,满足要求!
三、板底支撑钢管计算
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。
3.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN.01kN
AB
100010001000
支撑钢管计算简图
1.013
0.780
支撑钢管弯矩图（kN.m）
0.175
2.925
2.60 2.60
支撑钢管变形图（mm）
4.514.51
1.50 1.50
6.43
3.42 3.42
0.41 0.41
0.41 0.41
3.42 3.42
6.43
1.50 1.50
4.514.51
2.60 2.60
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=1.013kN.m
最大变形 vmax=2.925mm
最大支座力 Qmax=10.945kN
抗弯计算强度 f=1.013×106/4491.0=225.57N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度大于 205.0N/mm2,不满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于 1000.0/150 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:
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=10.95kN
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!
R≤8.0 kN 时，可采用单扣件； 8.0kN12.0kN
时，应采用可调托座。
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 = 0.111×5.290=0.585kN
（2）模板的自重（kN）：
NG2 = 0.350×1.000×1.000=0.350kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3 = 25.000×0.150×1.000×1.000=3.750kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.685kN。
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 = （1.000+2.000）×1.000×1.000=3.000kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.4NQ= 9.82kN
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，N = 9.82kN
—— 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》，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 1.155；
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 = 0.10m；
公 式
（1） 的 计 算 结 果 ：
l0=1.155 × 1.700 × 1.50=2.945m
=2945/16.0=184.655=0.212
=9822/（0.212×424）=109.530N/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 × 0.100=1.700m ，
=1700/16.0=106.583
=0.545
=9822/（0.545×424）=42.543N/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 1.007；
公 式 （3） 的 计 算 结 果 ：
l0=1.155 × 1.007 × （1.500+2 × 0.100）=1.977m
=1977/16.0=123.965=0.435
=9822/（0.435×424）=53.268N/mm2，立杆的稳定性计算< [f],满足要求!
1.5.2 梁模板扣件钢管高支撑架计算书
模板支架搭设高度为 5.29 米（计算取 5.3 米），基本尺寸为：
梁截面 B×D=300mm
×800mm，梁支撑立杆的纵距（跨度方向） l=1.00 米，立杆的步距 h=1.50 米，梁底增加
1 道承重立杆。
300
0
0
8
0
0
5
1
0
9
2
5
500500
图1梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为 F = 1.20×25.000×0.150×0.500×1.000=2.250kN。
采用的钢管类型为 48×3.0。
一、模板面板计算
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 = 25.000×0.800×1.000=20.000kN/m
A
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q2 = 0.500×1.000×（2×0.800+0.300）/0.300=3.167kN/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 = （1.000+2.000）×0.300×1.000=0.900kN
均布荷载 q = 1.20×20.000+1.20×3.167=27.800kN/m
集中荷载 P = 1.4×0.900=1.260kN
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 = 100.00×1.80×1.80/6 = 54.00cm3；
I = 100.00×1.80×1.80×1.80/12 = 48.60cm4；
1.26kN
27.80kN/m
75 75 75 75 B
计算简图
0.017
0.012
弯矩图（kN.m）
0.821.12
0.97 1.27
1.27
0.97
1.12 0.82
剪力图（kN）
0.000
0.001
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=0.819kN
N2=2.383kN
N3=3.196kN
N4=2.383kN
N5=0.819kN
最大弯矩 M = 0.016kN.m
最大变形 V = 0.0mm
（1）抗弯强度计算
经 计 算 得 到 面 板 抗 弯 强 度 计 算 值f=0.016 × 1000 ×
1000/54000=0.296N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f]，取 15.00N/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]
截面抗剪强度计算值 T=3×1265.0/（2×1000.000×18.000）=0.105N/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
面板最大挠度计算值 v = 0.002mm
面板的最大挠度小于 75.0/250,满足要求!
二、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 = 3.196/1.000=3.196kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×3.20×1.00×1.00=0.320kN.m
最大剪力 Q=0.6×1.000×3.196=1.918kN
最大支座力 N=1.1×1.000×3.196=3.516kN
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 = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.320×106/83333.3=3.84N/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=3×1918/（2×50×100）=0.575N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（3）木方挠度计算
最 大 变 形v=0.677 × 2.663 × 1000.04/（100 × 9500.00 ×
4166666.8）=0.456mm
木方的最大挠度小于 1000.0/250,满足要求!
三、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。
2.25kN2.38kN3.20kN2.38kN0.82kN
AB
500500
支撑钢管计算简图
0.430
0.196
支撑钢管弯矩图（kN.m）
0.000
0.145
支撑钢管变形图（mm）
4.794.79
0.670.67
1.581.58
2.402.40
0.67 0.67
4.794.79
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.430kN.m
最大变形 vmax=0.145mm
最大支座力 Qmax=12.769kN
抗弯计算强度 f=0.430×106/4491.0=95.74N/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 500.0/150 与 10mm,满足要求!
（二） 梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。
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:
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=12.77kN
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!
R≤8.0 kN 时，可采用单扣件； 8.0kNR>12.0kN 时，应采用可调托座。
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=12.77kN （已经包括组合系数 1.4）
脚手架钢管的自重 N2 = 1.20×0.111×5.290=0.702kN
N = 12.769+0.702=13.471kN
—— 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 = 0.10m；
公 式
（1） 的 计 算 结 果 ：
l0=1.167 × 1.700 × 1.50=2.976m
=2976/16.0=186.574=0.207
=13471/（0.207×424）=153.274N/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+2×0.100=1.700m
=1700/16.0=106.583=0.545
=13471/（0.545×424）=58.345N/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 1.007；
公 式 （3） 的 计 算 结 果 ：
l0=1.167 × 1.007 × （1.500+2 × 0.100）=1.998m
=1998/16.0=125.253=0.424
=13471/（0.424×424）=75.009N/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。
1.5.3 悬挑结构支撑计算书
通过以上计算可以得到梁立杆支座反力 N = 12.769+0.702=13.471kN；楼板立杆
支座反力 N = 1.20NG + 1.4NQ= 9.82kN。
悬挑结构计算时取最不利荷载 N=13.471KN 进
行计算。
平台水平钢梁（主梁）的悬挑长度 3.50m，悬挑水平钢梁间距（平台宽度）3.00m。
次梁
采用 14 号工字钢，主梁采用 14 号工字钢，次梁间距 0.80m。
容许承载力均布荷载
2.00kN/m2，最大堆放材料荷载 13.47kN。
一、次梁的计算
次梁选择 14 号工字钢槽钢，间距 0.80m，其截面特性为
面积 A=21.50cm2,惯性距 Ix=712.00cm4,转动惯量 Wx=102.00cm3,回转半
径 ix=5.76cm
截面尺寸 b=80.0mm,h=140.0mm,t=9.1mm
1.荷载计算
（1）面板自重标准值：
标准值为 0.00kN/m2；
Q1 = 0.00×0.80=0.00kN/m
（2）最大容许均布荷载为 2.00kN/m2；
Q2 = 2.00×0.80=1.60kN/m
（3）槽钢自重荷载 Q3=0.17kN/m
经计算得到，静荷载计算值q = 1.2 × （Q1+Q2+Q3） = 1.2 ×
（0.00+1.60+0.17） = 2.12kN/m
经计算得到，活荷载计算值 P = 1.4×13.47=18.86kN
2.内力计算
内力按照集中荷载 P 与均布荷载 q 作用下的简支梁计算，内侧钢丝绳不计
算，计算简图如下
最大弯矩 M 的计算公式为
经计算得到，最大弯矩计算值M = 2.12 × 3.002/8+18.86 ×
3.00/4=16.53kN.m
3.抗弯强度计算
其中x —— 截面塑性发展系数，取 1.05；
[f] —— 钢材抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
经过计
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