模板高支撑架专项施工方案.docx
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模板高支撑架专项施工方案
上海嘉里食品工业有限公司扩建食用油灌装车间及新建豆奶（粉）生产线项目工程
模板高支撑架
专
项
施
工
方
案
编制人:
审核人:
批准人:
2010年9月
第一章、工程概况
一、工程概况
工程名称：
上海嘉里食品工业有限公司扩建食用油灌装车间及新建豆奶（粉）生产线项目；结构类型：
框剪；建筑高度：
41.50m；标准层层高：
8.00m；
总建筑面积：
7002.00m2；总工期：
200天；施工单位：
上海浦东高南建设工程有限公司；
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。
二、参建单位
序号
参建单位
单位名称
1
建设单位
上海嘉里食用油工业有限公司
2
勘察单位
上海地矿勘察工程有限公司
3
设计单位
浙江省天正设计工程有限公司
4
监理单位
上海海龙监理有限公司
5
总承包施工单位
上海高南建设工程有限公司
第二章、编制依据
本专项施工方案根据以下设计文件和有关规范要求，结合现场实际情况编制。
序号
依据名称
编号
版本
1
设计图纸文件
08SJ037
施工图
2
建筑地基处理技术规范
JGJ79-2002
3
安全防范工程技术规范
GB50348-2004
4
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
5
钢管检验标准《低压流体输送焊接钢管》
GB/T3092
6
《建筑施工模板安全技术规范》
JGJ162-2008
7
《危险性较大工程安全专项方案及专家论证审查办法》
（建质[2004]312号）
8
《关于加强危险性较大的分部分项工程安全管理的意见》
（沪建建管[2004]113号）
9
建筑施工高处作业安全技术规范
JGJ80-91
10
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程（2002版）
JGJ130-2001
11
钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程
DG/TJ08-016-2005
12
建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程
DB33/1035-2006
13
钢管脚手架扣件
GB/5831-2006
14
建筑施工计算手册
中国建筑工业出版社
15
扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全
杜荣军
16
建筑施工常用数据手册
中国建筑工业出版社
第三章、模板高支撑架计算书
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距（m）:
0.80；纵距（m）:
0.80；步距（m）:
1.80；
立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:
0.10；脚手架搭设高度（m）:
8.00；
采用的钢管（mm）:
Φ48×3.5；
扣件连接方式:
双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:
0.80；
板底支撑连接方式:
钢管支撑；
板底钢管的间隔距离（mm）:
50.00；
2.荷载参数
模板与木板自重（kN/m2）:
0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:
25.000；
楼板浇筑厚度（m）:
0.120；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:
2.000；
施工均布荷载标准值（kN/m2）:
1.000；
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为
截面抵抗矩w=5.08cm3
截面惯性矩I=12.19cm4
1.荷载的计算：
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.000×0.250×0.120=0.750kN/m；
（2）模板的自重线荷载（kN/m）:
q12=0.350×0.250=0.088kN/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）：
q2=（1.000+2.000）×0.250=0.750kN/m；
2.钢管强度验算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
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:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载：
q1=1.2×（q1+q2）=1.2×0.750+1.2×0.088=1.005kN/m；
活荷载：
q2=1.4×0.750=1.050kN/m；
最大弯距Mmax=（0.100×1.005+0.117×1.050）×0.8002=0.143kN.M；
最大支座力计算公式如下:
最大支座力N=（1.1×1.005+1.2×1.050）×0.800=1.892kN；
钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.143×106/5080.0=28.139N/mm2；
钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2；
纵向钢最大应力计算值为28.139N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求！
3.挠度计算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载q1=q11+q12=0.750+0.088=0.838kN/m；
活荷载q2=0.750kN/m；
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=（0.677×0.838+0.990×0.750）×800.04/（100×2.060×105×121900.0）=2.136mm；
支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
三、木方支撑钢管计算（内容为固定不变）:
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=1.605×1.000+1.050=2.655kN；
最大弯矩Mmax=0.996kN.m；
最大变形Vmax=2.795mm；
最大支座力Qmax=11.616kN；
钢管最大应力σ=0.996×106/5080.000=196.021N/mm2；
钢管抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2；
支撑钢管的计算最大应力计算值196.021N/mm2小于钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算（内容为固定不变）:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转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=11.616kN；
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值（轴力）（内容为固定不变）:
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=0.129×6.000=0.775kN；
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=0.350×1.000×1.000=0.350kN；
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25.000×0.200×1.000×1.000=5.000kN；
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.125kN；
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）×1.000×1.000=3.000kN；
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=11.550kN；
六、立杆的稳定性计算（内容为固定不变）:
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=11.550kN；
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=1.58cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.89cm2；
W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：
W=5.08cm3；
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]=205.000N/mm2；
L0----计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算
l0=h+2a
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=1.700；
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.100m；
上式的计算结果：
立杆计算长度L0=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m；
L0/i=1700.000/15.800=108.000；
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=0.530；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11549.520/（0.530×489.000）=44.563N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=44.563N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算
l0=k1k2（h+2a）
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；
k2--计算长度附加系数，h+2a=1.700按照表2取值1.007；
上式的计算结果：
立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.007×（1.500+0.100×2）=2.029m；
Lo/i=2028.602/15.800=128.000；
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=0.406；
钢管立杆的最大应力计算值；σ=11549.520/（0.406×489.000）=58.174N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=58.174N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/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》。
七、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容
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或双立杆；
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：
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；
b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；
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：
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；
b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；
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.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；
b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；
c.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；
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
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。
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