超高高支模方案.docx

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超高高支模方案

第一章工程概况

中山保税物流中心项目综合办公楼、宿舍楼工程位于中山市民众镇浪网区阳光大道，建筑面积为30000㎡，框架剪力墙结构，综合办公楼建筑层数：

十五层;宿舍楼建筑层数:

六层，工程造价：

4697.7859万元，总工期：

214天；施工单位：

汕头市建安实业（集团）有限公司。

本工程由中山保税物流中心有限公司投资建设，中山市建筑设计院有限公司设计，建材广州地质工程勘察院，广东省城规建设监理有限公司监理，汕头市建安实业（集团）有限公司组织施工。

根据设计图纸，综合办公楼7-13交N-P轴层高9.4米，框架梁最大跨度为8.6米，最大框架梁截面为300×700mm；1-4交H-N轴层高15米，最大框架梁截面为250×700mm。

以上结构模板工程均属高支模体系，是施工重点部位。

根据《广东省建设工程高支撑模板系统施工安全管理办法》有关规定，需对该工程的高支撑模板系统进行验算及制定施工质量安全控制措施。

第二章编制依据及选材

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））、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》等规范编制。

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）、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

综合办公楼的空间高、跨度大，施工难度大，属高支模，按高支模进行模板设计。

采用门架；制定切实可行的方案确保支顶架的安全可行。

结构布置：

底模、侧模采用18厚胶合板；梁底模下横向支撑采用60×80mm木方；梁底模纵向支撑采用60×80mm木方；侧模支撑次楞采用60×80mm木楞；主楞采用50×100mm木楞。

穿梁螺栓为M12；综合办公楼7-13交N-P轴高支模采用Φ48×3.5钢管满堂支撑，底模、侧模采用18厚胶合板；梁底模下横向支撑采用60×80mm木方；梁底模纵向支撑采用60×80mm木方；侧模支撑次楞采用60×80mm木楞；主楞采用80×100mm木楞。

穿梁螺栓为M12；基础以首层结构砼地面为基础，其强度等级均为C30，雨篷悬挑部分为素填土，经充分夯实后，用素混凝土对地面进行硬化处理。

第三章综合办公楼9.4m高梁模板支撑计算书

梁段:

KL39（5）。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）:

0.30；梁截面高度D（m）:

0.70；

混凝土板厚度（mm）:

100.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）:

1.00；

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）:

1.00；

梁支撑架搭设高度H（m）：

9.40；梁两侧立杆间距（m）:

0.60；

承重架支撑形式:

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数:

0；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

立杆承重连接方式:

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；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；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）:

18.0；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:

2.0；振捣混凝土荷载标准值（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；

面板类型：

胶合面板；面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

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）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

100.0；

梁底纵向支撑根数：

4；面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

次楞间距（mm）：

350，主楞竖向根数：

3；

主楞间距为：

100mm，220mm；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

500；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

木楞,，宽度80mm，高度100mm；

主楞合并根数：

2；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度60mm，高度80mm；

次楞合并根数：

2；

二、梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

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，可按现场实际值取，输入0时系统按200/（T+15）计算，得5.714h；

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0.750m；

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1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别计算得50.994kN/m2、18.000kN/m2，取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。

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。

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

跨中弯矩计算公式如下:

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=100×2.1×2.1/6=73.5cm3；

M--面板的最大弯距（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）；

按以下公式计算面板跨中弯矩：

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=1.2×1×18×0.9=19.44kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值:

q2=1.4×1×2×0.9=2.52kN/m；

q=q1+q2=19.440+2.520=21.960kN/m；

计算跨度（内楞间距）:

l=350mm；

面板的最大弯距M=0.125×21.96×3502=3.36×105N·mm；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=3.36×105/7.35×104=4.575N/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=4.575N/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

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:

q=21.96N/mm；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=350mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=5×21.96×3504/（384×9500×4.86×105）=0.929mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=350/250=1.4mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.929mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.4mm，满足要求！

四、梁侧模板内外楞的计算

1.内楞计算

内楞（木或钢）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的二跨连续梁计算。

本工程中，龙骨采用木楞，截面宽度60mm，截面高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×82×2/6=128cm3；

I=6×83×2/12=512cm4；

内楞计算简图

（1）.内楞强度验算

强度验算计算公式如下:

其中，σ--内楞弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--内楞的最大弯距（N·mm）；

W--内楞的净截面抵抗矩；

[f]--内楞的强度设计值（N/mm2）。

按以下公式计算内楞跨中弯矩：

其中，作用在内楞的荷载，q=（1.2×18×0.9+1.4×2×0.9）×1=21.96kN/m；

内楞计算跨度（外楞间距）:

l=160mm；

内楞的最大弯距:

M=0.096×21.96×160.002=5.40×104N·mm；

最大支座力:

R=1.1×21.96×0.16=8.455kN；

经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=5.40×104/1.28×105=0.422N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

内楞最大受弯应力计算值σ=0.422N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.内楞的挠度验算

其中l--计算跨度（外楞间距）：

l=500mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

q=21.96N/mm；

E--内楞的弹性模量：

10000N/mm2；

I--内楞的截面惯性矩：

I=5.12×106mm4；

内楞的最大挠度计算值:

ν=0.677×21.96×5004/（100×10000×5.12×106）=0.181mm；

内楞的最大容许挠度值:

[ν]=500/250=2mm；

内楞的最大挠度计算值ν=0.181mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm，满足要求！

2.外楞计算

外楞（木或钢）承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力8.455kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用2根木楞，截面宽度80mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8×102×2/6=266.67cm3；

I=8×103×2/12=1333.33cm4；

（1）.外楞抗弯强度验算

其中σ--外楞受弯应力计算值（N/mm2）

M--外楞的最大弯距（N·mm）；

W--外楞的净截面抵抗矩；

[f]--外楞的强度设计值（N/mm2）。

根据三跨连续梁算法求得最大的弯矩为M=F×a=1.793kN·m；

其中，F=1/3×q×h=5.124，h为梁高为0.7m，a为次楞间距为350mm；

经计算得到，外楞的受弯应力计算值:

σ=1.79×106/2.67×105=6.725N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

外楞的受弯应力计算值σ=6.725N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.外楞的挠度验算

其中E-外楞的弹性模量：

10000N/mm2；

F--作用在外楞上的集中力标准值：

F=5.124kN；

l--计算跨度：

l=500mm；

I-外楞的截面惯性矩：

I=13333333.333mm4；

外楞的最大挠度计算值:

ν=1.615×5124.000×500.003/（100×10000.000×13333333.333）=0.078mm；

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.078mm

外楞的最大容许挠度值:

[ν]=500/250=2mm；

外楞的最大挠度计算值ν=0.078mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=2mm，满足要求！

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

其中N--穿梁螺栓所受的拉力；

A--穿梁螺栓有效面积（mm2）；

f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

查表得：

穿梁螺栓的直径:

12mm；

穿梁螺栓有效直径:

9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:

A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:

N=（1.2×18+1.4×2）×0.5×0.225=2.745kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=2.745kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求！

六、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。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

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=1000×18×18/6=5.40×104mm3；

I=1000×18×18×18/12=4.86×105mm4；

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--梁底模板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--计算的最大弯矩（kN·m）；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=100.00mm；

q--作用在梁底模板的均布荷载设计值（kN/m）；

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（24.00+1.50）×1.00×0.70×0.90=19.28kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×1.00×0.90=0.38kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×2.00×1.00×0.90=2.52kN/m；

q=q1+q2+q3=19.28+0.38+2.52=22.18kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×22.176×0.12=0.022kN·m；

σ=0.022×106/5.40×104=0.411N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=0.411N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（（24.0+1.50）×0.700+0.35）×1.00=18.20KN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=100.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=100.00/250=0.400mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×18.2×1004/（100×9500×4.86×105）=0.003mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.003mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=100/250=0.4mm，满足要求！

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=（24+1.5）×0.7×0.1=1.785kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×0.1×（2×0.7+0.3）/0.3=0.198kN/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P1=（2.5+2）×0.1=0.45kN/m；

2.方木的支撑力验算

静荷载设计值q=1.2×1.785+1.2×0.198=2.38kN/m；

活荷载设计值P=1.4×0.45=0.63kN/m；

方木计算简图

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5×10×10/6=83.33cm3；

I=5×10×10×10/12=416.67cm4；

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

线荷载设计值q=2.38+0.63=3.01kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×3.01×1×1=0.301kN.m；

最大应力σ=M/W=0.301×106/83333.3=3.612N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木的最大应力计算值3.612N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力:

V=0.6×3.01×1=1.806kN；

方木受剪应力计算值τ=3×1806/（2×50×100）=0.542N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2；

方木的受剪应力计算值0.542N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

q=1.785+0.198=1.983kN/m；

方木最大挠度计算值ν=0.677×1.983×10004/（100×10000×416.667×104）=0.322mm；

方木的最大允许挠度[ν]=1.000×1000/250=4.000mm；

方木的最大挠度计算值ν=0.322mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4mm，满足要求！

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照简支梁的计算如下

荷载计算公式如下：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m2）：

q1=（24.000+1.500）×0.700=17.850kN/m2；

（2）模板的自重（kN/m2）：

q2=0.350kN/m2；

（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/m2）：

q3=（2.500+2.000）=4.500kN/m2；

q=1.2×（17.850+0.350）+1.4×4.500=28.140kN/m2；

梁底支撑根数为n，立杆梁跨度方向间距为a，梁宽为b，梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P，梁侧模板传给钢管的集中力为N。

当n=2时：

当n＞2时：

计算简图（kN）

变形图（mm）

弯矩图（kN·m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=4.515kN；

最大弯矩Mmax=0.959kN.m；

最大挠度计算值Vmax=1.388mm；

最大应力σ=0.959×106/5080=188.711N/mm2；

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值188.711N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!

八、扣件抗滑移的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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6.40kN；

　　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，根据前面计算结果得到R=4.515kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

九、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

1.梁两侧立杆稳定性验算:

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

水平钢管的最大支座反力：

N1=4.515kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.129×9.4=1.456kN；

楼板的混凝土模板的自重：

N3=1.2×（1.00/2+（0.60-0.30）/2）×1.00×0.35=0.273kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.2×（1.00/2+（0.60-0.30）/2）×1.00×0.100×（1.50+24.00）=1.989kN；

N=4.515+1.456+0.273+1.989=8.233kN；

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=1.58；

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；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh

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=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；

Lo/i=2945.25/15.8=186；

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=0.207；

钢管立杆受压应力计算值；σ=8233.248/（0.207×489）=81.338N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=81.338N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

十、立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=120×1=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=8.233/0.25=32.933kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=8.233kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=32.933≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

第四章综合办公楼9.4m高板模板支撑计算书

一、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）:

1.50；

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）:

9.40；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.5；板底支撑连接方式:

方木支撑；

立杆承重连接方式:

可调托座；

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；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.500；

4.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为18mm；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