超高模板支撑体系施工方案.docx
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超高模板支撑体系施工方案
1.编制依据
1.1施工组织设计
表1-01
施工组织设计名称
编号
审定日期
朝外SOHO工程施工组织设计
2005年12月
1.2施工图
表1-02
图纸名称
图纸编号
出图日期
朝外SOHO工程结构图
S-001、S-101～S-104、S-201～S-232S-301～S-330、S-401～S-430、S-501～S-522、S-601～S-633
2005年9月
1.3主要规范、规程、标准
表1-03
类别
名称
编号
行业标准
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130--2001
地方标准
《建筑结构长城杯工程质量评审标准》
DBJ/T01-69-2003
地方标准
《北京市建筑工程施工安全操作规程》
DBJ01-62-2002
地方标准
《北京市建筑施工现场安全防护基本标准》
DBJ01-83-2003
2、工程概况
2.1设计概况
表2-01
1
建筑面积
（m2）
总建筑面积
地下
地上
151168
41305
109863
2
层数
地下
地上
裙房
三层带夹层
二十五层
十一层
五层
3
层高
（m）
地下三层3.5、地下二层4.9、地下二层夹层1.88、地下一层5.12、地下一层夹层2.5、一层4.8、二～四层4.2、五层4.5、六层6.0、七～十层3.5、十一3.8、十二～二十三层3.7、二十四～二十五层4.5
4
结构形式
基础形式：
筏板
结构形式：
T1—框架结构、T2—框架～抗震墙结构、T3～T5框架～核心筒结构
5
超高架位置
1.1-7～1-9/1-E～1-G轴处-0.08m～8.92m标高处顶板、梁
2.六层21.82～27.82标高顶板、梁
3.1-11～1-12/1-F～1-H轴处-0.08m～21.52m标高顶板、梁
4.1-11～1-12/1-F～1-H轴处-0.08m～17.32m标高700X1200梁
5.1-7～1-11/1-M～1-P轴处-0.08m～21.52m标高梁、板
6.1-9～1-11/1-J1-K轴处-0.60m～17.32m标高400X1000梁
7.层高超过4m的顶板、梁支撑架
6
超高架结构
断面尺寸
梁断面（mm）
200X500、300X550、500X600、500X550、500X800、700X600、700X750、700X900、400X1000、700X1200
楼板厚度（mm）
110
2.2现场情况
本工程在1-7～1-9/1-E～1-G轴，从首层地板-0.08m至二层顶板8.92m处，有一层9m的超高顶板，在六层21.82m～27.82m标高，有一6m超高顶板。
在1-11～1-12/1-F～1-H处，从首层地板-0.08m至五层顶板21.52m标高，有一21.6m超高顶板。
1-11～1-12/1-F～1-H轴处，从首层地板-0.08m至四层顶板17.32m标高，有一17.4m超高梁。
1-7～1-11/1-M～1-P轴处，从首层地板-0.08m至五层顶板21.52m标高，有一21.6m超高顶板。
1-9～1-11/1-J～1-K轴处，从首层消防通道-0.60m至四层顶板17.32m标高，有一17.92m超高顶板、梁。
以及层高超过4m的顶板、梁。
3.施工准备
3.1技术准备
对顶板、梁的支撑架进行验算，确定安全、合理的支撑体系，制定《朝外SOHO工程超高模板支撑体系施工方案》，并进行交底。
3.2人员准备
由于此钢管架属于超高架体，搭设难度较大，为不影响施工进度，保证施工安全，选择经验足，责任心强的架子工若干名。
架子搭拆操作人员必须经过培训，经考试合格后持证上岗，严禁无证人员上岗操作。
3.3材料准备
3.3.1钢管及碗扣立杆、拉杆
模板支撑采用Φ48×3.5mm的碗扣或钢管支撑体系，其质量应符合《碳素结构钢》（GB/T700）中的相应规定，钢管外涂刷防锈漆并定期复涂以保持完好，禁止使用有明显开焊、变形、裂纹和严重锈蚀的碗扣立杆和拉杆。
3.3.2扣件
钢管连接必须采用合格的扣件，应使用与钢管管径相配和、符合我国现行标准的可锻铸铁扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，严禁使用加工不合格、锈蚀和有裂纹扣件。
扣件与钢管的贴合面必须整形，保证与钢管扣紧时接触良好。
扣件活动部位应能灵活转动。
3.3.3脚手板
木脚手板应使用厚度不小于50mm，长为4m，宽不少于150mm的落叶松板，其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GB50005－2003）二级材质的规定。
木脚手板使用前为防止破裂损坏，在距跳板两端8cm处用8#铅丝紧箍两道并钉固。
禁止使用有扭纹、破裂和横透疖的木板。
3.3.4安全网
立网采用密目阻燃安全网。
大眼锦纶网做平网，安全网采购，必须使用经市、局（公司）认证厂家的产品。
不能使用未经检验合格或非指定认证厂家的产品。
4、施工安排
根据工程进度计划，2006年6月下旬施工1-7～1-9/1-E～1-G轴处超高架，2006年7月1日施工地上5层超高架，2006年7月11日施工地上6层超高架。
5、施工方法
在首层板底需搭设超高模板支撑体系，板下立杆间距为1200mm×1200mm，步距不超过1500mm。
梁下立杆顺梁单独加设，间距为1200mm，梁底加设横杆间距为600mm设置一道，步距为800。
立杆距混凝土墙面净空为350mm，横杆与混凝土墙体交错顶撑牢固。
具体见下图。
架体设置在结构墙体旁边，为加强脚手架的整体稳定性，与其采用刚性连接方式，在墙体中设置预留洞，将拉杆穿过墙体，并在墙体两侧固定；或者将拉杆通过门窗洞口，在墙两侧用横杆夹持和背楔固定。
5.1立杆构造要求
5.1.1每个立杆底座底部设置厚度不小于50mm的木垫板。
立杆支撑上下顶实，不得有松动。
立杆垂直度应≤1/300，且应同时控制其最大垂直偏差值：
当架高≤20m时为不大于50mm。
5.1.2立杆接长必须采用碗扣立杆插接接长。
5.2剪刀撑设置构造要求
5.2.1在架体外侧立面的两端应各设置一道剪刀撑，并由底至顶连续设置，每道剪刀撑跨越不少于6根立杆，剪刀撑与水平面的交角45о-60о之间，水平投影宽度不小于6跨，斜杆与脚手架基本构架杆加以可靠连接。
5.2.2剪刀撑的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
5.2.3剪刀撑宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不得大于150mm。
5.3抱柱设置构造要求
5.3.1因为该架体为超高，故需在架体四周布置抱柱拉接，保证每隔四跨，每隔四步设置一道抱柱拉接。
5.3.2在设置抱柱拉接时，必须保持架体立杆垂直，避免产生不利的预加侧向变形。
5.3.3宜靠近主节点设置，偏出主节点的距离不应大于300mm。
5.3.4应从首层水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定。
6.模板支撑体系搭设要求
6.1质量要求
6.1.1不允许立杆有浮地松动现象。
6.1.2整架垂直度应小于1/500L，但最大不超过100mm。
6.1.3所有碗扣接头必须锁紧。
6.2脚手板设置构造要求
6.2.1作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120mm－150mm。
拐角平台口处的脚手板，与横向水平杆可靠连接，防止滑动。
并挂水平兜网，临边搭设1.2m高的两道防护栏杆。
6.2.2脚手板应设置在三根横杆上，脚手板长度小于2m时，可采用两根横杆支撑，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。
6.2.3脚手板铺设采用对接平铺，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长在130mm~150mm之间，两块脚手板外伸长度和不应大于300mm。
作业层脚手板两端必须与支承横向水平杆可靠固定。
7.模板支撑的计算
7.1板模板支撑计算
以1-11～1-12/1-F～1-H轴处-0.08m～21.52m标高110mm厚顶板作为计算对象。
模板支架搭设高度为21.6米，搭设尺寸为：
立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距l=1.20米，立杆的步距h=1.50米，共14步。
托梁采用100×100mm木方。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5。
7.1.1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=25.000×0.110×1.200+0.350×1.200=3.720kN/m
活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×1.200=3.600kN/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=120.00×1.20×1.20/6=28.8cm3；
I=120.00×1.20×1.20×1.20/12=17.28cm4；
（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×（1.2×3.720+1.4×3.600）×0.300×0.300=0.086kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.086×1000×1000/28800=3N/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×（1.2×3.720+1.4×3.600）×0.300=1.711kN
截面抗剪强度计算值T=3×1711.0/（2×1200.000×18.000）=0.119N/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=0.677×3.720×3004/（100×6000×172800）=0.195mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
7.1.2次龙骨的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
7.1.2.1荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.000×0.110×0.300=0.825kN/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倒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=1.2×0.825+1.2×0.105=1.116kN/m
活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m
7.1.2.2次龙骨的计算
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=2.851/1.200=2.376kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.38×1.20×1.20=0.342kN.m
最大剪力Q=0.6×1.200×2.376=1.711kN
最大支座力N=1.1×1.200×2.376=3.136kN
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=0.342×106/83333.3=4.11N/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=3×1711/（2×50×100）=0.513N/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=0.677×0.930×1200.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.330mm
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
7.1.3托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=3.136kN
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁变形图（mm）
托梁剪力图（kN）
经过计算得到最大弯矩M=1.566kN.m
经过计算得到最大支座F=13.966kN
经过计算得到最大变形V=1.9mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.566×106/166666.7=9.40N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（2）顶托梁抗剪计算[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=3×7635/（2×100×100）=1.145N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
（3）顶托梁挠度计算
最大变形v=1.9mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
7.1.4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（规范5.2.5）:
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；
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。
7.1.5立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
7.1.5.1静荷载标准值包括以下内容：
（1）脚手架钢管的自重（kN）：
NG1=0.129×21.600=2.789kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25.000×0.110×1.200×1.200=3.960kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.253kN。
7.1.5.2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）×1.200×1.200=4.320kN
7.1.5.3不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
7.1.6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，N=14.75kN；
——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=1.58
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
——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1.185；
u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.75
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.45m；
公式
（1）的计算结果：
=160.74N/mm2，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）的计算结果：
=99.05N/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1.053；
公式（3）的计算结果：
=150.08N/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。
7.2梁模板支撑计算
以1-11～1-12/1-F～1-H轴处-0.08m～17.32m标高700X1200梁模板支架作为计算模型。
搭设高度为17.4米，支撑架基本尺寸为：
梁截面B×D=700mm×1200mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=1.20米，立杆的步距h=0.80米，共19步，梁底增加1道承重立杆。
图1梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为
48×3.5。
7.2.1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=25.000×1.200×0.600=18.000kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q2=0.350×0.600×（2×1.200+0.700）/0.700=0.930kN/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）：
经计算得到，活荷载标准值P1=（1.000+2.000）×0.700×0.600=1.260kN
均布荷载q=1.2×18.000+1.2×0.930=22.716kN/m
集中荷载P=1.4×1.260=1.764kN
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=60.00×1.80×1.80/6=32.40cm3；
I=60.00×1.80×1.80×1.80/12=29.16cm4；
计算简图
弯矩图（kN.m）
剪力图（kN）
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.988kN
N2=6.845kN
N3=6.845kN
N4=1.988kN
最大弯矩M=0.154kN.m
最大变形V=0.2mm
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.154×1000×1000/32400=4.753N/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=3×3532.0/（2×600.000×18.000）=0.491N/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=0.203mm
面板的最大挠度小于233.3/250,满足要求!
7.2.2梁底支撑木方的计算
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=6.845/0.600=11.408kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×11.41×0.60×0.60=0.411kN.m
最大剪力Q=0.6×0.600×11.408=4.107kN
最大支座力N=1.1×0.600×11.408=7.529kN
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=0.411×106/83333.3=4.93N/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=3×4107/（2×50×100）=1.232N/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=0.677×9.507×600.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.211mm
木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!
7.2.3梁底支撑钢管计算
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。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管变形图（mm）
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.786kN.m
最大变形vmax=0.317mm
最大支座力Qmax=15.304kN
抗弯计算强度f=0.786×106/5080.0=154.74N/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600.0/150与10mm,满足要求!
7.2.4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（规范5.2.5）:
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=32.91kN
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!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
7.2.5立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
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