浙江高层医院综合楼插接式钢管脚手架施工方案.docx

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浙江高层医院综合楼插接式钢管脚手架施工方案

自动扶梯厅范围插接式钢管脚手架及支撑架搭拆施工方案

一、工程概况

**人民医院医疗综合大楼地上19层，地下2层。

门诊、急诊、医技综合地上6层，病房7~19层。

在一层D-E/15-16轴一跨8100mm×8100mm为自动扶梯厅，顶板高9.55m，楼板厚120mm、梁截面400mm×700mm。

为了支撑架安全，我们选用插接式钢管脚手架、插接式支撑架具有可靠的双向自锁能力；受力性能合理、组装合理，它的安全性、稳定性好于碗扣式、优于门式脚手架；实践中表明，作为梁跨度在15m以内，净空层高度在12m的单跨、多跨连续梁、框架结构房屋模板支撑体系，其稳定性和安全性好于碗扣式脚手架，优于门式脚手架。

所以我们特采用插接式钢管脚手架及支撑架，为了明确施工方法，特编制本方案。

二、编制依据

1、业主提供的结构施工图。

2、《混凝土工程施工质量验收规范》GB50202-2002。

3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

4、本公司的质量保证体系《管理手册》、《程序文件》、《企业技术标准》。

三、质量、安全目标控制

1、质量目标：

本工程混凝土结构子分部模板分项质量目标为“合格”标准。

以防坍塌事故为核心，科学施工管理，统一指挥，协调平衡。

接受业主与监理公司及其它单位的监督，确保模板优质、高速、安全、文明地完成建设任务。

2、安全目标：

模板施工工亡事故为零，模板等坍塌事故为零。

四、主要施工方法：

1、连接方式：

立杆与横杆之间采用预先焊接于立杆上的U型插接耳组与焊接于横杆端部的C型或V型卡以适当的形式相扣，再用楔形锁销穿插其间的连接形式；立杆与斜杆之间采用斜杆端部的销轴与立杆上的U型卡侧面的插孔相连接；根据管径不同，上下立杆之间可采用内插或外套两种连接方式，见图

插接式脚手架节点

节点的承载力由扣件的材料、焊缝的强度决定，并且由于锁销的倾角远小于锁销的摩擦角，受力状态下，锁销始终处于自锁状态。

架体杆件主要承重构件采用低碳合金结构钢，结构承载力得到极大的提高。

该类产品均热镀锌处理。

插接式钢管脚手架施工：

1）根据工程结构设计图、施工要求、施工目的、服务对象及施工现场条件，编制脚手架或模板支撑架专项施工方案及施工图。

制定脚手架或模板支撑架施工工艺流程和工艺要点。

对设计方案进行详细的结构计算，确保脚手架或模板支撑架的稳定性。

2、技术指标

（1）立杆规格为：

φ48×2.7，φ60×3.2，材质Q345B；横杆规格为：

φ48×2.7，材质为Q345B；

（2）φ48立杆套管插接长度不小于150mm，φ60立杆套管插接长度不小于110m；

（3）脚手架安装后的垂直偏差应控制在3/1000以内；

（4）底座丝杠外露尺寸不得大于规定要求；

（5）应对节点承载力进行校核，确保节点满足承载力要求，保证结构安全；

（6）表面处理：

热镀锌。

五、梁模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

0.40；梁截面高度D（m）：

0.70；

混凝土板厚度（mm）：

120.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.70；

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）：

1.50；

梁支撑架搭设高度H（m）：

9.55；梁两侧立杆间距（m）：

1.00；

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Φ48×3.2；

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：

1.00；

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）：

2.0；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

17.8；

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）：

4.0；

木材品种：

北美落叶松；木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗压强度设计值fc（N/mm）：

12.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.5；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

20.00；

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；

（1）、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；

梁底纵向支撑根数：

3；

（2）、梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；次楞根数：

3；

主楞竖向支撑点数量：

3；

固定支撑水平间距（mm）：

500；

竖向支撑点到梁底距离依次是：

100mm，200mm，300mm；

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；

（3）、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2.000h；

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。

分别计算得17.848kN/m2、18.000kN/m2，取较小值17.848kN/m2作为本工程计算荷载。

（4）、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3根。

面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。

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=50×2×2/6=33.33cm3；

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两跨连续梁计算：

M=0.125ql2

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=1.2×0.5×17.85=10.709kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×0.5×4=2.8kN/m；

计算跨度:

l=（700-120）/（3-1）=290mm；

面板的最大弯矩M=0.125×（10.709+2.8）×[（700-120）/（3-1）]2=1.42×105N·mm；

面板的最大支座反力为:

N=1.25ql=1.25×（10.709+2.800）×[（700-120）/（3-1）]/1000=4.897kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=1.42×105/3.33×104=4.3N/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=4.3N/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=0.521ql4/（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=10.709N/mm；

l--计算跨度:

l=[（700-120）/（3-1）]=290mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=6000N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=50×2×2×2/12=33.33cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.521×10.709×[（700-120）/（3-1）]4/（100×6000×3.33×105）=0.197mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=[（700-120）/（3-1）]/250=1.16mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.197mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.16mm，满足要求！

（5）、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=4.897/0.500=9.794kN/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=1×6×8×8/6=64cm3；

I=1×6×8×8×8/12=256cm4；

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=0.245kN·m，最大支座反力R=5.387kN，最大变形ν=0.165mm

（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=2.45×105/6.40×104=3.8N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=3.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

（2）次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=500/400=1.25mm；

次楞的最大挠度计算值ν=0.165mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm，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5.387kN,按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算。

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=0.754kN·m，最大支座反力R=17.508kN，最大变形ν=0.492mm

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=7.54×105/1.28×105=5.9N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ=5.9N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=13N/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0.492mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=280/400=0.7mm；

主楞的最大挠度计算值ν=0.492mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.7mm，满足要求！

（6）、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,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。

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=700×20×20/6=4.67×104mm3；

I=700×20×20×20/12=4.67×105mm4；

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]

钢筋混凝土梁和模板自重设计值（kN/m）：

q1=1.2×[（24.00+1.50）×0.70+0.30]×0.70=15.246kN/m；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=1.4×（2.00+2.00）×0.70=3.920kN/m；

q=15.246+3.920=19.166kN/m；

最大弯矩及支座反力计算公式如下:

Mmax=0.125ql2=0.125×19.166×2002=9.58×104N·mm；

RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.375×15.246×0.2+0.437×3.92×0.2=1.486kN

RB=1.25ql=1.25×19.166×0.2=4.791kN

σ=Mmax/W=9.58×104/4.67×104=2.1N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=2.1N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[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：

ν=0.521ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1/1.2=12.705kN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=200.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=6000.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=200.00/250=0.800mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.521×15.246×2004/（100×6000×4.67×105）=0.045mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.045mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=0.8mm，满足要求！

（7）、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

梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=4.791/0.7=6.845kN/m

2.方木的支撑力验算

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=6×8×8/6=64cm3；

I=6×8×8×8/12=256cm4；

方木强度验算

计算公式如下:

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×6.845×0.72=0.335kN·m；

最大应力σ=M/W=0.335×106/64000=5.2N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木的最大应力计算值5.2N/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:

τ=3V/（2bh0）

其中最大剪力:

V=0.6×6.845×0.7=2.875kN；

方木受剪应力计算值τ=3×2.875×1000/（2×60×80）=0.898N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2；

方木的受剪应力计算值0.898N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.5N/mm2,满足要求!

方木挠度验算

计算公式如下:

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

方木最大挠度计算值ν=0.677×6.845×7004/（100×10000×256×104）=0.435mm；

方木的最大允许挠度[ν]=0.700×1000/250=2.800mm；

方木的最大挠度计算值ν=0.435mm小于方木的最大允许挠度[ν]=2.8mm，满足要求！

3.支撑小横杆的强度验算

梁底模板边支撑传递的集中力：

P1=RA=1.486kN

梁底模板中间支撑传递的集中力：

P2=RB=4.791kN

梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力：

P3=（1.000-0.400）/4×0.700×（1.2×0.120×24.000+1.4×2.000）+1.2×2×0.700×（0.700-0.120）×0.300=0.949kN

简图（kN·m）

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过连续梁的计算得到：

支座力:

N1=N2=4.831kN；

最大弯矩Mmax=1.928kN·m；

最大挠度计算值Vmax=7.699mm；

最大应力σ=1.928×106/4730=407.7N/mm2；

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2；

（8）、梁跨度方向钢管的计算

梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算

（9）、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，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为1.00kN。

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8.00kN；

　　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=4.831kN；

R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

（10）、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

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：

横向支撑钢管的最大支座反力：

N1=4.831kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.129×9.55=1.479kN；

楼板混凝土、模板及钢筋的自重：

N3=1.2×[（1.50/2+（1.00-0.40）/4）×0.70×0.30+（1.50/2+（1.00-0.40）/4）×0.70×0.120×（1.50+24.00）]=2.540kN；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：

N4=1.4×（2.000+2.000）×[1.500/2+（1.000-0.400）/4]×0.700=3.528kN；

N=N1+N2+N3+N4=4.831+1.479+2.54+3.528=12.378kN；

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=1.59；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.5；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=4.73；

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）；

根据《扣件式规范》，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a，

为安全计，取二者间的大值，即:

lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.976m；

k--计算长度附加系数，取值为：

1.167；

μ--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，μ=1.7；

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；

得到计算结果:

立杆的计算长度

lo/i=2975.85/15.9=187；

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=0.205；

钢管立杆受压应力计算值；σ=12378.146/（0.205×450）=134.2N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=134.2N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

六.模板支架参数

横向间距或排距（m）:

0.90；纵距（m）:

0.90；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）:

9.43；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.2；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；

1.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；

2.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）:

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）:

50.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

3.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

七、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=90×1.82/6=48.6cm3；

I=90×1.83/12=43.74cm4；

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=25×0.12×0.9+0.35×0.9=3.015kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

q2=2.5×0.9=2.25kN/m；

2、强度计算

计算公式如下:

M=0.1ql2

其中：

q=1.2×3.015+1.4×2.25=6.768kN/m

最大弯矩M=0.1×6.768×2502=42300N·m；

面板最大应力计算值σ=M/W=42300/48600=0.87N/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0.87N/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=3.015kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×3.015×2504/（100×9500×43.74×104）=0.019mm；

面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm；

面板的最大挠度计算值0.019mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!

八、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=5×10×10/6=83.33cm3；

I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4；

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+0.35×0.25=0.838kN/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