海上世界主体结构支架模板方案.docx

1、海上世界主体结构支架模板方案海上世界站主体结构模板工程、支架体系施工专项方案第1章 工程概况本站主体结构形式为地下双层单柱双跨钢筋混凝土矩形框架结构，主体结构与围护结构组成共同受力的复合式结构。车站净长189m。本工程盾构井段顶板厚800mm，中板厚400mm，底板厚900mm，侧墙厚600mm(局部700mm)；标准段顶板厚800mm，中板厚400mm，底板厚900mm，侧墙厚600mm。地下二层有两种净空：高7.15m（盾构井）、高6.04m（其它段）；负一层净高4.65m（详细断面尺寸见下图）。为了确保梁、板底模支撑的牢固，避免模板的变形和破坏，因此，对本工程梁、板模分别进行设计及演算，

2、以确保该工程梁、板模支撑有足够的刚度和稳定性来满足施工要求。第2章 结构模板与支架系统施工设计与检算1、 设计依据（1）深圳地铁2号线2206标海上世界站主体结构相关设计资料。（2）本工程土建工程相关合同文件、招标文件、投标文件。（3）国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及深圳地区在安全文明施工等方面的规定。（4）建筑施工手册（第四版），中国建筑工业出版社。（5）江正荣编建筑施工计算手册，中国建筑工业出版社。（6）混凝土结构设计规范（GB50010-2002），中国建筑工业出版社。（7）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002），中国建筑工业出版社。（8）建筑施工

3、扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130），中国建筑工业出版社。（9）我单位在地下工程结构方面的施工经验。2、 模板与支架系统设计检算说明2.1 设计检算范围标准段主体结构工程包括：顶板、顶梁、中板、中梁、侧墙、立柱等内容。由于底板采用直接在垫层上做防水层后施作结构砼，底板与底梁侧模的模板与支撑形式相对简单，根据施工经验进行模板与支撑施工，不必做设计检算。本方案仅对顶板、顶梁、中板、中梁、侧墙、柱的模板及支架进行设计检算，确保模板与支架系统的强度、刚度及稳定性等满足要求。2.2 设计检算原则1）在满足结构受力的前提下考虑挠度变形控制。2）综合考虑结构的安全性、稳定性。3）采取比较符合实际的力

4、学模型进行计算。2.3模板变形值的有关规定为了保证结构表面的平整度，模板支架必须具有足够的刚度，验算时其变形值不超过下列规定：1）结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400。2）结构表面隐蔽的模板，为模板构件计算跨度的1/250。3）支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000。3、模板与支架材料力学性能3.1 木枋（松木枋）截面尺寸抗弯强度值f弹性模量E惯性矩I=bh3/12抵抗矩W=bh2/610050 mm10N/mm210000 N/mm26666667mm483333 mm3100100 mm10N/mm210000 N/mm28333333mm416666

5、7mm33.2 18mm厚胶合板尺寸弹性模量E抗弯强度值fm2440122018mm 10000 N/mm213N/mm23.3 扣件式钢管支架外径壁厚截面积A惯性矩I截面模量W回转半径i每米自重48 mm3.5 mm489mm2121900mm45078 mm315.78 mm38.4 N钢管、扣件钢材Q235A（3号）强度极限值215 N/mm2（直角、旋转）扣件抗滑移承载力设计值8.5kN水平杆件（小横杆、大横杆）容许挠度值 (l/150)钢管的弹性模量E210000N/mm2主要受压构件（立柱）的容许长细比1504、板、梁底模板与支架施工设计、检算4.1 设计参数本工程结构顶板厚800

6、mm，顶纵梁为1800mm1100mm(高宽)。结构中板厚400mm，中纵梁为900mm900mm(高宽)。顶梁取最大梁截面（截面尺寸为18001100）和顶板支模高度（高度为4.65m，板厚800mm）为典型例子进行本工程高支模模板及支撑系统计算；中板取最大梁截面（截面尺寸为11001000）和中板最大支模高度（高度为7.15m，板厚400mm）为典型例子进行本工程高支模模板及支撑系统计算；其余部位的计算类同。模板选用18mm厚胶合板，采用483.5扣件式钢管满堂红支架作为承载主体。满堂红支架由顶托、立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑构成空间网格结构，立杆沿竖向、大横杆沿横向，小横杆沿纵向布置。中

7、、顶板施工时立杆作为主要的受压承载杆件，小横杆和大横杆连接杆件，小横杆的横向间距与立杆横向间距一致，竖向间距与大横杆一致；另外设置必要的剪刀撑和斜撑，以保证结构的稳定。中、顶板模板与支架体系图见下图。4.2 荷载计算注：荷载及荷载组合查建筑施工计算手册8.5.1模板荷载计算及相关规定。荷载组合分项系数设计荷载（KN/m2）q挠（KN/m2）q强（KN/m2）梁模板0.30KN/m21.20.3630.60h+0.36q挠+6.3砼24.0025.50KN/m31.230.60钢筋1.50施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m21.46.3板模板0.3KN/m21.20.3630.12h+0.

8、36q挠+6.3砼24.0025.10KN/m31.230.12钢筋1.10施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m21.46.3其中：1、模板及支架自重见8-25； 2、荷载分项系数见表8-27； 3、荷载组合见表8-28。1、板的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。计算时施工荷载按均布荷载考虑。 1）钢筋砼自重：q1=k1h，k1取1.2，q1= 1.2h板厚400mm时，q1=1.225.10.4=12.048kN/m2板厚800mm时，q1=1.225.10.8=24.096kN/m2 2）模板自重：q2=k20.3，k2取1.2，q2=1.20.3

9、=0.36kN/m2 3）施工人员及设备荷载：q3=k32.5，k3取1.4，q3=1.42.5=3.5kN/m2 4）振捣砼产生的荷载：q4=k42，k4取1.4，q4=1.42=2.8kN/m2模板及支架受力计算时荷载为：q=q1+q2+q3+q4板厚400mm时，q=12.05+0.36+3.5+2.8=18.71kN/m2板厚800mm时，q=24.096+0.36+3.5+2.8=30.76kN/m22、梁的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。计算时施工荷载按均布荷载考虑。 1）钢筋砼自重：q1=k1h，k1取1.2，q1= 1.2h梁高900mm

10、时，q1=1.225.50.9=27.54kN/m2梁高1800mm时，q1=1.225.51.8=55.08kN/m2 2）模板自重：q2=k20.3，k2取1.2，q2=1.20.3=0.36kN/m2 3）施工人员及设备荷载：q3=k32.5，k3取1.4，q3=1.42.5=3.5kN/m2 4）振捣砼产生的荷载：q4=k42，k4取1.4，q4=1.42=2.8kN/m2模板及支架受力计算时荷载为：q=q1+q2+q3+q4梁高900mm时，q=27.54+0.36+3.5+2.8=34.20kN/m2梁高1800mm时，q=55.08+0.36+3.5+2.8=61.74kN/m2

11、4.3 板模板及支架受力检算4.3.1 板模板检算计算模型与计算荷载模板按三跨等跨连续梁板计算。计算跨度按第一层木枋作为支座，跨度为第一层两木枋之间的间距，l1取0.3m。模板计算模型见下图。模板计算模型图模板按1m宽计算，计算荷载q取：板厚400mm时，q=18.71kN/m板厚800mm时，q=30.76kN/m模板最大弯矩计算模板的计算最大弯矩：M=Kmql2，式中弯矩系数Km取0.1板厚为400mm时，M=0.118.710.32=0.16839kN.m=168390N.mm板厚为800mm时，M=0.130.760.32=0.27684kN.m=276840N.mm强度验算抗弯拉应力

12、：=M/W板的截面面积矩：W=bh2/6=1000182/6=54000mm3板厚为400mm时，1=168390/54000=3.12N/mm2板厚为800mm时，2=276840/54000=5.13N/mm2故：1=3.12N/mm2f=13N/mm2，满足强度要求。2=5.13N/mm2f=13N/mm2，满足强度要求。刚度验算板模板的挠度：A=Kql4/(100EI)式中K取0.99，E取10000N/mm2，I= bh3/12=1000183/12=486000mm4板厚400mm时，A1 = 0.9918.713004/(10010000486000)=0.309mm板厚800m

13、m时，A2 = 0.9933.773004/(10010000486000)=0.557mm故：A1=0.309mm=300/250=1.2mm，满足刚度要求。A2=0.557mm=300/250=1.2mm，满足刚度要求。4.3.2 板底木枋检算板底木枋有一层：板底纵方木。板底纵方木计算模型与计算荷载第一层木枋按三跨等跨连续梁计算，第二层钢管间距取0.8m（顶板）/0.9m(中板)。第一层木枋计算模型见下图。第一层木枋计算模型图计算荷载q为：板厚400mm时，q=18.71kN/m20.3m=5.61N/mm板厚800mm时，q=30.76N/m20.3m=9.23N/mm第一层木枋最大弯矩

14、计算第一层木枋的计算最大弯矩：M=Kmql2，式中弯矩系数Km取0.1板厚400mm时，M=0.15.610.92=454410N.mm板厚800mm时，M=0.19.230.82=590720N.mm强度验算抗弯拉应力：=M/W第一层木枋截面面积矩：W=bh2/6=1001002/6=166667mm3板厚400mm时，1=454410/166667=2.73N/mm2板厚800mm时，2=590720/166667=3.54N/mm2故：1=2.73N/mm2f=10N/mm2，满足强度要求;2=3.54N/mm2f=10N/mm2，满足强度要求。刚度验算第一层木枋的挠度：A=Kql14/

15、(100EI)式中K取0.99，E取9000N/mm2，I= bh3/12=1001003/12=8333333.3mm4板厚400mm时，A1 = 0.995.619004/(10090008333333.3)=0.486mm板厚800mm时，A2 = 0.999.238004/(10090008333333.3)=0.499mm故：A1=0.486mm=900/250=3.6mm，满足刚度要求。A2=0.499mm=800/250=3.2mm，满足刚度要求。4.3.3 第二层钢管检算计算模型与计算荷载第二层钢管按三跨等跨连续梁计算。计算跨度按脚手架作为支座，跨度为脚手架之间的间距（当板厚为

16、800时，间距取700mm；当板厚为400时，间距取800mm；）。第二层钢管计算模型见下图。第二层钢管计算模型图计算荷载P为：板厚400mm时，P=5.61kN/m0.8m=4.5kN板厚800mm时，P=9.23kN/m0.7m=6.461kN第二层钢管最大弯矩计算第二层钢管计算最大弯矩：M=KmPl2，式中Km为弯矩系数，l2取0.7m（板厚800时）或0.8m（板厚400时），Km=0.213板厚400mm时，M=0.2134.50.8=766800N.mm板厚800mm时，M=0.2136.4610.7=963335N.mm强度验算抗弯拉应力：=M/W板厚400或800时都取钢管（采

17、用双钢管），则W=50782=10156mm3板厚400mm时，1=766800/10156=75.5N/mm2板厚800mm时，2=963335/10156=94.85N/mm2故：1=75.5N/mm2f=215N/mm2，满足强度要求。2=94.85N/mm2f=215N/mm2，满足强度要求。刚度验算第二层钢管的挠度：A=KPl23/(100EI)式中挠度系数K取1.615，E取210000N/mm2，l2=0.7m(板厚800mm)或0.8m(板厚400mm)板厚400mm或800mm时都取钢管：I= 121900mm4板厚400mm时，A1= 1.14645008003/(1002

18、10000121900)=1.032mm板厚800mm时，A2= 1.14664617003/(100210000121900)=0.992mm故：A1=1.032mm=3.2mm，满足刚度要求。A2=0.992mm=2.8mm，满足刚度要求。4.3.4板支架检算支架的设计参数第二层钢管下采用满堂红支架作为承载主体。支架采用48mm扣件式钢管支架,间距为：当板厚为400mm时,纵向间距0.8m，横向间距0.9m，横杆每1.4m设置一层;当板厚为800mm时,纵向间距0.7m，横向间距0.8m，横杆每1.35m设置一层。立杆底座支撑在结构板上。立杆采用单根钢管，上端设置立杆可调顶托，第二道双钢管

19、并排安放于顶托上。可调顶托除起到调节梁板预拱度和调整荷载分布的作用外，施工完成后还可便于模板和支架的拆卸。计算荷载中板(板厚为400mm)底一纵、横距内（计算单元内）模板支架自重见下表：板底一纵、横距内（计算单元内）模板支架自重（KN）立杆（6.6-0.05）0.0384=6.60.0384=0.2515横杆0.950.0384=0.173纵杆0.850.0384=0.1536直角扣件(支架顶主节点处按增加一扣件考虑)2113.210-3=0.2772对接扣件18.410-3/6.50.8=0.0023剪刀撑(每隔四排垂直两个方向设置剪刀撑,计算支架自重时,考虑含剪刀计算单元,剪刀撑斜杆与地面

20、的倾角近似取为a=60)26.550.80.0384/(sin606.5ctg60)2=0.2458旋转扣件(剪刀撑每步与立杆相交处或与水平杆相交处均有旋转扣件扣接)2014.610-30.8/(6.55ctg60)2=0.0412合计1.145KN顶板(板厚为800mm)底一纵、横距内（计算单元内）模板支架自重见下表：板底一纵、横距内（计算单元内）模板支架自重（KN）立杆（4.95-0.05）0.0384=4.90.0384=0.1882纵杆0.740.0384=0.1228横杆0.840.0384=0.1075直角扣件(支架顶主节点处按增加一扣件考虑)913.210-3=0.1188对接扣

21、件18.410-3/6.50.7=0.0020剪刀撑(每隔四排垂直两个方向设置剪刀撑,计算支架自重时,考虑含剪刀计算单元,剪刀撑斜杆与地面的倾角近似取为a=60)24.90.70.0384/(sin604.9ctg60)2=0.2152旋转扣件(剪刀撑每步与立杆相交处或与水平杆相交处均有旋转扣件扣接)814.610-31.5/（4.9ctg60）=0.0620合计0.817KN1、永久荷载标准值:中板底模板支架自重标准值1.145KN顶板底模板支架自重标准值0.817KN板木模板自重标准值0.3KN/m2板钢筋自重标准值 每平方钢筋1.1KN新浇筑混凝土自重标准值24KN/m22、可变荷载标准

22、值:施工人员及设备荷载标准值2.5KN/m2振捣混凝土时产生的荷载标准值2.0KN/m2验算混凝土板模板支架1、混凝土板模板支架立杆计算：(1)板厚400mm时:支架立杆的轴向力设计值为顶托传给立杆最大竖向力与支架自重产生的轴向力设计值之和。将用于木坊上的线性均布荷载，最后简化为每一根立柱上的集中荷载。板厚400mm时，R=18.710.80.9=13.471kN。即：N=R+1.1451.2=13.471+1.1451.2=14.845KN模板支架立杆的计算长度:l0=h+2a=0.5+20.21=0.92m=920/15.9=57.86查规范附录表得=0.826由规范公式验算支架立杆稳定性

23、即:N/(A)=14.845103/(0.826489)=36.75N/mm2f=215N/mm2满足要求。(2)板厚800mm时:支架立杆的轴向力设计值为顶托传给立杆最大竖向力与支架自重产生的轴向力设计值之和。将用于木坊上的线性均布荷载，最后简化为每一根立柱上的集中荷载。板厚800mm时，R=30.760.70.8=17.226kN。即：N=R+0.8171.2=17.226+0.8741.2=18.274KN模板支架立杆的计算长度:l0= h+2a=0.5+20.35=1.2m=1200/15.9=75.47查规范附录表得=0.747由规范公式验算支架立杆稳定性即:N/(A)=18.274

24、103/(0.747489)=50.03N/mm2f=215N/mm2满足要求。4.3.5 结论经以上验算可知，结构顶板、中板板模板与支架设计满足要求。4.4 梁模板及支架受力检算4.4.1 梁底模板检算计算模型与计算荷载模板按三跨等跨连续梁板计算。计算跨度按第一层木枋作为支座，跨度为第一层两木枋之间的间距，l1取0.3m。模板计算模型见下图。模板计算模型图模板按1m宽计算，计算荷载q取：梁高900mm时，q=27.54+0.36+3.5+2.8=34.20kN/m2梁高1800mm时，q=55.08+0.36+3.5+2.8=61.74kN/m2模板最大弯矩计算模板的计算最大弯矩：M=Kmq

25、l2，式中弯矩系数Km取0.1梁高为900mm时，M=0.134.200.32=307800N.mm梁高为1800mm时，M=0.161.740.32=555660N.mm强度验算抗弯拉应力：=M/W板的截面面积矩：W=bh2/6=1000182/6=54000mm3梁高为1100mm时，1=307800/54000=5.70N/mm2梁高为1800mm时，2=555660/54000=10.29N/mm2故：1=5.70N/mm2f=13N/mm2，满足强度要求。2=10.29N/mm2f=13N/mm2，满足强度要求。刚度验算板模板的挠度：A=Kql4/(100EI)式中K取0.99，E取

26、10000N/mm2，I= bh3/12=1000183/12=486000mm4梁高1100mm时，A1 = 0.9934.203004/(10010000486000)=0.564mm梁高1800mm时，A2 = 0.9961.743004/(10010000486000)=1.019mm故：A1=0.564mm=300/250=1.2mm，满足刚度要求。A2=1.019mm=300/250=1.2mm，满足刚度要求。4.4.2 梁底木枋检算梁底木枋有一层：板底纵方木。梁底纵方木计算模型与计算荷载第一层木枋按两跨等跨连续梁计算，第二层钢管横向间距L1=0.55m。第一层木枋计算模型见下图。

27、第一层木枋计算模型图计算荷载q为：梁高900mm时，q=34.200.3=10.26kN/m梁高1800mm时，q=61.740.3=18.522kN/m第一层木枋最大弯矩计算第一层木枋的计算最大弯矩：M=Kmql2，式中弯矩系数Km取0.07梁高1100mm时，M=0.0710.260.552=217256N.mm梁高1800mm时，M=0.0718.5220.552=392161N.mm强度验算抗弯拉应力：=M/W第一层木枋截面面积矩：W=bh2/6=1001002/6=166667mm3梁高900mm时，1=217256/166667=1.304N/mm2梁高1800mm时，2=3921

28、61/166667=2.353N/mm2故：1=1.304N/mm2f=10N/mm2，满足强度要求;2=2.353N/mm2f=10N/mm2，满足强度要求。刚度验算第一层木枋的挠度：A=Kql14/(100EI)式中K取0.521，E取9000N/mm2，I= bh3/12=1001003/12=8333333.3mm4梁高1100mm时，A1 = 0.52110.265504/(10090008333333.3)=0.065mm梁高1800mm时，A2 = 0.52118.525504/(10090008333333.3)=0.117mm故：A1=0.065mm=550/250=2.2m

29、m，满足刚度要求。A2=0.117mm=550/250=2.2mm，满足刚度要求。4.4.3 第二层钢管检算计算模型与计算荷载第二层钢管按三跨等跨连续梁计算。计算跨度按脚手架作为支座，跨度为脚手架之间的间距（顶梁时间距取700mm；中梁时间距取800mm；）。第二层钢管计算模型见下图。第二层钢管计算模型图计算荷载P为：计算顶梁时，P=10.26kN/m0.55m1.25=7.05kN计算底梁时，P=18.522kN/m0.55m1.25=12.733kN第二层钢管最大弯矩计算第二层钢管计算最大弯矩：M=KmPl2，式中Km为弯矩系数，l2取0.7m（顶梁）或0.8m（中梁），Km=0.213中梁，M=0.2137.050.8=1201320N.mm顶梁，M=0.21312.7330.7=1898490N.mm强度验算抗弯拉应力：=M/W第二道钢管均采用双钢管，则W=50782=10156mm3中梁时，1=1201320/10156=118.287N/mm2顶梁时，2=1898490/10156=186.933N/mm