研发中心高支模板方案.docx

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1、961210073474第一章 概 况1、工程概况廊坊精雕数控机床制造基地研发中心主体结构，首层层高大于4m，所以此部份主体结构施工时，模板的支设都属于高支架模板。2、编制依据该设计计算依据为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(GB 50009-2001)等规范编制。因本工程首层梁板支架高度均大于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,扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全中的部分内容。3、施工方法（1）严格遵守建筑施工扣件式钢管脚手架安全

2、技术规范（JGJ1302001）要求。支撑架采用483.5钢管。（2）立杆纵向间距1m，横向间距为1m，横杆间距（步高）为1.50m。第一步架步高不得大于1.8m，且大横杆水平偏差不得大于5cm。搭设时拉线对齐。（3）脚手架各杆件相交伸出的端头均应大于10cm，以防杆件滑落。（4）纵向水平杆接长应采用对接扣件或搭接并应符合下列规定： 两根相邻纵向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。 搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应

3、小于100mm。立杆采用对接接长时，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相邻接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。（5）满堂支撑架应根据架体的类型设置剪刀撑并应符合下列规定：在架体外侧周边及内部纵、横向每5m-8m，应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑应为5m-8m，在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置连续水平剪刀撑。当支撑高度超过8mm，扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑。水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过8m。（6）满堂支撑架的可调底座，可调拖撑螺杆伸出长度不宜超过300mm，插入力杆

4、内的长度不应小于150mm。（7）当满堂支撑架高宽比大于2或2.5时，满堂支撑架应在支撑架的四周和中部与结构柱进行刚性连接，连接件水平间距应为6m-9m，竖向间距应为2m-3m。（8）满堂支撑架立杆伸出顶层水平杆中心至支撑点的长度不应超过0.5m。垂直度的偏差控制在50mm以内，横杆在每一面脚手架范围内的纵向水平高差不得超过20mm，局部高低差不得超过5cm。（9）纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm（10）支架立杆下应设置木垫板，垫板采用401402660垫木。（11）浇注梁板砼时，应专人看护，发现紧固件滑动或杆件变形异常时，应立即报告，由值班施工员组织人员，把滑移部位顶回

5、原位，以及加固变形杆件，防止质量事故和连续下沉造成意外坍塌。4、安装安全技术措施（1）应遵守高处作业安全技术规范有关规定。（2）立杆应间隔交叉有同长度的钢管，将相邻立杆的对接接头位于不同高度上，使立杆的薄弱截面错开，以免形成薄弱层面，造成支撑体系失稳。（3）所有钢管、扣件等材料必须经检验符合规格，无缺陷方可使用。（4）模板及其支撑系统在安装过程中须设置防倾覆的可靠临时措施。（5）施工现场应搭设工作梯，作业人员不得爬支架上下。（6）高支模上高空临边要有足够的操作平台和安全防护，特别在平台外缘部分应加强防护。（7）模板安装、钢筋绑扎、砼浇筑时应避免材料、机具、工具过于集中堆放。（8）不准架设探头板

6、及未固定的杆。（9）扣件的紧固是否符合要求，可使用矩扳手实测，要4060N.M。（10）安装模板按工序进行，模板没有固定不得进行下一道工序作业。5、拆除安全技术措施（1）模板拆除须待受力结构板达到规范要求强度后进行，防止倒塌事故发生。（2）拆模板，应经施工技术人员按试块强度检查，确认砼已达到拆模强度时，方可拆除。（3）拆模应严格遵守从上而下的原则，先拆除非承重模板，后拆除重模板，禁止抛掷模板。（4）高处、复杂结构模板的拆除，应有专人指挥和切实可靠的安装措施，并在下面标出作业区，严禁非操作人员靠近，拆下的模板应集中吊运，并多点捆牢，不准向下乱仍。（5）工作前，应检查所有的工具是否牢固，扳手等工具

7、必须用绳链系挂在身上，工作时思想集中，防止钉子扎脚和从空中滑落。（6）拆除模板采用长撬杆，严禁操作人员站在拆除的模板下。在拆除楼板模板时，要注意防止整块模板掉下，尤其是用定型模板作平台模板时，更要注意，防止模板突然全部掉下伤人。（7）拆除间歇时，应将已活动模板、拉杆、支撑等固定牢固，严防突然掉落，倒塌伤人。（8）已拆除的模板、拉杆、支撑等应及时运走或妥善堆放，严防操作人员因扶空、踏空堕落。（9）在混凝土墙体、平台上有预留洞时，应在模板拆除后，随即在墙洞上做好安全防护，或将板的洞盖严。第二章 板模板（扣件钢管高架）设计计算一、参数信息:1.模板支架设计横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):

8、1.00；步距(m):1.50；立杆上端伸出长度(m):1.0；模板支架搭设高度(m):6.00；采用的钢管(mm):483.5 ；扣件连接方式: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:方木支撑；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； 二、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(kN) ：N = 11.916 kN； - 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

9、= 1.58 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 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 N/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 = 1.7； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 1.0m；上式的计算结果：立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.5+1.02 =

10、0.17 m；L0/i = 170 / 15.8 = 10.8 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.53 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=13716.48/（0.53489） = 52.925 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 52.925 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/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 = 0.17 按照表2取值1.007 ；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo

11、 = k1k2(h+2a) = 1.1851.007(1.5+0.52) = 2.029 m；Lo/i = 2028.602 / 15.8 = 128 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.406 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=13716.48/（0.406489） = 69.089 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 69.089 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/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 : 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。第三章 梁模板（扣件钢管高

12、架）设计计算一、参数信息1.模板支撑及构造设计梁截面宽度 B(m):0.40；梁截面高度 D(m):0.80混凝土板厚度(mm):120；立杆梁跨度方向间距La(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):1.0；立杆步距h(m):1.50；梁支撑架搭设高度H(m)：6.0；梁两侧立柱间距(m):1.30；承重架支设:多根承重立杆，方木支撑垂直梁截面；梁底增加承重立杆根数:2；板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00；采用的钢管类型为483.5；扣件连接方式: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

13、重(kN/m3):1.50；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5；现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):2.03.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：2；面板厚度(mm)：12.0；4.梁侧模板参数穿梁螺栓水平间距(mm)：900；穿梁螺栓竖向根数：1；穿梁螺栓直径(mm)：M12；截面类型为圆钢管483.5；二、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

14、的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；查表得：穿梁螺栓的直径: 12 mm；穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm；穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2；穿梁螺栓所受的最大拉力: N =180.50.3 =2.7 kN。穿梁螺栓最大容许拉力值: N = 17076/1000 = 12.92 kN；穿梁螺栓所受的最大拉力 N=2.7kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 N=12.92kN，满足要求！三、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

15、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 = 10001818/6 = 5.40104mm3； I = 1000181818/12 = 4.86105mm4； 1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算： 其中， - 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)；现浇混凝土及钢筋荷载设计值：q1: 1.2（24.00+1.50）1.000.800.4

16、0=22.03kN/m；模板结构自重荷载：q2:1.20.41.000.80=0.38kN/m；振捣混凝土时产生的荷载设计值：q3: 1.42.001.000.80=2.52kN/m；q = q1 + q2 + q3=22.03+0.38+2.52=24.93kN/m；跨中弯矩计算公式如下: Mmax = 0.1024.930.12=0.025kN.m； =0.025106/5.40104=0.462N/mm2；梁底模面板计算应力 =0.462 N/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

17、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)0.800+0.4）1.00= 20.75KN/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: =100.00/250 = 0.400mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67720.751004/(10095004.86105)=0.003mm；面板的最大挠度计算值: =0.003mm 小于 面板的最大允许挠度值: = 100 / 250 = 0.4mm，满足要求！四、梁底支撑的计算本工程梁底支撑采用方木

18、。强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、现浇混凝土自重荷载、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、现浇混凝土自重、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)0.80.4=2.04 kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2 = 0.40.1(20.8+0.4)/ 0.3=0.222 kN/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=0.45 kN/m；2.方木的支撑力验算静荷载设计值 q = 1.22.04+1.20.222=2

19、.714 kN/m；活荷载设计值 P = 1.40.45=0.63 kN/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=51010/6 = 83.33 cm3； I=5101010/12 = 416.67 cm4；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 = 2.714+0.63=3.344 kN/m；最大弯距 M =0.1ql2= 0.13.34411= 0.334 kN.m；最大应力 = M / W = 0.334106/83333.3 = 4.013 N/mm2；抗弯强度设计值

20、 f=13 N/mm2；方木的最大应力计算值 4.013 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足: 其中最大剪力: V = 0.63.3441 = 2.006 kN；方木受剪应力计算值 = 32006.4/(250100) = 0.602 N/mm2；方木抗剪强度设计值 = 1.7 N/mm2；方木的受剪应力计算值 0.602 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/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 = 2.040 + 0.

21、222 = 2.262 kN/m；方木最大挠度计算值 = 0.6772.26210004 /(10010000416.667104)=0.367mm；方木的最大允许挠度 =1.0001000/250=4.000 mm；方木的最大挠度计算值 = 0.367 mm 小于 方木的最大允许挠度 =4 mm，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)0.800= 20.400 kN/m2；(2)模板的自重(kN/m2)：q2 = 0.350 kN/m2；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土

22、时产生的荷载(kN/m2)：q3= (2.500+2.000)=4.500 kN/m2；q = 1.2(20.400 + 0.350 )+ 1.44.500 = 31.200 kN/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n2时： 计算简图(kN)经过连续梁的计算得到：支座反力 RA = RB=0.255 kN，中间支座最大反力Rmax=3.652；最大弯矩 Mmax=0.06 kN.m；最大挠度计算值 Vmax=0.004 mm；支撑钢管的最大应力 =0.06106/5080=11

23、.837 N/mm2；支撑钢管的抗压设计强度 f=205.0 N/mm2；支撑钢管的最大应力计算值 11.837 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!五、梁底纵向钢管计算纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。六、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：横杆的最大支座反力： N1 =0.255 kN ；脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.1296=0.93 kN；楼板的混凝土模板的自重： N3=1.2(1.00/2+(0.60-0.30)/2)1.000.35=0.273 kN；

24、楼板钢筋混凝土自重荷载: N4=1.2(1.00/2+(0.60-0.30)/2)1.000.140(1.50+24.00)=2.785 kN； N =0.255+0.93+0.273+2.785=4.243 kN； - 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； - 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 =205 N/mm2； lo - 计算长度 (m)；如果完

25、全参照扣件式规范不考虑高支撑架，按下式计算 lo = k1uh (1) 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；式的计算结果：立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1551.71.5 = 2.945 m；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= 0.207 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=4242.502/(0.207489) = 41.912 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 41.912 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f

26、= 205 N/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lo = k1k2(h+2a) (2)k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.167；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.7 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) = 1.1671.007(1.5+0.12) = 1.998 m；Lo/i = 1997.787 / 15.8 = 126 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.417 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=4242.502/(0.417489) = 20.805 N/mm2

27、；钢管立杆稳定性计算 = 20.805 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算:其中 N - 立杆的轴心压力设计值，它包括：梁底支撑最大支座反力： N1 =3.652 kN ；脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.129(6-0.8)=0.93 kN； N =3.652+0.93=4.458 kN； - 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)：

28、W = 5.08； - 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 =205 N/mm2； lo - 计算长度 (m)；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架，按下式计算 lo = k1uh (1) k1 - 计算长度附加系数，取值为：1.167 ； 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 = 1.1671.71.5 = 2.976 m；Lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.203 ；钢管立杆受压应力

29、计算值 ；=4457.689/(0.203489) = 44.906 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 44.906 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/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lo = k1k2(h+2a) (2)k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.167；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.7 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) = 1.1671.007(1.5+0.12) = 1.998 m；Lo/i = 1997.787 / 15.8 = 126 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.417 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=4457.689/(0.417489) = 21.861 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 21.861 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/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：扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全