经专家论证模板满堂支撑架施工方案

陕西省交通建设集团公司航天基地3#楼及地下车库工程模板满堂支撑架专项施工方案编制：审核：批准：陕西建工集团机械施工有限公司2011-11—5目录TOC\o"1—3”\h\u20438一、工程概况 222053二、编制依据 211381三、施工准备 25309四、设计要求 325963五、构造要求 413634六、检查验收 49418七、模板支撑架计算公式 69418八、安全管理 99418九、满堂支撑架搭设示意图 10一、工程概况本工程是陕西省交通集团公司航天基地一期3＃住宅楼及地下车库工程，3#楼结构形式为剪力墙结构，地下两层，地上1—27轴是十五层、28—46轴是二十一层、47—72轴是二十五层;地下二层层高3.45m，地下一层高4。55m、4。25m、4m，地上一层层高4。2m、4。5m、4。75m,标准层层高为3米，建筑总高度81。9米；地下车库结构形式为框架结构，西边是地下一层，层高3。95，3#楼和4＃楼中间是地下两层地下二层层高3.3米，地下一层层高4.5米.总建筑面积41650㎡,其中3#楼28955㎡，地下车库12695㎡。二、编制依据《危险性较大的分部分项工程工程安全管理办法》建质〔2009〕87号文《建筑工程安全生产管理条例》《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2001《建筑结构荷载规范》GB50009—2001《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—91《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2011三、施工准备1、本工程采用12mm厚的清水覆膜板组拼。支模支撑采用扣件式Ф48×3。0钢管，搭设满堂红脚手架螺旋式自动调平支撑体系,用十字扣件固定梁底钢管，以保证梁底不移位。主龙骨采用Ф48×3。0钢管，次龙骨选用50×70mm双面刨光方木，模板接头处采用50×70mm的方木。可调托撑螺杆外径为32mm，螺杆长度为530mm，螺母厚度为30mm,支托板厚为5mm。2、脚手架搭设前，应按专项施工方案向施工人员进行交底。应按规范的规定和脚手架专项施工方案要求对钢管、扣件、脚手板、可调托撑等进行检查验收，不合格产品不得使用。经检验合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐、平稳,堆放场地不得有积水。应清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并应使排水畅通。3、构配件要求3.1满堂脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管;钢管的钢材质量应符，符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢的规定。脚手架钢管宜采用Φ48×3.0钢管。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。3.2扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时,不得发生破坏。3。3可调托撑螺杆外径不得小于30mm,直径与螺距应符合现行国家标准《梯型螺纹》GB/T5796.2、GB/T5796。3的规定.螺杆与支托板焊接应牢固，焊缝高度不得小于6㎜;可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣,螺母厚度不得小于30㎜。可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN,支托板厚不应小于5㎜。四、设计要求1、满堂支撑架顶部施工层荷载应通过可调托撑传递给立杆。2、满堂支撑架根据剪刀撑的设置不同分为普通型构造与加强型构造，其构造设置应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，剪刀撑宽度应为5m～8m，两种类型满堂支撑架立杆的计算长度应符合规范规定。3、计算立杆段的轴向力设计值N，应按下列公式计算：N=1.2_NGk+1.4_NQk(5。4.4—1)式中：_NGk-—永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN)；_NQk——可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN）。4、立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定：（1)当满堂支撑架采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距时，应计算底层与顶层立杆段;（2）当架体的步距、立杆纵距、立杆横距有变化时，除计算底层立杆段外，还必须对出现最大步距、最大立杆纵距、立杆横距等部位的立杆段进行验算；（3)当架体上有集中荷载作用时,尚应计算集中荷载作用范围内受力最大的.五、构造要求1、满堂支撑架步距不宜超过1。8m,立杆间距不宜超过1.2×1.2m，立杆底部应设置垫座或垫板,底部必须设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件，固定在距钢管底端200mm处的立杆上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立杆上.2、3＃楼地下二层水平杆按三步搭设,地下一层水平杆按三步搭设,地上一层水平杆按四步搭设，标准层水平杆按三步搭设，地下车库水平杆按三步搭设。3、为了满堂支撑架整体稳定，必须增加竖向、水平剪刀撑，可增加架体刚度，提高脚手架承载力。求满堂支撑架在纵、横向间隔一定距离设置竖向剪刀撑,在竖向剪刀撑顶部交点平面、扫地杆的设置层设置水平剪刀撑，保证支架结构稳定.4、竖向剪刀撑间距4～5跨，为3～5m，立杆间距在0.4×0.4m～0。6×0.6m之间（含0.4×0.4），竖向剪刀撑间3～3.2m，0。4×8跨=3。2m，0.5×6跨=3m，均满足要求。5、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第6。2。4条第6款规定的内容：当支架立柱高度超过5m时，应在立柱周围外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距6~9m、竖向间距2~3m与建筑结构设置一个固结点。6、立杆采用对接搭接时，立杆的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不宜设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个间隔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。7、当立杆采用搭接接长时，搭接长度不应小于1m，并应采用不少于2个旋转扣件固定。端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。8、立杆顶部的可调托撑螺杆外径不得小于30mm，直径与螺栓距离应符合现行规范，可调托撑的螺杆与托板焊接牢固，焊缝高度不得小于6mm，可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得小于5扣，螺母厚度不得小于30mm.9、可调托撑抗压承载力设计值不应小于40KN，支托板厚不应小于5mm。六、检查验收1、对进场钢管、扣件、可调托撑检查产品合格证，并应进场抽样复试，技术性能必须符合现行规范标准.钢管外径、壁厚应符合规范要求，并应涂防腐漆。可调托撑托板厚不应小于5mm，变形不应大于1mm。2、杆件的设置和连接，支撑、门洞桁架等的构造应符合本规范和专项施工方案的要求.3、地基应无积水，底座应无松动,立杆应无悬空，扣件螺栓应无松动。4、脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法项次项目技术要求允许偏差(mm）示意图检查方法与工具1满堂支撑架立杆垂直度H=2±7—经纬仪或吊线锤和卷尺H=5±10—2满堂支撑架间距步距±20-钢尺量立杆间距±30—钢尺量5、安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查，抽样方法应按随机分布原则进行。抽样检查数目与质量判定标准,应按规范规定确定。不合格的应重新拧紧至合格。6、扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准项次检查项目安装扣件数量（个）实测扣件数量(个）允许不合格数1连接立杆与纵（横）向水平杆或剪刀撑的扣件51~9091~150151~280281~50058132001122连接横向水平杆与纵向水平杆的扣件51~9091～150151～280281～5005813201235七、模板支撑架计算公式A、楼板模板支撑计算：一）、参数信息：1.脚手架参数横向间距或排距（m):1.00；纵距(m）:1.20；步距（m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:0.20；脚手架搭设高度(m）:2。60;采用的钢管（mm):Φ48×3.0；扣件连接方式：双扣件，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；楼板浇筑厚度（m）：0。12；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:1.000；施工均布荷载标准值(kN/m2）：1.000;3。楼板参数钢筋级别：三级钢HRB400（20MnSiV，20MnSiNb,20MnTi)；楼板混凝土标号:C30；每层标准施工天数:6；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2)：1440。000；计算楼板的宽度(m）:4。00；计算楼板的厚度（m）:0。12;计算楼板的长度（m）:4.50；施工平均温度(℃):15.000；4。木方参数木方弹性模量E(N/mm2）：9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值（N/mm2)：1.300;木方的间隔距离（mm）:250.000；木方的截面宽度(mm）:50。00；木方的截面高度(mm）：70。00；二）、模板支撑方木的计算：方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5.000×7.000×7。000/6=40.83cm3；I=5。000×7。000×7。000×7。000/12=142。92cm4；方木楞计算简图1。荷载的计算：(1）钢筋混凝土板自重（kN/m)：q1=25.000×0.250×0.120=0.750kN/m；（2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2=0。350×0。250=0。088kN/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）：p1=(1.000+1.000）×1.200×0。250=0.600kN;2.强度计算：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=1.2×(q1+q2）=1。2×(0.750+0.088)=1.005kN/m；集中荷载p=1.4×0.600=0。840kN；最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.840×1。200/4+1.005×1。2002/8=0。433kN；最大支座力N=P/2+ql/2=0。840/2+1.005×1。200/2=1。023kN;截面应力σ=M/W=0。433×106/40833.33=10。602N/mm2;方木的计算强度为10.602小于13。0N/mm2,满足要求！3。抗剪计算：最大剪力的计算公式如下：Q=ql/2+P/2截面抗剪强度必须满足：T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力:Q=1。005×1。200/2+0.840/2=1.023kN;截面抗剪强度计算值T=3×1。023×103/(2×50.000×70.000）=0。438N/mm2；截面抗剪强度设计值[T］=1。300N/mm2；方木的抗剪强度为0。438小于1。300满足要求！4.挠度计算：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:均布荷载q=q1+q2=0.838kN/m;集中荷载p=0.600kN；最大变形V=5×0。838×1200。04/（384×9500.000×1429166。667）+600.000×1200.03/(48×9500.000×1429166。7)=3.256mm；方木的最大挠度3.256小于1200。000/250,满足要求!三）、板底支撑钢管计算：支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=1.005×1.200+0。840=2。046kN；支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN.m）支撑钢管计算变形图(kN.m）支撑钢管计算剪力图(kN）最大弯矩Mmax=0。767kN。m；最大变形Vmax=2.283mm；最大支座力Qmax=8。951kN；截面应力σ=160。203N/mm2;支撑钢管的计算强度小于205。000N/mm2，满足要求！支撑钢管的最大挠度小于1000。000/150与10mm,满足要求!四）、扣件抗滑移的计算：按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16。00kN，按照扣件抗滑承载力系数0。80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12。80kN。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12.80kN；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=8。951kN；R<12.80kN，所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五）、模板支架荷载标准值(轴力）:作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：（1）脚手架的自重(kN）：NG1=0.129×2。600=0.336kN；（2）模板的自重（kN）:NG2=0。350×1。200×1。000=0。420kN；（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）:NG3=25。000×0.120×1.200×1。000=3。600kN；经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.356kN;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+1。000)×1。000×1.200=2。400kN；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=8。587kN；六)、立杆的稳定性计算:不考虑风荷载时,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=8。587kN；σ—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。59cm；A—--—立杆净截面面积（cm2)：A=4.57cm2；W--—-立杆净截面模量(抵抗矩)（cm3）:W=4。79cm3;σ——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］=205.000N/mm2;Lo计算长度(m);如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2）计算lo=k1uh（1)lo=(h+2a）（2）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=1.700;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。200m;公式(1)的计算结果:立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1。700×1。500=2.945M;Lo/i=2945。250/15.900=185。000；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=0.209；钢管立杆受压强度计算值;σ=8586。792/（0。209×457。000)=89。902N/mm2；立杆稳定性计算σ=89.902小于[f]=205。000满足要求!公式(2)的计算结果：立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+2×0.200=1。900m；Lo/i=1900.000/15。900=119.000；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=0.458;钢管立杆受压强度计算值;σ=8586.792/(0。458×457.000)=41.025N/mm2;立杆稳定性计算σ=41.025小于[f]=205。000满足要求！七）、楼板强度的计算:1.计算楼板强度说明验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.5M，楼板承受的荷载按照线均布考虑.宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=1440mm2，fy=360N/mm2.板的截面尺寸为b×h=4000mm×120mm，截面有效高度ho=100mm.按照楼板每6天浇筑一层，所以需要验算6天、12天、18天..。的承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：2.计算楼板混凝土6天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边4.5m，短边为4.0m;楼板计算范围跨度内摆放5×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第2层楼板所需承受的荷载为q=2×1。2×（0.350+25.000×0。120)+1×1。2×(0。336×5×4/4.500/4。000）+1.4×(1.000+1.000）=11。290kN/m2；计算单元板带所承受均布荷载q=4。500×11。288=50。794kN/m；板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算Mmax=0。0596×50。790×4。0002=48.437kN。m；验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到6天后混凝土强度达到53.770%,C30混凝土强度近似等效为C16.130.混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.742N/mm2；则可以得到矩形截面相对受压区高度：ξ=As×fy/（b×ho×fcm)=1440。000×360.000/（4000.000×100。000×7.742)=0.167查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为αs=0.153此楼板所能承受的最大弯矩为：M1=αs×b×ho2×fcm=0.153×4000.000×100.0002×7。742×10-6=47.398kN.m；结论：由于∑Mi=47.398<=Mmax=48。437所以第6天以后的各层楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载.第2层以下的模板支撑必须保留。3。计算楼板混凝土12天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边4.5m,短边为4。0m；楼板计算范围跨度内摆放5×4排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第3层楼板所需承受的荷载为q=3×1。2×（0。350+25.000×0。120)+2×1。2×(0.336×5×4/4。500/4。000）+1.4×(1。000+1。000）=15.760kN/m2;计算单元板带所承受均布荷载q=4。500×15.755=70.898kN/m;板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算Mmax=0.0596×70.900×4。0002=67。608kN。m；验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到12天后混凝土强度达到74.570%,C30混凝土强度近似等效为C22.370。混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=10.690N/mm2;则可以得到矩形截面相对受压区高度：ξ=As×fy/(b×ho×fcm）=1440.000×360。000/(4000.000×100.000×10。690）=0。121查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为αs=0.114此楼板所能承受的最大弯矩为：M2=αs×b×ho2×fcm=0。114×4000.000×100。0002×10.690×10—6=48.609kN。m；结论：由于∑Mi=96。008>Mmax=67。608所以第12天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。B、梁支撑撑计算一）、参数信息：1。脚手架参数立柱梁跨度方向间距l(m)：1.00;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m）：0。30;脚手架步距(m）：1.50；脚手架搭设高度(m）：2.60；梁两侧立柱间距(m)：1.20；承重架支设：无承重立杆，木方平行梁截面A；2.荷载参数模板与木块自重（kN/m2):0.350；梁截面宽度B（m）：0。250；混凝土和钢筋自重（kN/m3）:25。000;梁截面高度D(m)：0。500；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2):2。000；施工均布荷载标准值(kN/m2）：2。000;3.木方参数木方弹性模量E（N/mm2)：9000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2)：13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1。300；木方的间隔距离（mm）:200。000；木方的截面宽度（mm）：50.00;木方的截面高度（mm)：70.00；4.其他采用的钢管类型（mm)：Φ48×3.0。扣件连接方式：双扣件，扣件抗滑承载力系数：0.80;梁模板支撑架立面简图二）、梁底支撑方木的计算1.荷载的计算:（1）钢筋混凝土梁自重(kN）：q1=25。000×0。250×0.500×0。200=0。625kN；（2)模板的自重荷载（kN)：q2=0.350×0.200×(2×0.500+0。250)=0。088kN;（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN）:经计算得到，活荷载标准值P1=(2。000+2。000)×0.250×0.200=0。200kN；2。木方楞的传递集中力计算：静荷载设计值q=1。2×0。625+1。2×0。088=0。855kN；活荷载设计值P=1。4×0.200=0。280kN;P=0.855+0.280=1。135kN。3。支撑方木抗弯强度计算：最大弯矩考虑为简支梁集中荷载作用下的弯矩,跨中最大弯距计算公式如下：跨中最大弯距（kN.m)M=1。135×1。200/4=0。341；木方抗弯强度(N/mm2)σ=340500。000/40833.333=8。339;木方抗弯强度8。339N/mm2小于木方抗弯强度设计值［f］=13.000N/mm2，所以满足要求！4。支撑方木抗剪计算：最大剪力的计算公式如下：Q=P/2截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh〈[T］其中最大剪力（kN）Q=1。135/2=0。568;截面抗剪强度计算值（N/mm2）T=3×567.50/(2×50。00×70。00)=0.243;截面抗剪强度计算值0.243N/mm2小于截面抗剪强度设计值［T］=1.300N/mm2，所以满足要求!5。支撑方木挠度计算：最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:集中荷载P=q1+q2+p1=0.913kN；最大挠度(mm）Vmax=912.500×1200。003/（48×9000。00×1429166.67）=2.554；木方的最大挠度（mm)2。554小于l/250=1200.00/250=4。800,所以满足要求！三)、梁底支撑钢管的计算作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。1。支撑钢管的强度计算：按照集中荷载作用下的简支梁计算集中荷载P传递力，P=1。135kN；计算简图如下：支撑钢管按照简支梁的计算公式其中n=1。000/0.200=5经过简支梁的计算得到：钢管支座反力RA=RB=（5—1)/2×1。135+1.135=3.405kN；通过传递到支座的最大力为4×1。135+1。135=5.675kN;钢管最大弯矩Mmax=（5×5-1）×1.135×1.000/(8×5）=0。681kN.m；截面应力σ=0。681×106/4790.000=142。171N/mm2；支撑钢管的计算强度小于205。0N/mm2,满足要求！四)、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。五）、扣件抗滑移的计算：按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0。80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12。80kN。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12。80kN；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=5。68kN；R〈12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!六)、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,它包括：横杆的最大支座反力:N1=5.675kN;脚手架钢管的自重:N2=1。2×0.129×2。600=0。403kN；楼板的混凝土模板的自重：N3=0。720kN；N=5.675+0.403+0。720=6。798kN；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。