某单层轻钢结构厂房高支撑架模板施工方案

PZC高支撑架模板施工方案工程概况：本工程总建筑面积2800平方米，其中生产车间面积为1400平方米，5层框架结构，高度28米。库房1400平方米，单层轻钢结构。车间部份层高为6米及4米,故模板支撑较高。该工程钢筋混凝土顶板厚度为150mm，钢筋混凝土梁最大截面尺寸400×二、施工方案确定1、为了加强建设工程项目的安全技术管理，预防建筑施工安全事故，保障人身和财产安全，模板支撑架采用扣件式钢管搭设，支撑高度在4米以上的模板支撑架被称为扣件式钢管高支撑架。必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50504-2002）要求对此支撑架体系进行承载能力，刚度和稳定性的验算。计算可依据：《建筑结构荷载规范》GB50009-2001和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001、J84-2001的规定。本工程采用φ48×3.5钢管搭设这样的模板高支撑架，必须保证模板支撑架不发生失稳、坍塌事故。并且，不但保证不发生坍塌的安全事故，还必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）的要求，保证模板不变形，保证混凝土施工质量。三、模板计算书1、材料：①钢管φ48×3.5截面积A=489㎜2截面抵抗矩WX=5.08×103㎝3截面惯性矩IX=12.19×104㎝4回转半径ⅰ=15.8㎜每米重量g=3.84㎏/m②木材a.多层胶合板厚18㎜弹性模量E=6000N/㎜2抗弯强度设计值fm=15N/㎜2抗剪强度设计值fV=1.4N/㎜2b.木枋50×100（用于木模板楞木，龙骨即横楞、纵楞）木材弹性模量E=9.5×103N/㎜2木材抗弯强度设计值fm=13N/㎜2木材抗剪强度设计值fV=1.3N/㎜2c.木板厚40（用于梁底木模板）木材弹性模量E=10×103N/㎜2木材抗弯强度设计值fm=15N/㎜2木材抗剪强度设计值fV=1.5N/㎜2③扣件：材质为可锻铸铁制作，材质符合《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定。扣件螺栓拧紧力矩值不应小于40N.M，且不应大于65N.M。单扣件抗滑承载力设计值8KN2、模板计算取值根据规范规定，结构计算取值为①、恒载胶合板自重为0.3KN/m3木模板自重为0.35KN/m2新浇混凝土自重24KN/m3钢筋：顶板部分自重为1.1KN/m3②、施工荷载模板面板按均布荷载取2.5KN/m2计，另以集中荷载取2.5KN进行验算支撑结构按均布活荷载取1.0KN/m2计③、振捣荷载水平面垂直荷载为2KN/m2④、倾倒砼水平荷载为2KN/m2⑤、新浇砼的侧压力计算公式F=0.22γc•tο•β1•β2•V1/2F=γc•H其中：F：新浇混凝土对模板的最大侧压力γc：砼重力密度24KN/m3t：新浇混凝土初凝时间V：浇筑速度H：浇筑高度β=1.2（掺外加剂）β2=1.15（坍落度>100㎜）⑥、荷载分项系数恒载乘以1.2新浇砼对模板侧压力乘以1.2施工荷载和振捣砼荷载乘以1.4倾倒砼产生的荷载乘以1.4⑦、荷载组合平板及支架计算承载力：恒载和施工荷载验算刚度：恒载3、计算书：附后四、模板施工要点：1、现浇顶板模板采用18厚胶合板做底模。50×80mm木枋作楞木搁栅，中-中间距不得大于200mm2、模板铺设应平整、靠紧、缝口可用海绵条嵌缝，并用胶带纸粘贴，防止漏浆。浇筑混凝土前刷上模板隔离剂。3、模板铺设前应测定板底标高，弹线，调整龙骨。铺设时宜从四周与剪力墙交界处，依线向中央铺设。4、由于设计无具体要求，在跨度大于4米的房间，还应以1/1000的全跨长度给模板起拱。5、本工程关键在于立杆顶部水平杆的连接扣件的抗滑。扣件可以采用双扣件抗滑；扣件螺栓拧紧力矩值不应小于40N.M，且不应大于65N.M。扣件必须逐个检查，凡不合格扣件一律不准使用。6、模板支撑搭设要求在模板计算书的第六点中已有文字要求。特别是支撑立杆必须与混凝土柱用钢管、扣件形成刚性连接。7、具体模板支撑搭设要求见技术交底。五、模板的拆除模板的拆除在《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）的规定中也是强制性条文。模板拆除的顺序和方法：应按照配板设计的规定进行，遵循先支后拆；先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。拆模时，严禁用大锤、撬杠等硬砸硬撬。拆模时，操作人员应站在安全处，以免发生安全事故，待该片模板全部拆除后，方准将模板、配件，支架钢管等运出堆放。拆下的模板，配件等，严禁抛扔，要有人接应传接，按指定地点堆放，并做到及时清理、维修，以备待用。对暂不用的模板，板面应涂刷脱模隔离剂，并按规格分类堆放。入库的配件，小件要装箱入袋子，大件要按规格分类、点数，成垛堆放。楼板模板扣件钢管高支撑架计算书高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。支撑高度在4米模板支架搭设高度为5.85米搭设尺寸为：立杆的纵距b=0.90米，立杆的横距l=0.90米，立杆的步距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。一、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=25.000×0.200×0.900+0.350×0.900=4.815kN/m活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.900=2.700kN/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=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4(1)强度计算f=M/W<[f]其中f——面板的强度计算值(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×(1.2×4.815+1.4×2.700)×0.300×0.300=0.086kN.m经计算得到面板强度计算值f=0.086×1000×1000/48600=1.770N/mm2面板的强度验算f<[f],满足要求!(2)抗剪计算T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力Q=0.600×(1.2×4.815+1.4×2.700)×0.300=1.720kN截面抗剪强度计算值T=3×1720.0/(2×900.000×18.000)=0.159N/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=0.677×7.515×3004/(100×6000×437400)=0.157mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、纵向支撑钢管的计算纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩W=5.08cm3；截面惯性矩I=12.19cm4；1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.000×0.200×0.300=1.500kN/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=1.2×1.500+1.2×0.105=1.926kN/m活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m2.强度计算最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.19×0.90×0.90=0.258kN.m最大剪力Q=0.6×0.900×3.186=1.720kN最大支座力N=1.1×0.900×3.186=3.154kN截面应力=0.258×106/5080.0=50.80N/mm2纵向钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×2.505+0.990×0.900)×900.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.443mm纵向钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!三、横向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取纵向板底支撑传递力，P=3.15kN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=0.757kN.m最大变形vmax=1.75mm最大支座力Qmax=10.304kN截面应力=0.76×106/5080.0=149.01N/mm2支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!四、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=10.30kN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。五、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。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架钢管的自重(kN)：NG1=0.116×8.780=1.019kN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=0.350×0.900×0.900=0.283kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.000×0.200×0.900×0.900=4.050kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.353kN。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)×0.900×0.900=2.430kN3.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，N=9.83kN；——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=1.58A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.89W——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=k1·u·h(1)l0=(h+2a)(2)k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.163；u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.10m；公式(1)的计算结果：=111.63N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!公式(2)的计算结果：=40.46N/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1.020；公式(3)的计算结果：=54.00N/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。梁模板扣件钢管高支撑架计算书高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。支撑高度在4米模板支架搭设高度为5.2米基本尺寸为：梁截面B×D=400mm×800mm，梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=立杆的步距h=1.60米梁底无承重立杆。图1梁模板支撑架立面简图采用的钢管类型为48×3.5。一、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=25.000×0.800×0.400=8.0kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2=0.350×0.300×(2×0.650+0.400)/0.300=0.595kN/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)×0.300×0.300=0.270kN均布荷载q=1.2×8+1.2×0.595=10.31kN/m集中荷载P=1.4×0.270=0.378kN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=30.00×1.80×1.80/6=16.20cm3；I=30.00×1.80×1.80×1.80/12=14.58cm4；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=1.241kNN2=1.241kN最大弯矩M=0.107kN.m最大变形V=1.1mm(1)强度计算经计算得到面板强度计算值f=0.107×1000×1000/16200=6.621N/mm2面板的强度设计值[f]，取15.00N/mm2；面板的强度验算f<[f],满足要求!(2)抗剪计算截面抗剪强度计算值T=3×1241.0/(2×300.000×18.000)=0.345N/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=1.073mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、梁底支撑方木的计算（一）梁底方木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=1.241/0.300=4.137kN/m最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.14×0.30×0.30=0.037kN.m最大剪力Q=0.6×0.300×4.137=0.745kN最大支座力N=1.1×0.300×4.137=1.365kN方木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=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；(1)方木强度计算截面应力=0.037×106/53333.3=0.70N/mm2方木的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)方木抗剪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=3×745/(2×50×80)=0.279N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2方木的抗剪强度计算满足要求!(3)方木挠度计算最大变形v=0.677×3.447×300.04/(100×9500.00×2133333.5)=0.009mm方木的最大挠度小于300.0/250,满足要求!三、梁底支撑钢管计算(一)梁底支撑横向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取方木支撑传递力。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=0.186kN.m最大变形vmax=0.30mm最大支座力Qmax=1.241kN截面应力=0.19×106/5080.0=36.65N/mm2支撑钢管的计算强度小于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!(二)梁底支撑纵向钢管计算纵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取横向支撑钢管传递力。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=0.558kN.m最大变形vmax=2.26mm最大支座力Qmax=5.430kN截面应力=0.56×106/5080.0=109.94N/mm2支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!四、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=5.43kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!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。五、立杆的稳定性计算