大型超市工程地下室顶板模板支撑安全专项施工方案.docx

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大型超市工程地下室顶板模板支撑安全专项施工方案

大型超市工程地下室顶板

模

板

支

撑

安

全

专

项

施

工

方

案

编制日期

审核日期

审批日期

建设集团有限公司

二0一年月

一、审批顺序及内容

二、编制依据

三、工程概况

四、施工部署

五、施工方法

六、施工组织措施

七、技术组织措施

八、监控及应急救援预案

二、编制依据

本方案所采用的计算软件为pkpm

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》《JGJ130-2011》

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

《施工技术》2012.6

三、工程概况

本工程为大型超市新建工程，位于市政道路交叉处，该工程由房产置业有限公司投资兴建，建筑工程设计有限公司进行设计，建设集团有限公司承建。

大型超市新建工程为多层大型商业建筑，地下室主要为机动车停车库及设备用房。

本工程为框架结构建筑，建筑层数为地上三层（局部四层），地下一层，总建筑面积为37116㎡，其中地上部位为29880㎡，地下室为7236㎡，规划总用地面积为14100㎡，建筑占地面积为8510㎡。

本工程设计标高±0.000相当于道路中心标高0.300M（黄海高程3.500），建筑总高度为21.35M，室内外高差为0.300M。

最大梁截面为1500*600，最大板厚为600（现浇混凝土GBF空心无梁楼盖，空心楼板采用建设部推广的专利技术“现浇混凝土GBF空心无梁楼盖”现浇空心楼盖结构，GBF薄壁管和空心楼盖施工方法均为专利技术，专利号：

，600厚空心楼板采用管径为400mm的高强薄壁GBF管，GBF管规格采用1.0m及1.2m），板、梁混凝土强度为C40。

四、施工部署

模板支撑施工方案

结构施工分析：

（一）、承载力体系

1、梁、板荷载传力路线：

上部荷载→模板→木楞、钢楞→钢管排架→结构

（二）、支撑结构构件连接

1、十一合板与木楞采用铁钉固定。

2、钢管之间、钢管与木模之间采用模板工程中的各连接件连接。

（三）、需用材料

1、楼板模板、梁、柱均采用十一合板。

2、支撑材料采用50mm*100mm的木楞，48mm*3.0mm钢管

3、连接结构构件采用模板工程中的各种连接件。

（四）材料要求

1、钢管

采用外径φ48，壁厚3.0mm，直缝焊接钢管，材质为Q235钢，其力学性能应符合规范规定。

钢管不能有裂缝，瘪塘，孔洞等缺陷。

钢管在使用之前应进行防锈处理，并刷防锈漆。

2、扣件

本工程采用直角扣件，旋转扣件和对接扣件三种形式的扣件，材质应为Q235钢，符合GB5831-1995规范之规定。

扣件上不得有裂缝、气孔、砂眼等铸造缺陷。

扣件螺栓扣紧的力矩达70N时，扣件不应破坏。

扣件表面应进行防锈处理。

3、模板

本工程均采用91.5×183cm的新模板，板厚不低于1.8cm。

模板表面应平整、光滑，无虫蛀，裂缝，翘边等不良缺陷。

4、木方

本工程使用50×100mm的杉木方，长2000~4000cm不等。

木方的宽高应统一，无大小，厚薄，无结疤，无裂缝，无虫蛀等不良缺陷。

扣件钢管600厚板模板支架计算书

模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

模板支架搭设高度为3.4米。

搭设尺寸为：

立杆的纵距b=0.90米，立杆的横距l=0.50米，立杆的步距h=1.50米。

如下图：

采用的钢管类型为φ48×3.0。

在整个排架体系的四周及框架梁下增加剪刀撑和扫地杆，以增加稳定性和整体承载力。

（见附后详图）

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=25.000×0.600×0.900＋0.350×0.900=13.815kN/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：

W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4

（1）抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f—面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

M—面板的最大弯矩（N.mm）；

W—面板的净截面抵抗矩；

[f]—面板的抗弯强度设计值，取13.00N/mm2

M=0.100ql2

其中q—荷载设计值（kN/m）

经计算得到M=0.100×（1.2×13.815+1.4×2.700）×0.250×0.250=0.127kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.127×1000×1000/48600=2.618N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f]，满足要求！

（2）抗剪强度验算

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×（1.2×13.815+1.4×2.700）×0.250=3.054kN

截面抗剪强度计算值T=3×3054.0/（2×900.000×18.000）=0.283N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求！

（3）挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=1/250

面板最大挠度计算值v=0.677×13.815×2504/（100×6000×437400）=0.139mm

面板的最大挠度小于250/250=1，满足要求！

二、模板支撑方木的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算

1、荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=25.000×0.600×0.250=3.750kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）

q12=0.350×0.250=0.088kN/m

（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/m）

经计算得到，活荷载标准值q2=（1.000+2.000）×0.250=0.750kN/m

静荷载q1=1.2×3.750+1.2×0.088=4.605kN/m

活荷载q2=1.4×0.750=1.050kN/m

2、方木的计算

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=5.090/0.900=5.655kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×5.66×0.90×0.90=0.458kN/m

最大支座力N=1.1×0.900×5.655=5.598kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3

I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.458×106/83333.3=5.50N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求！

（2）木方抗剪计算

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=3×3045/（2×50×100）=0.916N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求！

（3）木方挠度计算

最大变形v=0.677×3.838×900.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.431mm

木方的最大挠度小于900.0/250，满足要求！

三、板底支撑钢管计算

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取木方支撑传递力。

最大弯矩Mmax=0.490kN.m；

最大变形Vmax=0.322mm；

最大支座力Qmax=12.037kN；

截面应力σ=0.490×106/4490.000=109.13N/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500.000/150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，扣件的抗滑移承载力按照下式计算（规范5.2.5）：

R≤Rc

其中Rc---扣件抗滑移承载力设计值，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；

计算中取R取最大支座反力，R=12.04kN

单扣件抗滑移承载力的设计计算不满足要求，可考虑采用双扣件！

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，其抗滑移承载力可取12.0kN。

五、模板支架荷载标准值（立杆轴力）

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=0.129×3.800=0.491kN

（2）模板的自重（kN）

NG2=0.350×0.900×0.500=0.158kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）

NG3=25.000×0.600×0.900×0.500=6.750kN

经计算得到，活荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.398kN

2．活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算，活荷载标准值NQ=（1+2）×0.900×0.500=1.350kN

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+1.4NG=1.2×7.398+1.4×1.350=10.768kN

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（kN）：

N=10.706kN；

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=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

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=0.100m；

公式

（1）的计算结果：

杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945m；

Lo/i=2945.250/15.900=185.258；

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=10706/（0.209×424.000）=120.813N/mm2；

立杆稳定性计算σ=120.813N/mm2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+0.100×2=1.700m；

Lo/i=1700.000/15.900=106.918；

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=0.537；

钢管立杆受压强度计算值；

σ=10706/（0.537×424.000）=47.020N/mm2；

立杆稳定性计算σ=47.020N/mm2小于[f]=205.000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

lo=k1k2（h+2a）（3）

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=1.700按照表2取值1.003；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.003×（1.500+0.100×2）=2.021m；

Lo/i=2020.544/15.900=127.078；

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=0.412；

钢管立杆受压强度计算值；

σ=10706/（0.412×424.000）=61.286N/mm2；

立杆稳定性计算σ=61.286N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

GBF空心板下排架支撑体系的设计及验算

1、排架体系的构造要求：

本工程采用钢管排架作为整个模板的承重支撑体系。

立杆纵横间距0.9m。

立杆的纵横向水平杆件间距1.5m。

②现浇框架梁底采用18mm厚松木板作为底板。

梁底钢管横担间距50mm，采用ф48钢管，如下图所示

③在整个排架体系的四周及框架梁下增加剪刀撑和扫地杆，以增加稳定性和整体承载力。

（见附后详图）

2、强度验算

以本工程最大厚度0.6m，层高4.00m的板作为对象进行验算，板底离下层楼层面高度为4000-600=3400mm。

如该处梁下底板及支撑体系的强度、稳定性及挠度要求符合规范规定，则本工程其他顶板模板及支持体系也均能满足规范要求。

18厚松木底板的截面惯性矩I=（1/12）bh3=7.29×105mm4，弹性模量E=9000N/mm2，截面抵抗矩W=1/6×bh2=8.1×104mm3，顺纹抗压fc=10N/mm2，顺纹抗剪fv=1.4N/mm2，抗弯fm=13N/mm2。

松木的自重为0.34KN/m2。

GBF空心板按照等效面积法，等效成实心板计算，计算简图如下：

原空心楼截面面积=等效实心楼板截面面积

即：

S=470×600-3.14×2002=470×h等效

可得：

h等效=333mm

考虑到安装GBF管时用到各种铁件，取h等效=350。

由此可得等效楼板图：

1）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=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3；

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4；

方木楞计算简图

（1）.荷载的计算：

钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×0.300×0.350=2.625kN/m；

模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.340×0.300=0.102kN/m；

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+2.000）×0.900×0.300=0.810kN；

（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×（2.625+0.102）=3.272kN/m；

集中荷载p=1.4×0.810=1.134kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.134×0.900/4+3.272×0.9002/8=0.586kN；

最大支座力N=P/2+ql/2=1.134/2+3.272×0.900/2=2.039kN；

截面应力σ=M/W=0.586×106/83333.33=7.032N/mm2；

方木的计算强度为7.032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=3.272×0.900/2+0.810/2=1.877kN；

截面抗剪强度计算值T=3×1.877×103/（2×50.000×100.000）=0.563N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

方木的抗剪强度为0.563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=2.727kN/m；

集中荷载p=0.540kN；

最大变形V=5×2.727×900.04/（384×9000.000×4166666.667）+540.000×900.03/（48×9000.000×4166666.7）=0.840mm；

方木的最大挠度0.840小于900.000/250,满足要求!

2）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=3.272×0.900+0.810=3.755kN；

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=0.889kN.m；

最大变形Vmax=2.056mm；

最大支座力Qmax=12.091kN；

截面应力σ=0.889×106/4490.000=197.995N/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900.000/150=6mm与10mm,满足要求!

3）扣件抗滑移的计算:

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=12.091kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

4）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：

脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×3.400=0.439kN；

模板的自重（kN）：

NG2=0.340×0.900×0.900=0.275kN；

钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.350×0.900×0.900=7.088kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.802kN；

（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）×0.900×0.900=1.620kN；

（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=11.630kN；

5）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=10.706kN；

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=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

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=0.100m；

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=185.236；

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=10706/（0.209×424.000）

=120.813N/mm2；

立杆稳定性计算σ=120.813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+2×0.100=1.700m；

Lo/i=1700.000/15.800=108.000；

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=0.530；

钢管立杆受压强度计算值；σ=10706/（0.530×424.000）

=47.642N/mm2；

立杆稳定性计算σ=47.642小于[f]=205.000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

lo=k1k2（h+2a）（3）

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=1.700按照表2取值1.003；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.003×（1.500+0.100×2）=2.021m；

Lo/i=2020.544/15.900=127.078；

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=0.412；

钢管立杆受压强度计算值；

σ=10706/（0.412×424.000）=61.286N/mm2；

立杆稳定性计算σ=61.286N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

模板工程在施工前应对钢管、扣件、模板进行检查，如达不到规范要求均不得使用，应合理安排钢管、扣件、模板的使用量，减少不必要的浪费情况发生，认真阅读图纸，合理搭设排架，按模板专项施工方案进行施工。

模板拆除时应先对拆模混凝土试块拿到有资质的检测中心进行检测，在被检测的混凝土试块强度达到设计混凝土强度的80%时对顶板进行拆除，在被检测的混凝土试块强度达到设计混凝土强度的100%时对梁底板进行拆除。

模板施工按