高排架方案.docx

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高排架方案

白荡污水厂提标改造工程加药间结构高支模方案

一、工程概况

本工程为苏州高新区白荡污水厂一期提标改造工程，位于新区联港路北段。

工期289天，由上海市政工程设计研究总院设计。

分为三个池和一个加药间。

其中加药间建筑面积165㎡、框架一层，檐口高度9.5m。

柱网以5m×3.8m分布。

模板施工方案编制依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）。

二、模板安装概况

本工程的柱子、梁、屋面模板全部采用18mm厚多层板定制，斜屋面底模板下采用48*90mm的方楞搁置，间距为300mm，板底横向支撑钢管采用双扣件。

板模接头处适当加密，方楞搁在满堂钢管排架上，排架具有一定的的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇砼自重和侧压力，以及施工过程中所产生的荷载，梁板模的几何尺寸准确，位置、标高必须符合设计要求。

并必须做到如下几点：

a、构造简单、装拆方便、并便于钢筋绑扎，安装和浇捣等要求。

b、补缺方正垂直，保持断面尺寸，并要有足够的刚度、强度和稳定性。

c、模板拼缝严密不应漏浆。

d、模板与砼接触面应刷隔离剂，严禁污染钢筋。

e、对模板及支架应定期维修。

f、砼浇筑时由专职木工检查模板。

（1）柱模板

400×400mm的矩形柱子基础梁上分两次浇筑：

基础梁至3.45m柱与框架梁为一次；3.45m至9.5m柱与框架梁为第二次；模板支垫方木肋间距为250mm，钢管箍夹固，间距400mm.沿柱高下部三分之一范围内适当加密，间距为300mm，底部柱留设清扫口。

为防止柱脚出现烂根漏浆现象，柱模底脚处缝隙在浇筑砼前8小时左右用砂浆封堵。

柱与梁结点处采用定型木模补模，补模要求确保构件的几何尺寸，支撑固牢固拼装严密。

见图

（2）梁板模板

加药间屋面主梁截面为250mm×500mm和250mm×600mm，最大净跨为7.2m.屋面板厚120mm.梁、顶板模板支模时，其下采用φ48钢管排架作支撑，支柱间距为800mm，梁侧立杆间距为600mm.顶板用250mm间距的木搁栅支承，搁栅支承在墙板侧模的木方上，木下支撑钢管采用双扣件。

见图：

模板的质量要求应符合《GB50204－92》的规定。

三、模板系统复核计算

B/2~4轴处大梁截面尺寸为250*600mm。

钢管排架立管高度为9.5m－0.6m＋0.3m=9.8m采用一根6m与一根5m钢管用三个转向扣件接高，立杆间距为1m，梁底由一根横管，二根立管组成一支撑架。

详见计算书：

（一）梁模板计算

1、梁模板基本参数

梁截面宽度B=250mm，

梁截面高度H=600mm，

梁模板使用的木方截面45×90mm，

梁模板截面侧面木方距离300mm。

梁底模面板厚度h=18mm，弹性模量E=6000N/mm2，抗弯强度[f]=15N/mm2。

梁侧模面板厚度h=18mm，弹性模量E=6000N/mm2，抗弯强度[f]=15N/mm2。

2、梁模板荷载标准值计算

模板自重=0.340kN/m2；

钢筋自重=1.500kN/m3；

混凝土自重=24.000kN/m3；

施工荷载标准值=2.500kN/m2。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中

c——混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

　　　t——新浇混凝土的初凝时间，为0时（表示无资料）取200/（T+15），取5.714h；

T——混凝土的入模温度，取20.000℃；

V——混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.200m；

1——外加剂影响修正系数，取1.000；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=28.800kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=28.800kN/m2

倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。

3、梁底模板木楞计算

梁底木方的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含！

4、梁模板侧模计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算，计算简图如下

图梁侧模板计算简图

1.抗弯强度计算

抗弯强度计算公式要求：

f=M/W<[f]

其中f——梁侧模板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

　　M——计算的最大弯矩（kN.m）；

　　q——作用在梁侧模板的均布荷载（N/mm）；

　　q=（1.2×28.80+1.4×6.00）×0.60=25.776N/mm

最大弯矩计算公式如下:

M=-0.10×25.776×0.3002=-0.232kN.m

f=0.232×106/32400.0=7.160N/mm2

梁侧模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

2.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]

其中最大剪力Q=0.6×0.300×25.776=4.640kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×4640/（2×600×18）=0.644N/mm2

　　截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

其中q=28.80×0.60=17.28N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v=0.677×17.280×300.04/（100×6000.00×291600.0）=0.542mm

梁侧模板的挠度计算值:

v=0.542mm小于[v]=300/250,满足要求!

5、穿梁螺栓计算

1.梁侧竖楞抗弯强度计算

计算公式:

f=M/W<[f]

其中f——梁侧竖楞抗弯强度计算值（N/mm2）；

　　M——梁侧竖楞的最大弯距（N.mm）；

　　W——梁侧竖楞的净截面抵抗矩,W=60.75cm3；

　　[f]——梁侧竖楞的抗弯强度设计值，[f]=13N/mm2。

M=ql2/8

其中q——作用在模板上的侧压力；

　　q=（1.2×28.80+1.4×6.00）×0.30=12.89kN/m

　　l——计算跨度（梁板高度）,l=600mm；

经计算得到，梁侧竖楞的抗弯强度计算值12.888×0.600×0.600/8/60750.000=9.547N/mm2；

梁侧竖楞的抗弯强度验算<[f],满足要求!

2.梁侧竖楞挠度计算

计算公式:

v=5ql4/384EI<[v]=l/250

其中q——作用在模板上的侧压力，q=28.800×0.300=8.640N/mm；

　　l——计算跨度（梁板高度）,l=600mm；

　　E——梁侧竖楞弹性模量,E=9500N/mm2；

　　I——梁侧竖楞截面惯性矩,I=273.38cm4；

梁侧竖楞的最大挠度计算值,v=5×8.640×600.04/（384×9500×2733750.0）=0.561mm；

梁侧竖楞的最大允许挠度值,[v]=2.400mm；

梁侧竖楞的挠度验算v<[v],满足要求!

3.穿梁螺栓强度计算

没有布置穿梁螺栓，无须计算!

（二）梁支撑脚手架的计算

基本尺寸为：

梁截面B×D=250mm×600mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=1.20米，立杆的步距h=1.50米，

采用的钢管类型为

48×3.5。

1、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=25.000×0.600×0.400=6.000kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.400×（2×0.600+0.250）/0.250=0.812kN/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）×0.250×0.400=0.300kN

均布荷载q=1.2×6.000+1.2×0.812=8.174kN/m

集中荷载P=1.4×0.300=0.420kN

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=40.00×1.80×1.80/6=21.60cm3；

I=40.00×1.80×1.80×1.80/12=19.44cm4；

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=1.232kN

N2=1.232kN

最大弯矩M=0.090kN.m

最大变形V=0.5mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.090×1000×1000/21600=4.167N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/mm2；

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算[可以不计算]

截面抗剪强度计算值T=3×1231.0/（2×400.000×18.000）=0.256N/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=0.467mm

面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!

2、梁底支撑木方的计算

（一）梁底木方计算

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=1.232/0.400=3.080kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.08×0.40×0.40=0.049kN.m

最大剪力Q=0.6×0.400×3.080=0.739kN

最大支座力N=1.1×0.400×3.080=1.355kN

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=4.50×9.00×9.00/6=60.75cm3；

I=4.50×9.00×9.00×9.00/12=273.38cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.049×106/60750.0=0.81N/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[可以不计算]

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=3×739/（2×45×90）=0.274N/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=0.677×2.566×400.04/（100×9500.00×2733750.0）=0.017mm

木方的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

3、梁底支撑钢管计算

a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取木方支撑传递力。

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=0.585kN.m

最大变形vmax=3.290mm

最大支座力Qmax=1.232kN

抗弯计算强度f=0.585×106/5080.0=115.18N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于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!

b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=0.394kN.m

最大变形vmax=1.622mm

最大支座力Qmax=4.024kN

抗弯计算强度f=0.394×106/5080.0=77.59N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于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!

4、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=4.02kN

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。

5、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=4.02kN（已经包括组合系数1.4）

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×9.800=1.518kN

N=4.024+1.518=5.542kN

——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=1.58

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=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.75

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.00m；

公式

（1）的计算结果：

=60.39N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=17.94N/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1.024；

公式（3）的计算结果：

=23.43N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

（三）梁支撑脚手架的计算

模板支架搭设高度为9.8米，

搭设尺寸为：

立杆的纵距b=1.00米，立杆的横距l=1.00米，立杆的步距h=1.50米。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

采用的钢管类型为

48×3.5。

1、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=25.000×0.120×1.000+0.350×1.000=3.350kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×1.000=3.000kN/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=100.00×1.80×1.80/6=54.00cm3；

I=100.00×1.80×1.80×1.80/12=48.60cm4；

（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--面板的最大弯距（N.mm）；

　　W--面板的净截面抵抗矩；

[f]--面板的抗弯强度设计值，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×（1.2×3.350+1.4×3.000）×0.300×0.300=0.074kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.074×1000×1000/54000=1.370N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×（1.2×3.350+1.4×3.000）×0.300=1.480kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×1480.0/（2×1000.000×18.000）=0.123N/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=0.677×3.350×3004/（100×6000×486000）=0.063mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

2、模板支撑木方的计算

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=25.000×0.120×0.300=0.900kN/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=1.2×0.900+1.2×0.105=1.206kN/m

活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m

2.木方的计算

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=2.466/1.000=2.466kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.47×1.00×1.00=0.247kN.m

最大剪力Q=0.6×1.000×2.466=1.480kN

最大支座力N=1.1×1.000×2.466=2.713kN

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=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；

I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.247×106/53333.3=4.62N/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[可以不计算]

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=3×1480/（2×50×80）=0.555N/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=0.677×1.005×1000.04/（100×9500.00×2133333.5）=0.336mm

木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!

3、板底支撑钢管计算

　a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。

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=0.913kN.m

最大变形vmax=2.331mm

最大支座力Qmax=9.865kN

抗弯计算强度f=0.913×106/5080.0=179.74N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

4、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=9.87kN

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。

5、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=0.129×9.800=1.265kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.615kN。

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）×1.000×1.000=3.000kN

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

6、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=9.74

--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=1.58

　　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

--钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）