经专家论证模板满堂支撑架施工方案.docx
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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
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
1、《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
2、《建筑工程安全生产管理条例》
3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2001
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
5、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-91
6、《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
51~90
91~150
151~280
281~500
5
8
13
20
0
1
1
2
2
连接横向水平杆与纵向水平杆的扣件
51~90
91~150
151~280
281~500
5
8
13
20
1
2
3
5
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
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