高大模板内支撑架的搭设方案.docx

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高大模板内支撑架的搭设方案

环山大门脚手架专项方案

一、编制依据：

建筑工程施工质量验收统一标准

GB50300-2001

混凝土构造工程施工质量验收标准

GB50204-2002

建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术规程

JGJ130-2001

钢管脚手架、模板支架平安选用技术规程

DB11/T583-2021

大门及停车场施工图纸

二、工程概况：

本工程为2层框架构造，建筑高度11.15m高。

构筑物分为大门及值班室与仓库两个局部，值班室及仓库建筑高度为4.65m，大门建筑高度为11.15m，大门为镂空构造。

主要框架梁分布：

名称

标高

尺寸

名称

标高

尺寸

Kl4a

600*400

Dkzl1

700*900

Kl4a

600*400

Kl5b

300*1220

Kl7

600*400

Wkl1

300*930

三、施工方案：

本工程构造为框架构造，建筑高度11.15m，除一层的值班室与仓库外，其他均为镂空构造。

本工程在2.45、4.65m、7.2m、8.3m、10.43m处均有框架梁，且中间无板面支撑，无楼梯。

根据工程特点，本工程内架属于高大模板体系，特制定内支撑架模板方案与外架手架搭设方案。

3.1、内支撑架的搭设

3.1.1、内支撑架的搭设的技术要求：

内支撑架为满堂脚手架，立杆间距为0.8m*0.8m，步距为1.5m。

支撑架扫地杆距地不大于200mm，且立杆下垫不短于400mm长的50×100mm木方作垫木。

立杆接头必须采取用对接扣件对接，对接搭接应符合以下要求：

立杆上的对接扣件应交织布置，两相邻立杆接头不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头不在同一步距内，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。

内支撑外侧，由下至上设置竖向连续剪刀撑，同时，在扫地杆、中间与顶部三个位置设置水平剪刀撑。

剪刀撑的接头采用搭接方式接长，不应少于三个扣件连接，固定搭接长度不小于1m。

3.1.2、杆件搭设

垫木板→弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并及扫地杆扣紧→装扫地短向横杆，并及立杆与扫地杆扣紧→装第一步长向横杆并及各立杆扣紧→安第一步短向横杆→安第二步长向横杆→安第二步短向横杆→加设临时斜撑杆，上端及第二步长向横杆扣紧→加设剪刀撑→安第三、四步长向横杆与短向横杆→安装临边构造二层及柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设横纵肋→铺梁、板底模；

3.1.3、搭设考前须知：

〔1〕扣件式钢管脚手架扫地杆距地不大于200mm，

〔2〕随搭随校正杆件的垂直度与水平偏差，同时适度拧紧扣件，连接长向横杆的对接扣件，开口应朝架子内侧，螺栓要向上；

〔3〕架子的各杆件相交处伸出端头，均要保证100mm，防止杆件滑脱；

〔4〕剪刀撑的搭设要将一根斜杆扣在短向横杆的伸出局部上，斜杆两端扣件及立杆节点的距离不大于200mm。

最下面的斜杆及立杆的连接点离底不大于500mm；

〔5〕在支撑中部〔4m左右高度〕设置一道水平兜网。

3.2、梁底模板支撑

梁底次楞为50mm*80mm方木，次楞高度80mm，宽度50mm，次楞垂直梁方向设置，间距为200mm。

主楞为Φ48mm的钢管，与次楞垂直，及满堂架连接。

梁底间隔2m设置一道支撑立杆。

由于本工程内架间距较密，框架梁下后施工的吊梁，施工难度极大，所以，在施工框架梁时，将要求后施工的吊梁与框架梁一起支模板施工。

框架梁下立杆穿过吊梁时，用PVC管套在吊梁内，待框架梁下立杆撤除后，再修补吊梁施工洞。

吊梁模板加固可按框架梁要求施工。

3.3、梁侧模支撑

次楞为50mm*80mm方木，间距200mm；主楞为Φ48mm的钢管，第一道主楞距梁底50mm，第二道开场间距350mm设置。

梁高超过700mm，设置一道对拉螺杆，超过900mm设置两道对啦螺杆。

梁模加固示意图如下：

梁模加固示意图

3.4、操作平台：

大门在7.2m、8.3m处只有框架梁，没有板，所以在加固模板及绑钢筋时，需要在梁两侧搭设操作平台。

操作平台宽度1.5m，靠外侧设置栏杆，栏杆高度1.5m。

栏杆立杆间距1.5m，栏杆纵向水平杆间距500mm，在栏杆底设置200mm高踢脚板。

操作平台满铺竹跳板，采用平铺，接头采用对接，脚手板悬挑长度不大于150mm。

在作业层下部搭设一道水平兜网，随作业层上升。

脚手板设置在3根横向水平杆上，并用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2～3圈固定。

3.5、模板计算书：

模板支撑验算，以支撑高度最高的屋面框架梁验算。

选WKL1作为验算对象。

高支撑架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准〔JGJ130-2001〕、混凝土构造设计标准GB50010-2002、建筑构造荷载标准（GB50009-2001）、钢构造设计标准（GB50017-2003）等标准编制。

因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按标准计算，架体平安性仍不能得到完全保证。

为此计算中还参考了施工技术2002〔3〕：

扣件式钢管模板高支撑架设计与使用平安中的局部内容。

梁段:

wkl1。

一、参数信息

梁截面宽度B（m）：

0.30；梁截面高度D（m）：

0.93；

混凝土板厚度（mm）：

100.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.80；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.10；

立杆步距h（m）：

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

2.00；

梁支撑架搭设高度H（m）：

11.00；梁两侧立杆间距（m）：

0.80；

承重架支撑形式：

梁底支撑小楞平行梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数：

1；

采用的钢管类型为Φ48.5；

立杆承重连接方式：

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

0.75；

新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

24.00；模板自重（kN/m2）：

0.50；钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

2.0；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

17.8；

振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

4.0；

木材品种：

柏木；木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.0；

木材抗压强度设计值fc（N/mm）：

16.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.7；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

20.00；

面板弹性模量E（N/mm2）：

6000.0；面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

梁底方木截面宽度b（mm）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

80.0；

梁底模板支撑的间距（mm）：

200.0；

次楞间距（mm）：

350；主楞竖向根数：

2；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；穿梁螺栓水平间距（mm）：

700；

主楞到梁底距离依次是：

50mm，500mm；

主楞材料：

圆钢管；

直径（mm）：

48.00；壁厚（mm）：

3.50；

主楞合并根数：

2；

次楞材料：

木方；

宽度（mm）：

60.00；高度（mm）：

80.00；

次楞合并根数：

2；

二、梁侧模板荷载计算

按施工手册，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按以下公式计算，并取其中的较小值:

γtβ1β2V1/2

F=γH

其中γ--3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取2.000h；

V--混凝土的浇筑速度，取1.500m/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0.930m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

分别计算得17.848kN/m2、22.320kN/m2，取较小值17.848kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯构造,需要验算其抗弯强度与刚度。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力与振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

面板计算简图（单位：

mm）

材料抗弯强度验算公式如下:

σ＝M/W

3；

M--面板的最大弯矩（N穖m）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：

Mmax1l22l2

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括：

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2.837.85.9=15.999kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4.83.9=4.183kN/m；

计算跨度:

l=350mm；

面板的最大弯矩M=0.15.999502+0.117.183502=2.5605N穖m；

面板的最大支座反力为：

12l=1.15.999.35+1.2.183.35=7.917kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ05/5.53042；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

ν4/（100EI）≤l/250

q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:

q=15.999N/mm；

l--计算跨度:

l=350mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=6000N/mm2；

4；

面板的最大挠度计算值:

ν5.999504/（100000.5305）=0.49mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν；

面板的最大挠度计算值ν=0.49mm小于面板的最大容许挠度值[ν，满足要求！

四、梁侧模板支撑的计算

次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的简支梁计算。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

本工程中，次楞采用木方，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W与弹性模量E分别为:

W=2/6=128cm3；

I=2/12=512cm4；

E=9000.00N/mm2；

计算简图

剪力图（kN）

弯矩图（kN穖）

变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.519kN穖，最大支座反力R=6.421kN，最大变形ν=0.612mm

〔1〕次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ05/1.2805=4.1N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=4.1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

〔2〕次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν；

次楞的最大挠度计算值ν=0.612mm小于次楞的最大容许挠度值[ν，满足要求！

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力6.421kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3.5mm，截面惯性矩I与截面抵抗矩W分别为:

3；

4；

E=206000.00N/mm2；

主楞计算简图

主楞计算剪力图（kN）

主楞计算弯矩图（kN穖）

主楞计算变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=1.011kN穖，最大支座反力R=14.287kN，最大变形ν=0.652mm

〔1〕主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ06/1.0204=99.6N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

〔2〕主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.652mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν；

主楞的最大挠度计算值ν=0.652mm小于主楞的最大容许挠度值[ν，满足要求！

五、梁底模板计算

面板为受弯构造,需要验算其抗弯强度与挠度。

强度验算要考虑模板构造自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载与振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板构造自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中，面板的截面惯性矩I与截面抵抗矩W分别为:

W=30000/6=2.0004mm3；

I=300000/12=2.0005mm4；

按以下公式进展面板抗弯强度验算：

σ=M/W<[f]

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.224.00+1.50）.30.93.90=7.684kN/m；

模板构造自重荷载设计值：

q2:

1.2.50.30.90=0.162kN/m；

施工荷载及振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.42.00+2.00）.30.90=1.512kN/m；

最大弯矩计算公式如下:

Mmax=0.1（q1+q2）l23l2=0.17.684+0.162）002+0.117.512002=3.8504N穖m；

σ=Mmax04/2.00042；

梁底模面板计算应力σ=1.9N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

根据建筑施工计算手册刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下：

ν4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1+q2=7.684+0.162=7.846kN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=200.00mm；

2；

面板的最大允许挠度值:

[ν；

面板的最大挠度计算值:

ν.846004/（100000.0005）=0.071mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.071mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν，满足要求！

六、梁底支撑木方的计算

（1）钢筋混凝土梁与模板自重设计值（kN/m）：

q1=1.2譡（24+1.5）.93.2+0.5.22.83+0.3）/0.3]=6.476kN/m；

（2）施工荷载及振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=1.42+2）.2=1.12kN/m；

均布荷载设计值q=6.476+1.120=7.596kN/m；

梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递，其设计值：

本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I，截面抵抗矩W与弹性模量E分别为：

W=5/6=5.3301cm3；

I=5/12=2.1302cm4；

E=9000N/mm2；

计算简图及内力、变形图如下：

简图（kN穖）

剪力图（kN）

弯矩图（kN穖）

变形图（mm）

方木的支座力:

N1=N3=0.112kN；

N2=2.479kN；

最大剪力：

V=1.240kN

方木最大正应力计算值：

σ06/5.3304=1.4N/mm2；

方木最大剪应力计算值：

τ=3V/（2bh0）=32；

方木的最大挠度：

ν=0.074mm；

方木的允许挠度：

[ν03/2/250=1.6mm；

方木最大应力计算值1.361N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2，满足要求！

方木受剪应力计算值0.465N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.700N/mm2，满足要求！

方木的最大挠度ν=0.074mm小于方木的最大允许挠度[ν]=1.600mm，满足要求！

七、梁跨度方向钢管的计算

作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。

钢管的截面惯性矩I，截面抵抗矩W与弹性模量E分别为：

W=5.08cm3；

I=12.19cm4；

E=206000N/mm2；

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=0.112kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN穖）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.034kN穖；

最大变形νmax=0.06mm；

最大支座力Rmax=0.489kN；

最大应力σ06/（5.0803）=6.6N/mm2；

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值6.6N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax小于800/150及10mm,满足要求!

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=2.479kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN穖）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.744kN穖；

最大变形νmax=1.335mm；

最大支座力Rmax=10.847kN；

最大应力σ06/（5.0803）=146.4N/mm2；

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值146.4N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax小于800/150及10mm,满足要求!

八、扣件抗滑移的计算

按照建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准培训讲座刘群主编，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0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

纵向或横向水平杆及立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（标准5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN；

　　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，根据前面计算结果得到R=10.847kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

九、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

σ=N/（ΦA）≤[f]

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=10.847kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2.1291=1.704kN；

楼板的混凝土模板的自重：

N3=1.22.00/2+（0.80-0.30）/2）.80.50=0.600kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.22.00/2+（0.80-0.30）/2）.80.1001.50+24.00）=3.060kN；

N=10.847+1.704+0.6+3.06=16.211kN；

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=1.58；

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；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照扣件式标准不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh

（1）

k1--计算长度附加系数，取值为：

1.155；

u--计算长度系数，参照扣件式标准表5.3.3，u=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度lo=k1uh=1.155.7.5=2.945m；

lo/i=2945.25/15.8=186；

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=0.207；

钢管立杆受压应力计算值；σ89）=160.2N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=160.2N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的平安因素，适宜由下式计算

lo=k1k2（h+2a）

（2）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.024；

上式的计算结果：

立杆计算长度lo=k1k2（h+2a）=1.167.0241.5+0.1）=2.032m；

lo/i=2031.514/15.8=129；

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=0.401；

钢管立杆受压应力计算值；σ89）=82.7N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=82.7N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

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：

N1o=0.506kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2.12911-0.93）/Sin75o=1.615kN；

N=0.506+1.615=2.121kN；

θ--边梁外侧立杆及楼地面的夹角：

θ=75o；

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=1.58；

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；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照扣件式标准不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh/Sinθ

（1）

k1--计算长度附加系数，取值为：

1.167；

u--计算长度系数，参照扣件式标准表5.3.3，u=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度lo=k1uh/Sinθ.7.5/0.966=3.081m；

lo/i=3080.827/15.8=195；

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=0.189；

钢管立杆受压应力计算值；σ89）=23N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=23N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的平安因素，适宜由下式计算

lo=k1k2（h+2a）

（2）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.024；

上式的计算结果：

立杆计算长度lo=k1k2（h+2a）=1.167.0241.5+0.1）=2.032m；

lo/i=2031.514/15.8=129；

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=0.401；

钢管立杆受压应力计算值；σ89）=10.8N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=10.8N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接