模板支撑体系施工方案及设计计算书013

1 模板支撑体系施工方案报审表 工程名称宜城市光彩物流园 编号


















致 襄樊市大正监理有限公司
我方已根据施工合同的有关规定完成了 模板支撑体系施工 方案
的编制并经我单位上级技术负责人审查批准请予以审查。
附 施工组织设计方案




承包单位章

项 目 经 理

日 期


专业监理工程师审查意见




专业监理工程师

日 期


总监理工程师审核意见





项目监理机构

总监理工程师

日 期

2 宜城市光彩物流园
模
板
支
撑
体
系
施
工
方
案

编制
审核


湖北海厦建设有限公司




3 模板支撑体系施工方案 1编制依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范
《施工技术》2002.3.杜荣军《高支撑架设计和使用安全》
《施工手册》第四版
《建筑结构静力计算手册》
2工程概况
本工程为宜城市光彩物流园工程工程地处宜城市燕京大道旁。本工程均按
支撑模板进行设计和施工。
3模板支撑体系设计及计算
3.1模板及支撑设计
基本尺寸框架梁截面300mm×700mm梁底模采用10mm厚胶合板梁底方
木截面60mm×80mm支撑采用Φ48×3.5钢管架。楼板厚度100mm板底模采用
10mm厚竹胶合板板底方木的截面60mm×80mm。
3.2支撑体系设计参数
楼板支撑横向间距或排距(m):1.00纵距(m):1.00步距(m):1.50立杆上
端伸出至模板支撑点长度(m):0.08支撑体系搭设高(m):6.15采用的钢管
(mm):Φ48×3.5 板底支撑连接方式:方木支撑
3.3支撑体系计算
3.3.1荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.35
混凝土自重标准值(kN/m3):24 框架梁钢筋自重(kN/m3):1.50
楼板钢筋自重(kN/m3):1.10
楼板浇筑厚度(m):0.10
4 施工均布荷载标准值(kN/m2):2.50

浇筑砼产生的荷载标准值(kN/m2):2.00
3.3.2木方、钢管参数
竹胶合板弹性模量E(N/mm2):10400.00
竹胶合板抗弯强度设计值(N/mm2):80.00
木方弹性模量E(N/mm2):10000.00
木方抗弯强度设计值(N/mm2):17.00 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.60木方的截面高(mm):80.00
木方的间隔距离(mm):200.00木方的截面宽度(mm):60.00
钢材抗弯强度设计值(N/mm2)fc=205.00
钢管弹性模量E(N/mm2)206×103
钢管截面抵抗矩(cm3):W=5.08
钢管截面惯性矩(cm4)I=12.19
钢管截面回转半径(cm)i=1.58
钢管截面积(cm2)A=4.89
3.3.3楼板模板支撑体系计算
3.3.3.1楼板支撑体系简图
楼

板支撑架立面简图
3.3.3.2楼板模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。按最不利因素考虑模板面
板的按照简支梁计算以一个支撑方木区域格为计算单元。计算简图如下

1.荷载 的计算
(1)钢筋 混凝土板自重
(kN/m)
q1= 24.00+1.10×1.00×0.10 = 2.51 kN/m
5 (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2= 0.35×1.00= 0.35 kN/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 = (2.50+2.00)×1.00 =4.5 kN/m
(4)计算的不变荷载 q′ = 1.2×(2.51 + 0.35) = 3.432 kN/m用于挠度计
算
可变荷载 p′= 1.4×4.5=6.3kN/m
根据模板及其支架设计荷载的组合平板和薄壳的模板及其支架的计算是不
考虑振捣产生的荷载这里考虑了。
组合荷载q= q′+ p′=3.432+6.3=9.732kN/m用于计算承载能力
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 = 20.00×1.0×1.0/6 = 3.333cm3
I = 20.00×1.0×1.0×1.0/12 = 1.667cm4
2.抗弯强度计算
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:
Mmax= ql2/8
M = ql2/8 =9.732×0.22/8= 0.05kN.m 面板的抗弯强度计算值应满足
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 = 0.05×106/3333=14.6 N/mm2 结论面板的抗弯强度验算 f小于竹胶合板抗弯强度设计值[f]=80 N/mm2,
满足要求。
3.挠度计算
6 最大弯矩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:
Vmax=5q′l4/384EI
最大挠度计算值 f=5×3.432×200.0004 /(384×10400.000×16670) = 0.412mm
面板最大允许挠度值 [f]= 200.00/250=0.8 mm
结论方木的最大挠度计算值0.412mm < 面板的最大允许挠度值 0.8 mm,
满足要求。
3.3.3.3支撑方木计算
作用于支撑方木的荷载包括模板自重荷载施工荷载等,

通过面板的集中荷
载传递。 方木为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度按照受集中荷载简支梁
计算。
其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6×82/6 =64.00cm3
I=6×83/12 = 256.00 cm4
1.荷载的计算
不变荷载q1= 1.2×(2.51 + 0.35)×0.2 = 0.686 kN/m
可变荷载 q2=1.4×(2.5+2.0)×0.2=1.26kN/m
根据模板及其支架设计荷载的组合
q=q1+q2=0.686+1.26=1.946kN/m
2.方木抗弯强度验算:
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:
Mmax=ql2/8
最大弯距 Mmax=1.946×1.02/8 = 0.243kN.m 最大应力值 σ= M/w = 0.243×106/64×103 =3.80N/mm2
方木抗弯强度设计值 [f]=17.0 N/mm2
结论方木的最大应力计算值为3.80N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值
7 [f]=17.0 N/mm2满足要求。
2.方木挠度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和计算公式如
下:
Vmax=5q1l4/384EI
方木最大挠度计算值 f=5×0.686×1000 4/( 384×10000×2560000) =
0.35mm
方木最大允许挠度值 [v]= 1000.000/250=4.000 mm
结论方木的最大挠度计算值0.35mm 小于方木的最大允许挠度值 4.000 mm,
满足要求。
3.3.3.3木方支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算取1.00m×1.00m 立纵横间
距为一个计算单元。
作用于支撑钢管的荷载包括模板自重荷载施工活荷载等,通过方木的集中
荷载传递。
计算简图如下





集中荷载P取纵向板底支撑传递力
P=ql/2=1.946×1/2=0.973kN(面板的支座反力) 2.钢管抗弯强度验算:
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:
查《建筑结构静力计算手册》表2-3得
最大支座反力Ra=Rb=np/2=5×0.973/2=2.433kN P P P P P100
200 200 200
200 100
1000
A
B
8 最大弯矩:
Mmax =(n2+1)Pl/8n=52+1×0.973×1.00/8×5=0.632kN.m
钢管最大应力 σ= M / w = 0.632×106/5.08×103 =124.41N/mm2
钢管抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2 结论钢管的最大应力计算值为124.41N/mm2 小于钢管的抗弯强度设计值
[f]=205N/mm2满足要求。
3.钢管的挠度计算
查《建筑结构静力计算手册》表2-3得
支撑钢管的最大挠度fmax=(5n4+2n2+1)Pl3/384n3EI=(5×54+2×52+1)×973×
10003/(384×53×206×103×12.19×104)=2.56mm 钢管最大允许挠度值[f]= 1000.000/150=6.667mm
计算最大挠度值2.56mm 小于最大允许挠度值[f]=1000.000/150与10 mm满
足要求。
3.3.3.4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=2.433kN≤ Rc
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。
3.3.3.5模板支架立杆立杆的稳定性计算




9
楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元图
1.荷载计算
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN)
NG1 = 0.149×6.15 = 0.916 kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)横杆传递的支座反力N′=2.433kN
2. 立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:


不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N = 1.2NG1+N′=1.2×0.9162.433=3.532kN
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 cm
A ---- 立杆净截面面积(cm2)A = 4.89 cm2
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)W=5.08 cm3 σ-----钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 [f] =205.000 N/mm2
L0---- 计算长度 (m) 如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑按下式计算
l0 = h+2a
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 =0.08 m
上式的计算结果
10 立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.500+0.08×2 = 1.66 m
L0/i = 166.000 / 1.58 = 105
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= 0.551
钢管立杆的最大应力计算值 σ=3532/0.551×489.000 =13.11N/mm2
结论钢管立杆的最大应力计算值 σ=13.11N/mm2 小于钢管立杆的抗压强
度设计值 [f] = 205.000 N/mm2满足要求。
如果考虑到高支撑架的安全因素适宜由下式计算
l0 = k1k2(h+2a)
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 = 1.66 按照表2取值1.007 上式的计算结果
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.007×(1.5+0.08×2) = 1.951 m
Lo/i = 195.1 / 1.5800 = 123 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= 0.434
钢管立杆的最大应力计算值 σ=3532/0.434×489.000 =16.64N/mm2
结论钢管立杆的最大应力计算值 σ=16.64N/mm2小于钢管立杆的抗压强度
设计值 [f] = 205.000 N/mm2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。







以上表参照杜荣军:《扣件式钢

管模板高支撑架设计和使用安全》。
3.3.4梁支撑架计算书
11 3.3.4.1梁模板支撑架立面简图












梁模板支撑架立面简图
3.3.4.2支撑体系计算参数
脚手架搭设高度(m):6.15脚手架步距(m):1.50梁两侧立柱间距(m):0.60
平行平行梁跨度方向立杆间距(m):0.80。
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.08m。承重架支设梁底设三道支
撑方木方木平行梁跨度方向截面。
3.3.4.3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。模板面板的按照两跨连续梁
计算。取横杆间距为计算长度。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)
q1 = 25.500×0.7×0.8=14.28kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)
q2 = 0.350×0.8=0.28kN/m
(3)活荷载为振倒混凝土时产生的荷载(kN/m) H=6.15m
梁高=0.7m
a
步距=1.5m间距=0.6ma
12 q3 =2.5+2.000×0.80=3.6kN/m
荷载设计值q =1.2 q1 + q2 + 1.4q3=1.2×14.28+0.28+1.4×
3.6=22.51kN/m
本算例中截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 30.00×1.0×1.0/6 =5cm3
I = 30.00×1.0×1.0×1.0/12 = 2.5cm4


计算简图
最大弯矩 M = 0.125ql2=0.125×22.51×0.152=0.063kN.m
最大剪力 V = 0.625ql=0.625×22.51×0.15=2.110kN
最大变形f= 0.521ql4/(100EI)=0.521×17.47×1504/(100×10400×
25000)=0.177mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值
σ=M/W= 0.063×106/5000=12.6N/mm2
面板的抗弯强度验算σ小于σm =15.00N/mm2,满足要求!
(2)挠度计算
面板最大挠度计算值 f= 0.177mm小于最大挠度设计允许值
[f]=150.0/250=0.6mm满足要求。
3.3.4.4支撑方木计算
支撑方木按简支梁计算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所受荷载为面板支座最大反力。
1.荷载计算
线性均布荷载q=22.51×0.3/0.8=8.44kN/m
2.木方抗弯强度计算
最大弯矩 M = ql2/8=8.44×0.80×0.80/8=0.675kN.m
13 抗弯计算强度 f= M / w =0.675×106/64000=10.54N/mm2
方木抗弯强度设计值 [f]=17.0 N/mm2
结论方木的最大应力计算值为10.54N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值
[f]=17.0 N/mm2满足要求。 3.方木挠度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和计算公式如
下:
Vmax=5ql4/384EI
方木最大挠度计算值 f=5×8.44×800.0004 /( 384×10000.000×2560000)
= 1.76mm
方木最大允许挠度值 [v]= 800.000/250=3.2 mm
结论方木的最大挠度计算值1.76 mm 小于方木的最大允许挠度值 3.2mm,
满足要求。
3.3.4.5梁底支撑钢管小楞的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载施工活荷载等,通过方木的

集中荷载传递。按受集中荷载的简支梁计算 计算简图如下





1.支撑钢管的强度计算
按照受方木传递的集中荷载作用下的简支梁计算
集中荷载P传递力P=ql/2=8.44×0.8/2=3.376kN
经过两跨连续梁的计算得到
跨中钢管支座反力RB=3P/2=5.064kN
查《建筑结构静力计算手册》
钢管最大弯矩Mmax=nPl/8=4×3.376×0.6/8=1.01kN.m
14 截面应力 f=1.01×106/5080.000=198.81N/mm2
支撑钢管的计算强度
198.81N/mm2小于钢管最大允许弯曲强度205.0 N/mm2,满足要求!
3.钢管的挠度计算
查《建筑结构静力计算手册》表3-2得
支撑钢管的最大挠度vmax=(5n2-4)Pl3/384nEI=5×42-4×3376×6003/384
×4×206×103×12.19×104=1.439 mm 钢管最大允许挠度值[v]= 600/150=4mm
计算最大挠度值1.439 mm 小于最大允许挠度值[f]=600/150与10 mm满足
要求
3.3.4.6梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用通过扣件连接到立杆。
3.3.4.5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12.80 kN
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=5.064kN
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。
3.3.4.6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不考虑风荷载时包括
横杆的最大支座反力 N1 =5.064kN (已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重
N2 =0.038nH= 0.3=038×3×6.15-0.7=0.633kN
0.038--Φ48×3.5钢管单位自重KN/m《施工手册》P241
15 n—考虑横杆和斜杆设置的系数取3.0《施工手册》P241
H—搭设高度
N =N1+1.2N2=5.064+0.633×1.2=5.824kN
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-- 钢管立杆抗压强度计算值 ( N/mm2)
[f]-- 钢管立杆抗压强度设计值[f] =205.00 N/mm2
lo-- 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。
lo = k1uh (1)
lo = (h+2a) (2)
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值为1.167
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=0.08 m
公式(1)的计算结果
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.167×1.700×1.500 = 2.976 m
Lo/i = 297.6 / 1.5800 = 188
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=0.203
钢管立杆受压强度计算值σ=5824/(0.230×489.000) =51.78N/mm2
则σ = 51.78N/mm2 小于 [f] = 205.00 ,立杆稳定性满足要求。
公式(2)的计算结果
立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.08×2 =1.66 m
Lo/i = 166/ 1.5800 = 105
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= 0.561
钢管立杆受压强度计算值σ=5824/(0.561×489.000)
= 21.22 N/mm2
16 则σ = 21.22 N/mm2小于[f] = 205.00 立杆稳定性满足要求
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-- 计算长度附加系数取1.167
k2 -- 计算长度附加系数h+2a = 1.66 按照表2取值1.007
公式(3)的计算结果
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a)
= 1.167×1.007×(1.500+0.08×2) = 1.95 m
Lo/i = 195 / 15.800 = 123
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= 0.434
钢管立杆受压强度计算值σ=5824/(0.434×489.000) = 27.44N/mm2
则σ =27.44N/mm2 小于[f] = 205.00 立杆稳定性满足要求。
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件这样可以增加支撑体系
的稳定性。
以上表参照杜荣军《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
4.支撑体系搭设方案
4.1方案设计
依据计算结果设计梁支撑立杆间距纵向800横向600楼板支撑立杆间
距纵向1000横向1000立杆步距为1500。
支撑体系搭设时除满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的相
关要求外还要遵守以下内容
4.2支撑体系构造要求
1.模板支架的构造要求
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆。
b.立杆之间必须按步距满设纵、横双向水平杆确保两方向足够的设计刚度。
c.在3米高的位置设置单水平加强层即在○A、○B轴○20、○21轴之间纵、横
向设置剪刀撑且须与立杆连接。
2.竖向剪刀撑的设置
17 a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑。
b.每隔一间设置一道竖向剪刀撑。
3.顶部支撑点的设置在立杆顶部设置可调丝杠。
4.支撑架搭设的要求
a.严格按照设计尺寸搭设水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的每个扣件的拧紧力矩都要控制
在45-60N.m钢管不能选用已经长期使用发生变形的。
d.地基支座的设计要满足承载力的要求并在立杆底部垫设100×100的竹胶
板垫块。
4.3施工安全要求
1.提前做好混凝土浇筑方

案确保模板支架施工过程中均衡受载采用由中
部向两边扩展的浇筑方式。
2.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载对出现的超过最大荷载要有相应
的控制措施钢筋等材料不能在支架上方堆放。
3.浇筑过程中派人检查支架和支承情况发现下沉、松动和变形情况时
立即停止浇筑并使其变形恢复至原状。
4.施工人员要严格按照现场技术人员的交底进行支撑体系的搭设和拆除。搭
设上层支撑体系时不能拆除底层楼板的支撑体系。
5.在搭设楼板满堂脚手架支撑体系时应同时搭设四周施工脚手架保证安
装模板及浇筑砼时操作人员有可靠的防护措施。