粮库高支模施工方案(3期).doc

江苏无锡国家粮食储存库仓储东区项目
散装平房仓高支模
专项施工方案
华仁建设集团有限公司
2010-3—18
散装平房仓高支模专项施工方案
一、工程概况
江苏无锡国家粮食储备库仓储东区项目工程散装平房仓8#、9#、10#及21＃仓 ;工程建设地点：新区城南路29号；属于砖混结构；地上1层；地下0层；建筑高度：12.4m;标准层层高:9m ；总建筑面积约:14000平方米;总工期：210天。
本工程由江苏无锡国家粮食储备库投资建设，国家粮食储备局无锡科学研究设计院设计，无锡水文工程地质勘察院地质勘察，南通瑞达监理公司监理，华仁建设集团有限公司组织施工;由耿德启担任项目经理，丁伟担任技术负责人。
高支撑架的计算依据:《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,如果仅按规范计算，架体安全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和使用安全》中的部分内容。
二、参数信息:
1.模板支架参数
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)：0.10；模板支架搭设高度（m）:6。00;
采用的钢管(mm）:Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式：可调托座；
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;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2。500；
4。材料参数
面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木；
面板弹性模量E（N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值（N/mm2):13；
木方抗剪强度设计值（N/mm2）:1。400；木方的间隔距离(mm)：250.000；
木方弹性模量E（N/mm2):9500。000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）：13。000；
木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度（mm）：100.00；
托梁材料为：12。6号槽钢；
5。楼板参数
楼板的计算厚度（mm）：120.00;
图2 楼板支撑架荷载计算单元
三、模板面板计算:
面板为受弯构件，需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×1.82/6 = 54 cm3；
I = 100×1.83/12 = 48.6 cm4；
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m）：
q1 = 25×0。12×1+0。35×1 = 3。35 kN/m；
（2)活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m)：
q2 = 2。5×1= 2.5 kN/m;
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：
其中:q=1。2×3。35+1.4×2.5= 7.52kN/m
最大弯矩M=0.1×7。52×0。252= 0.047 kN·m；
面板最大应力计算值 σ= 47000/54000 = 0.87 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 0.87 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2，满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
其中q = 3。35kN/m
面板最大挠度计算值 v = 0。677×3.35×2504/（100×9500×48。6×104)=0.019 mm；
面板最大允许挠度 [V]=250/ 250=1 mm；
面板的最大挠度计算值 0。019 mm 小于 面板的最大允许挠度 1 mm，满足要求!
四、模板支撑方木的计算：
方木按照两跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6 = 83。33 cm3；
I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4;
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= 25×0。25×0。12 = 0。75 kN/m；
(2)模板的自重线荷载（kN/m）:
q2= 0。35×0。25 = 0.088 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/m）：
p1 = 2。5×0。25 = 0.625 kN/m；
2。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：
均布荷载 q = 1.2 × (q1 + q2）+ 1.4 ×p1 = 1.2×（0。75 + 0。088）+1。4×0。625 = 1。88 kN/m；
最大弯矩 M = 0。125ql2 = 0.125×1。88×12 = 0.235 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0。235×106/83333.33 = 2。82 N/mm2；
方木的抗弯强度设计值 ［f］=13。000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 2.82 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求！
3.抗剪验算：
截面抗剪强度必须满足：
τ = 3V/2bhn 〈 ［τ］
其中最大剪力: V = 0.625×1.88×1 = 1.175 kN；
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.175×103/（2 ×50×100) = 0.352 N/mm2；
方木抗剪强度设计值 [τ］ = 1.4 N/mm2；
方木的受剪应力计算值 0。352 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2，满足要求！
4。挠度验算：
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 = 0.838 kN/m；
最大挠度计算值 ν= 0.521×0。838×10004 /(100×9500×4166666.667）= 0。11 mm;
最大允许挠度 ［V]=1000/ 250=4 mm；
方木的最大挠度计算值 0。11 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm，满足要求！
五、托梁材料计算：
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用：12.6号槽钢；
W=62.137 cm3；
I=391.466 cm4；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 2。35 kN；
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN）
最大弯矩 Mmax = 0。881 kN·m ；
最大变形 Vmax = 0。077 mm ；
最大支座力 Qmax = 10.281 kN ；
最大应力 σ= 881390。986/62137 = 14。185 N/mm2;
托梁的抗压强度设计值 ［f]=205 N/mm2；
托梁的最大应力计算值 14.185 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求！
托梁的最大挠度为 0。077mm 小于 1000/150与10 mm，满足要求！
六、模板支架立杆荷载标准值（轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载.
1.静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架的自重(kN）：
NG1 = 0。138×6 = 0.83 kN；
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
（2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×1×1 = 0。35 kN；
(3）钢筋混凝土楼板自重(kN）:
NG3 = 25×0.12×1×1 = 3 kN；
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.18 kN;
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 = (2.5+2 ） ×1×1 = 4。5 kN；
3.不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算
N = 1.2NG + 1.4NQ = 11.316 kN；
七、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 = 11.316 kN；
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 N/mm2；
L0—--- 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，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 = 1.7；
a —-—- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；
上式的计算结果：
立杆计算长度 L0 = h+2a = 1。5+0.1×2 = 1。7 m；
L0/i = 1700 / 15。8 = 108 ；
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。53 ;
钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=11316.48/（0.53×489） = 43。664 N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 43.664 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 ［f] = 205 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1.185；
k2 -— 计算长度附加系数，h+2a = 1.7 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。185×1.007×（1.5+0.1×2) = 2。029 m；
Lo/i = 2028.602 / 15。8 = 128 ；
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。406 ;
钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=11316.48/(0。406×489) = 57 N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 57 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f］ = 205 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 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
八、立杆的地基承载力计算：
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kpa；
其中，地基承载力标准值:fgk= 120 kpa ；
脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ；
立杆基础底面的平均压力：p = N/A =11.316/0。25=45.266 kpa ；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 11。316 kN；
基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。
p=45。266 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求！
九、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验］:
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容
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或双立杆；
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；
c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变.
2。立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；
b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；
c。高支撑架步距以0。9-—1。5m为宜,不宜超过1.5m。
3。整体性构造层的设计：
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层;
b。单水平加强层可以每4——6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；
c。双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-—15m设置，四周和中部每10—-15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；
d。在任何情况下，高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层）必须设水平加强层。
4。剪刀撑的设计：
a。沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；
b。中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。
5.顶部支撑点的设计:
a。最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；
b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆，且不宜大于200mm；
c。支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求：
a。严格按照设计尺寸搭设,立杆和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。
7。施工使用的要求：
a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；
b。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；
c。浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
十、模板施工时应注意的主要技术质量问题
１） 定位控制：本工程存在的定位问题,许多构件定位不能简单地从图中即可了解到,因而必须确定在模板安装前确保定位放线的正确性，不能因无定位而制作模板或影响定位放线。
２） 施工缝的清理：模板封闭或安装前，必须将所有砼施工缝清理干净，以便上部砼浇筑时确保接浆的严密。
３） 梁柱接头的处理：对梁板柱墙同时浇筑的部位，可通过控制好柱墙模板施工质量与尺寸控制可解决梁柱接头问题;当柱墙与梁板分开浇筑时，在梁模板安装前，先行进行柱头接头部位模板的制作安装.
４） 钢筋的定位:无论量墙柱、还是梁均存在钢筋的定位问题,模板封闭前须根据定位控制线烧焊好钢筋的定位筋。
５） 标高的控制：本工程涉及的标高控制较多，须非常仔细。
６） 预留洞的处理：预留洞处不仅模板要封闭好，安装牢固,同时在模板封闭前应检查标高位置及其加强筋。
７） 施工埋件的安装。
十一、 模板拆除
模板的拆除,应严格按模板装拆施工方案和国家安全施工文明施工规定执行。
１） 模板的拆除，除了非承重侧模应以能保证砼表面及棱角不受损坏时（大于1N/mm2）方可拆除外,承重模板应按《砼结构工程施工及验收规范》的有关规定执行。
２） 模板拆除的顺序的方法，应按照配板设计的规定进行，遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位和后承重部位以及自上而下的原则，拆模时，严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。拆除的模板和配件，严禁抛扔，要有人接应传递,按指定地点堆放。并做到及时清理、维修和涂刷好隔离剂,以备待用。
３） 对于一般结构板（转换层应达100％），在板的砼强度达设计的强度的50％后,可拆除大部分模板及其支撑，本工程为预应力板，必须等砼强度达设计的强度的100%后，方可拆除.
模板拆除安全技术措施
1、 一般要求
拆模时对混凝土强度的要求，根据《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定，现浇混凝土结构模板及其支撑拆除时的混凝土强度,应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列要求:
1） 不承重的侧模板，包括梁、柱、墙侧模，在混凝上强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除。一般墙体大模板在常温条件下，混凝土强度达到1N/mm2即可拆除。
2） 承重模板，包括梁、板等水平结构的底模，应根据与结构同条件养护的试块强度达到表2—1-8-1的规定,方可拆除。
表2-1—8—1 现浇结构拆模时所需混凝土强度
项次
结构类型
结构跨度
按混凝土达到设计强度标准值的百分率计（%）
1
板
≤2
50
＞2，≤8
75
＞8
100
2
梁、拱、壳
≤8
75
＞8
100
3
悬臂构件
≤2
75
＞2
100
3） 在拆模过程中，如发现实际结构混凝土强度并未达到要求,有影响结构安全的质量问题时,应暂停拆除。待实际强度达到要求后,方可继续拆除。
2、 拆除之前必须有拆模申请，并根据同条件养护试块强度测试结果达到规定时，技术负责人方可批准拆模.
3、 各类模板拆除的顺序和方法，应根据模板设计的规定进行，如果模板设计无规定时，可按“先支的后拆,后支的先拆”的顺序进行，以及“先拆非承重的模板，后拆承重的模板”及支撑的顺序进行拆除.
4、 拆除的模板必须随拆随清理，以免钉子扎脚，或阻碍通行和发生事故.
5、 拆模时，拆模区应设警戒线，严防有人误入被砸伤。
6、 拆模不能采取猛橇、以致大片塌落的方法拆除顶模。
7、 拆模必须待上部荷载全部稳定后方可进行拆模.
模板拆除注意事项
（1） 拆模时不要用力过猛过急，拆下来的模板和支撑用料要及时运走、整理。
（2） 拆模顺序一般应是后支的先拆、先支的后拆,先拆非承重部分，后拆承重部分。重大复杂模板的拆除，事先要制定拆模方案.
(3) 混凝土板上拆模后形成的临边或洞口，应按规定进行防护。
(4） 拆平台模时，不得一次性将顶撑全部拆除，应按顺序分批拆，以免模板在自重荷载体作用下发生一次性大面积脱落。
(5) 拆模时必须设置警戒区域，并派专人监护，拆模必须干净彻底，不得保留有悬空模板.
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