高支撑模板方案

上海某小区高支撑模板方案

一、工程概况

上海尚海城花园工程建设单位为中国房兴房地产开发（上海）有限公司，设计单位为北京市城脉建筑设计有限公司，监理单位为四川西南工程建设监理有限公司。

本工程位于上海市**大道旁，东南侧临海及**大道，东北侧临12米小区路及待建项目（星光大厦），西南临建设中的香格里拉酒店，基地呈矩形，长约260米，宽约142米，占地面积43500.44㎡。小区包括13栋住宅（含一栋公寓），一个会所，三个临街商铺及一个垃圾房，另设一个24273平方米的地下室，总建筑面积约13.6万平方米，各栋建筑呈围合状布置，其中我单位承建的工程包括： 2-6#为小高层住宅（11.5层），7#、8#、13#为高层住宅（27～31）层，地下室平时功能为汽车车库及设备房，战时为甲类核六级二等人员掩护所及战时发电机房

各栋的工程结构形式如下表： 楼号 主体地上结构体系 层数 地下室 主体高度 转换层 层数 层高 人防抗力等级 2、4、6栋 框剪 3栋 5栋 7\\8栋 13栋 框剪 框剪 框剪 框剪 十一层半 一层 十一层半 一层 十一层半 一层 二十九层 一层 三十层 一层 3.60m 3.90m 3.90m 4.850m 4.600m 38.270m 二层楼面 6栋六级 38.270m 二层楼面 38.270m 局部六级 92.970m 二层楼面 局部六级 96.120m 二层楼面 局部六级 二、高支撑模位置及计算单元的选取

本工程中7栋、8栋及13栋的二层梁板为转换层，二层梁板的标高为

1

5.940m，首层标高为-0.80m，二层梁板的高度为6.740m。按照施工规范的规定，超过4.5m即为高支模。为了保证高支模的安全施工，特制定本方案。

首先，进行最不利位置的选取。选取跨度最大且截面尺寸最大的梁作为最不利计算单元。根据对13栋、7、8栋二层梁板（转换层）的分析，在13-10轴～13-16轴×13-J轴（7、8栋相同位置）处的KZL11梁截面最大为600×1800，且跨度最大，故选取13-10轴～13-16轴×13-J轴处的KZL11梁为最不利位置，以此梁为计算单元，进行安全验算。

2

三、梁模板支撑及板模板支撑的安全验算

在二层梁板模板的支撑，采用钢管扣件脚手架、方木及胶合木板作为支撑体系，具体搭设参数详见计算分项，计算过程采用品茗计算软件计算。

以下计算分为梁模计算和板模计算 （一）梁模板高支撑安全计算 梁底增加2道承重立杆。

对拉螺栓

图1 梁模板支撑架立面简图 采用的钢管类型为Φ51×3.00。

3

一、参数信息: 梁段信息:KZL11： 1.脚手架参数

立柱梁跨度方向间距l(m):0.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.15；

脚手架步距(m):1.50；脚手架搭设高度(m):6.74；

梁两侧立柱间距(m):1.50；承重架支设:2根承重立杆，木方垂直梁截面；

2.荷载参数

模板与木块自重(kN/m2):0.350；梁截面宽度B(m):0.600； 混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000；梁截面高度D(m):1.800； 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):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):80.00；木方的截面高度(mm):100.00； 二、梁底支撑的计算

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。

4

1.荷载的计算：

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：

q1 = 25.000×1.800×0.500=22.500 kN/m；

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

q2 = 0.350×0.500×(2×1.800+0.600)/ 0.600=1.225 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)： 经计算得到，活荷载标准值 P1= (2.000+2.000)×0.600×0.500=1.200 kN；

2.木方楞的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×22.500+1.2×1.225=28.470 kN/m； 集中荷载 P = 1.4×1.200=1.680 kN；

木方计算简图

经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为： N1=2.146 kN；

5

N2=7.123 kN； N3=7.333 kN； N4=2.146 kN；

木方按照简支梁计算。

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.000×10.000×10.000/6 = 133.33 cm3；

I=8.000×10.000×10.000×10.000/12 = 666.67 cm4；

木方强度验算:

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 = 7.333/0.500=14.666 kN/m；

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×14.666×0.500×0.500= 0.367 kN.m；

最大应力 σ= M / W = 0.367×106/133333.3 = 2.750 N/mm2； 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2；

木方的最大应力计算值 2.750 N/mm2 小于 木方抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

木方抗剪验算：

最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql

6

截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力: Q = 0.6×14.666×0.500 = 4.400 kN； 木方受剪应力计算值 T = 3×4399.758/(2×80.000×100.000) = 0.825 N/mm2；

木方抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2；

木方的受剪应力计算值 0.825 N/mm2 小于 木方抗剪强度设计值 1.300 N/mm2,满足要求!

木方挠度验算:

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:

木方最大挠度计算值 V= 0.677×12.222×500.0004 /(100×9500.000×666.667×103)=0.082 mm；

木方的最大允许挠度 [V]=0.500*1000/250=2.000 mm；

木方的最大挠度计算值 0.082 mm 小于 木方的最大允许挠度 2.000 mm，满足要求！

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

7

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m)

经过连续梁的计算得到：

支座反力 RA = RB=0.367 kN 中间支座最大反力Rmax=10.892；

8

最大弯矩 Mmax=0.351 kN.m； 最大挠度计算值 Vmax=0.240 mm；

支撑钢管的最大应力 σ=0.351×106/5130.0=68.457 N/mm2； 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值 68.457 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

三、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。 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12.80 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，根据前面计算结果得到 R=10.89 kN； R < 12.80 kN，所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！ 五、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式

9

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 =10.892 kN ；

脚手架钢管的自重： N2 = 1.2×0.139×6.740=1.127 kN； N =10.892+1.127=12.020 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 = 1.70； A -- 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.52； W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3)：W = 5.13； 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] =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，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《扣件式规范》表5.3.3，u =1.700； 上式的计算结果：

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m； Lo/i = 2945.250 / 17.000 = 173.000 ；

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= 0.237 ；

钢管立杆受压应力计算值 ；σ=12019.917/(0.237×452.000) = 112.206 N/mm2；

钢管立杆稳定性计算 σ = 112.206 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度

10

的设计值 [f] = 205.00 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 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 = 1.800 按照表2取值1.010 ；

上式的计算结果：

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.010×(1.500+0.150×2) = 2.122 m；

Lo/i = 2121.606 / 17.000 = 125.000 ；

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= 0.423 ；

钢管立杆受压应力计算值 ；σ=12019.917/(0.423×452.000) = 62.867 N/mm2；

钢管立杆稳定性计算 σ = 62.867 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2，满足要求！

11

（二）板模板高支撑安全计算

一、参数信息: 1.脚手架参数

横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):1.00；步距(m):1.50； 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.15；脚手架搭设高度(m):6.74；

采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ；

扣件连接方式:单扣件，考虑扣件的保养情况，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):0.180；

施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；

3.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):300.000；

12

(mm):80.00；木方的截面高度(mm):100.00；

13

木方的截面宽度

图2 楼板支撑架荷载计算单元

二、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.000×10.000×10.000/6 = 133.33 cm3；

I=8.000×10.000×10.000×10.000/12 = 666.67 cm4；

方木楞计算简图 1.荷载的计算：

14

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

q1= 25.000×0.300×0.180 = 1.350 kN/m；

(2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.350×0.300 = 0.105 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 = (1.000+2.000)×1.000×0.300 = 0.900 kN；

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:

均布荷载 q = 1.2×(1.350 + 0.105) = 1.746 kN/m； 集中荷载 p = 1.4×0.900=1.260 kN；

最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.260×1.000 /4 + 1.746×1.0002/8 = 0.533 kN.m；

最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.260/2 + 1.746×1.000/2 = 1.503 kN ；

方木的最大应力值 σ= M / w = 0.533×106/133.333×103 = 3.999 N/mm2；

方木抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2；

15

方木的最大应力计算值为 3.999 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2，满足要求!

3.方木抗剪验算： 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: V = 1.000×1.746/2+1.260/2 = 1.503 kN； 方木受剪应力计算值 T = 3 ×1503.000/(2 ×80.000 ×100.000) = 0.282 N/mm2；

方木抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2；

方木受剪应力计算值为 0.282 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.300 N/mm2，满足要求!

4.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:

16

均布荷载 q = q1 + q2 = 1.350+0.105=1.455 kN/m； 集中荷载 p = 0.900 kN；

方木最大挠度计算值 V= 5×1.455×1000.0004 /(384×9500.000×6666666.67) +900.000×1000.0003 /( 48×9500.000×6666666.67) = 0.595 mm；

方木最大允许挠度值 [V]= 1000.000/250=4.000 mm；

方木的最大挠度计算值 0.595 mm 小于 方木的最大允许挠度值 4.000 mm,满足要求!

三、木方支撑钢管计算:

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 = 1.746×1.000 + 1.260 = 3.006 kN；

支撑钢管计算简图

17

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 = 1.012 kN.m ； 最大变形 Vmax = 2.587 mm ； 最大支座力 Qmax = 10.932 kN ；

钢管最大应力 σ= 1.012×106/5080.000=199.193 N/mm2 ；

18

钢管抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2 ；

支撑钢管的计算最大应力计算值 199.193 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10 mm，满足要求！

四、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、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 = 0.129×6.740 = 0.870 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 = 0.350×1.000×1.000 = 0.350 kN；

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3 = 25.000×0.180×1.000×1.000 = 4.500 kN；

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.720 kN；

19

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 = 3.000 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 = 11.064 kN；

五、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 = 11.064 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] =205.000 N/mm2； L0---- 计算长度 (m)；

如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算

20

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 = 0.150 m；

上式的计算结果：

立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.500+0.150×2 = 1.800 m； L0/i = 1800.000 / 15.800 = 114.000 ；

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= 0.489 ；

钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=11064.161/（0.489×489.000） = 46.270 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值 σ= 46.270 N/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1.185；

k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.800 按照表2取值1.010 ；

21

上式的计算结果：

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.185×1.010×(1.500+0.150×2) = 2.154 m；

Lo/i = 2154.330 / 15.800 = 136.000 ；

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= 0.367 ；

钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=11064.161/（0.367×489.000） = 61.651 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值 σ= 61.651 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2，满足要求！

22

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1j26.html