满堂脚手架支撑施工方案

支模架施工方案

一、工程概况

二、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)

三、板高支撑架计算书

(一)参数信息:

1.脚手架参数

横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):0.90；步距(m):1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):6.00；采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ；

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):24.000； 楼板浇筑厚度(m):0.200；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):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；

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木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方的间隔距离(mm):300.000；木方的截面宽度(mm):80.00；木方的截面高度(mm):100.00；

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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，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=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：

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

q1= 24.000×0.300×0.200 = 1.440 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)×0.900×0.300 = 0.810 kN；

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

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和，计算公式如下:

均布荷载 q = 1.2×(1.440 + 0.105) = 1.854 kN/m；

集中荷载 p = 1.4×0.810=1.134 kN；

最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.134×0.900 /4 + 1.854×0.9002/8 = 0.443 kN.m；

最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.134/2 + 1.854×0.900/2 = 1.401 kN ； 截面应力 σ= M / w = 0.443×106/133.333×103 = 3.322 N/mm2； 方木的计算强度为 3.322 小13.0 N/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 = 0.900×1.854/2+1.134/2 = 1.401 kN；

截面抗剪强度计算值 T = 3 ×1401.300/(2 ×80.000 ×100.000) = 0.263 N/mm2；

截面抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2；

方木的抗剪强度为0.263小于 1.300 ，满足要求!

4.挠度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

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均布荷载 q = q1 + q2 = 1.440+0.105=1.545 kN/m；

集中荷载 p = 0.810 kN；

最大变形 V= 5×1.545×900.0004 /(384×9500.000×6666666.67) + 810.000×900.0003 /( 48×9500.000×6666666.67) = 0.403 mm；

方木的最大挠度 0.403 小于 900.000/250,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 = 1.854×0.900 + 1.134 = 2.803 kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

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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 = 0.943 kN.m ；

最大变形 Vmax = 2.412 mm ；

最大支座力 Qmax = 10.192 kN ；

截面应力 σ= 0.943×106/5080.000=185.715 N/mm2 ； 支撑钢管的计算强度小于 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）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 。

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纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 10.192 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）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 = 0.129×6.000 = 0.775 kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

(2)模板的自重(kN)：

NG2 = 0.350×1.000×0.900 = 0.315 kN；

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3 = 24.000×0.200×1.000×0.900 = 4.320 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.410 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 = (1.000+2.000 ) ×1.000×0.900 = 2.700 kN；

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 = 10.272 kN；

（六）立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

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其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 10.272 kN；

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 = 1.58 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-------- 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；

[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.000 N/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 = 0.100 m；

公式(1)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 / 15.800 = 186.000 ；

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= 0.207 ；

钢管立杆受压强度计算值 ；σ=10271.520/（0.207×489.000） = 101.474 N/mm2；

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立杆稳定性计算 σ= 101.474 N/mm2 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+0.100×2 = 1.700 m； Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ； 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= 0.530 ；

钢管立杆受压强度计算值 ；σ=10271.520/（0.530×489.000） = 39.632 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ= 39.632 N/mm2 小于 [f] = 205.000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 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.243；

k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.700 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) = 1.243×1.007×(1.500+0.100×2) = 2.128 m；

Lo/i = 2127.892 / 15.800 = 135.000 ；

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= 0.371 ；

钢管立杆受压强度计算值 ；σ=10271.520/（0.371×489.000） = 56.618 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ= 56.618 N/mm2 小于 [f] = 205.000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

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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》。

四、梁支撑架计算书

（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):1.00；脚手架搭设高度(m):6.00；

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B；

2.荷载参数

模板与木块自重(kN/m2):0.350；梁截面宽度B(m):0.300；

混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000；梁截面高度D(m):0.550；

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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):10000.000；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；

木方的截面宽度(mm):80.00；木方的截面高度(mm):100.00；

4.其他

采用的钢管类型(mm):Φ48×3.5。

扣件连接方式:双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.80；

图1 梁模板支撑架立面简图

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（二）梁底支撑钢管的计算

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。

1.荷载的计算：

(1)钢筋混凝土梁自重(kN)：

q1= 25.000×0.300×0.550×0.300=1.238 kN；

(2)模板的自重荷载(kN)：

q2 = 0.350×0.300×(2×0.550+0.300) =0.147 kN；

(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)×0.300×

0.300=0.360 kN；

2.木方楞的传递均布荷载计算：

P = (1.2×(1.238×0.147)+1.4×0.360)/0.300=7.218 kN/m；

3.支撑钢管的强度计算：

按照均布荷载作用下的简支梁计算

均布荷载，q=7.218 kN/m；

计算简图如下

支撑钢管按照简支梁的计算公式

M = 0.125qcl(2-c/l)

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Q = 0.5qc

经过简支梁的计算得到:

钢管最大弯矩 Mmax=0.125×7.218×0.300×1.200×(2-0.300/1.200)=0.568 kN.m；

截面应力σ=568417.500/5080.000=111.893 N/mm2；

水平钢管的计算强度小于205.0 N/mm2,满足要求!

钢管支座反力 RA = RB=0.5×7.218×0.300=1.083 kN；

(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，R=1.08 kN

R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

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(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，它包括：

横杆的最大支座反力： N1 =1.083 kN ；

脚手架钢管的自重： N2 = 1.2×0.149×6.000=1.072 kN； 楼板的混凝土模板的自重： N3=0.720 kN；

N =1.083+1.072+0.720=2.875 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；

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：1.185 ；

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 =0.300 m；

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公式(1)的计算结果：

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.185×1.700×1.000 = 2.015 m； Lo/i = 2014.500 / 15.800 = 128.000 ；

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= 0.406 ；

钢管立杆受压强度计算值 ；σ=2874.780/(0.406×489.000) = 14.480 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 14.480 N/mm2 小于 [f] = 205.00满足要求！

立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.000+0.300×2 = 1.600 m； Lo/i = 1600.000 / 15.800 = 101.000 ；

公式(2)的计算结果：

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= 0.580 ；

钢管立杆受压强度计算值

σ=2874.780/(0.580×489.000) = 10.136 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 10.136 N/mm2 小于 [f] = 205.00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)

k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.600 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) = 1.185×1.007×(1.000+0.300×2) = 1.909 m；

Lo/i = 1909.272 / 15.800 = 121.000 ；

；

支模架施工方案

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= 0.446 ；

钢管立杆受压强度计算值 ；σ=2874.780/(0.446×489.000) = 13.181 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 13.181 N/mm2 小于 [f] = 205.00满足要求！

五、技术措施

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；