某展厅高支模设计与施工.doc

某展厅高支模设计与施工 摘 要 本文主要介绍无锡会展中心一期展厅高支模的方案设计、支撑体系计算、架体构造与施工要求关键词 高支模 支撑 剪刀撑 稳定性 设计 施工前言：2006年10月，某公司施工的昆山富士康厂房工地发生了高支模支撑系统倒塌事故，损失惨重，分析事故发生的原因，主要是施工不规范，2008年国家针对模板安全专门出台了建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008），2009年10月26日建设部又印发了建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则（建质2009254号），这些说明国家对高大模板安全工作是越来越重视；我公司在无锡会展中心一期一层展厅的高支模工程施工中，针对工程特点对高支模支撑系统方案进行了专门的设计和论证，取得了理想的效果。一、 工程概况无锡市会展中心一期建筑工程，位于无锡太湖新城，地下一层地上二层，建筑面积91610m2（地上58225 m2，地下33385 m2），一层展厅长308m、宽105m,其中一层层高12m、建筑面积近30000，工程为框架剪力墙结构,一层柱子以700*700、700*1300为主，另有部分钢管砼柱和型钢柱，框架梁截面尺寸较多，一层框架主梁以500*1200、700*2000等为主，主框架梁跨度达18米。二 、高支模方案设计一层展厅层高12m，梁最大跨度18m，现浇板厚150，梁最大线荷载为q =21.412kN/m，根据高支模的概念：高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。因此本工程属于典型的高支模体系，根据本工程的施工特点，高支模体系方案设计如下：支撑采用满樘落地式钢管（483.0mm）扣件排架支撑体系；为确保排架体系整体稳定，本工程采取柱砼先浇筑至梁下50处，柱拆模后将模板支撑系统水平杆与柱子刚性拉结；另梁板砼浇筑时采取对称浇筑，砼泵管加固、脚手架搭设等不得与排架相连，减少外部因素对排架整体稳定性的影响；模板选用18厚木胶合板和50100木方。展厅上方7002000大梁底部模板支撑立杆间距按0.410.41m设置，板底模板支撑立杆间距按0.820.82m设置，水平杆步距纵横向均按1.5m设置，其中离地200mm设一道扫地杆，在梁底和板底50100mm木楞底设一道承压杆；为满足扣件抗滑要求和增加安全储备，梁下横杆下均设双扣件；700*2000大梁底支撑一排四根立杆，每根立杆荷载不超过0.8KN,对大于500*1200(肋梁)的梁,采取增加立杆或缩小纵距的方法来调整控制立杆荷载。所有主梁的横杆与次梁的纵杆拉通,框架主梁和边梁一侧立杆外侧设垂直剪刀撑,整个支架外围设垂直剪刀撑,由于层高较高,梁下剪刀撑分二次到底,对700*2000的大梁及相应大荷载梁下立杆增设斜撑,排架水平剪刀撑共设上、中、下三道。三、 高支模支撑的计算（以7002000大梁为例）模板支架搭设高度H为11.85米，基本尺寸为：梁截面 BD=700mm2000mm，梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.41米，立杆的步距 h=1.50米，梁底增加2道承重立杆。梁模板支撑架立面简图采用的钢管类型为483.0。1、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。模板面板的按照多跨连续梁计算。作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。11.荷载的计算： (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q1 = 25.002.000.41=20.5kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2 = 0.350.41(22.00+0.70)/0.70=0.964kN/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 = (1.00+2.00)0.700.41=0.861kN均布荷载 q = 1.220.5+1.20.964=25.757kN/m集中荷载 P = 1.40.861=1.205kN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 = 411.81.8/6 = 22.14cm3；I = 411.81.81.8/12 = 19.926cm4；计算简图弯矩图（kN.m）剪力图（kN）变形图（mm）经过计算得到从左到右各支座力分别为：N1=2.874kNN2=8.779kN N3=5.794kNN4=1.788kN最大弯矩 M = 0.219kN.m最大变形 V = 0.89mm 12强度计算：经计算得到面板强度计算值 f = 0.21910001000/22140=9.892N/mm2面板的强度设计值 f，取15N/mm2；面板的强度验算 f f，满足要求！ 13抗剪计算：截面抗剪强度计算值 T=34423/(241018.00)=0.899N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.4N/mm2抗剪强度验算 T T，满足要求！ 14挠度计算：面板最大挠度计算值 v = 0.89mm面板的最大挠度小于263/250，满足要求！2、梁底支撑方木的计算21梁底方木计算：按照三跨连续梁计算，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，计算公式如下：均布荷载 q = 8.779/0.41=21.412kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.121.4120.410.41=0.36kN.m最大剪力 Q=0.60.4121.412=5.267kN最大支座力 N=1.10.4121.412=9.657kN方木的截面力学参数为：本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W = 101010/6 = 166.667cm3；I = 10101010/12 = 833.333cm4； 22方木强度计算：截面应力 =0.36106/166667=2.16N/mm2方木的计算强度小于13N/mm2，满足要求！ 23方木抗剪计算：最大剪力的计算公式如下：Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足：T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=35267/(2100.00100.00)=0.79N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.3N/mm2方木的抗剪强度计算满足要求！ 24方木挠度计算：最大变形 v =0.67717.8434104/(10095008333330)=0.043mm方木的最大挠度小于410/250，满足要求！3、梁底支撑钢管计算3 1 梁底支撑横向钢管计算：横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取方木支撑传递力。支撑钢管计算简图支撑钢管弯矩图（kN.m）支撑钢管变形图（mm）支撑钢管剪力图（kN）经过连续梁的计算得到：最大弯矩 Mmax=0.286kN.m最大变形 Vmax=0.123mm最大支座力 Qmax=8.838kN截面应力 =0.286106/4491=63.683N/mm2支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！支撑钢管的最大挠度小于433/150与10mm，满足要求！32 梁底支撑纵向钢管计算梁摸板支架计算-3-2梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。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=8.838kN单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!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。5、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=8.838kN (已经包括组合系数1.4)脚手架钢管的自重 N2 = 1.20.14910.00=1.788kN N = 8.838+1.788=10.884kN 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 l0/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 = 4.24 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.5 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 = 205.00N/mm2； l0 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 l0 = k1uh (1)l0 = (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 = 1.7 a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m；公式(1)的计算结果： = 126.452N/mm2，立杆的稳定性计算 f，满足要求！公式(2)的计算结果： = 47.802N/mm2，立杆的稳定性计算 f，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 l0 = k1k2(h+2a) (3) k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.02；公式(3)的计算结果： = 63.226N/mm2，立杆的稳定性计算 P1=18KN/m2结论:根据以上计算分析可知,地下室顶板展厅部分模板支撑在砼强度达到设计要求后可在一层12米高结构施工期间拆除，地下室顶板能承受其上部一层高支模的全部施工荷载;五、高支模体系施工考虑到支撑架系统的稳定和安全，模板支撑由专业架子工搭设，楼面弹出立杆纵横轴线；根据JGJ162-2008模板规范要求，钢管、扣件的质量要符合规范和方案要求，结合柱距和梁间距，支撑体系四边、框架梁支撑侧边、18米跨中间每隔9米左右立杆从底到顶连续搭设剪刀撑，剪刀撑上下连续设置。 搭设立杆应符合下列要求：底部立杆必须采用不同长度的钢管，根据图纸，由施工员、木工工长准确计算立杆高度，确保无误；相邻立杆接头必须错开布置，其错开的高差不得小于500mm；承重模板支撑架立杆必须同时搭设，排架支撑体系全部完成后方可进行模板施工，不得采用后加立杆方法，确保承重立杆同时受力，受力均匀；立杆接头必须采用对接扣件连接；对接接头中心距纵向水平杆轴心的距离不大于步距的1/3。搭设水平杆应符合下列要求： 水平杆应水平设置，钢管长度不应小于3跨。接头采用对接扣件连接，两根相邻水平杆的接头不在同步同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头错开一跨，其错开的水平距离不小于500mm，各接头中心距立杆中心线距离小于纵距的1/3。当采用搭接时，其搭接长度不小于1m，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不小于100mm。水平杆与立杆相交处必须用直角扣件与立杆固定。 剪刀撑的施工：剪刀撑用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆上，其交点距主节点的距离不大于150mm。杆件连接采用搭接连接，其搭接长度不小于1m，不少于3个旋转扣件固定，端部扣件至杆端距离不小于100mm。扣件的安装：扣件规格必须与钢管外径相同；螺栓拧紧力矩不应小于40NM，且不应大于65NM，设专人检查螺栓扭紧力矩；在主节点处固定纵向横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；对接扣件的开口均朝上或朝内。六、模板支撑体系验收模板支撑搭设完成，项目部必须组织技术科、安全科、质量科、施工科、搭设班组、模板班组等对支撑系统进行验收，办理验收手续；验收合格后报监理验收，模板支撑系统验收合格后再进行模板铺设施