满堂脚手架支撑施工方案.doc

满堂脚手架施工方案
一、编制说明：
本工程主体高度21.3米，结合建筑结构形式，在结构施工时，采用满堂扣件式钢管内脚手架及双排外结构施工架，随楼层搭设。待主体结构施工完毕后，立即申报拆除，为不影响工程进度，降低施工难度，将所有内外架拆除，该双排外结构架用于外墙面装饰施工用。脚手架方案必须经过支撑强度和稳定性计算，并经批准后方可施工，且安装完毕后必须经过安全检查员验收与方案相符合后才能使用，脚手架的拆除也必须申报方案批准后才能进行。
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；
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；

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；
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:
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)

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 。
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:

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；
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；
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
（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)
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!

(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；
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 ；
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；
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。
8、施工图: (后附施工详图)
H
l
l
L
200
140
700
700
800
800
800
800
800
800
700
700
hn
h2
h1
200
700

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