建筑工程钢筋混凝土模板支撑系统施工技术管理(专家编制.pptx
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1、钢筋混凝土模板支撑系统施工技术管理主讲:XXXX有限公司2013年7月主 要 内 容一、绪论二、定义三、应遵循的法律、法规以及规范、规程四、设计计算五、构造要求六、施工七、影响支撑系统安全的主要原因以及常见的通病八、主要的控制措施以及监督管理的要点九、应用实例一、绪论1、模板支撑系统是重大伤亡事故的多发领域多年来,模板支撑系统存在门式、碗口式、盘扣式、扣件式等多种型式。设计计算无统一技术标准,施工过程中存在随意搭设等大量人为因素,并缺乏严格管理制度,以致发生模板支撑坍塌重大人员伤亡事故,造成重大经济损失和社会影响。据有关资料的不完全统计:在1992年至1995年上半年我国共发生的83起各类坍塌
2、事故中,楼板(支架)坍塌为16起,占19.3;在1992年全国发生一次死亡3人以上的重大事故中,楼板倒塌就造成死亡59人和重伤20人,分别占总数的38和59;在建筑工程重大安全事故警示录一书收集的2000年到2003年6月发生的100起一次死亡3人以上的重大事故中,脚手架和支架坍塌事故为15起,亡66人、伤137人(平均每起死亡4.4人,伤9.1人),分别占15、15.45和43.63。一、绪论1、模板支撑系统是重大伤亡事故的多发领域模板支架坍塌在重大工程建设事故中一直占有较高的比例。高大厅堂楼(屋)盖模板支架由于作业面上施工管理人员较多,在发生坍塌时,往往会造成多人伤亡事故。因此,建设部王树
3、平副司长在总结2008年的建设安全工作情况时说,在事故总量和死亡总人数下降的同时,一次死亡3人以上事故反而上升了17.14。这其中就有模板坍塌事故伤亡人数的作用。一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故2000年10月25日。南京某演播厅屋盖(面积624平米,高38m,其中地上高29.3米)模板支架(高36.4米),在浇筑刚过中部大梁后突然发生坍塌,整个过程仅延续4秒钟,造成6人死亡、25人受伤。显示了发生坍塌的工程部位。如此高大的模板支架工程竟无设计和计算,任由工人凭经验搭设,立杆间距达1.5 m以上,步距1.52.Om(漏设水平杆的竟达3.9m),且均未设置扫地杆。一、绪论2、近年来发
4、生的典型模板支架坍塌事故2005年9月5日。北京西西工程当楼盖浇筑快接近完成时,从楼盖中部偏西南部位突然发生凹陷式坍塌(图1),造成死亡8人、重伤2 1人的重大事故。现场人员当时看到楼板形成V形下折情况和支架立杆发生多波弯曲并迅速扭转后,随即整个楼盖连同布料机一起垮塌下来,落砸在地下一层顶板(首层底板)上,坍落的混凝土、钢筋、模板和支架绞缠在一起,形成0.52.0m高的堆集,使找人和清理异常困难,至10日凌晨才挖出最后一名遇难者。中庭楼盖的坍塌也招致邻跨的钢筋和模板向中庭下陷,粗大的梁筋被从柱子中拉出达l m多;在冲砸之下,首层底板局部严重损坏、相应框架梁下沉、破损、开裂,支架严重变形。地下二
5、层顶板和支架的相应部位也有明显的损伤和变形。图2图7分别示出了坍塌现场全貌、局部、清理场面和支架变形情况。事故的5名责任人分别被判34年,责任企业不得不进行重组改貌。一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故图1 北京西西工程施工平面和破坏起始位置图2 西西工程坍塌现场全貌(一)一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故图3 西西工程坍塌现场全貌(二)一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故图4 西西工程坍塌现场局部一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故图5 西西工程坍塌现场清理情况一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故图6 西西工程临边部位支架变形情况一、绪论2、近年来发
6、生的典型模板支架坍塌事故图7 西西工程相应地下结构的支架受损与变形情况一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故 2006年5月19日。大连金石滩沈阳音乐学校大连校区教学楼工程在浇筑五层梁板混凝土时,发生模板支架失稳坍塌,作业面上人员全部随之坠落,造成6人死亡、18人受伤,其中两人伤势严重。2007年2月12日。广西医学大学图书馆演讲厅(面积为450m2、高约24m)在浇筑屋盖混凝土时,模板支架突然坍塌,14人坠下被埋,造成7死7伤。广西医大图书馆演讲厅坍塌现场黄埔大桥模板支架在预压时坍塌现场一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故2007年6
7、月13日。广州珠江黄埔天桥东二环六标段,钢管支架在预压时发生坍塌,造成2死2伤。一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故 2007年9月6日。郑州富田太阳城工程中庭模板支架突然垮坍,造成7死17伤。初步认定为一安全生产责任事故,主要问题为:1)未严格执行施工方案和标准规定,梁下立杆间距方案设计为0.4m,实际搭设为1.3m;2)监理监管不力;3)浇筑工艺程序有问题。富田太阳城坍塌事故现场一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故 2008年3月13日。西安法门寺一期工程正圣门东A区高大厅堂梁板楼盖,支模高度达20.5 m,采用扣件式钢管支架,没有设置垂直和水平剪刀撑,在浇筑至板中间部位时
8、,突然发生坍塌,正在作业的十几名工人,瞬间如自由落体般地被摔坠至地面,造成3人死亡、6人受伤。法门寺工程模板坍塌事故现场一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故2007年8月13日,XX省湘西土家族苗族自治州XX县正在建设的堤溪沱江大桥发生特别重大坍塌事故,造成64人死亡、4人重伤、18人轻伤,主要原因为折除的顺序和时间不当 。XX堤溪大桥坍塌现场一、绪论2、近年来发生的典型模板支架坍塌事故南京赛虹立交桥中华门段高架桥模板支架坍塌顺昌在建大桥坍塌事故现场郑州郑东新区商业楼坍塌事故现场鹿城段铁路高架桥在移动中倒塌事故现场二、定义模板支撑系统:用于支承新浇混凝土模板而组成的受力系统,包括支撑、
9、连接杆件、连接零配件,其中,支撑、连接杆件均采用脚手钢管(其标准为48.33.6)、连接零配件主要采用扣件。高大模板支撑系统:超高、超重、大跨度模板支撑系统是指高度超过8m、或跨度超过18m、或施工总荷载大于15KN/m2、或集中线荷载大于20KN/m的模板支撑系统。 三、应遵循的法律、法规以及规范、规程1、法律、法规中华人民共和国建筑法中华人民共和国安全生产法建设工程安全生产管理条例建设工程质量管理条例关于印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知,建质200987号关于印发建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则的通知,建质2009254号关于进一步加强市政公路工程高大模板支撑系统
10、施工安全管理的通知,沪建安质监【2010】6号三、应遵循的法律、法规以及规范、规程2、规范、规程钢管扣件式模板垂直支撑系统安全技术规程DG/TJ08-16-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2011建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008钢管满堂支架预压技术规程JGJ/T194-2009钢结构设计规范GB50017-2003冷弯簿壁型钢结构技术规范GB50018-2002混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002建筑结构荷载规范GB50009-2006四、设计计算4.1 一般规定4.1.1支撑系统的设计应包括以下内容:(1)工程概况:工程名称、建筑结
11、构类型、建筑面积、平面形状等;说明应用本模板支撑系统的部位或结构楼层的梁板结构断面尺寸、标高、层高等以及支架的地基及承载结构的情况。(2)支撑系统设计方案,应包括:1)支撑系统设计方案的总体文字说明;2)支撑系统支架结构图(平、立、剖)及计算简图;3)荷载计算;4)支撑系统验算的计算书。四、设计计算4.1 一般规定4.1.1支撑系统的设计应包括以下内容:(3)说明支撑系统各部位的构造设计和措施,并绘制包括垂直剪刀撑、水平剪刀撑或水平加强层和立杆顶端、底部节点、连墙件等重要构造详图。(4)说明结构施工流程、对上部混凝土浇捣的要求,架体搭设、使用和拆除方法等。(5)支撑系统搭设的质量要求、安全技术
12、措施及应急预案等。四、设计计算4.1 一般规定4.1.2 模板支撑系统应按以概率理论为基础的极限状态设计方法进行设计计算,按下式计算 oSR式中:o结构的重要性系数,对作为临时结构的支撑系统取0.9;S结构作用效应组合的设计值,当计算支撑的强度、稳定性时应采用荷载效应基本组合的设计值;R结构抗力的设计值。四、设计计算4.1 一般规定4.1.3 模板支撑系统应按工程特点、荷载大小、施工工艺和材料设备进行设计计算,计算内容如下:(1)支架的整体稳定性计算和抗倾覆计算;(2)立杆的稳定性计算;(3)扣件和其他连接件的承载力计算;(4)支撑系统的地基及结构的承载力的计算;(5)立杆的竖向变形计算。四、
13、设计计算4.1 一般规定4.1.4 支撑系统所用的钢管应符合现行的国家标准直缝电焊钢管GB/T13793或低压流体输送用焊接钢管GB/T3092中规定的Q235普通钢管的要求,并应符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700中Q235A级钢的规定。钢管扣件应采用铸钢制作的扣件,其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件GB15831的规定。四、设计计算4.2 荷载4.2.1模板支撑系统的荷载分为永久荷载和可变荷载。(1) 永久荷载:模板与支架自重、需浇筑钢筋混凝土自重等。(2) 可变荷载:施工人员及所用设备重量,振捣混凝土时产生的荷载以及风荷载。四、设计计算 4.2 荷载4.2.2 永久荷载、可变荷载
14、的标准值(1)模板及支架自重的标准值:应按模板和支架设计图纸确定;肋型或无梁楼板模板的自身标准值,可按下表采用。楼板模板自重的标准值(kN/m2)四、设计计算 4.2 荷载4.2.2 永久荷载、可变荷载的标准值(2)钢筋混凝土构件自重的标准值:普通混凝土可取24kN/m3,对其它混凝土可根据实际的重度确定;钢筋应根据设计图纸确定,一般房屋建筑楼板为1.1kN/m3、梁为1.5kN/m3;型钢与砼组合结构;型钢自重标准值应根据设计图纸确定。(3)施工人员及设备荷载标准值:一般取均布荷载,房屋建筑为1.0kN/m2,高架桥梁1.5kN/m2;对有大型浇筑设备如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算
15、。注:对大型浇筑设备,如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算;采用布料机进行浇筑砼时,该荷载标准值取4 kN/m2;混凝土堆积高度超过100mm以上者按实际高度计算。四、设计计算 4.2 荷载4.2.2 永久荷载、可变荷载的标准值(4)振捣混凝土时产生的垂直荷载标准值:取2.0kN/m2。(5)风荷载标准值应按下列公式计算Wk= zsW0式中Wk风荷载的标准值(kN/m2);z风压高度变化系数,按现行标准建筑结构荷载规范GB50009规定采用;s支架风荷载体系系数,应按下表规定采用;表支架的风荷载体系系数s注:stw值可将支架视为桁架,按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009表7.3.1
16、第32项和第36项的规定计算;0为挡风系数:0=1.2 ,其中1.2An为挡风面积;Aw为迎风面积;当外围挂有密目式安全立网时,取=0.8。W0基本风压(kN/m2),按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定采用,n=10对应的风压值。四、设计计算 4.2 荷载4.2.3 模板支撑系统的计算,应符合下表的荷载效应组合。荷载效应组合4.2.4 计算支架的整体稳定性和抗倾覆时,永久荷载的分项系数取1.2(但当验算支架结构的倾覆且对结构有利时取0.9);可变荷载的分项系数取1.4,其他情况时均取1.0。f为钢材的抗弯强度设计值。W截面模量,对于薄壁圆管,截面模量可近似表示为:M弯矩设计值,
17、M=1.2MGk+1.4MQk,其中,MGk为新浇钢筋混凝土、模板、格栅等自重作用在横杆上产生的弯矩,MQk施工荷标准值作用在横杆上产生的弯矩。d为钢管直径。t为钢管壁厚,4.3.1 水平横杆的抗弯强度计算抗弯强度计算公式: 其中:四、设计计算 4.3 水平横杆的强度和变形计算为容许挠度。为计算挠度,4.3.2 水平横杆的挠度计算式中:4.3.3 计算水平横杆的内力与挠度时,对于梁底一般按简支梁计算,大面积板底按三跨连续梁计算。四、设计计算 4.3 水平横杆的强度和变形计算四、设计计算4.4 支架整体稳定计算和抗倾覆计算4.4.1当支架高度5m,且高宽比2时,支撑系统的设计应进行支架整体稳定计
18、算和抗倾覆计算。4.4.2支架整体稳定计算应通过结构分析的方法,计算在荷载效应组合和边界条件下最不利的支架轴向力。当满足本规范关于支撑系统的结构构造且设有水平加强层时,支架整体稳定计算可简化为单根立杆稳定计算,按4.5.1条规定验算即可。四、设计计算4.4 支架整体稳定计算和抗倾覆计算4.4.3 支架抗倾覆计算应按下式进行ro (4.4.1)式中:r在设计荷载作用下支架的抗倾覆力矩(kNm);o在设计荷载作用下支架的倾覆力矩(kNm);当符合以下情况之一时,可不进行抗倾覆计算:(1)支架周围设置连墙件,可与建筑结构设置可靠的固结点;(2)对于独立式无法设置连墙件的支架,经设计采用带有地锚和花篮
19、螺栓的缆风绳,或加设抛撑。四、设计计算4.5 立杆的稳定计算4.5.1 立杆的稳定计算按下式进行不考虑风荷载时 (4.5.1-1)考虑风荷载时 (4.5.1-2)式中N计算立杆段的轴向力设计值,应按公式(4.5.2)计算;轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比入由本规范的附录表取值;长细比, l0计算长度,应按4.5.3条的规定计算;i截面回转半径;A立杆的截面面积;Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩, Mw=0.91.4Mwk;Mwk计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,应按公式(4.2.2)计算;钢材的抗压强度设计值,取=205N/ mm2;W立杆截面抗弯模量(cm3)。四、设计计算4.5
20、 立杆的稳定计算4.5.2 立杆的轴向力设计值N,应按下列公式计算不组合风荷载时N1.2NGK1.4NQK (4.5.2-1)组合风荷载时 N1.2NGK0.91.4NQK (4.5.2-2)式中NGK模板及支架自重、新浇砼自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和;NQK施工人员及施工设备荷载标准值、振捣砼时产生的荷载标准值产生的轴向力总和。四、设计计算4.5 立杆的稳定计算4.5.3立杆的计算长度l0应按下式计算:l0=k1k2(h+2a) (4.5.3)式中k1计算长度附加系数,应按表4.5.3-1采用;表4.5.3-1 立杆计算长度附加系数k1四、设计计算4.5 立杆的稳定计算4.5.3立杆
21、的计算长度l0应按下式计算:k2考虑支架整体稳定因素的单杆计算长度附加系数,应按表4.5.3-2采用。表4.5.3-2 立杆计算长度附加系数k2h支架立杆的步距,取h1800 mm;a当模板设顶托时,模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度。当立杆不设顶托a取200mm。H0支架计算高度四、设计计算4.6 连接计算4.6.1 支撑系统的钢管杆件采用扣件连接时,其扣件的抗滑承载力应按下列公式计算:RsRc (4.6.1)式中Rs支撑立杆或其他受力杆件通过扣件连接所传递的最大轴向力的设计值;Rc扣件抗滑承载力的设计值;直角扣件、旋转扣件取8.0kN;当采用双扣件时取12 kN四、设计
22、计算4.6 连接计算4.6.2 连墙件的轴向力设计值应按下式计算NL=NLW+N0 (4.6.2)式中NL连墙件轴向力设计值(kN);NLW风荷载产生的连墙件轴向力设计值NLW=1.4WkAw;Aw每个连墙件的覆盖面积内支架外侧面的迎风面积;N0连墙件约束支架平面外变形所产生的轴向力,取3kN。连墙件的连接扣件按本规范第4.6.1条规定验算扣件抗滑承载力。螺栓、焊接连墙件与预埋件的设计承载力应大于扣件抗滑承载力。四、设计计算4.7 支撑系统地基承载力与沉降计算4.7.1立杆基础底面的平均压力应按下式进行计算 Pg (4.7.1)式中P立杆基础底面的平均压力, N上部模板支撑结构传至基础顶面的竖
23、向力设计值A基础底面面积;g地基承载力设计值,g=kcgkkc支撑下部地基承载力调整系数,按表4.7.1取值;gk地基承载力标准值,应按现行建筑地基基础设计规范(GB50007)采用。四、设计计算4.7 支撑系统地基承载力与沉降计算4.7.2当支撑系统下部地基为处理不久的回填土,且支撑系统上部建筑结构形成过程中对沉降有较高要求时,应按现行国家标准地基基础设计规范GB50007验算支撑系统地基沉降量。4.7.3多、高层建筑楼层梁板的模板支撑立杆有楼面支承时,应对楼面结构的承载力进行验算。四、设计计算4.8 支撑立杆竖向变形计算4.8.1 支撑立杆的竖向变形按下式进行计算123 (4.8.1)式中
24、支撑立杆竖向变形的总量;1支撑立杆弹性压缩变形, Nk支撑系统永久荷载,可变荷载标准值产生的轴向力之和,NkNGKNQK;H支撑立杆实际总高度;E支撑立杆钢材的弹性模量;A支撑立杆截面积;2支撑立杆接头处的非弹性变形;2nn支撑力杆实际高度H范围内接头的数量;每个支撑立杆接头处的非弹性变形值; 可取=0.5mm; 3支撑立杆由于温度作用而产生的线弹性变形, 3=Ht支撑立杆钢材的线膨胀系数;=1.210-5(以每OC计)t钢管的计算温差(OC)支撑立杆允许的变形量; 可取H/1000;4.8.2 如计算的支撑立杆竖向变形总量超过10mm,应考虑在设计支撑高度上有预留量,计算时予以调整。五、构造
25、要求5.1 一般规定5.1.1 立杆纵横向水平间距不应大于1200mm,底端应设有底支座或垫板;立杆连接应采用对接。5.1.2水平杆在每步均应纵、横向设置并采用直角扣件与立杆连接。5.1.3水平剪刀撑应在水平面上与纵横向水平杆形成4560的夹角,并与立杆用旋转扣件相连接。水平剪刀撑设置还需满足以下规定:(1)单榀水平剪刀撑宽度不应大于6m。(2)同一平面水平剪刀撑需满设。(3)水平剪刀撑应延伸至排架最外侧立杆。五、构造要求5.1 一般规定五、构造要求5.1 一般规定5.1.4垂直剪刀撑应在垂直面上和立杆形成4560的夹角,并与立杆用旋转扣件相连接。垂直剪刀撑设置还需满足以下规定:(1)单榀垂直
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