（中铁二十五局集团第六工程有限公司）
【摘 要】针对坡屋面在新浇筑混凝土侧压力作用下支撑架的受力不同于一般水平楼板满堂支撑架，本文简化了坡屋面满堂支撑架受力模型，分析了混凝土侧压力作用下坡屋面满堂支撑架的内力，对不同影响因素及工况下坡屋面满堂支撑架的受力做了定性分析，对坡屋面满堂支撑架的施工提出了建议。某项目坡屋面参照本文建议进行施工，取得了良好的效果。
【关键词】混凝土侧压力；坡屋面；满堂支撑架；受力分析
1 引言
在现今，公寓、洋房、别墅等建筑物坡屋面较多，由于坡屋面满堂支撑架各立杆及斜杆顶端标高不在一个平面上，此时，坡屋面满堂支撑架与水平楼板满堂支撑架受力将存在很大差异，而在实际施工过程中坡屋面的支撑架搭设没有可靠的计算和构造依据。
本文将分析坡屋面满堂支撑架在主要荷载—混凝土侧压力作用下的内力响应，进而提出一些在实际施工中应注意的问题及应采取得措施。
2 建立模型
2.1 屋面及满堂支撑架实体模型选取
屋面跨度取6m，屋脊与檐口标高差取3.0m，坡度取1:1。满堂支撑架立杆间距取1.5m，步距取1.5m，扫地杆距离楼面0.2m。如图1所示。
2.2 荷载选取及计算模型选取
根据文献[1][2],由公式（1）（2）
F= 0.22γctoβ1 β2 V1/2 （1）
F =γc H （2）
得出坡屋面所受新浇筑混凝土侧压力如图1所示。
在实体模型的基础上将满堂支撑架立杆底端简化为固定铰支座，将各立杆及斜杆上端与楼板接触部位简化为铰支，其它各节点简化为刚接。模板体系（包括模板及主次龙骨）简化为具有一定刚度的杆件。如图2所示。
3 不同工况下支模架体系的内力分析
3.1 工况划分
在际施工过程中可能先进行屋脊一侧屋面混凝土的浇筑，称为“单侧受力”，反之称为“双侧受力”。
考虑到模板体系在垂直于屋脊方向的刚度主要取决于主龙骨或次龙骨，所以选取这两种刚度：无穷大刚度和双钢管刚度。
在实际工程中若只有立杆和水平杆组成的受力体系，不同于“斜杆支模体系”，本文对有无斜杆的体系也做了分析。
综上，本文将对表1所列工况对坡屋面满堂支撑架做出受力分析。
3.2 模板体系刚度对满堂支模体系的影响
对比工况一和工况二，从图4、图5可以看出，当模板体系刚度为无穷大时各杆件杆端无弯矩，只是模板体系受弯；当模板体系刚度采用双钢管时，除模板体系受弯外，满堂支撑架底部立杆、横杆及斜杆都承受弯矩。钢管的抗弯能力较差，钢管支模架的理想受力状态是只承受轴力，可见，模板体系刚度越大越有利于钢管满堂支模架体系的受力。
图5 工况二弯矩图
3.3 单、双侧受力对满堂支撑架体系的影响
对比工况二和工况三。工况三满堂支撑架弯矩图与轴力图分别如图6、图7所示：
图6 工况三弯矩图
图7 工况三轴力图
对比图5与图6，可以看出满堂支撑架在双侧都有荷载作用下各杆件弯矩趋于零，而只有单侧荷载作用下满堂支撑架底部立杆、横杆及斜杆都承受弯矩。以上计算结果也验证了对称性理论。因此，对称荷载有利于对称满堂支撑架体系的整体受力。
工况二满堂支撑架轴力图如图8所示：
图8 工况二轴力图
从图7、图8中可以看出，无论满堂支撑架只是单侧有荷载作用还是两侧均有荷载作用，立杆底部及斜杆上部即托撑部分受力都较大。
3.4 无斜杆对满堂支撑架体系的影响
对比工况二和工况四，同样将模板体系简化为杆件。工况四满堂支撑架弯矩图与轴力图如图10、图11所示。
从图10可以看出，无斜杆满堂支撑架体系在单侧荷载作用时大部分立杆与水平杆均处于受弯状态，且与模板体系所受弯矩大小相近；而有斜杆满堂支撑架体系（图5）只有下部杆件处于受弯状态，且远小于模板体系所受弯矩。
对比图11与图8，图11中各杆件轴力大小相差很大，立杆有处于受压状态也有处于受拉状态；而图8中同类各杆件轴力大小相对均匀，所有立杆均处于受压状态，直接承受新浇筑混凝土侧压力的斜杆均处于受压状态，另一方向的斜杆均处于受拉状态，且同一根斜杆受力均匀。
4 结论及建议
通过以上计算分析可以得出以下结论：
（1）模板体系的刚度越大，坡屋面满堂支撑架各杆件所受弯矩越小，支撑架体系受力越合理；
（2）坡屋面两侧模板体系同时承受荷载时满堂支撑架受力比只有单侧模板体系承受荷载时合理；
（3）坡屋面满堂支撑架立杆底部及斜杆上部即托撑部分受力都较大；
（4）有斜杆满堂支撑架体系比无斜杆满堂支撑架体系受力更合理、更均匀。
基于计算分析及得出的结论提出以下建议：
（1）对于坡屋面等倾斜构件的满堂支撑架应选择立杆、斜杆、水平杆共同受力的支架体系；
（2）在实际施工中应用双钢管或型钢作为主龙骨（次龙骨）适当的增加模板体系的刚度；
（3）在浇筑混凝土时选择屋脊两侧屋面同时对称的浇筑；
（4）针对受力较大部位，应严格控制顶托的安装，在实际施工中将斜杆底部顶紧在楼板上以减小立杆底部受力。
（4）在主次龙骨间设置楔形木塞好，并在立杆上部布置水平杆抵抗水平推力，使得立杆接近于轴心受压。
参考文献：
[1]《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）,中国建筑工业出版社
论文作者:钟玉海
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/27
标签：支撑架论文; 满堂论文; 斜杆论文; 屋面论文; 体系论文; 工况论文; 受力论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;