宫延刚
北京玖恒装饰工程有限公司 101100
摘要：结合混凝土工程施工模板支撑架搭设相关规范，从计算内容、荷载及组合、材料特性参数等方面，分析了扣件式钢管高大支模架设计方法，并对其构造措施进行了探讨，对同类工程设计施工具有借鉴作用。
1计算依据的选择
目前，我国混凝土工程施工模板支撑架搭设涉及的规范很多，主要有JGJ162—2008建筑施工模板安全技术规范、JGJ130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范和GB50666—2011混凝土结构工程施工规范，而这些不同的规范有时对相同的内容作了不同的规定。对于扣件式钢管高大支模架计算，针对不同的内容，应选择合适的规范。模板及小梁、主楞计算应采用JGJ162—2008建筑施工模板安全技术规范，而立杆计算应采用JGJ130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范。
2计算内容及部位
对于扣件式钢管高大支模架，主要应进行板模板、次楞、主楞计算，梁模板、次楞、主楞计算，立杆稳定性计算等。应该注意的是，立杆稳定性计算时，根据JGJ130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定，顶层立杆的计算长度ι0=kxμ1x（h+2xa），底层立杆计算长度ι0=kxμ2xh，当满堂支撑架采用相同步距时，顶层立杆和底层立杆的计算长度是不同的。另外，顶层和底层支架自重也是不同的。所以，当步距、立杆纵距、立杆横距都相同时，立杆稳定性应分别计算底层与顶层立杆段。另外，要注意在验算立杆允许长细比时，支撑架计算长度附加系数取1.0。
3荷载及组合
根据相关规范，对于不同的计算内容，应该选择合适的荷载及其组合。对施工人员及设备荷载，当计算模板及支撑的小梁时，取均布荷载2.5kN／m2计算，再用集中荷载2.5kN进行验算；当计算主楞时，取均布荷载1.5kN／m2计算，当计算立柱及其他支承结构构件时，取1.0kN／m2计算。对适用于JGJ162—2008建筑施工模板安全技术规范的构件的承载力计算，结构重要性系数取0.9。对于荷载的基本组合，荷载效应组合的设计值应该取由可变荷载控制的效应组合和由永久荷载控制的效应组合的最不利值。当楼层高度超过4m时，支架自重应单独计算。下列情况之一的扣件式钢管高大支模架，应考虑风载作用：工程地点处于空旷等易受风力作用的地区，如水上、海岛、岸边、沟谷、郊野以及周围房屋较为低矮和稀疏的地区；模板及相关工程（钢筋、混凝土）施工时期为多风季节；施工部位距地面高度大于15m；模板及相关工程（钢筋、混凝土）处于高层建筑群自生气流的作用途径上。当高大支模架所在部位为待建建筑物内部，其外围为普通支模架，且普通支模架构造措施合理时，不需考虑风荷载。要注意的是模板支撑系统的整体稳定性主要是靠支模架架体本身杆件的作用，与结构柱拉结只起辅助作用。当建筑物的结构柱与梁、板未形成整体前，高支模区域的某些钢筋混凝土结构柱为悬臂柱，其水平承载能力有限，模板支撑架架体一味依靠与结构柱联结来保证其稳定性不太现实，对待建建筑物的安全也是一个隐患。
4材料及特性参数
JGJ130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范中规定扣件式钢管脚手架宜采用φ48.3x3.6钢管。目前建筑工程采用的脚手架钢管大多仍为JGJ130—2001规定的φ48x3.5钢管，其外壁及壁厚允许偏差为-0.5mm。由于钢管使用时间较长，周转次数较多及锈蚀影响，钢管壁厚大多达不到3mm。支模架架体设计计算时应采用钢管实测壁厚进行计算。胶合板、木方应考虑其树种、截面尺寸及新旧程度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前市场上供应的模板支撑架所用的木方树种以马尾松及杉木类为多。截面尺寸一般比其标识尺寸小5mm左右，即所谓50mmx100mm木方，其截面尺寸大多为45mmx95mm或以下。设计计算和施工时，所有方木应立放，其强度设计值和截面尺寸均按实际情况取值。规范规定可调托撑螺杆外径不得小于36mm，受压承载力设计值不应小于40kN，支托板厚不应小于5mm。目前市场上的可调托撑螺杆外径大多达不到36mm，一般为32mm，甚至有28mm的，仅从可调托撑螺杆直径因素考虑，其受压承载力设计值已分别降低了约20﹪及40﹪，值得关注。
5水平杆步距与立杆间距
满堂支撑架步距不宜超过1.8m，立杆间距不宜超过1.2m。步距设计时一般根据实际情况、工程经验和规范规定，考虑扫地杆高度及顶部立杆伸出水平杆长度、板厚等因素，初步估设步距，一般进行等步距设计。立杆间距设计时，板、梁支撑立杆宜分开进行，综合考虑。先根据板跨尺寸及荷载情况，拟定板模板下支撑立杆间距L1，进行强度、刚度和稳定性验算。考虑到操作方便及受力情况，靠近梁边的立杆距离可取300mm左右，不得大于500mm。板支撑架验算满足要求后，根据梁尺寸大小，估设跨度方向立杆间距L2，一般，L2=L1，L2=L1/2，L2=L1/3等等，梁下宽度方向立杆根数主要取决于梁截面大小和跨度方向立杆间距，可先假设根数然后进行相关验算。当梁的截面尺寸不大时，梁、板模板也可共用立杆统一布置，但必须满足计算安全要求。
6构造措施
高大模板支架应在钢管顶端设置可调托撑，施工荷载通过托撑直接传力于架体顶部，支架立杆呈轴心受压状态。可调托撑螺杆伸出长度不宜超过300，插入立杆内的长度不得小于150，立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度不应超过0.5m楼板底模与梁侧模交界处，应严格采用板底模压梁侧模方式，而梁侧模与梁底模交接处，采用侧模压底模方式，且底模下木方采用骑缝设置。无论高支模架搭设在土层上还是混凝土结构楼板上，因为荷载较大，立杆底部都应该按规定设置钢质底座或木质垫板，以免承载力不够或混凝土板的局部损坏影响支架安全。当支撑架在土层时，建议设置厚度不小于50mm、宽度不小于200mm通长木质垫板；混凝土楼板上可以设置150x150x50木质垫板。扫地杆对支撑系统的整体稳定性有较大的支撑作用，高大模板支撑立杆底部必须设置扫地杆，纵向扫地杆距立杆钢管底端不应大于200mm，横向扫地杆设置在纵向扫地杆的下方。扫地杆层应设置水平剪刀撑。高大模板支撑架应按加强型布置剪刀撑。在具体设置时，应依据工程柱网尺寸、梁截面尺寸及层高等综合考虑设置。截面高度不小于1.5m的大梁两侧宜设置竖向剪刀撑，小于1.5m的梁可单侧设置竖向剪刀撑；柱网尺寸在4m及以下的仅在梁部位设置竖向剪刀撑，柱网尺寸在8m～12m左右的除在梁部位设置竖向剪刀撑外，尚需在跨中设置1道竖向剪刀撑，柱网尺寸在12m以上的跨中宜设置2道或2道以上的竖向剪刀撑；高度在8m及以上的支模架，宜在梁底及间隔6m～8m处设置水平剪刀撑，具体位置应结合步距、高支模区域外围楼层等因素综合考虑。
7结语
高大模板支撑体系是一个系统工程，在具体工程中，要确保支撑架安全，除严格按照相关规范和文件精心设计计算，保证足够的构造安全措施之外，还要结合实际情况考虑地基排水、沉降监测、防雷设计等工作，经常性进行安全检查和观测，精心设计和严格控制混凝土的施工顺序，形成专项施工方案，组织专家论证，不走过场，不搞形式主义，精心组织，层层把关，严格管理，避免高支模架工程事故是完全可能的。
参考文献：
［1］周继忠，蔡雪峰，张士元.扣件钢管脚手架高大模板支撑安全事故分析与控制［J］.福建工程学院学报，2008，6（1）：17-21.
［2］杨洪明，顾辉，傅国强.高支模设计与施工技术的研究应用［J］.建筑施工，2011，33（7）：582-584.
［3］刘群.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2015.
论文作者:宫延刚
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/7
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