關于采用腳手架鋼管扣件作為滿堂模板支架時的施工設計要點1

1、摘要 對目前采用腳手架鋼管扣件作為現(xiàn)澆混凝土結構的模板支架，必須嚴格執(zhí)行“混凝土結構工程質量驗收規(guī)范”GB502042002對模板分項工程的強制性條文規(guī)定，及按照“建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范”JGJ1302001對模板支架的具體要求做好施工設計，并能溶入具有符合標準規(guī)定的科學技術內涵，這樣方能確保施工安全和質量，對此本文作了具體闡述和分析介紹。關鍵詞 施工設計 承載力 剛度 穩(wěn)定性1.當前采用腳手架鋼管扣件作為滿堂模板支架施工的現(xiàn)狀1.1對標準規(guī)定的模板分項工程強制性條文的規(guī)定，普遍未能嚴格執(zhí)行，也未能寫出符合規(guī)范要求的承載力、剛度、穩(wěn)定性計算和分析的施工設計。1.2模板支架施工設計

2、疏忽的要害在于，一是沒有正確按混凝土施工規(guī)范的要求，核算和控制施工荷載，最為明顯的是當施工荷載超規(guī)范限值要求時未作有效的控制措施，如混凝土澆筑時，竟不作有效控制，直接造成模板支架的變形甚至失穩(wěn)。二是采用腳手架鋼管扣件作模板支架時，沒有做到按有關鋼管扣件安全技術規(guī)范的規(guī)定，核算模板支架承載力、剛度、扣件的抗滑移承載力是否能符合要求。鋼管扣件作為模板支架時，搭設的構造要求也未能嚴格執(zhí)行該規(guī)范強制性條文的有關規(guī)定，以確保其整體穩(wěn)定。這樣模板支架施工設計疏忽要害是導致產生安全隱患事故的直接根源。以致個別工程在施工過程中發(fā)生了模板支架整體坍塌而造成重大傷亡事故。1.3由于模板支架施工設計的疏忽，在不斷的

3、施工加載作用下產生意外的變形, 使現(xiàn)澆混凝土樓面結構不時發(fā)生了在混凝土澆筑施工完畢的凝固階段產生異常變形的開裂現(xiàn)象。這種裂縫并非正常的收縮變形或溫度變形的裂縫，更非承載性的結構裂縫，給現(xiàn)澆混凝土樓面帶來結構損傷。主要反映在樓面結構薄弱處產生不規(guī)則的裂縫，部分裂縫呈貫穿性且寬度已達到1mm左右，在混凝土灑水養(yǎng)護時水向下滲漏。2.國家標準“混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范”GB502042002第4.1.1條和4.1.3條對模板分項工程的強制性條文規(guī)定：“模板及其支架應根據(jù)工程結構形式、荷載大小、地基土 類別、施工設備和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承

4、受澆筑混凝土的重量、側壓力以及施工荷載?！薄澳０寮捌渲Ъ懿鸪捻樞蚣鞍踩胧词┕ぜ夹g方案執(zhí)行”。2.1模板的施工設計，因目前執(zhí)行的GB502042002規(guī)范僅闡述質量驗收的要求，把怎樣規(guī)范進行施工的內容略去了，這給不熟悉原有施工規(guī)范內容的人帶來了困難這方面的工作，仍應參照原施工規(guī)范GB5020492（下簡稱“原規(guī)范”）中關于關于“模板設計”的規(guī)定，結合工程施工采用鋼管扣件作為模扳支架的實際情況來進行必要的施工設計工作。2.2目前，模板基本采用厚為1518mm的板材(多層夾板)，并配置間距為150250mm的方木楞5050一l00mm作板材骨架。這種類型的木模尺寸能隨需要而可大可小，相對于采

5、用裝配靈活的組合鋼模板而言，使混凝土表面做到不再有明顯的模扳接縫以及表面高低不平現(xiàn)象的發(fā)生，使混凝土結構表面可無需再粉刷。使用這種模板，混凝土施工荷載所需的承載力、剛度、穩(wěn)定性的確保條件就在于有可靠穩(wěn)定的模板支架。采用腳手鋼管扣件作模板支架時，其澆筑混凝土產生的施工荷載應按“原規(guī)范”規(guī)定作為取值計算的依據(jù)。其承載力、剛度、穩(wěn)定性構造要求，還應遵照行業(yè)標準“建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范”JGJ1302001(下簡稱“腳手規(guī)范”)對模板支架的有關規(guī)定作為施工設計的依據(jù)，方能確保施工安全和質量。3.鋼管扣件作為模板支架施工設計時的荷載取值及荷載效應組合計算的規(guī)定：3.1木模（板、木方）的自重

6、kN/m3，按實際使用的木材品種規(guī)格，對照標“建筑結構荷載規(guī)范”GB500092001附錄A的規(guī)定進行計算和確定(KNm3)。3.2鋼管和扣件的自重及截面特性，按照“腳手規(guī)范”附錄B 鋼管截面特性 注：按“腳手規(guī)范”7.3.4條強制性條文規(guī)定：“嚴禁將外徑48mm與51mm的鋼管混合使用?！备戒汚表A2扣件單件自重（N/個）：直角扣件13.2，旋轉扣件14.6，對接扣件18.4。3.3參與模板及其支架荷載效應組合的各項荷載仍遵照“原規(guī)范”的規(guī)定為：3.3.1木模板及鋼管扣件自重標準值在按規(guī)定進行具體計算后，再按作用形式折算成均布線荷載標準值或集中荷載標準值。3.3.2新澆混凝土自重標準值，按規(guī)

7、定普通混凝土采用24kN/ m3。3.3.3鋼筋自重標準值，按規(guī)定每m3混凝土體積取值為：樓板1.1KN，梁1.5KN。3.3.4施工人員及設備荷載標準值的計算規(guī)定如下：計算模板及直接支承模板的小楞時，對均布荷載取2.5 KN/m2,另應以集中荷載2.5KN再行驗算；比較兩者所得的彎矩值，按其中較大者采用；計算直接支承小楞結構構件時，均布活荷載取1.5 KN/ m2。計算支架立柱及其承載結構時, 均布活荷載取1.0KN/m。注：上述計算的限制條件：一是混凝土堆高高度在結構面標高上限加高度尺寸為100mm，超過時按實際的高度計算；二是大型澆筑設備如上料平臺、泵管、腳手架如擱置在模板及其支架上時應

8、按實另行計算。3.3.5振搗混凝土時產生的荷載標準值按規(guī)定為：對水平面模板可采用2.0KNm2。對垂直面模板可采用4.0kNm2。(作用范圍在新澆混凝土側壓力的有效壓頭高度之內)。3.4對模板及其支架的承載力和剛度進行計算時，參與荷載效應組合的荷載項按“原規(guī)范”規(guī)定為：3.4.1計算樓板承載力時為上述的3.3.l，3.3.2，3.3.3，3.3.4四項；3.4.2計算粱承載力時為上述的3.3.1，3.3.2，3.3.3，3.3.5四項；3.4.3對模板及其支架的剛度驗算時為上述的3.3.1，3.3.2，3.3.3三項。3.5計算模扳及其支架時采用的荷載分項系數(shù)按“原規(guī)范”規(guī)定為：計算模板及其支

9、架時荷載設計計算值，應采用荷載標準值乘以相應的荷載分項系數(shù)。荷載的分項系數(shù)取值為：模板及其支架自重、新澆混凝士自重、鋼筋自重分項系數(shù)為： 1.2；施工人員及施工設備荷載、振搗混凝土時產生的荷載分項系數(shù)為l.4。3.6鋼管鋼材強度設計值與彈性模量按“腳手規(guī)范”表5.1.6規(guī)定為：Q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強度設計f:205N/mm2。彈性量扣件承載力設計值(KN)按表5.l.7規(guī)定為：對接扣件(抗滑)：3. 2，直角扣件、旋轉扣件(抗滑)：8.00。3.7對驗算模板及其支架的剛度時，其最大變形允許值仍按“原規(guī)范” 2.2.4條規(guī)定為：一、對混凝土外表不做粉刷對，為模板計算跨度的1/400；二、對

10、混凝土外表做粉刷時，為模板計算跨度的1/250；三、支架的壓縮變形值或彈性撓度，為相應的結構計算跨度的11000。4.腳手鋼管扣件作模板支架時的施工設計4.l水平方向的鋼管(牽杠、橫楞)承載力、剛度計算4.1.l水平方向的鋼管，其抗彎強度驗算的計算式按“腳手規(guī)范”為M/Wf, 上式中M在二個扣件之間自由長度產生的彎矩設計計算值。當在L范圍內為均布荷載設計計算值qL時(q為每米線荷載KNm)如為直接擱置模板的鋼管連接楞，其M=1/8q L2(KN m)；當在L范圍內為集中荷載設計計算值Q時，如為擱置連接楞的受力楞，以及受架空短支撐立桿以集中荷載向下作用于水平方向的鋼管時，其M=1/4 QL (K

11、Nm)。M.f分別為鋼管的截面模量與抗彎強度設計值，均按規(guī)定取值。4.1.2連接鋼管的扣件抗滑移承載力驗算當為多跨的水平方向鋼管與立桿連接時的扣件，其抗滑承載力設計計算值R=QRC (kN) 均布荷載時R=qLRC RC為扣件抗滑移的承載力，按規(guī)定取用(見本文3.6條)。當為單跨的水平鋼管時R=Q /2或1/2qL均必須符合 RRC。4.1.3水平方向鋼管的撓度驗算撓度驗算時采用荷載效應組合的荷載項，按“原規(guī)范”對剛度驗算時所規(guī)定的荷載效應組臺的荷載項(見本文3.4.3條所述)。由于水平方向鋼管存在著長度不一,與支撐用十字扣件聯(lián)接,形成防滑移的餃支座; 長鋼管可為多跨連續(xù)梁, 短鋼管可為雙跨或

12、單跨(如邊緣部位)梁, 在這樣情況下, 確定水平方向受力鋼管的撓度時, 應按單跨作最不利的撓度值進行計算和控制:當為集中荷載Q時，撓度V=QL/48EIV當為均布荷載qL時，撓度V5qL4/384EIVV最大撓度允許值,按“原規(guī)范”2.2.4條的規(guī)定采用(見本文3.7條)。L兩扣件連接之間水平方向鋼管的自由長度。E、I分別為鋼管的彈性模量和慣性矩，均按規(guī)定采用(見本文3.6及3.2條)。4.2豎直方向立桿的鋼管穩(wěn)定性計算對模板鋼管立桿支架的計算，按“腳手規(guī)范”第5.6節(jié)“模板支架計算”5.6.2條的規(guī)定，對模扳支架立桿穩(wěn)定性承載力驗算公式為(5.3.11)、(5.3.21)與(5.3.4)。4

13、.2.1不組合風荷載時按公式(5.3.11)N/Af驗算N該立桿承受的荷載效應組合的豎向荷載的設計值按公式(5.6.2-1)計算。荷載效應組合的荷載項取值按艦定：樓板的模板立桿支撐承載力按本文3.4.l條，梁的模板立桿支撐承載力按本文 3.4.2條。E：2.06105Nmm2。計算軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，應根據(jù)立桿的長細比具體計算值，再按“腳手規(guī)范”附錄c表取值。A鋼管立桿支撐截面積按規(guī)定采用(見本文3.2條)。受壓立桿承載力驗算時的長細比，按“腳手規(guī)范”5.3.1條L0/i 計算L0模板支架立桿的計算長度，應按“腳手規(guī)范”5.6“模扳支架計算”(5.6.23)公式計算， L0=h+2a. h

14、立桿的步距。當為落地立桿時，應定為步距中選擇最長尺寸的一檔步距；當為架空支架立桿時，即為立桿在上下二根水平橫管扣件連接之間的自由長度。a模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度，即為立桿冒出頂層橫管的長度(見該規(guī)范5.6.2條的條文說明)。i為鋼管截面回轉半徑，按規(guī)定采用(見本文3.2條)。4.2.2對模板支架立桿需組合風荷載時，其承載力驗算公式（5.3.12）：N/AMW/WfW立桿鋼管的截面模量，按規(guī)定取值(按本文3.2條)Mw計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，按公式(5.3.4)計算。Mw=0.851.4Mwk0.851.4kLah2/10Mwk風荷載標準值產生的彎矩，在

15、上式中Mwk1/10kLah2；k風荷載標準值，按“腳手規(guī)范”公式(4.2.3)計算k=0.7zso;zo分別為風壓高度變化系數(shù)和基本風壓(kNm2),按“建筑結構荷載規(guī)范”GB500092001表7.2.1和地區(qū)基本風壓值見附錄D.4表，短期為n=10年內本地區(qū)采用的基本風壓值S風荷載體型系數(shù)，按“腳手架規(guī)范”表4.2.4規(guī)定采用；La立桿縱距；h立桿步距。4.3關于鋼管扣件模板支架的整體穩(wěn)定應按“腳手架規(guī)范”第6節(jié)“構造要求”第6.8“模板支架”的規(guī)定進行施工。4.3.l模板支架立桿的穩(wěn)定措施按6.8.l條規(guī)定為：模板支架立桿的構造應符合“腳手規(guī)范”第6.3.l、6.3 .2、6.3.3、

16、6.3.5條的規(guī)定：其中6.3.l、6.3.3為一般情況下應該做到的條文，即為：每根立桿底部應設置底座或墊板，底層步距不應大于2m。6.3.2和6.3.5為強制性條文，必須執(zhí)行, 模板立桿必須設置縱、橫向掃地桿(具體要求可見“腳手規(guī)范”6.3.2縱橫向掃地桿構造)。立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接。對接、搭接應符臺下列規(guī)定：l、立桿上的對接扣件應交錯布置;兩根相鄰立桿的接頭不應設在同步內，同步內隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離不宜小于500mm;各接頭中心至主節(jié)點的距離不宜大于步距的1/3；2、搭接長度不應小于lm，應采用不少于2個旋轉扣件固定，

17、端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離不應小于100mm。支架立桿應豎直設置，2m高度的垂直允許偏差為15m。4.3.l.3設在支架立桿根部的可調底座，當其伸出長度超過300mm時，應采取可靠措施固定。當梁模板支架立桿采用單根立桿時，立桿應設在粱模板中心線處，其偏心距不應大于25mm。4.3.2滿堂模扳支架的支撐設置應符合“腳手規(guī)范”第6.8.2條的規(guī)定：4.3.2.l滿堂模板支架四邊與中間每隔四排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設置;高于4m模板支架，其兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔2步設置一道水平剪刀撐；剪刀撐的構造應符合“腳手規(guī)范”第6.6.2條剪刀撐的設置規(guī)定：一是斜桿與地面

18、的傾角宜為450至600間，每道剪刀撐寬度不應小于4跨且不應小于6m；二是必須在外側立面的兩端各設置一道剪刀撐，并應由底至頂連續(xù)設置，中間各道剪刀撐之間的凈距不應大于15m (此為強制性條文)；三是剪刀撐斜桿的接長宜用搭接，搭接長度不應小于lm，應采用2個旋轉扣件固定，鋼管端部露出扣件的長度不應小于100m；四是剪刀撐斜桿應用旋轉扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉扣件中心線至主節(jié)點的距離不宜大于150mm。5結束語 5.1 目前，施工者對現(xiàn)澆混凝士樓面結構采用腳手鋼管扣件的滿堂模扳支架，基本上是使用長短不等的腳手鋼管扣件，采用了既當腳手又當模板支架使用的方法。在模板支架上一改

19、以往直接由模板連接楞、受力楞、落地支撐、縱橫向水平撐、縱橫向斜剪刀撐的做法，采用了架空短支撐立桿和落地長支撐立桿的上、下層支撐立桿相結合的作業(yè)法。程序上以先澆筑的豎向混凝土結構構件(柱或墻)作為樓面模板支架標高控制的依據(jù);然后滿堂模板支架由下而上地逐層(層高即為步距)將立桿支撐及水平方向縱橫管(俗稱牽杠、橫楞)由扣件相連搭設。為了便于能控制標高，總是將先搭設的落地立桿上端空缺半步,然后使用短立桿架空支撐。將上端標高控制，并與緊靠樓面模板的連接楞或受力楞（即第一層水平縱橫管）連接，架空短立桿支撐的下端與下一層牽杠橫楞(即由上而下是第二層的水平縱橫管)扣件相連，同時，這一層的牽杠橫楞鋼管即與落地支撐立桿的上端相連接，下面再是下一層(從上而下的第三層)縱橫牽杠鋼管將落地立桿連接。由于梁、板的高低不同，在梁身模板的兩側是另用架空短支撐對梁身側模進行夾持，這樣，在梁側一般不再采用斜拋撐。采用這樣的鋼管扣件模扳支架，長短鋼管可統(tǒng)一調配使用，既當腳手使用，又可作模板支架使用，操作技術簡單，材料損耗率又明顯降低，為能顯著地提高勞動效率、降低消耗成本創(chuàng)造了條件。5.2這種采