關(guān)于采用腳手架鋼管扣件作為滿堂模板支架時的施工設(shè)計要點(diǎn)[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(jié)構(gòu)的模板支架，必須嚴(yán)格執(zhí)行“混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗收規(guī)范”GB502042002對模板分項工程的強(qiáng)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(shù)規(guī)范”JGJ1302001對模板支架的具體要求做好施工設(shè)計，并能溶入具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的科學(xué)技術(shù)內(nèi)涵，這樣方能確保施工安全和質(zhì)量，對此本文作了具體闡述和分析介紹。關(guān)鍵詞  施工設(shè)計  承載力  剛度  穩(wěn)定性1.當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模板分項工程強(qiáng)制性條文的規(guī)定，普遍未能嚴(yán)格執(zhí)行，也未能寫出符合規(guī)范要求的承載

2、力、剛度、穩(wěn)定性計算和分析的施工設(shè)計。1.2模板支架施工設(shè)計疏忽的要害在于，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(dāng)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(guān)鋼管扣件安全技術(shù)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(shè)的構(gòu)造要求也未能嚴(yán)格執(zhí)行該規(guī)范強(qiáng)制性條文的有關(guān)規(guī)定，以確保其整體穩(wěn)定。這樣模板支架施工設(shè)計疏忽要害是導(dǎo)致產(chǎn)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

3、造成重大傷亡事故。1.3由于模板支架施工設(shè)計的疏忽，在不斷的施工加載作用下產(chǎn)生意外的變形, 使現(xiàn)澆混凝土樓面結(jié)構(gòu)不時發(fā)生了在混凝土澆筑施工完畢的凝固階段產(chǎn)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(jié)構(gòu)裂縫，給現(xiàn)澆混凝土樓面帶來結(jié)構(gòu)損傷。主要反映在樓面結(jié)構(gòu)薄弱處產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫，部分裂縫呈貫穿性且寬度已達(dá)到1mm左右，在混凝土灑水養(yǎng)護(hù)時水向下滲漏。2.國家標(biāo)準(zhǔn)“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)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(qiáng)制性條文規(guī)定：“模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土 類別、施工設(shè)備和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)

4、計。模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力以及施工荷載。”“模板及其支架拆除的順序及安全措施應(yīng)按施工技術(shù)方案執(zhí)行”。2.1模板的施工設(shè)計，因目前執(zhí)行的GB502042002規(guī)范僅闡述質(zhì)量驗收的要求，把怎樣規(guī)范進(jìn)行施工的內(nèi)容略去了，這給不熟悉原有施工規(guī)范內(nèi)容的人帶來了困難這方面的工作，仍應(yīng)參照原施工規(guī)范GB5020492（下簡稱“原規(guī)范”）中關(guān)于關(guān)于“模板設(shè)計”的規(guī)定，結(jié)合工程施工采用鋼管扣件作為模扳支架的實(shí)際情況來進(jìn)行必要的施工設(shè)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50×5

5、0一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(jié)構(gòu)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(chǎn)生的施工荷載應(yīng)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(gòu)造要求，還應(yīng)遵照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范”JGJ1302001(下簡稱“腳手規(guī)范”)對模板支架的有關(guān)規(guī)定作為施工設(shè)計的依據(jù)，方能確保施工安全和質(zhì)量。3.鋼管扣件作為模板支架施

6、工設(shè)計時的荷載取值及荷載效應(yīng)組合計算的規(guī)定：3.1木模（板、木方）的自重kN/m3，按實(shí)際使用的木材品種規(guī)格，對照標(biāo)“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”GB500092001附錄A的規(guī)定進(jìn)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(qiáng)制性條文規(guī)定：“嚴(yán)禁將外徑48mm與51mm的鋼管混合使用。”附錄A表A2扣件單件自重（N/個）：直角扣件13.2，旋轉(zhuǎn)扣件14.6，對接扣件18.4。3.3參與模板及其支架荷載效應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)值在按

7、規(guī)定進(jìn)行具體計算后，再按作用形式折算成均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值或集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值。3.3.2新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值，按規(guī)定普通混凝土采用24kN/ m3。3.3.3鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算規(guī)定如下：3.3.4.1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(yīng)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；3.3.4.2計算直接支承小楞結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布活荷載取1.5 KN/ m2。3.3.4.3計算支架立柱及其承載結(jié)構(gòu)時, 均布活荷載取1.0KN/m²。注：上述計

8、算的限制條件：一是混凝土堆高高度在結(jié)構(gòu)面標(biāo)高上限加高度尺寸為100mm，超過時按實(shí)際的高度計算；二是大型澆筑設(shè)備如上料平臺、泵管、腳手架如擱置在模板及其支架上時應(yīng)按實(shí)另行計算。3.3.5振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)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(cè)壓力的有效壓頭高度之內(nèi))。3.4對模板及其支架的承載力和剛度進(jìn)行計算時，參與荷載效應(yīng)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

9、；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：計算模板及其支架時荷載設(shè)計計算值，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)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(shè)備荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載分項系數(shù)為l.4。3.6鋼管鋼材強(qiáng)度設(shè)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(qiáng)度設(shè)計f:205N/mm2。彈性量扣件承載力設(shè)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(zhuǎn)扣件(抗滑

10、)：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(yīng)的結(jié)構(gòu)計算跨度的11000。4.腳手鋼管扣件作模板支架時的施工設(shè)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(qiáng)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(chǎn)生的彎矩設(shè)計計算值。當(dāng)在L范圍內(nèi)為均布荷載設(shè)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

11、L2(KN m)；當(dāng)在L范圍內(nèi)為集中荷載設(shè)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 (KNm)。M.f分別為鋼管的截面模量與抗彎強(qiáng)度設(shè)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4.1.2.1當(dāng)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(shè)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)。4.1.2.2當(dāng)為單跨的水平鋼管時R=Q /2或1/2qL均必須符合 

12、   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(yīng)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(yīng)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(yīng)按單跨作最不利的撓度值進(jìn)行計算和控制:當(dāng)為集中荷載Q時，撓度V=QL³/48EIV當(dāng)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

13、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)。4.2.1不組合風(fēng)荷載時按公式(5.3.11)N/Af驗算N該立桿承受的荷載效應(yīng)組合的豎向荷載的設(shè)計值按公式(5.6.2-1)計算。荷載效應(yīng)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：2.06×105Nmm2。

14、計算軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)立桿的長細(xì)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(xì)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(yīng)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立桿的步距。當(dāng)為落地立桿時，應(yīng)定為步距中選擇最長尺寸的一檔步距；當(dāng)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(diǎn)的長度，即為立桿冒出頂層橫管的長度

15、(見該規(guī)范5.6.2條的條文說明)。i為鋼管截面回轉(zhuǎn)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(fēng)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(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩，按公式(5.3.4)計算。Mw=0.85×1.4Mwk0.85×1.4kLah2/10Mwk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，在上式中Mwk1/10kLah2；k風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按“腳手規(guī)范”公式(4.2.3)計算k=0.7zso;zo分別為風(fēng)壓高度變化系數(shù)和基本風(fēng)壓(kNm2),按“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”GB50009200

16、1表7.2.1和地區(qū)基本風(fēng)壓值見附錄D.4表，短期為n=10年內(nèi)本地區(qū)采用的基本風(fēng)壓值S風(fēng)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(guān)于鋼管扣件模板支架的整體穩(wěn)定應(yīng)按“腳手架規(guī)范”第6節(jié)“構(gòu)造要求”第6.8“模板支架”的規(guī)定進(jìn)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：4.3.1.1模板支架立桿的構(gòu)造應(yīng)符合“腳手規(guī)范”第6.3.l、6.3 .2、6.3.3、6.3.5條的規(guī)定：其中6.3.l、6.3.3為一般情況下應(yīng)該做到的條文，即為：每根立桿底部應(yīng)設(shè)置底座或墊板，底層步距不應(yīng)大于2m。6.3.2和6.3.5為強(qiáng)制性條文，必須執(zhí)行,

17、模板立桿必須設(shè)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(gòu)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(yīng)符臺下列規(guī)定：l、立桿上的對接扣件應(yīng)交錯布置;兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)在同步內(nèi)，同步內(nèi)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(diǎn)的距離不宜大于步距的1/3；2、搭接長度不應(yīng)小于lm，應(yīng)采用不少于2個旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100mm。4.3.1.2支架立桿應(yīng)豎直設(shè)置，2m高度的垂直允許偏差為15m。4.3.l.3設(shè)在支架立桿根部的可調(diào)底座，當(dāng)其伸出長度超過300m

18、m時，應(yīng)采取可靠措施固定。4.3.1.4當(dāng)梁模板支架立桿采用單根立桿時，立桿應(yīng)設(shè)在粱模板中心線處，其偏心距不應(yīng)大于25mm。4.3.2滿堂模扳支架的支撐設(shè)置應(yīng)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(yīng)設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)置;4.3.2.2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(shè)置一道水平剪刀撐；4.3.2.3剪刀撐的構(gòu)造應(yīng)符合“腳手規(guī)范”第6.6.2條剪刀撐的設(shè)置規(guī)定：一是斜桿與地面的傾角宜為450至600間，每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨且不應(yīng)小于6m；二是必須在外側(cè)立面的兩端各設(shè)置一道剪刀撐，并應(yīng)由底至頂

19、連續(xù)設(shè)置，中間各道剪刀撐之間的凈距不應(yīng)大于15m (此為強(qiáng)制性條文)；三是剪刀撐斜桿的接長宜用搭接，搭接長度不應(yīng)小于lm，應(yīng)采用2個旋轉(zhuǎn)扣件固定，鋼管端部露出扣件的長度不應(yīng)小于100m；四是剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于150mm。5結(jié)束語   5.1  目前，施工者對現(xiàn)澆混凝士樓面結(jié)構(gòu)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(dāng)腳手又當(dāng)模板支架使用的方法。在模板支架上一改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

20、支撐立桿和落地長支撐立桿的上、下層支撐立桿相結(jié)合的作業(yè)法。程序上以先澆筑的豎向混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件(柱或墻)作為樓面模板支架標(biāo)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(shè)。為了便于能控制標(biāo)高，總是將先搭設(shè)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(biāo)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(cè)是另用架空短支撐對梁身側(cè)模進(jìn)行夾持，這樣，在梁側(cè)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(diào)配使用，既當(dāng)腳手使用，又可作模板支架使用，操作技術(shù)簡單，材料損耗率