扣件式鋼管模板支撐體系設(shè)計施工技術(shù)

扣件式鋼管模板支撐體系設(shè)計施工技術(shù)【摘要】在建筑結(jié)構(gòu)施工中，扣件式鋼管模板支撐體系設(shè)計是施工組織設(shè)計中最重要的組成部分，但由于施工單位往往憑經(jīng)驗、或概念不清、或計算不夠嚴(yán)謹(jǐn)，編制的方案簡單而導(dǎo)致嚴(yán)重安全隱患，甚至發(fā)生重大安全事故。所以如何合理掌握J(rèn)GJ130－2001規(guī)范，做到構(gòu)架設(shè)計的安全、經(jīng)濟、合理，是扣件式鋼管模板支撐體系設(shè)計的重要內(nèi)涵?！娟P(guān)鍵詞】鋼管模板支撐體系設(shè)結(jié)構(gòu)驗算安全一、工程概況：**二期工程位于×××新社區(qū)東塊，基地南接一期，東連××路，西靠××路,北隔××?；卣嫉孛娣e為×××m2，由××棟高層精裝修商品住宅樓、一棟四層的俱樂部、一棟運動社區(qū)服務(wù)中心、地下車庫及兩層地下人防組成，總建筑面積為317549m2，其中地上總建筑面積228763m2，地下總建筑面積為88786m2，小區(qū)汽車通道設(shè)置在地下車庫內(nèi)，并將各車庫連為一體，小區(qū)中央為約50米寬的林蔭大道與一期相通。高層住宅及地下車庫建筑等級為一類，建筑防火等級為一級，抗震按七度設(shè)防，公共建筑建筑類別為一類，防火等級為一級，抗震按七度設(shè)防?？拐鹪O(shè)防裂度7度，近震，上海地區(qū)Ⅳ類場地，本工程屬丙類建筑，安全等級二級。1.扣件式鋼管模板支撐體系施工方案編制依據(jù)1.1《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2001（2002年版）1.2《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20011.3《冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GBJ18-19871.4《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700-881.5《鋼管腳手架扣件》JGJ22-851.6《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-20021.7《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》JGJ59-991.8施工圖及施工組織設(shè)計2、方案編制內(nèi)容2.1、搭設(shè)材料及尺寸模板支撐系統(tǒng)采用可鍛鑄鐵制作48×3.5扣件式鋼管滿堂腳手架，鋼管應(yīng)采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的3號普通鋼管，且符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》中Q235-A級，最大重量不大于25㎏。扣件材料符合《鋼管腳手架扣件》的規(guī)定；在樓層層高、梁、板截面不大時，采用滿堂模板支架（若樓層層高較高，砼梁、板截面尺寸較大的情況可選用其他類型的模板支撐，如型鋼結(jié)構(gòu)類支撐），模板支架立桿間距不宜超過1M，步距控制高度小于1.5M，支撐頂主節(jié)點處，在立桿上宜設(shè)雙扣件。梁底支撐立桿應(yīng)加密，宜在梁底模板中心處設(shè)立桿支撐；其余應(yīng)符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2001（以下簡稱規(guī)范）第3.1、3.2、3.3、3.4條款要求。2.2計算荷載計算：由于模板結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于臨時性結(jié)構(gòu)設(shè)計，目前我國還沒有這類規(guī)范，而現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204—2002）中又沒有關(guān)于模板設(shè)計的規(guī)定，因此，在進行模板結(jié)構(gòu)計算時，可根據(jù)原國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204—92）或《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定進行荷載取值和組合。這些荷載包括：㈠永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值①樓板底模板支架自重標(biāo)準(zhǔn)值(KN)（立桿+橫桿+縱桿+直角扣件+查表的對接扣件+剪刀撐+旋轉(zhuǎn)扣件等重量之和）或經(jīng)驗值(查施工計算手冊)；②梁底模板支架自重標(biāo)準(zhǔn)值(KN)（立桿+橫桿+縱桿+直角扣件+查表的對接扣件+剪刀撐等重量之和）或經(jīng)驗值(查施工計算手冊)；③樓板底模板自重標(biāo)準(zhǔn)值0.3KN/M2；④樓板鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.1KN/M2；⑤梁鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.5KN/M2；⑥新澆筑砼自重標(biāo)準(zhǔn)值24KN/M2；㈡可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值①施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.0KN/M2；②振搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0KN/M2；計算步驟

荷載計算后，分別對模板、主次龍骨（木枋）進行內(nèi)力驗算，其順序如下：梁、板底模板的抗彎強度、撓度驗算→次龍骨的抗彎強度、撓度驗算→主龍骨的抗彎強度、撓度驗算→支撐立桿的強度、穩(wěn)定性驗算。（以下僅為支撐體系的強度、穩(wěn)定性驗算步驟。梁、板底模、龍骨的抗彎強度、撓度驗算從略）㈠、驗算砼樓板模板支架：①縱橫向水平桿強度驗算：a、作用縱橫向水平桿上荷載設(shè)計值：其中：式中—作用于縱橫向水平桿永久性荷載標(biāo)準(zhǔn)值；式中—作用于縱橫向水平桿可變性荷載標(biāo)準(zhǔn)值；b、縱橫向水平桿受最大彎矩：式中—為立桿縱（橫）矩c、抗彎強度：式中—鋼管截面模量應(yīng)按《規(guī)范》附錄B表B采用d、擾度驗算式中—柱間距②立桿強度驗算：(詳見《規(guī)范》第5.3條)其中—立桿所承受的彎矩，包括水平桿偏心荷載（初偏心）和風(fēng)荷載等產(chǎn)生彎矩之和；—立桿的軸向力設(shè)計值，包括大橫向水平桿傳給立桿最大豎向力與樓板底模板支架自重（前面②標(biāo)準(zhǔn)值乘1.2）產(chǎn)生的軸向力設(shè)計值之和（也可按《規(guī)范》第5.6條執(zhí)行）。在驗算立桿的穩(wěn)定性時應(yīng)注意，立桿的計算長度應(yīng)按《規(guī)范》的公式：計算,其中為立桿的步距，為立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度。根據(jù)施工現(xiàn)場經(jīng)驗建議。③扣件的抗滑承載力計算當(dāng)立桿長度與支模長度相差較小時，可在立桿頂加可調(diào)支托進行調(diào)高，否則可用兩只旋轉(zhuǎn)扣件作鋼管接長，兩旋轉(zhuǎn)扣件的間距應(yīng)在800mm以上。雙扣件抗滑設(shè)計承載力取12KN，單扣件抗滑設(shè)計承載力取8KN（采用旋轉(zhuǎn)扣件抗滑設(shè)計承載力值建議取5KN）。㈡、驗算砼梁模板支架：梁模板采用江蘇目前最典型的支撐方式—鋼管排架頂部水平鋼管傳力支模。即：梁自重及施工荷載通過底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過與立桿扣接的直角扣件將荷載傳至立桿。①小橫向水平驗算砼梁模板下小橫向水平桿按簡支梁計算a、—受永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值—受可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值b、小橫向水平桿受最大彎矩c、抗彎強度d、擾度式中說明：小橫桿按中部受集中力作用計算結(jié)果偏安全。模板支架設(shè)計時，可根據(jù)小橫桿實際受力狀態(tài)確定受力簡圖。②砼梁模板支架立桿（不組合風(fēng)荷載時）（組合風(fēng)荷載時）式中—梁模板及支架自重，新澆砼自重與鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和（計算單元內(nèi)砼梁及其模板自重已含在中，此處不計算）?！耗０逯Ъ苌鲜┕と藛T及施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值，振搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的軸向力總和。③扣件的抗滑承載力計算小橫向水平桿傳給立桿豎向力設(shè)計值㈢、梁側(cè)模板系統(tǒng)的計算新澆混凝土作用在模板上的最大側(cè)壓力取以下兩式中的較小值：

式中—混凝土的重力密度（kN/m3）；—新澆混凝土的初凝時間（h），可按實測確定。當(dāng)缺乏試驗資料時，可采用計算（為混凝土的溫度℃）；—外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；—混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度在110～150時，取1.15；V—混凝土澆筑速度（m/h）；H—混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度（m）。按新澆混凝土作用在模板上的最大側(cè)壓力與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載組合值對梁側(cè)板及側(cè)枋進行強度、剛度驗算，并計算所需對拉螺栓的直徑及間距。㈣、承受上層結(jié)構(gòu)及模板支架結(jié)構(gòu)樓板的承載能力驗算（略）。㈤、其他主要技術(shù)與安全措施（略）。2.3、構(gòu)造要求應(yīng)為用對接扣件作對接接長的最大承載力是用兩只旋轉(zhuǎn)扣件作鋼管搭接接長后的最大承載能力的2.14倍，立桿間連接應(yīng)采用對接扣件，接頭在同步內(nèi)的高度方向錯開距離不小于500MM；水平橫桿布設(shè)由于水平橫桿對立桿會產(chǎn)生偏心彎矩，建議模板支架搭設(shè)時，將橫桿對稱相向放置如圖所示。縱向水平桿A與B對立桿產(chǎn)生的偏心彎矩正好相反，通過橫向水平桿C得到彎矩平衡，基本上消除水平桿A與B對立桿產(chǎn)生的偏心影響。應(yīng)嚴(yán)禁水平橫桿均勻一邊放置。剪刀撐布設(shè)①斜桿應(yīng)與每立桿和橫桿的結(jié)點用旋轉(zhuǎn)扣件扣接最為合理，剪刀撐在模板排架四邊與中間；每隔4排架立桿應(yīng)設(shè)一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)置。②高于4M的模板排架，其兩端與中間每隔四排立桿從頂層開始向下每隔2M設(shè)置一道水平剪刀撐。剪刀撐的構(gòu)造要求應(yīng)符合《規(guī)范》要求；③剪刀撐應(yīng)縱橫設(shè)置，且不少于兩道，其間距不得超過6.5m；支撐主梁的立桿必須設(shè)置剪刀撐。每層砼施工分兩步進行，先澆注框架柱，待其到了一定強度后與支模排架做剛性連接后再澆樓層砼；支模排架與結(jié)構(gòu)通過框架柱和預(yù)埋鋼管作剛性連接，連接件偏離主節(jié)點不大于0.3M；在樓板模板支架頂主節(jié)點處立桿上設(shè)雙扣件；大梁下的支架的每步橫向水平鋼管和底部的掃地桿都必須設(shè)置的；立桿下設(shè)底座和50×300mm，長度不少于2跨的木條，且在離底座底30cm初設(shè)置縱橫向掃地桿。為防雨水浸泡地基，在支撐體系最外側(cè)立桿外2.0M處設(shè)置一條淺水溝；其余還應(yīng)符合《規(guī)范》中第6.8條的構(gòu)造要求。3、模板支架施工3.1施工準(zhǔn)備：進行技術(shù)交底；對構(gòu)配件進行驗收；清除搭設(shè)場地雜物，平整搭設(shè)場地，并使排水暢通。3.2支架基礎(chǔ)必須滿足支模施工和計算要求，驗收合格后按施工方案的要求放線定位。3.3按施工方案和上述構(gòu)造要求搭設(shè)模板支架，并應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204—2002）的有關(guān)規(guī)定。

3.4支架的拆除支模的拆除必須經(jīng)驗算復(fù)核并符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204—2002）及其它有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格控制拆模時間，拆模前必須有拆模申請及經(jīng)審批。拆除時應(yīng)遵循先上后下，先搭后拆，后搭先拆，一步一清的原則，部件拆除的順序與安裝順序相反，嚴(yán)禁上下同時作業(yè)，拆除時應(yīng)采用可靠的安全措施。（3）卸料時應(yīng)由作業(yè)人員將各配件逐次傳遞到地面，嚴(yán)禁拋擲。運至地面的構(gòu)配件應(yīng)及時檢查、整修與保養(yǎng)，清除桿件及螺紋上的油污物，變形嚴(yán)重的，送回倉庫修整。配件經(jīng)檢查、修整后，按品種、規(guī)格分類存放，妥善保管。4、安全管理4.1明確支摸施工現(xiàn)場安全責(zé)任人，負(fù)責(zé)施工全過程的安全管理工作。在支摸搭設(shè)、拆除和混凝土澆筑前向作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底。4.2支模施工應(yīng)按經(jīng)審批的施工方案進行，方案未經(jīng)原審批部門同意，任何人不得修改變更。4.3支模分段或整體搭設(shè)安裝完畢，經(jīng)技術(shù)和安全負(fù)責(zé)人驗收合格后方能進行鋼筋安裝。4.4支摸施工現(xiàn)場應(yīng)搭設(shè)工作梯，作業(yè)人員不得從支撐系統(tǒng)爬上爬下。4.5支摸搭設(shè)、拆除和混凝土澆筑期間，無關(guān)人員不得進入支摸底下，并由安全員在現(xiàn)場監(jiān)護。4.6混凝土澆筑時，派安全員專職觀察模板及其支摸系統(tǒng)的變形情況，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時應(yīng)立即暫停施工，迅速疏散人員，待排除險情并經(jīng)施工現(xiàn)場安全負(fù)責(zé)人檢查同意后方可復(fù)工。4.7施工期間，要避免材料、機具與工具過于集中堆放。4.8支架搭設(shè)人員必須持證上崗，并戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。4.9惡劣天氣時應(yīng)停止模板支架的搭設(shè)與拆除。雨后上架作業(yè)應(yīng)有防滑措施。5、設(shè)計和體會5.1按照規(guī)范要求，對木模板系統(tǒng)的計算是采用概率極限狀態(tài)設(shè)計法的要求，采用分項系數(shù)設(shè)計表達式進行的。因此，在高支模設(shè)計中，各種參數(shù)的取值是否合理，將影響計算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和支撐系統(tǒng)的安全性。5.2經(jīng)計算分析，鋼管的承載力較大（可用步距調(diào)整），其平面間距主要受木枋的強度和剛度影響。當(dāng)木枋的強度和剛度滿足不了要求時，可考慮使用雙木枋（即兩條木枋疊起來使用）。由于木枋長度一般都是長2m，因此設(shè)計時垂直梁軸線方向的間距可以先定下來，一般為2m的1/2、1/4或比之略小，而沿梁軸線方向的間距則要通過試算來決定。5.3由于施工中產(chǎn)生的振動荷載較大，豎向支撐由扣件式鋼管腳手架組成，而安裝的誤差很難保證桿件在豎直的一條線上，因此扣件式鋼管腳手架要排列整齊和順直，并要及時安設(shè)好縱橫向水平拉桿、剪刀撐等。上下層立桿采用的對接扣件應(yīng)按規(guī)范要求交錯布置。5.4要高度重視模板承重架的構(gòu)造要求，模板承重架應(yīng)盡量利用剪刀墻或柱作為連接連墻件。要確保各種扦件的不知符合規(guī)范的要求，使扦件傳力明確。立桿要盡可能承受軸向力，要加強整體連接和拉結(jié)，要實現(xiàn)構(gòu)造尺寸的規(guī)范化，避免大量的隨意性；5.5一般的模板支架可不考慮風(fēng)荷載；5.6立桿內(nèi)力分析應(yīng)按立桿布置的實際工況，不應(yīng)平均分擔(dān)；5.7空間高、跨度大的模板支架立桿計算長度宜按進行計算，不宜采用；5.8模板支架計算改進建議：立桿穩(wěn)定驗算應(yīng)按下式計算式中—立桿所承受的彎矩，包括水平桿荷載偏心和風(fēng)荷載等產(chǎn)生彎矩之和；旋轉(zhuǎn)扣件的抗滑能力，從實際現(xiàn)場使用情況來看，一般很難達到規(guī)范這一要求，僅在模板支架設(shè)計時，旋轉(zhuǎn)扣件抗滑值為比較合適。5.9