扣件式高支模

2024-11-19

扣件式高支模（共5篇）

扣件式高支模篇1

近年来,高支模坍塌事故时有发生,引起了各个部门的高度重视。本文就连云港烟草公司物流中心仓库高支模施工实践,谈高支模设计与施工技术。

1 工程概述

连云港市烟草公司物流中心仓库,预应力框架结构,宽60 m,长124 m,地下架空,地上1层,局部2层,总建筑面积9 600 m2。

本工程库区屋面高10.3 m～10.9 m,长52 m,宽60 m,板厚120,主梁600×1 200,400×1 200,次梁350×900,跨度13 m,15 m。屋面自①,⑤轴沿梁底向中间2%起脊,起始标高+10.3 m。屋面梁板混凝土C40。设计内容分类见表1。

2 施工方案选择

2.1 设计流程

选择支撑类型→梁板侧模、底模、小横杆、立杆、立杆基础逐一设计,进行强度、刚度及稳定性验算→扣件抗滑移验算→架体构造设计→绘制支撑布置图和构造大样图→高支模施工方案→安全技术措施→现场安装验收方案。

2.2 施工方案选择

支撑选用ϕ48×3.5扣件式脚手架,模板选用15 mm厚胶合板,木方选用50×100方木,梁选用ϕ14对拉螺栓加固。

3 设计计算

主梁支撑示意图如图1所示。

3.1 支撑类型A设计

3.1.1 梁侧模设计

纵楞木方平放,间距250,竖楞双钢管,间距500,ϕ14对拉螺杆加固。经计算,纵楞木方线载f=8.534 N/mm。

抗弯强度(按三跨连续)σ=5.12 N/mm2<11.7 N/mm2(考虑湿材)。

木方挠度υ=0.39 mm<3.33 mm。

对拉螺杆强度N=10.241 kN<17.8 kN。

3.1.2 梁底模板设计

纵楞木方立放,间距150 mm。小横杆间距取800 mm。经计算,梁线载q=23.242 kN/m。

抗弯强度(按三跨连续)σ=3.57 N/mm2<11.7 N/mm2(考虑湿材)。

木方挠度(按三跨连续)υ=0.344 mm<5.33 mm。

3.1.3 小横杆设计

梁底横杆间距取800 mm,跨中增加一道承重立杆,用顶托支撑。小横杆简化为两跨连续简支梁,见图2。经计算,小横杆承受线载f=30.9 kN/m,梁侧立杆NA=NC=1.016 kN,中立杆NB=16.558 kN。

经计算,Mmax=784 kN·mm。σ=154 N/mm2<205 N/mm2。

挠度υ≈0.34 mm<4 mm。

扣件抗滑移R=1.016 kN<8 kN。

3.1.4 立杆稳定性验算

计算高度9.75 m,步距1.5 m。取中立杆最下一步立杆。

立杆承压N1=16.558 kN。

架体自重N2=0.643 kN。

N=N1+N2=17.201 kN。

L0=Kμh=3.118 m(按单排架两步三跨)。

λ=L0/i=197.37。

查表得φ=0.186。

σ=189.12 N/mm2<205 N/mm2。

3.1.5 立杆基础验算

取梁支撑范围,该区域承受压力10.927 kN/m2。由图纸知,库区使用荷载20 kN/m2,故一层梁板可承受高支模荷载。为安全考虑,一层以下模板支撑不拆除。

3.2 支撑类型B设计

摘要：结合连云港市烟草公司物流中心仓库高支模施工实践,深入探讨了高支模支撑系统的设计与施工技术,提出了高支模搭设的构造措施,以积累高支模支撑经验,最大限度地减少高支模事故的发生。

关键词：扣件式脚手架,高支模,设计,施工技术

参考文献

[1]JGJ 130-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

[2]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2003:514-521.

[3]顾琰.扣件式钢管脚手架高支模系统的设计与施工[J].建筑施工,2008,30(7):562-567.

[4]施炳华.探讨扣件式钢管模板支架的稳定计算问题[J].施工技术,2004,33(2):21-22.

扣件式高支模篇2

某工程位于福州市晋安区新店镇浮村福飞路与南平路交叉路口东南侧。该工程总建筑面积约35532.81㎡, 结构质式为钢筋混凝土框架结构, 房屋总高:89.6米, 建筑三层S-6~S-9轴交S-E~S-H轴梁板面标高8.47m, 结构层高为9.06m-9.500m米, 屋面模板厚100cm, 结构层梁宽25cm高60cm。因为所搭设楼层模板支撑高度大于8米, 因此将此模板工程归于高支模。

2 模板施工工艺

介于工程为高支模, 考虑到模板支撑体系必须有充足的强度、刚度、稳定性, 此工程决定采用扣件式满堂钢管支撑架。

2.1 楼面模板及其支撑架架设流程

2.1.1 楼面模板架设材料

楼面模板体系使用18厚木模板, 次主龙骨均采用尺寸100×100的方木。支撑架按规范采用型号Φ48.3×3.6的钢管。支撑架与立柱有可靠连接。

2.1.2 楼面模板架设施工工序

扣件式满堂支撑架搭设→按设计标高铺梁底模板→支梁侧模→铺楼面模板→检查验收

2.2 高支模搭设过程相关安全保证措施

2.2.1 高支模搭设过程安全注意事项

(1) 高支模搭设安装前进行施工方案设计并严格依据所设计施工方案进行, 施工前须进行技术交底。

(2) 竖向支撑施工构造应符合下列要求:

(1) 梁模板支架立杆横向布置应对称, 其数量、间距应符合设计计算要求, 且数量不得少于2根。

(2) 扫地杆距楼地面高度, 应不大于200mm。立杆上端包括顶托可调螺杆在内, 伸出顶层水平杆长度大于相关规范的规定时, 应增设水平杆。

(3) 支架立杆在水平方向应相互拉接。按满堂架的要求设置竖向和水平剪刀撑。高支模立杆上下分别设置一道水平剪刀撑, 每隔五跨立杆设置一道纵向剪刀撑, 由底至顶连接续设置。

(4) 边跨梁模板的横向立杆上方受力点应布置对称、合理。采用调斜外立杆方式的, 立杆上的每道水平拉杆应与楼板模板支架的立杆相连接至少三道立杆。

(3) 高支模搭设安装过程必须与立柱或其他固定物进行刚性连接。

(4) 横杆与立杆起连接作用的扣件必须采用扭矩扳手对其进行抽检, 其扭矩值必须达到40~65N·m。

(5) 高支模搭设施工过程, 施工人员要按规范进行安全防护措施。

2.2.2 高支模拆除过程安全注意事项

(1) 高支模模板拆除前须进行拆除方案设计和审批并严格按照高支模拆除方案执行, 并派专人监督。高支模模板拆除前项目技术负责人、项目总监应核查混凝土同条件试块强度报告, 须将砼试块进行测试确认其达到100%强度后方可拆除模板。并履行拆模审批签字手续。

(2) 高大模板支撑系统的拆除作业必须自上而下逐层进行, 严禁上下层同时拆除作业, 分段拆除的高度不应大于两层。设有附墙连接的模板支撑系统, 附墙连接必须随支撑架体逐层拆除, 严禁先将附墙连接全部或数层拆除后再拆支撑架体。

(3) 高大模板支撑系统拆除时, 严禁将拆卸的杆件向地面抛掷, 应有专人传递至地面, 并按规格分类均匀堆放。

(4) 高大模板支撑系统搭设和拆除过程中, 地面应设置围栏和警戒标志, 并派专人看守, 严禁非操作人员进入作业范围。

2.2.3 高支模危险源的管理

建立项目部高支模安全管理机构, 明确各成员管理职责, 包括专职安全员, 特种工人的配置等。编写高支模安装、拆除的安全技术方案、施工应急救援预案并经过公司部门审批。浇筑混凝土过程中应派专人对高支模系统进行观测, 发现支撑架有松动、变形等异常情况, 应立即停止浇筑, 撤离工作人员, 确认无二次伤害后采用相应的加固措施。

3 工程支撑布置示意图

支撑采用满堂扣件式, 经验算, 立杆步距为1.5m, 间距为900×900, 立杆上下分别设置一道水平剪刀撑, 每隔五跨立杆设置一道纵向剪刀撑, 由底至顶连接续设置。可调托撑离最上方横杆距离150, 为了安全起见, 立杆每二步设置抱柱, 底部扫地杆离地200, 并与柱有可靠连接。布置图如下所示:

高支模支撑架基础做法:脚手架立杆架立在C35、200厚混凝土地下室底板上。混凝土经28天养护强度达到规定值后架立杆。立杆底部设置宽200mm、厚50mm木板, 长度不低于2跨设置。

4 设计与施工总结

(1) 高支模在施工前必须严格编审施工方案, 组织专家论证, 进行技术交底, 并严格按照审定方案施工, 才能保证其高质量的施工成果。

(2) 高支模的施工难度主要是由于高度的原因, 且事故发生的原因很大程度上是因为支撑架失稳垮塌, 因此在架设的过程中, 务必要做到有效连接以及剪刀撑随架随设。

(3) 确保做好专项施工方案的安全核算工作来保证高大模板情况下现浇砼的施工质量。

本工程建筑三层S-6~S-9轴交S-E~S-H轴梁板面采用如上高支模施工方法未发生任何安全质量安全事故, 浇捣出的楼层面质量及感官效果良好。

摘要：高支模是一项有重大安全事故隐患的工程。本文通过实例介绍扣件式钢管支撑架在模板高支撑中的应用, 并根据实际进行相关计算, 对高支撑架设计与施工方面进行了总结。

关键词：高支模,满堂扣件式钢管支撑架,施工工艺,应用

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[2]沈阳建筑大学等.JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]中国建筑科学研究院.GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范 (2011年版) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[4]福州市城乡建设委员会.榕建筑[2010]46号关于印发《加强我市建筑模板工程施工质量管理若干规定》的通知.福建:福州市城乡建设委员会, 2010.

扣件式高支模架技术及其应用篇3

扣件式高支模架技术是目前我国建筑行业常用的支架技术, 不同发展程度的城市所用的扣件式高支架材料有着诸多差别, 所使用的搭设技术也不尽相同。一线城市通常采用钢管扣件组合支撑、新型多功能门式脚手架支撑以及早拆支撑系统进行高支模架的搭建和使用, 而小型城市则使用小钢模板和钢管扣件支撑作为材料。推动扣件式高支模架技术的应用, 有利于缩小城市之间施工技术的差别。对此, 提高扣件式高支模架技术的应用水平, 则成为当前需要重点研究的一大内容。

1 高大模板支架的定义及危害

1.1 高大模板支架的定义

所谓高大模板具体指的是水平混凝土构件的模板支撑系统跨度大于18 m, 或高度超过8 m, 集中线荷载不低于15 k N/m, 或施工总荷载超过20 k N/m2的模板支撑系统。

1.2 高大模板支架的危害

在建筑工程的施工过程当中, 一些大截面梁及大跨度高大模板的使用日趋频繁, 正是因为建筑施工各方对施工安全监督管理工作不到位, 未贯彻落实相关的安全技术规范, 导致模板支撑失稳坍塌问题屡见不鲜, 由此造成了难以估量的经济损失以及尤为恶劣的负面影响, 需要引起高度重视。在建筑工程中, 使用较多的是钢管扣件式脚手架, 而随着高大模板支架的广泛应用, 近年来模板坍塌事故频繁发生, 并且这些事故基本上均是群死群伤的恶性事故, 对施工作业人员的人身安全构成了严重威胁。

2 扣件式高支模架体系的概况

2.1 扣件式高支模架模板

扣件式高支模架模板主要包括以下几种类型:1) 组合小模板;2) 胶合板模板;3) G—70组合型钢模板和早拆钢模板支撑体系。此外, 模板具有投入成本少、工作效率高及节省钢材等一系列优点, 因而在建设墙体模板时, 所使用的综合钢量要少于小模板的15%, 节省的部分是大模板的33%, 该类型的模板由此实现了使用寿命长、组装灵活的性能。

2.2 支撑系统

支撑系统按材料的性质来划分, 分为木支撑和钢支撑两种类型。木支撑系统的应用范围比较狭窄, 因为木支撑系统的缺陷较多, 因而承载能力相对较差, 不易连接和固定, 木材料容易发生性质的改变等, 主要用于农村的自建房屋、砖混结构、木建筑物等。钢支撑系统是现如今城市建筑中使用的支撑系统。常见的钢支撑系统有扣件式钢管脚手架 (见图1) 、承插式脚手架、门式脚手架 (见图2) 、方塔式脚手架以及三角框塔式脚手架等类型。

2.3 楼板模板早拆支撑系统

模板早拆支撑系统由早拆柱头、立杆、斜杆、多功能早拆柱头、主次梁、横杆、地脚调节丝杆构成。该系统合理的支设模板, 通过增加支撑点来解决楼盖之间较大的跨度问题, 从而使楼盖跨度减小, 使龙骨和模板的周转加快。早拆模板支撑系统适用范围广, 可以在多种钢材中使用。

3 高支模架的构造

高支架在常规支架的基础上运用, 使支架的立杆高度增加和水平杆使用增多。由于考虑到空间体系简化, 再加上可能出现人为失误等原因, 同时又受到材料的质量等综合因素的影响, 因而为加强架体的安全性, 需要做好高支模架的构造工作。

3.1 立杆

在高支架建设的过程中, 导致架体结构的整体稳定性较差和局部缺乏稳定性的不确定因素非常之多, 而且这些因素变化较快。比如, 高支撑架的荷载变化的可能性大, 并且支架四周的最外侧立杆缺少一方的约束, 这便需要加强这一方的刚度。在高支模架的构造中, 立杆可以采取剪刀撑的形式, 从上至下进行刚度加强。

3.2 水平杆件

在具体建筑施工中, 通常一个扣件只能连接两根杆件, 所以, 高支模架的所有杆件不能交于同一点, 但根据JGJ 130—2001的规范可知, 为了更加简便地对立杆稳定性进行计算, 可以在施工过程中把多根杆件在同一平面中连接同一节点, 而不需考虑偏心度的问题。理论上的规定往往与实际施工中的施工行为不符合, 这需要我们进一步的思考和研究, 对相关的规范适当的加以调整, 使其更加切合实际施工的情况。

在高支架的架体搭建时, 荷重加大的模板支架需要采用双横杆和双立杆的搭建方法, 针对偏心距离的问题, 可以通过调整横杆来解决。在施工过程中, 水平横杆由于一些客观原因会对立杆产生偏心弯矩。对此, 解决的措施就是在搭设模板时, 将横杆对称相间放置, 这时会出现相邻的两根纵向水平杆对立杆产生偏心弯矩, 恰恰偏心弯矩正好相反, 利用横向水平杆实现弯矩平衡, 基本上能够消除立杆的偏心问题和减少偏心矩的影响。

3.3 水平剪刀撑

当支架的高度较高或者横向距离大于6 m时, 应该设置水平加强层, 也就是水平剪刀撑。施工人员可以根据实际的施工情况, 在高支架的构造过程中, 沿支架的水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑, 可以侧向约束架体, 以便于使架体形成平面刚度大且侧向变形小的稳定体系。

3.4 侧向约束

在架体设计时, 应该设置刚性连接物与建筑物, 尽可能的利用建筑物本身的刚度来增强架体的抗侧移能力, 使得建筑物本身的约束大于扣件结构的约束能力。

4 扣件式高支构架技术的应用

4.1 施工准备阶段

在施工之前要做好充分的准备, 重视扣件高支模架技术的设计和方案的制定, 组织专家、学者和经验丰富的工作人员对设计方案进行讨论, 找出其中的不足和缺点, 并加以改正, 得出一套完整的设计施工方案。同时, 参与高支模架建设的人员要有选择性的使用, 了解每位施工人员的技术水平和专长, 以便于针对性的进行交底和安全交接。在建设之前, 要对搭建所在地进行全面检查, 保证建设用地的平整, 避免因积水导致的地基出现变化等情况。此外, 还要对搭建过程中使用的材料予以详细检查, 对钢管、扣件、垫木等进行适当的选择和整理, 找出并摒弃不符合要求的材料。

4.2 施工搭设

在模架搭设之前, 要对即将施工的土地进行整理, 并且把周围土地的杂物清理干净, 发现疏松的土壤要进行平整夯实;然后把钢管和扣件运到施工现场, 检查钢管是否顺直、光滑、平整, 螺栓要光洁、灵活;在脚手架搭设的过程中, 螺栓的松紧程度要适中, 太紧或者太松都容易发生意外事故, 这就要求施工人员具有丰富的工作经验, 对螺栓的松紧程度有很好的把握;最后立杆要长短搭配使用, 连杆墙的设置必须上下使用, 保证模架的安全性和稳定性。

4.3 模板支撑的拆除

模架的拆除是施工中的最后一道工序, 与建筑的整体质量有重要的关系。拆除时正确的拆除顺序应该是先拆除承重较少部位的支架, 再拆除承重大的支架部分;在拆除过程中, 如果发生异常现象, 就要立即停止拆模, 待找出问题的原因后, 方可继续进行;拆模时不能过于急躁, 应该把拆除完成后剩下的木料、材料等运走后再进行拆模;拆模之前必须要填写申请表, 得到相关人员的同意后方可进行;拆模一般是后支的先拆, 先支的后拆, 先拆除非承重的部分, 继而拆除承重部分。

5 高大模板支架坍塌事故的对策

5.1 加强搭设管理

首先, 在实施安全专项施工方案之前, 工程的技术负责人员亦或是编制人员应当切实的根据专业施工方案的标准及规范要求, 对施工现场的作业人员和管理人员进行安全技术交底, 同时要严格的履行签字手续;其次, 对于模板支撑架体的搭设人员, 务必要得到施工架设方面的操作资格证书以及特种作业操作证书, 严格确保持证上岗, 并且作业人员要切实的根据安全交底要求、操作规范以及专业施工方案进行操作, 同时要对相关的劳动防护安全用品加以正确佩戴;再次, 高大模板支撑系统的沉降和地基承载力等要与方案设计相符, 比如遇到回填土或者松软土, 要按照设计要求予以夯实、平整, 并且及时的采取排水和防水措施。

5.2 做好混凝土浇筑管理

在浇筑混凝土之前, 项目总监及技术负责人在确认混凝土浇筑安全生产条件的基础上, 对混凝土浇筑令加以签署, 只有这样才允许混凝土浇筑施工的进行;在混凝土的浇筑过程中, 应当委派专门的人员深入到现场进行全方位的监控和监测, 施工中切勿超负荷运作, 但凡发现支架变形、松动或者沉降问题, 务必要尽快中止作业, 并且组织作业人员在第一时间撤离至安全区, 然后由技术人员找出问题原因并采取处理措施。

5.3 重视验收管理

1) 在搭设高大模板支撑系统之前, 技术负责人应当组织人员对需加固或处理的基础、地基进行详细验收, 并且做好记录;2) 模板支撑体系结构材料要严格按照要求验收、检测及抽检, 并且做好记录;3) 如果采取的是钢管扣件对模板支撑系统进行搭设, 还需要抽查扣件螺栓的紧固力矩, 确保其符合技术规范要求;4) 承重钢管扣件的抽检要不少于30%的搭设用量, 一旦发现质量与标准不符, 需要100%的进行检验, 对于不合格的扣件还要送至专业机构予以检测。

6 结语

扣件式高支模架技术是现如今建筑行业常用的支架技术, 它在支架的搭建方面有着突出优势, 而且有多种支架搭建支撑系统, 对于不同的建筑情况务必要选择与之相应的搭建方式, 这对提高建筑的支架支撑系统质量而言尤为重要。虽然在设计的施工过程中, 扣件式高支架技术存在着许多急需解决的问题, 但笔者相信随着研究的不断深入, 这些问题将会得到有效解决。

摘要：介绍了高大模板支架的定义及存在的问题, 主要对扣件式高支模架体系、高支模架的构造进行了论述, 并研究了扣件式高支构架的施工技术, 讨论了高大模板支架坍塌的防治措施, 以保证工程的施工安全及质量。

关键词：扣件式,高支模架,支撑,搭设

参考文献

[1]何金虎.扣件式钢管高支模施工技术探讨[J].中国房地产业, 2011 (6) :167.

[2]胡立锋, 孙炎云, 许刚, 等.浅谈扣件式钢管高大模板系统的施工安全管理[J].建筑安全, 2013, 28 (3) :70-72.

扣件式高支模篇4

1 工程概况

某工程由一层地下室、四层裙楼及四座塔楼组成。主体均已施工完成,裙楼采光井顶部拟现浇一钢筋混凝土屋面,边梁均叠于裙楼屋面梁上,裙楼柱伸至采光井屋面梁顶,采光井屋面标高为20.8 m,平面如图1所示。

施工支模架采用扣件式钢管支模架。支模架钢管为Φ48×3.5直缝电焊钢管;扣件为锻铸铁制作扣件。模板支架立杆纵向和横向间距为0.9～1.3 m;纵向和横向水平杆轴间的距离(即立杆步距)为1.8 m;支架未设水平剪刀撑,纵横向也均未设置竖向剪刀撑;仅在与2轴和B轴相邻的四根柱在标高3.600 m处设置了与柱的连接。支模架总高度约为20.7 m。模板支架立杆的平面、剖面图分别如图1、图2所示。在进行混凝土浇筑施工时,该支模架发生坍塌,为了解支模架坍塌的原因,对其进行了检测及分析。

1—裙楼原有框架柱;2—地下室顶板

2 支架钢管及扣件检测

2.1 支架钢管外径及壁厚检测

采用游标卡尺对支模架钢管的外径及壁厚进行检测,结果表明,支模架钢管锈蚀较严重,壁厚不符合规范[1]的相关要求,不合格率为55%。壁厚平均值为2.92 mm,部分钢管的壁厚严重超薄,最小壁厚只有2.26 mm,仅为设计壁厚的65%。

2.2 支架钢管、扣件力学性能试验

现场抽取9根支模架钢管试件,26个直角扣件,10个对接扣件进行力学性能试验,结果表明:

1)抽检的9根钢管试件中只有2根杆件的外径、壁厚、弯曲性能、抗拉强度均符合规范要求,合格率为22.2%;

2)对抽检的26个直角扣件进行抗滑一弧面、抗滑二弧面、抗破坏及扭转性能试验,仅5个扣件各项性能指标全部合格,合格率为19.2%;

3)所抽检的10个对接扣件进行抗拉性能试验,有7个扣件抗拉性能合格,合格率为70%。

3 模板支架稳定性分析

3.1 关于扣件式钢管支模架结构分析的说明

扣件式钢管支模架是由钢管立杆和横杆通过扣件连接而成,节点基本上都属于半刚性联结,节点刚性大小与钢管、扣件质量和搭设质量密切相关,各节点的约束性能存在着较大的差异。钢管的初弯曲、锈蚀、截面缺损、管子端面不平、扣件的裂缝、破碎以及搭设尺寸误差,各部分所受荷载大小不均匀等因素均对支模架结构承压能力、整体稳定和局部稳定存在不同程度的影响。支架在荷载作用下有两种可能的失稳形式:整体失稳和局部失稳[1,2]。本工程支模架的失稳破坏属于整体失稳。

满堂支模架的计算模型在理论上应属于空间杆件结构的整体分析计算简图,但由于横向钢管与立杆非刚性联结,杆件直径较小,对荷载进行横向传递的能力十分有限。因此,其结构分析目前通常按照规范[1]和相关手册[2]提出的一些具体计算方法和公式进行。

3.2 支模架稳定性分析

为了检验扣件式钢管支架在施工荷载作用下的稳定性,依据规范[1]规定,对支模架立杆进行了整体稳定性分析。经对比,以1/1轴和1/A轴梁相交区域处的立杆为计算对象,对支模架立杆进行整体稳定性分析。

3.2.1 荷载计算

采光井屋面现浇混凝土梁截面均为300 mm×1 200 mm,板厚100 mm。荷载计算中,浇筑混凝土自重按24 kN/m3;梁、板钢筋自重按钢筋混凝土每立方米1.5 kN计算;木模板自重取0.5 kN/m2;施工人员及设备荷载取1.0 kN/m2;振捣荷载按2.0 kN/m2取;支架包括扣件自重按0.4 kN/m[1,2,3]。由此得到立杆顶部承受的竖向荷载标准值为15.65kN;立杆底部自重标准值为8.2 kN。

3.2.2 立杆截面稳定性计算

1)单根立杆底部轴向力标准值为:

N=15.65+8.2=23.85 kN

2)立杆稳定性分析

规范给出的立杆计算长度公式l0=h+2a是针对于一般多、高层建筑其层间高度不高的楼、屋面混凝土结构的模板支架,未反映影响支架整体稳定的诸多因素,对用于高、大、重的模板支架计算的适用性值得商榷[3]。因此,采用公式l0=kmh计算,式中:k为计算长度附加系数,取1.155;m为考虑支模架整体稳定因素的单杆计算长度系数,由于规范[1]未给出满堂红支架m的取值,根据文献[4]取m=1.35;h为立杆步距。则得:

由长细比计算公式可得:

λ=l0/i=2 800/15.8=177.2,其中i为截面回转半径。

根据规范[1]附录C查表得:轴心受压构件的稳定系数j=0.227,得:

,小于钢材的屈服强度235 N/mm2。

根据现场取样的部分立杆实测尺寸进行验算,结果如表1所示。

计算结果表明,在立杆钢管尺寸及其它设置均符合技术规范[1]要求的情况下,立杆的整体稳定性能满足极限承载力要求。按现场取样的立杆实测尺寸进行计算,大部分立杆的整体稳定性不能满足承载力要求。

4)关于计算长度系数m值的说明

稳定性计算公式中的计算长度系数m值,是反映支架各杆件对立杆的约束作用,它综合了影响支模架整体失稳的各种因素,也包含了立杆偏心受荷的实际工况。对满堂支模架的支撑设置,规范[1]中作了明确规定:①满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置;②高于4 m的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。根据分析表明,未按规范设置竖向和水平剪刀撑时,支模架的承载能力比设置的要低20%～30%。因此,本工程支模架在考虑未设置竖向和水平剪刀撑的影响,其稳定承载能力应比规范提供的立杆稳定公式计算值更低。

3.2.3 水平杆(横杆)计算

依据规范[1],按三跨连续梁计算,对支承梁的水平杆进行抗弯强度验算。

计算结果表明:应力小于钢材设计强度f=205N/mm2,水平杆的抗弯强度满足规范要求。水平杆的计算挠度Vmax为3.8 mm,小于允许值[n](10 mm=L/150=1 300/150=8.7 mm与10 mm中的小值)。对支承梁的水平杆与杆相连时,水平杆传给立杆的最大竖向作用力为6.98 kN,小于扣件抗滑承载力设计允许值8 kN的要求,扣件抗滑承载力满足要求。

4 支模架结构稳定性有限元分析

4.1 计算假定

计算中采用了如下假定:1)假定立杆和横杆相交于一点,忽略竖向荷载的偏心影响;2)考虑节点的半刚性连接;3)立杆与立杆之间假定为刚结;4)立杆与基础之间为铰接,但不考虑地基沉降;5)忽略风荷载及其它水平荷载;6)外荷载根据实际情况按比例施加在各立柱顶端。

4.2 支模架结构稳定性分析

采用SAP2000有限元软件分析该高支模架结构的整体稳定性,分析时,按H3/1 000的初始偏心考虑结构的初始缺陷,并考虑P-Δ和大变形效应。根据文献[3,4]及现场情况,横杆和立杆连接的半刚性采用扭转刚度为20 kN×m/rad。分析中首先定义屈曲工况进行结构的线性屈曲分析,以预测支模架结构屈曲荷载的上限,及了解屈曲形状;再定义非线性静力工况进行结构的非线性屈曲分析,考虑结构的几何非线性、材料非线性,使用软件的修改未变形几何功能来实现考虑结构的初始缺陷,通过荷载-位移曲线判断结构的非线性屈曲极限承载力Pu。

对6种壁厚的钢管支模架进行非线性屈曲分析,得到不同壁厚情况下支模架失稳破坏时1/1轴和1/A轴梁相交区域内单根立杆的非线性稳定承载力Pu,如表2所示。

从表中可以看出:无论是否达到设计壁厚,立杆钢管承载力均不满足施工荷载作用下的要求。

5 教训与启示

1)由检测及计算分析可知,钢管、扣件材料不合格和未按规范要求合理设置竖向和水平剪刀撑是本工程支模架坍塌的主要原因。同时,作为高支模架,支架横杆步距较大,对支模架的承载也有一定的影响。

2)在施工过程中应重视模板支架的设计,由于规范中未给出适合支模架计算长度系数m,在设计中可采用相关文献给出数值,根据纵向和横向立杆间距和横杆间距(立杆步距)的不同,取值在1.3～1.6之间。在采用计算长度系数m时,应深刻理解该数值是反映支架各杆件对立杆的约束作用,它综合了影响脚手架整体失稳的各种因素。因此,在模板支架设计中,不仅应重视横杆、立杆等的计算,同时也应严格按照遵守规范的构造要求进行设计。

3)考虑到钢管是多次循环使用的,在使用过程中由于各种因素的影响,不可避免发生钢管锈蚀等现象,造成钢管截面面积较少,截面惯性矩下降,从而导致计算截面及承载力大于实际截面及承载力,给施工埋下了安全隐患。在设计中可以对截面进行折减,例如常用的Φ48 mm×3.5 mm钢管,计算时按Φ48 mm×3.0 mm钢管的截面特性进行计算,避免由于材料的截面偏差引起的风险。

参考文献

[1] JGJ 130-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001

[2] 杜荣军.建筑施工脚手架实用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994

[3] 益德清.扣件式钢管脚手架与模板支架的设计计算[J].浙江建筑,2003,(5)

[4] 袁雪霞,金伟良,鲁征,等.扣件式钢管支模架稳定承载能力研究[J].土木工程学报,2006,39(5)

[5] 谢楠,王勇.超高模板支架的极限承载能力研究[J].工程力学,2008,25(S1)

[6] 杜荣军.扣件式钢管模板高支撑架的设计和使用安全[J].施工技术,2002,31(3)

[7] 谢建民,王建宏.模板支架倒塌事故分析与对策[J].施工技术,2004,33(2)

扣件式高支模篇5

某商用综合楼总建筑面积83 052 m2:其中地上建筑面积56 798 m2, 地下建筑面积26 254 m2。由27层的主楼 (建筑高度99.8 m) 和5层的裙房 (建筑高度25.8 m) 组成, 主体结构形式为钢筋混凝土结构, 主楼为框架-剪力墙结构, 裙楼为框架结构。本工程裙楼由于功能需要, 部分楼层内有楼板空缺 (跃层大厅) , 导致该楼板缺失区域的楼板排架高达13.4 m和8.88 m, 跨度达27.6 m和36.8 m。裙楼部分框架梁跨度、截面较大, 主要尺寸有500×2 000、400×3000、600×2 700、600×2 400等, 跨度有17.6、27.6、36.8 m等。根据建质87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定, 本工程梁、板构件模板架均属高大模板排架体系。

2 施工方案设计

本工程所有梁、板及方柱模板全部选用18厚涂塑木模, 楼板及现浇梁底模次楞用100×50方木, 模板支撑采用碗扣式满堂钢管支撑架, 钢管规格取Φ48 mm×3.5 mm。裙楼每层混凝土采用竖向结构与水平梁板结构同时进行浇捣。排架搭设完毕, 需经验收合格后方可进行下道工序。

2.1 梁模板体系

2.1.1 梁底支撑架

支撑架根据上部结构梁板布置, 控制支撑架的位置、间距, 使支撑架受力均匀, 具有足够的承载力和稳定性。梁底模下搭设排架, 根据设计荷载采用碗扣搭设, 歩距均为1.2 m, 大梁下的水平纵横杆均双向满设。由于结构梁高、荷载大, 对于400 mm及以上宽度的大梁, 均在结构梁底增设立杆顶撑:400 mm宽的梁底加一根立杆;对于600mm或500 mm以上宽的梁, 在梁底下沿宽度方向尽量立两根立杆 (即平行于长度方向两根) , 横向立杆间距不大于600mm, 若梁架立杆正好在梁底的端部均采用顶丝与梁底顶丝, 中间沿梁长度方向可增设一排立杆。当梁底部立杆纵距加密或增设立杆时, 立杆支撑与横杆用扣件步步连接, 保证立杆的作用于本身稳定。

2.1.2 梁底模

底模的次楞平行于梁的长度方向布置, 直接搁置在梁底模下方。底模下的次楞间距不大于300 mm, 梁宽600 mm及以上的次楞方木间距不大于200 mm。

2.1.3 梁侧模

侧模的次楞间距一般也不大于250 mm, 根据具体梁的截面高度调整次楞间距。侧模的次楞外采用钢管作为竖向围檩。当梁高>700 mm时, 采用双排钢管作为一道围檩, 围檩间距不大于600 mm, 且必须设置M14对拉螺栓一道, 位置在半高处。1 000高以上的大梁设置Φ14对拉螺栓, 水平、竖向间距不大于450 mm。当梁高≤700 mm时, 可采用单根钢管作为一道围檩, 围檩间距不大于600 mm, 可不设对拉螺栓。

2.2 楼板模板

高支模部位楼板厚度分别为100、120 mm, 模板支撑架体采用Φ48 mm×3.5 mm的碗扣式钢管支撑架, 架体立管纵横间距为1 200 mm, 歩距为1 200 mm。平台板底格栅方木间距控制在200 mm以内。排架四周满设剪刀撑, 中间纵横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑, 其间距小于等于4.5m。由于排架高度达13.4 m, 因此在中部设置水平剪刀撑加强层, 使架体具有较大刚度和变形约束的空间结构层。剪刀撑钢管规格同立杆, 其间距小于等于4.8, 且必须与立杆有效连接。

3 设计核算

针对以上施工方案, 根据PKPM施工系列安全计算软件和国家现行相关规范对该方案进行设计复核。通过验算木胶合板、主龙骨和次龙骨的抗弯、抗剪和挠度都满足要求;托梁强度、挠度满足要求;对拉螺栓的拉力、扣件抗滑移性及立杆稳定性均满足要求;地基承载力满足要求。

4 高大模板及碗扣式钢管支撑架的施工

4.1 施工步骤

排架立杆弹线→排架搭设→平台、梁模板铺设→钢筋绑扎→混凝土浇筑→达到强度后拆模

4.2 施工要点

1) 支架搭设:为确保模板支架的搭设质量, 在上部排架搭设前在地坪上弹出轴线及梁板线;安装梁钢管支柱之前, 支柱下楼板应保证有一定强度或下部梁模板不拆除。否则应逐层加回撑, 或采用“抱箍法”分散楼板荷载。楼板模板支架搭设时应从边跨一侧开始安装, 先安第一排, 临时固定;再安第二排, 依次逐排安装。

2) 梁底起拱:梁模板施工时应按设计标高调整支柱的标高, 然后安装梁底模板并拉线找直。梁底板应起拱, 当梁底跨度等于或大于4m时, 梁底板按设计要求起拱;如设计无要求时, 起拱高度宜为全跨长度的1/1 000~3/1 000。主次梁交接时, 先主梁起拱, 后次梁起拱。

3) 梁侧模安装:安装前将梁模板内杂物清理干净, 梁钢筋绑扎须经检查合格。梁侧模板应与底模钉紧。模板与木方格栅、木楞钉住、围檩和斜撑形成三角架支撑固定在侧梁模板。梁模板安装后校正梁中线、标高、断面尺寸。

4) 楼板模板铺设:模板铺设可从一侧开始, 每两块板间应挤紧, 楼板均应保证按模板排列图操作, 尽量不要切割整张夹板, 在拼缝处可用窄尺寸木板, 但均应拼缝严密;平台板铺完后, 用水平仪测量模板标高, 进行校正, 并用靠尺找平。

5) 混凝土浇筑:高支模构件浇筑过程中严格控制浇筑速度在1 m/h内。

6) 拆模:拆模时间应严格按照GB05204-2002《混凝土结构工程质量验收规范》中“模板拆除”规定实施。