扣件式鋼管高大模板支撐系統(tǒng)安全技術(shù)方案編制相關(guān)問題的探討

【摘要】針對扣件式鋼管高大模板支撐系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧霞皹?gòu)配件市場實(shí)際情況，解讀了涉及扣件式鋼管支架的相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范主要條文，就編制扣件式鋼管支架高大模板支撐系統(tǒng)安全技術(shù)方案的使用規(guī)范、荷載取值、計(jì)算方法、構(gòu)造要求、編制內(nèi)容提出了建議。

【關(guān)鍵詞】模板支撐；計(jì)算；編制

1、施工總荷載

住建部關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》通知“建質(zhì)[2009]87號文”規(guī)定， 搭設(shè)高度8m及以上；搭設(shè)跨度18m及以上；施工總荷載15KN/㎡及以上；集中線荷載20KN/m及以上的混凝土模板支撐工程為危險性較大的分部分項(xiàng)工程。文件對施工總荷載取值未作明確規(guī)定，建議施工總荷載應(yīng)取荷載設(shè)計(jì)值。

（1）面荷載的計(jì)算方法（按普通混凝土）：面荷載=分項(xiàng)系數(shù)×永久荷載（鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值+模板及小愣自重標(biāo)準(zhǔn)值）+分項(xiàng)系數(shù)×可變荷載（施工人員及設(shè)備產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值）=1.35×（板厚（m）×25.1+0.3）+1.4×2.5。例：設(shè)板厚為M，計(jì)算可得M=0.33m 即板厚達(dá)330mm時，需按高大模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工。

（2）集中線荷載的計(jì)算方法（按普通混凝土）：集中線荷載=分項(xiàng)系數(shù)×永久荷載（鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值+模板及小愣自重標(biāo)準(zhǔn)值）+分項(xiàng)系數(shù)×可變荷載（施工人員及設(shè)備產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值）=1.35×（梁截面面積（m2）×25.5KN/m3+0.3×（2×梁高+梁寬））+1.4×（2.5×梁寬）例：梁寬600，梁高1200，計(jì)算得集中線荷載為21.36KN/m>20KN/m，需按高大模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工。

2、使用規(guī)范

目前涉及到扣件式鋼管模板支撐架的規(guī)范主要有：

（1）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）（以下簡稱模板規(guī)范）

建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011）（以下簡稱扣件腳手架規(guī)范）

建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（JGJ300-2013）（以下簡稱臨時支撐規(guī)范）

（2）國家標(biāo)準(zhǔn)：

混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB50666-2011）（以下簡稱混凝土施工規(guī)范）

上述規(guī)范中模板規(guī)范為2008年實(shí)施，在住建部“建質(zhì)【2009】87號文”之前，因此該規(guī)范不宜作為編制高大模板支撐系統(tǒng)安全技術(shù)方案的基本規(guī)范。作為扣件式鋼管支撐系統(tǒng)，建議采用扣件腳手規(guī)范作為方案編制的基本規(guī)范，并根據(jù)混凝土施工規(guī)范和借鑒臨時支撐規(guī)范對高支模的相關(guān)要求進(jìn)行調(diào)整。

3、計(jì)算方面的幾個問題

3.1荷載計(jì)算

3.1.1永久荷載分項(xiàng)系數(shù)

扣件腳手規(guī)范4.3.2條：滿堂支撐架用于混凝土結(jié)構(gòu)施工時，荷載組合與荷載設(shè)計(jì)值應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》JGJ162的規(guī)定。模板規(guī)范表4.2.3中永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)：“當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時，對有永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35”。但扣件腳手規(guī)范5.4.4條：計(jì)算立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值N的永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，比較其他規(guī)范：混凝土施工規(guī)范4.3.6條規(guī)定模板及支架荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值的計(jì)算，分項(xiàng)系數(shù)為1.35?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》50009-2012中3.2.4條“當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時，對由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35”。如何理解和上述條文？扣件腳手規(guī)范5.4.4條指的是立桿穩(wěn)定計(jì)算，立桿軸向力設(shè)計(jì)值N=1.2NGK+1.4NQK時，立桿計(jì)算長度附加系數(shù)k取1.155（滿堂支撐架高度≤8m時）與容許應(yīng)力法穩(wěn)定安全系數(shù)K≥2是相當(dāng)或等同的，（k是支撐架安全度的一個換算系數(shù)）?？奂_手規(guī)范規(guī)定支撐架頂部施工層荷載應(yīng)通過可調(diào)托撐傳遞給立桿，支架水平桿件不承擔(dān)上部施工荷載，因此對支撐架水平構(gòu)件未給出計(jì)算公式。水平受力構(gòu)件（模板、次楞、主楞）應(yīng)根據(jù)所用材料采用相應(yīng)的專業(yè)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。

建議：荷載基本組合永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取值：計(jì)算受彎構(gòu)件（模板、次楞、主楞）時取1.35，計(jì)算立桿穩(wěn)定性時取1.2。

3.1.2可變荷載中施工人員及施工設(shè)備產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值

扣件腳手規(guī)范取的是模板規(guī)范的荷載值即：“當(dāng)計(jì)算模板和直接支承模板的小梁時，均布活荷載可取2.5KN/m2，再用集中荷載2.5KN進(jìn)行驗(yàn)算，比較兩者所得的彎矩值取最大值；當(dāng)計(jì)算直接支承小梁的主梁時，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取1.5KN/m2；當(dāng)計(jì)算支架立柱及其他支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取1.0KN/m2”。扣件腳手規(guī)范條文說明4.3.2：對于高大、重載荷及大跨度支撐架穩(wěn)定計(jì)算時，施工人員及施工設(shè)備荷載、混凝土施工產(chǎn)生的荷載（水平支撐板為2kN/m2）按最不利考慮（考慮同時參與組合）。即計(jì)算模板小梁時為2.5+2=4.5KN/m2，計(jì)算主梁時為1.5+2=3.5KN/m2，計(jì)算支架立柱時1+2=3.0KN/m2，模板規(guī)范表4.3.2兩項(xiàng)荷載不同時參與組合?；炷潦┕ひ?guī)范附錄A作用在模板及支架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值中A.0.5條規(guī)定：施工人員及施工設(shè)備產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，可按實(shí)際情況計(jì)算，且不應(yīng)小于2.5KN/m2，該條條文說明做了明確的闡述。臨時支撐規(guī)范為2.5KN/m2。

建議在計(jì)算模板、小愣、主楞和支架立桿時，可變荷載取值均取2.5KN/m2。對大型澆筑設(shè)備應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算。

3.1.3永久荷載中，模板側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值

混凝土施工規(guī)范附錄A ：采用插入式振動器且澆筑速度不大于10m/h、混凝土塌落度不大于180mm時，新澆筑混凝土對模板的側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值，可按下列公式分別計(jì)算，并應(yīng)取其中的較小值：

F=0.28 γC t0 β V1/2（A.0.4-1）

F= γC H（A.0.4-2）

當(dāng)澆筑速度大于10m/h，或混凝土塌落度大于180mm時，側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值可按（A0.4-2）計(jì)算。

建議：應(yīng)按混凝土施工規(guī)范規(guī)定進(jìn)行新澆混凝土對模板側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算。

3.1.4附加水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值

混凝土施工規(guī)范附錄A中A.0.7條規(guī)定：泵送混凝土或不均勻堆載等因素產(chǎn)生的附加水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，可取計(jì)算工況下豎向永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的2%，并應(yīng)作用在模板支架上端水平方向?？奂_手規(guī)范、模板規(guī)范無此項(xiàng)內(nèi)容，臨時支撐規(guī)范有此項(xiàng)荷載但無計(jì)算方法和計(jì)算項(xiàng)，（臨時支撐規(guī)范條文說明4.2.5條：“泵送混凝土或不均勻堆載等因素產(chǎn)生的附加水平荷載按照計(jì)算工況下豎向永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的2%取值，并作用在支撐結(jié)構(gòu)上端水平方向上。通過理論分析，對支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響較小，不考慮其影響?！保?/p>

建議附加水平荷載不列入計(jì)算。但在施工時應(yīng)控制不均勻堆載，并應(yīng)有泵管不得沖擊模板、支架的措施。

3.1.5支撐架結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載下抗傾覆驗(yàn)算

混凝土施工規(guī)范4.3.2條規(guī)定模板及支架設(shè)計(jì)應(yīng)包括模板支架的抗傾覆驗(yàn)算，腳手架規(guī)范未涉及，但規(guī)定支撐架高寬比不應(yīng)大于3，臨時支撐規(guī)范規(guī)定“符合下列情況之一時，可不進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算：1支撐結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)有可靠連接時；2支撐結(jié)構(gòu)高度（H）小于或等于支撐結(jié)構(gòu)橫向?qū)挾龋˙）的3倍時。”

建議：支撐架高寬比不大于3時，可不進(jìn)行該項(xiàng)驗(yàn)算。

3.2支架立桿偏心和軸心受力時的承載力計(jì)算

扣件腳手規(guī)范5.4.1條規(guī)定：滿堂支撐架頂部施工層荷載應(yīng)通過可調(diào)托撐傳遞給立桿。

臨時支撐規(guī)范中規(guī)定立桿穩(wěn)定性計(jì)算N為立桿軸力設(shè)計(jì)值。

混凝土施工規(guī)范4.3.15條規(guī)定：采用鋼管和扣件搭設(shè)的支架設(shè)計(jì)時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1鋼管和扣件搭設(shè)的支架宜采用中心傳力方式；2高大模板支架單根立桿的軸力標(biāo)準(zhǔn)值不宜大于10KN；3立桿頂部承受水平桿扣件傳遞的豎向荷載時，高大模板支架的立桿應(yīng)按不小于100mm的偏心距進(jìn)行承載力驗(yàn)算。

鋼管48×3，Q235鋼材，偏心距100時，ΘM取1，計(jì)算結(jié)果見下表：

建議：對較大梁和較厚板支架立桿頂端應(yīng)采用可調(diào)托撐支承；立桿頂部采用扣件傳遞豎向荷載的，步距1.5m時，立桿承載力設(shè)計(jì)值不宜超過7.5kN。

3.3結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0、可變荷載的組合值系數(shù)Ψci的取值

模板規(guī)范4.3.1條規(guī)定γ0均取0.9。混凝土施工規(guī)范4.3.5條規(guī)定對重要的模板及支架作出規(guī)定，宜取γ0≥1.0，對一般的模板及支架應(yīng)取γ0≥0.9。建議高大模板支架取γ0≥1.0。

模板規(guī)范4.3.1中由永久荷載效應(yīng)控制的組合，可變荷載的組合值系數(shù)Ψci為0.7，而混凝土施工規(guī)范4.3.6中宜取Ψci≥0.9，建議可變荷載的組合系數(shù)取Ψci≥0.9。

3.4立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長度a取值

對扣件支承的可取0.2m；對可調(diào)托撐支承的應(yīng)按實(shí)際，宜取0.5m。

3.5支架自重

應(yīng)按實(shí)際重量計(jì)算，不應(yīng)統(tǒng)一取0.75KN，可按扣件腳手規(guī)范附錄A表A.0.3根據(jù)鋼管實(shí)際重量折減計(jì)算。

4、構(gòu)造要求

（1）支架步距不應(yīng)大于1.5m，立桿縱橫向間距不宜大于0.9m。梁兩側(cè)立桿橫距宜取梁寬加500～600mm，即立桿距梁側(cè)距離250～300mm。梁底不宜采用1根立桿受力構(gòu)造。

（2）當(dāng)板支架立桿縱橫向間距不一致時，支承小梁宜擱置在短跨水平桿上。

（3）采用可調(diào)托撐支承時，可調(diào)托撐插入鋼管的長度不應(yīng)小于150mm，螺桿伸出鋼管的長度不應(yīng)大于300mm，插入立桿頂端可調(diào)托撐伸出頂層水平桿的懸臂長度不應(yīng)大于500mm。楞梁應(yīng)居U型托中，確保上部荷載軸心傳遞?？烧{(diào)托撐底部的立柱頂端應(yīng)沿縱橫向設(shè)置水平桿。

（4）.剪刀撐布置除應(yīng)滿足扣件腳手規(guī)范規(guī)定外，還應(yīng)注意：1對梁高超過1m的框架梁宜兩側(cè)均設(shè)置豎向剪刀撐；2對非正交框架梁應(yīng)沿梁方向兩側(cè)設(shè)置豎向剪刀撐，必要時尚需設(shè)置橫向斜撐；3豎向剪刀撐端部交點(diǎn)、水平剪刀撐端部交點(diǎn)、以及與之相連的縱橫向水平桿和立桿交點(diǎn)宜為一個主節(jié)點(diǎn)；4最上層水平剪刀撐應(yīng)盡可能貼近梁（板）底；5豎向剪刀撐兩個方向的斜桿宜布置在立桿兩側(cè)，底端應(yīng)與地面頂緊；6豎向剪刀撐、水平剪刀撐應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的立桿或水平桿上。

（5）支架高寬比不宜大于2，不應(yīng)大于3；對無板梁或單根梁應(yīng)增加架體寬度，滿足高寬比要求；對非正交梁，其支架橫向水平桿應(yīng)伸進(jìn)正交滿堂支撐架內(nèi)兩跨，步距相同。

（6）當(dāng)承受荷載較大梁部位立桿需加密時，加密區(qū)的水平桿應(yīng)向非加密區(qū)延伸至少兩跨。非加密區(qū)立桿水平桿間距應(yīng)為加密區(qū)間距的倍數(shù)。

（7）對先澆豎向結(jié)構(gòu)的支架，應(yīng)與已澆筑建筑結(jié)構(gòu)的柱（墻）、梁有效連接，連接點(diǎn)間距：水平6～9 m（根據(jù)豎向結(jié)構(gòu)間距），豎向2～3m，優(yōu)先布置在水平剪刀撐處。

5、方案編制內(nèi)容

專項(xiàng)方案編制內(nèi)容應(yīng)符合住建部危險性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法“建質(zhì)[2009]87號文和建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則”建質(zhì)[2009]254號文的規(guī)定。

6、設(shè)計(jì)圖紙

（1）設(shè)計(jì)說明。應(yīng)包括：設(shè)計(jì)依據(jù)；構(gòu)配件規(guī)格、質(zhì)量及檢測要求；搭設(shè)要點(diǎn)：各主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，搭設(shè)高度，架體步距，立桿間距，桿件連接和接長，剪刀撐布置和構(gòu)造要求，特殊部位加強(qiáng)加固處理，混凝土澆筑要求，監(jiān)測要求，模板拆除及條件，多層支架設(shè)置及拆除規(guī)定；架體基礎(chǔ)，架體驗(yàn)收；

（2）支模區(qū)域立桿、縱橫向水平桿、附加立桿、水平桿平面布置圖（含結(jié)構(gòu)梁、柱位置截面尺寸，板厚）；

（3）支撐系統(tǒng)立面圖、剖面圖（立桿、水平桿、豎向剪刀撐及水平剪刀撐投影）；

（4）水平剪刀撐布置平面圖及豎向剪刀撐布置投影圖；

（5）柱、梁、板支模大樣圖；

（6）架體與結(jié)構(gòu)拉結(jié)點(diǎn)平面圖及拉結(jié)點(diǎn)做法詳圖；

（7）支撐體系監(jiān)測平面布置圖。

參考文獻(xiàn)：

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[6]建設(shè)部，建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則，建質(zhì)[2009]254號.

作者簡介：

鄒曉戎（1957-），男，江蘇省無錫人，高級工程師，主要研究方向?yàn)榉课萁ㄖ┕ぜ夹g(shù)。