建筑工程模板支撐系統計算的探討

佟延飛

【摘要】模板支撐是建筑工程重大傷亡事故的多發領域，大層高、大跨度的樓蓋模板支撐由于作業面大、施工人員多，如果模板支撐系統發生破壞時，往往造成較大的傷亡事故。本文將探討建筑工程模板支撐系統的計算問題。

【關鍵詞】建筑工程；模板支撐系統；穩定性；計算

1、模板支撐系統的重要性

建筑工程中梁板等水平構件的模板由面板、次梁、主梁及支撐系統組成，柱及剪力墻等豎向構件的模板由面板、次梁、主梁及對拉螺栓組成，其中對拉螺栓與支撐系統的作用基本一致，都是為主梁提供支撐，但重要性卻不一樣，如果對拉螺栓產生破壞只能造成工程質量事故，但支撐系統破壞不僅造成工程質量事故還將造成嚴重的人身傷亡的安全事故，

根據建設部建質[2009]87號關于印發《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的通知，搭設高度5m及以上；搭設跨度10m及以上；施工總荷載10kN/m2及以上；集中線荷載15kN/m及以上的模板支撐體系，屬于危險性較大的分部分項工程，應編制專項方案并由施工單位技術部門組織本單位施工技術、安全、質量等部門的專業技術人員進行審核。經審核合格的，由施工單位技術負責人簽字。實行施工總承包的，專項方案應當由總承包單位技術負責人及相關專業承包單位技術負責人簽字后報監理單位，由項目總監理工程師審核簽字。對于搭設高度8m及以上；搭設跨度18m及以上，施工總荷載15kN/m2及以上；集中線荷載20kN/m及以上的模板支撐體系屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，專項方案應當由施工單位組織召開專家論證會。實行施工總承包的，由施工總承包單位組織召開專家論證會。

現在許多施工企業的項目技術負責人沒有從根本上重視模板支撐系統的重要性，專項方案流于形式，沒有結合工程的具體情況和特殊性進行編制，完全照搬照抄，很多監理人員不具備專業技術水平，根本看不懂專項方案，對計算過程和結果不了解。

2、模板支撐系統的計算

2.1 荷載取值

《混凝土結構工程施工規范》（GB 50666-2011）已于2012年8月1日實施，但現在大部分模板計算在荷載取值上仍然按《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162-2008）采用，雖然兩部規范都是現行規范，但荷載取值卻有很大差別，JGJ162-2008的4.1.2條第一款規定施工人員及設備荷載標準值，當計算模板和直接支承模板的小梁時，均布荷載可取2.5KN/m2，再用集中荷載2.5KN進行驗算，比較兩者所得的彎矩值取其大值；當計算直接支承小梁的主梁時，均布活荷載標準值可取1.5KN/m2；當計算支架立桿時，均布活荷載標準值可取1.0KN/m2。該條文是沿用《混凝土結構施工及驗收規范》（50204-92）規范，由于施工過程中不均勻堆載等施工荷載的不確定性，造成施工人員計算荷載的不確定性更大，加之局部荷載作用下荷載的擴散作用缺乏足夠的統計數據，在支架立桿設計中存在荷載取值偏小的不安全因素，在《混凝土結構工程施工規范》（GB 50666-2011）中規定施工人員及設備荷載標準值可按實際情況計算，且不應小于2.5KN/m2。經過傳遞測試試驗，在局部荷載作用的區域內的模板支架立桿承受了約90%的荷載，相鄰的立桿承擔相當少的荷載，受荷區外的立桿幾乎不受影響，綜上，計算模板和直接支承模板的小梁、直接支承小梁的主梁和計算支架立桿時采用相同的荷載取值2.5KN/m2是比較合理的。另外按照實施的時間先后也應當以《混凝土結構工程施工規范》（GB 50666-2011）為準，筆者建議荷載取值應按該規范執行。

2.2 模板支撐系統計算

模板計算要滿足強度、剛度及穩定性，其中模板面板及次梁的計算由剛度條件控制，即變形控制為主，完全可以不考慮強度及穩定性問題，主梁及對拉螺栓則是由強度控制，而支撐系統則完全是由穩定性控制，這就是模板支撐系統計算的重點；

結論：

由此可見，模板支撐系統計算的重點就是立桿的穩定性，立桿的穩定性與其所取的計算長度 關系極大，計算長度與步距h、立桿自頂層水平桿中心線至頂撐頂面的長度a及立桿計算長度附加系數k密切相關，步距h越小越好，在模板高支撐體系中，立桿為多點支撐的連續壓桿，水平桿的功能是為立桿提供側向支撐，提高了支撐系統的整體穩定性，同時立桿伸出頂層水平桿的長度a越短越好，立桿計算長度附加系數k值體現了支撐高度的變化引起附加系數的變化，充分考慮高支撐架的不利因素。

參考文獻：

[1]《混凝土結構工程施工規范》（GB 50666-2011）.中國建筑工業出版社，2011.

[2]《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB 50204-92）.中國建筑工業出版社，1992.

[3]《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》建質[2009]87號.

[4]《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）.中國建筑工業出版社，2011.

[5]《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162-2008）.中國建筑工業出版社，2008.