扣件式钢管模板支架计算与安全性设计

扣件式钢管模板支架计算与安全性设计

摘要：在江苏各地区的各种民用建筑中，支模方式基本采用了扣件式钢管模板支架，该支模方式具有搭设方便、传力明确、适用性强等优点，从而得到了普及使用。同时由于不少施工企业对模板支架的传力特点、受力方式了解不深入，对模板支架计算不重视，导致模板支架在使用中被破坏而产生质量事故。

关键词：模板支架的构配件；模板支架的荷载；模板支架计算；安全性设计

Abstract: in the Jiangsu area all over the world all kinds of civil building, the basic mode branch way the fastener type steel tube template stents, this mode branch way has the convenient, power transmission set clear and wide applicability etc, thus getting popular use. At the same time because a lot of construction enterprise for the template of the power transmission characteristics, stent force further understanding of the way, for the template stents not value calculation, cause template stent in use was damaged in and produce quality accident.

Keywords: template in support of fittings; Template in support of load; Template stents computing; Security design

中图分类号: TU731.2文献标识码：B文章编号：T2012-02（03）8036

1模板支架的构配件

1.1钢管

最常用的为Φ48×3.5普通钢管，采用普通碳素结构钢Q235。另外还有Φ51×3.0普通钢管及Φ48×2.5低合金钢管。规范规定模板支架用钢管严禁打孔。

1.2扣件

有钢管冲压制作和可锻铸铁制作的扣件。用于搭设模板支撑架的扣件为可锻铸铁扣件。规范要求扣件在扣件螺栓拧紧力矩达65N·m时不得发生破坏。

2模板支架的荷载与计算

模板支架的荷载主要包括：恒荷载（模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重），活荷载（施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载）

2.1模板支架的计算

立杆的稳定性计算如下：

不组合风荷载时N/φA≤f

组合风荷载时 N/φA+Mw/W≤f

式中N——计算立杆段的轴向力设计值。

不组合风荷载时N=1.2∑NGK+1.4∑NQK

组合风荷载时N=1.2∑NGK+0.85×1.4∑NQK

式中 ∑NGK——恒载标准值产生的轴向力总和；

∑NQK——活载标准值产生的轴向力总和；

φ——轴心受压稳定系数。

Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯距；

W——截面模量；

f——钢材的抗压强度设计值。

2.2扣件抗滑承载力

扣件螺栓拧紧力矩值在40～50N·m之间。R≤RC

式中 RC——抗滑承载力设计值。试验表明对接扣件（抗滑）承载力可取3.2kN,直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力可取8.0kN。

2.3模板支架水平杆计算

强度计算σ=M/W≤f

M=1.2MGK+1.4∑MQK

式中 MGK——恒载自重标准值产生的弯距；

MQK——活载标准值产生的弯距。

挠度计算 V≤[V]

式中 [V]——允许挠度。

2.4模板支架立杆地基承载力计算

P≤fg

式中 P=N/A(立杆基础底面的平均压力)；

N——传至基础顶面的轴向力设计值；

A——基础底面面积。

fg——地基承载力设计值；

fg＝kc·fgk

式中kc——地基承载力调整系数；

fgk——地基承载力标准值。

3模板支架的主要构造

（1）立杆底部应设置底座和垫板。

（2）必须设置纵横向扫地杆。

（3）模板支架底层步距应≯2m。

（4）立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。立杆上对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离宜≮500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距1/3。搭接长度应≮1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离应≮100mm。

（5）立杆2m高度的垂直允许偏差为15mm。

（6）设在支架立杆根部的可调底座，当其伸出长度超过300mm时，应采用可靠措施固定。

（7）当梁模板支架立杆采用单根立杆时，立杆应设在梁模板中心线处，其偏心距应≯25mm。

（8）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

由底层至顶连续设置。

（9）高于4m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。

4模板支架的主要传力类型及安全性分析

模板支架顶部水平钢管传力是目前民用建筑最普遍的立模方式。由梁或板等水平构件自重和施工荷载通过模板下木枋将荷载传至水平钢管，水平钢管又通过与立杆的直角扣件将荷载传至立杆。这种模板支架的承载力由两个因素决定，第一：立杆在偏心荷载下的稳定承载力。第二：模板支架顶部水平钢管与立杆间直角扣件的抗滑力。在这种立模方式中，扣件抗滑起到决定性作用。

有试验表明两只旋转扣件作钢管搭接接长最大承载力2.63t，在相同条件下用对接扣件作对接接长最大承载力为8.27t，为搭接2.14倍，因此规范规定优先采用立杆钢管对接接长方式，但在顶部立杆用单直角扣件扣接下一部水平钢管上作高度调整时，立杆的承载力取决于单扣件抗滑力。

在支模高度超过30m时为保证支架稳定性，在支架下部可搭设成双立杆形式。试验表明其承载力可提高16.5%，荷载向下传至第三步时主立柱承受的荷载降为60%，经七部传递后主副立柱各承受50%。扫地杆和梁下横向水平杆的设置能显著提高立柱承载力。试验表明设置纵横向扫地杆可使模板支架承载力提高5.24%，在立柱与纵向水平杆的相交处间隔设置横向水平杆和不设扫地杆，使立柱承载力能力降低11.1%，因此大梁下的支架的每步横向水平钢管和底部扫地杆都是必须设置的。钢管支架设置必要的剪刀撑有利于整体稳定性，特别是超大梁的重载支模，试验表明支撑体系能够提高立柱的极限承载力约17%。另外支架下地基变形对支架的影响是不可忽略的，其易产生立柱的局部失稳导致突发性整体倒塌事故，因此对地基验算是必须的。

以上是有关模板支架安全性设计及注意事项，从近年来发生的模板支架倒塌事故来看，模板支架的安全性设计是十分重要的，对此应引起足够重视。

参考文献

[1]浙江大学.建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程.杭州:浙江大学出版社，2006-12-01

[2]薛惠敏.超高模板支架专项计算与实例.北京:中国建筑工业出版社，2010

[3]秦桂娟.建筑工程模板设计实例与安装. 北京:中国建筑工业出版社,2010

王玉良（1975.11—），男，工程师。毕业于南方冶金学院城镇建设专业，现江苏省农业科学研究院从事工程项目管理工作。发表专业学术论文3篇。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。