梁板式楼面结构模板支架设计施工中应注意的问题

梁板式楼面结构模板支架设计施工中应注意的问题扣件式钢管具有拆装灵活、搬运方便、通用性强、价格便宜等特点，在建筑施工用脚手架和模板支撑中被广泛采用。在以扣件式钢管作为梁板式楼面结构模板支架的设计施工中，有两个问题常被忽视，存在安全隐患，应引起施工技术人员的重视。一、梁模板支架的不同构造与梁边楼板荷载作用效应的关系扣件式钢管现浇楼面结构模板支架设计施工中，常见的构造形式有以下两种：a、梁边两侧立杆伸至楼板底的做法，见图1ab、梁边立杆不伸至楼板底的做法，见图1b分析两种不同的模板支架构造，可以看出：1、两种不同构造模板支架的传力路线是不同的。图1a所示的模板支架构造形式，反映梁边楼板荷载直接传递给梁边立杆（因梁侧模板竖楞承担的梁边楼板荷载很小，故忽略不计）；图1b反映梁边楼板荷载的传递路线为，梁边楼板荷载→梁侧模板竖楞→梁下钢管横楞→梁下纵向钢管→梁边立杆→立杆基础。由此可见，两种不同构造模板支架的传力路线是不同的。由于传力路线不同，模架的计算内容和结果均发生了变化。梁边两侧立杆伸至楼板底的做法构造简单、受力明确，梁边板的荷载直接由梁边立杆承担，计算中只需在计算立杆承载力时加入相应的荷载即可，梁边板的荷载只对梁边立杆承载力产生影响。但是，梁边立杆不伸至楼板底的做法侧不同，在计算梁下钢管横楞时就应考虑由梁侧模板竖楞传来的梁边楼板荷载，在这一传力路线情况下，梁边板的荷载将对梁下钢管横楞、纵向水平杆的抗弯承载力和梁两侧立杆及其扣件抗滑承载力等产生不利影响。2、楼板模板支架钢管横楞的计算跨度不同。当梁边两侧立杆伸至楼板底时，板的钢管横楞的计算跨度为梁边立杆至板的模板支架立杆的距离Lb，（即l0=Lb）;当梁边立杆不伸至楼板底时，板的钢管横楞的计算跨度为梁边立杆至板的模板支架立杆的距离Lb＋两侧钢管竖楞至梁边立杆的距离La,(即l0=Lb+La)。因此，当采用图1b.的构造时，板下钢管横楞的抗弯、扣件抗滑承载力验算应以l0=Lb+La作为计算跨度。在实际工作中，往往未能注意这种构造上的差别对模板支架承载力的影响。在设计方面，存在计算简图与绘制的施工图构造不符、模板施工图绘制粗糙，构造不明等问题，缺乏指导施工的作用。施工方面存在着作业人员随意搭设，做法不一，实际搭设的模板支架构造与设计不符，甚至两种构造做法在同一模架并存等问题，使模架施工质量和安全难以保证。二、梁与梁相交部位模板支架立杆的荷载叠加问题在混凝土楼面结构中，常有梁与梁相交的情况，如肋形楼盖中的主次梁相交、井式楼盖中x、y两方向梁的相交等。相交的形式有“╋”和“T”形等（如图2）。对于上述结构的模板支架设计，目前常见的做法是，对相交的两根梁分别进行支架设计计算，然后根据计算结果并适当协调相互间的尺寸关系，分别进行立杆布置（如图3）。仔细分析图3可以看出:在梁的相交部位出现了纵横两根梁的模板支架边立杆合用的情况，使该部位的立杆数量比计算少了约一半，即图中阴影区域所示的四根立杆实际承受的荷载将大大超过计算荷载。但这一现象未引起设计和施工人员的重视，目前常用的模板设计软件和参考书籍亦也未能注意这一问题。现就这一问题举例讨论：某一工程井式楼盖，主次梁断面尺寸均为300×900mm，现浇板厚为120mm，模板支架搭设高度为20.0m，立杆的步距h=1.50m，立杆纵横向间距为900mm，采用48×3.0mm钢管。1．基本尺寸：主梁断面尺寸：梁宽Bz=300；梁高Hz=900。次梁断面尺寸：梁宽Bc=300；梁高Hc=900。现浇板厚：Hb=120主梁立杆横向间距：Llx=900；主梁立杆纵向间距：Lby=900.次梁立杆横向间距：Lly=900；次梁立杆纵向间距：Lbx=900.主、次梁下小横杆间距为300.现浇板模架立杆纵、横间距为：Lbx=Lby=900；2．荷载计算：2.1恒载计算：钢筋及混凝土自重取：25KN/m3；模板自重取0.35KN/m2；考虑到纵横向钢管、扣件自重荷载较轻，在此忽略不计。主次梁钢筋及混凝土自重：Pl=[Bz×Hz×Hy+Bc×Hc×（Hx-Bz）]*25KN/M3=[0.3×0.9×1.8+0.3×0.9×（1.8-0.3）]×25KN/M3=22.28KN主次梁模板自重：Plm=[(Bz+2×Hz)×Hy+(Bc+2×Hc)×（Hx-Bz）]*0.35/m2=[(0.3+2×0.9)×1.8+(0.3+2×0.9)×（1.8-0.3）]×0.35=2.43KN现浇板钢筋及混凝土自重：Pb=[（Hx-Bz)×(Hy-Bc)]×Hb*25KN/M3=[(1.8-0.3)×(1.8-0.3)]×0.12×25KN/M3=6.75KN现浇板模板自重：Pbm=[(Hx-Bz)×(Hy-Bc)]*0.35=[(1.8-0.3)×(1.8-0.3)]×0.35=0.79KN恒荷载合计：P恒=1.2×(Pz+Plm+Pb+Pbm)=1.2×(22.28+2.43+6.75+0.79)=1.2×32.25=38.70KN2.2活荷载计算：振捣砼产生的荷载标准值为：2KN/m2；施工人员及设备荷载标准值为：1KN/M2。P活=1.4×1.8×1.8×(2+1)=1.4×9.72KN=13.61KN2.3梁与梁相交部位模板支架承受的荷载总值：P总=38.70+13.61=52.31KN2.4梁与梁相交部位立杆与梁底纵向水平杆连接扣件承担的荷载(即梁底纵向水平杆的支座反力)：如梁底不增加立杆：N1=P总/4=52.31/4=13.08KN2.5脚手架钢管的自重：N2=1.2×0.129×20.000=3.10kN2.6梁与梁相交部位每根立杆承担的荷载:N0=P总/4+N2=13.08+3.10=16.18KN3．采用PKPM软件计算梁模板支架承受的荷载（梁板断面尺寸、高度等参数同上）：3.1纵向水平杆的最大支座反力：N1P=8.19kN3.2脚手架钢管的自重：N2P=1.2×0.129×20.000=3.10kN3.3立杆的轴向力设计值（不考虑风荷载的影响）N0P=8.19+3.10=11.29kN4两种计算结果比较：4.1立杆与梁底纵向水平杆连接扣件承担的荷载N1差=N1-N1P=(13.08-8.19)/8.19=4.89/8.19=59.7%4.2立杆的轴向力设计值N0差=N0-N0P=(16.18-11.29)/11.29=4.89/11.29=43.32%5讨论：5.1梁与梁相交部位模板支架设计中，目前常见的按照单梁计算结果和重复使用立杆的布置方式进行支架杆件布置（如图3所示），存在荷载叠加问题；5.2在梁与梁相交部位，直接按照单梁计算结果布置模板支架杆件，并重复使用立杆的做法是相当危险的；5.3应特别注意梁底纵向水平杆与立杆连接扣件的抗滑承载力问题；三、结论1．应重视模架施工图的设计，并按照模架构造绘制计算简图进行计算，必要时可吸收经验丰富的技术工人参加方案的编制工作，避免在未弄清模板构造的情况下盲目计算