高支模構(gòu)造設(shè)計(jì)及其穩(wěn)定性分析

馬少魁

摘? ? 要：高支模作業(yè)做為大空間建筑必不可少的施工措施已經(jīng)成為建筑工程常態(tài)，其安全和穩(wěn)定是施工安全和施工質(zhì)量的重要保障。本文依據(jù)實(shí)際工程，著重介紹高支模的構(gòu)造設(shè)計(jì)并對(duì)其穩(wěn)定性計(jì)算分析。

關(guān)鍵詞：高支模;構(gòu)造設(shè)計(jì);穩(wěn)定性

1? 前言

某實(shí)驗(yàn)樓工程長(zhǎng)209.5m，寬103.5m，地上建筑面積62870m2，地下建筑面積8770m2，總建筑面積71640m2，建筑高度為31.5m，建筑平面呈“日”字型對(duì)稱(chēng)。

為施工方便，將該工程分為A、B、A1、C、D、C1、E、E1、F等9個(gè)分區(qū)，其中涉及到高架支模部分為B、C、C1、F區(qū)。C、C1區(qū)模架支設(shè)形式完全相同，主要對(duì)B、C、F區(qū)高架支模作詳細(xì)分析。

2? 高支模參數(shù)

B區(qū)高支模面積有兩個(gè)區(qū)域，分別為10m×24m、7m×24m，板厚分別為140mm、120mm，梁截面尺寸有300mm×700mm、400mm×800mm、400mm×600mm，最大跨度10m、6m、6m，支架高度9.6m、9.5m、14.6m。

C區(qū)高架支模面積為16m×16m，板厚150mm，梁截面尺寸有400×1500mm、300mm×700mm，最大跨度10m，6m，支架高度14.75m，15.55m。

F區(qū)板厚150mm，梁截面尺寸有250mm×700mm、400mm×700mm、400mm×800mm，最大跨度8m，8m，8m，支架高度15m、15m、14.9m。

3? 總體設(shè)計(jì)

所有滿(mǎn)堂架體均采用鋼管扣件式腳手架。

立桿間距0.9m×0.9m，步距1.5m，底部距樓層面0.2m設(shè)置掃地桿;梁底架體頂部采用可調(diào)支托來(lái)頂緊上部鋼管主楞，可調(diào)支托支座伸入鋼管不小于250mm，露出高度不得大于150mm;立桿頂端設(shè)置縱橫向水平拉桿，并在最頂步距梁水平拉桿中間加設(shè)一道水平拉稈。

單元體四周設(shè)置豎向連續(xù)式剪刀撐，在其頂部、中部、底部加設(shè)水平剪刀撐。高支模區(qū)域架體外側(cè)四周采用連續(xù)式豎向剪刀撐，剪刀撐下部與樓面頂緊頂牢;單元體與單元體之間采用之字斜撐連接，單元體四周采用由下至上的連續(xù)式豎向剪刀撐，豎向剪刀撐的底部與樓板頂緊頂牢在高架支撐區(qū)域中間樓板層，相鄰結(jié)構(gòu)柱之間設(shè)置連接件與高架支撐模架系統(tǒng)相連接，樓板跨度小于7m板中間設(shè)置一道連墻件，樓板跨度在7m～10m之間的，在結(jié)構(gòu)柱之間設(shè)置兩道連墻件與高架支撐模架系統(tǒng)相連接。

在有框架柱的地方豎直方向設(shè)置連接點(diǎn)使架體與框架柱之間進(jìn)行可靠連接，采用鋼管抱柱，用鋼管與架體相連接。

3.1? 柱模板設(shè)計(jì)

柱子采用雙鋼管加固，采用￠48mm×2.8mm鋼管，螺栓上下間距450，距離樓面150開(kāi)始第一道螺栓。柱子拉絲桿采用M14國(guó)標(biāo)粗紋拉絲桿。柱子四角采用50×100方木加固。柱子全高加防滑螺帽。

3.2? 梁模板設(shè)計(jì)

本工程在最大截面400mm×1500mm梁下加設(shè)兩根立桿，梁寬小于等于300mm的不加設(shè)立桿，其余的梁下加設(shè)一跟立桿。

框梁模板均采用13mm厚膠合鏡面板，梁底、梁側(cè)的次楞采用50×100mm的方木，間距為200mm;梁側(cè)模板采用M14對(duì)拉螺栓進(jìn)行拉結(jié)加固，水平間距同主楞間距。

框梁底采用兩根立桿支撐，立桿頂部采用可調(diào)支托用來(lái)頂緊上部鋼管主楞，可調(diào)支托支座伸入鋼管不小于250mm，露出高度不得大于150mm，在最頂步距兩水平拉桿中間加設(shè)一道水平拉桿。

3.3? 板模板設(shè)計(jì)

模板均采用13mm厚膠合鏡面板，次楞順著建筑的縱向鋪設(shè)，采用50mm×100mm方木，間距為200mm;主楞順著建筑橫向鋪設(shè)，采用￠48mm×2.8mm鋼管，間距為900mm，下部采用可調(diào)支托插入鋼管頂端。在最頂步距水平桿中間加設(shè)一道水平桿，最頂步距為750mm。立桿下部采用雙扣件防止水平桿滑移。

4? 穩(wěn)定性計(jì)算

4.1? 板架體計(jì)算

以150mm板厚驗(yàn)算支撐穩(wěn)定性。支撐高度15.55m，立桿間距0.9m×0.9m，水平步距1.5m，伸出長(zhǎng)度a：0.5m，永久荷載：新澆砼自重24kN/m3，鋼筋自重1.1kN/m3，面板次楞自重0.3kN/m2，支架自重0.134kN/m;可變荷載：施工人員及設(shè)備荷載2.5kN/m2，振搗砼荷載2kN/m2。

（1）軸向力計(jì)算。按下列各式計(jì)算取最大值。

不組合風(fēng)荷載時(shí)：

N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQK=1.2×[0.134×15.55+（24×0.15+1.1×0.15+0.3）×0.9×0.9]+1.4×（2.5+2）×0.9×0.9=11.554kN

組合風(fēng)荷載時(shí)：

N=1.2（NG1k+NG2k）+0.9×1.4ΣNQk=1.2×[0.134×15.55+（24×0.15+1.1×0.15+0.3）×0.9×0.9]+ 0.9×1.4×（2.5+2）×0.9×0.9=11.045kN

立桿軸向力取上述較大值，N=11.554kN。

（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。立桿計(jì)算長(zhǎng)度L0=k1k2（h+2a），h：取1.5m;a：取0.5m;k1k2為計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，查表得，k1=1.167，k2=1.032，L0=k1k2（h+2a）=3.01m。

立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑i=1.6cm。

立桿截面面積A=3.98cm2。

鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f= 205N/mm2。

立桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：λ= L0/i=3.01/0.016=188.125。

查表得：軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)φ=0.203。

立桿的穩(wěn)定性須滿(mǎn)足下列計(jì)算公式：

σ=N/φA=11.554×103/0.203×3.98×102=143.001N/mm2 < f=205 N/mm2

立桿穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求！

4.2? 梁架體計(jì)算

以截面尺寸為400×800mm梁模板架體受力模型驗(yàn)算支撐穩(wěn)定性。支撐高度14.9m，立桿梁跨度方向間距l(xiāng)a 0.9m，水平步距1.5m，伸出長(zhǎng)度a0.5m，永久荷載：新澆砼自重24kN/m3，鋼筋自重1.5kN/m3，面板次楞自重0.3kN/m2，支架自重0.111kN/m;可變荷載：施工人員及設(shè)備荷載1kN/m2，傾倒砼荷載4kN/m2，振搗砼對(duì)梁底荷載2kN/m2，對(duì)梁側(cè)荷載4kN/m2。

（1）立桿軸心壓力設(shè)計(jì)值N計(jì)算。

上部梁傳遞的最大荷載設(shè)計(jì)值：5.369kN。

立桿承受支架自重：1.2×14.9×0.111=1.985kN。

立桿軸心壓力設(shè)計(jì)值N：5.369+1.985=7.354kN。

（2）立桿穩(wěn)定性計(jì)算。

立桿計(jì)算長(zhǎng)度L0=k1k2（h+2a），h：取0.75m;a：取0.5m;k1k2為計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，查表得，k1=1.243，k2=1.043，L0=k1k2（h+2a）=2.27m。

立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑i=1.6cm。

立桿截面面積A=3.98cm2。

立桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：λ=Lo/i=2.27/0.016=142。

軸心受壓立桿穩(wěn)定系數(shù)φ=0.34。

σ=N/φA=7.354×103/0.34×3.98×102=54.345N/mm2

立桿穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求！

5? 總結(jié)

該工程高支模分項(xiàng)工程施工前制定了專(zhuān)項(xiàng)方案和監(jiān)控應(yīng)急預(yù)案，通過(guò)了專(zhuān)家論證，施工期間架體未出現(xiàn)問(wèn)題，證明了架體安全、穩(wěn)定、可靠，滿(mǎn)足施工要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ 130—2011.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50009—2012.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3] JGJ 162—2008.建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].