高支模模板支架基本受力形式及受力分析PPT讲义

一、模板支架的基本受力形式
二、模板支架受力分析
三、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范相关内容

（3）、扣件钢管支模架整架试验 结论：
1）、 对模板支架而言，其承载力往往由扣件的抗滑承载力控制，而非由稳定承载力控制。设计模板支架时，应先验算扣件的抗滑承载力是否满足要求，其次复核稳定性是否满足要求。
2） 、在扭力矩为时，旧扣件的单扣件横杆在10.2~11kN时发生扣件滑移；双扣件横杆在17.5~19.3kN时发生扣件滑移。所以，单扣件抗滑设计承载力取8kN，双扣件抗滑设计承载力取12kN，是可行的。

3）、从试验结果知，设扫地杆与剪刀撑后，支架仍为扣件滑移破坏，其承载力提高不多，但值得注意的是，增设扫地杆和剪刀撑后，支架立杆的有效压力明显降低了，说明支架的整体性得到提高，支架各部分参与工作的程度加深了。本试验因条件限制未进行极限承载力试验，但根据外脚手架试验临界荷载试验，设扫地杆与剪刀撑后脚手架极限承载力提高较大，因此，钢管排架支撑设置必要的扫地杆及剪刀撑有利于提高支架的整体稳定性，防止在混凝土输送管的抖动下支架的整体失稳，增加安全储备。

4）、双扣件支模中间增设一道顶撑（立杆）时，扣件的滑移破坏首先发生在中间顶撑扣件处，说明立杆受力不均匀。说明目前施工单位习惯做法（梁下木楞顺梁轴线放置）使多排立杆受力不均匀，这也是很多支架倒塌事故的原因之一。本次试验中，中间立杆的压力值明显比另两排立杆大，其值约为20％（即1.2倍）。当梁下立杆多于2排时应采取措施保证荷载均匀传递至立杆，设置多排立杆时应特别注意。梁下设置的立杆应相互拉结，形成整体，防止梁下立杆失稳引起整架坍塌。

5)、单扣件下设扫地杆及剪刀撑与仅设扫地杆，承载力相同（在扣件发生滑移破坏时，两种工况下支架承受的荷载比）。但增设了剪刀撑后，在相同的支架荷载下，立杆压力降低了约2.6%。
6)、双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑拉结与未拉结梁下立杆荷载值对比（图6）双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑且拉结比顶撑未拉结情况承载力提高为7.4%（在扣件发生滑移破坏时，两种工况下支架承受的荷载比）。但梁下立杆压力仅增大约4.8 ％。

二、模板支架受力分析
（1）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》对模板支架计算规定：

1)、模板支架立杆轴向力设计值
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——模板支架自重、新浇砼自重与钢筋自重
标准值产生的轴向力总和；
∑NQk——施工人员及施工设备荷载标准值、振捣砼时产生的荷载标准值产生的轴向力总和。

2)、模板支架立杆的计算长度l0
l0=h+2a
式中 h——支架立杆的步距；
a——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度。

3)、对模板支架立杆的计算长度l0=h+2a的理解
为保证扣件式钢管模板支架的稳定性，规范中支架立杆的计算长度是借鉴英国标准《脚手架实施规范》（BS5975-82)的规定，即将立杆上部伸出段按悬臂考虑，这有利于限制施工现场任意增大伸出长度。若步高为1.8m，伸出长度为0.3m，则计算长度为l0=h+2a＝1.8+0.6=2.4m，其计算长度系数µ＝2.4/1.8=1.333，比目前通常取µ＝1的值提高33.3%，对保证支架稳定有利。

1）荷载计算
恒载
砼 1×2.65×2.4=6.36t/m
钢筋 1×2.65×0.25=0.66t/m
模板 （1+2.51+2.51) ×0.03=0.18t/m
∑7.2t/m

活载 （1+1+1）×0.25=0.75t/m
支撑设计荷载 7.2×1.2+0.75×1.4=9.69t/m
2）按双扣件抗滑设计
梁下按每排5根钢管，横向间距@600，沿梁纵向钢管排架间距亦@600。
梁下每延米钢管排架的承载力（按抗滑复核）
5×1.75/0.6=14.58t/m＞9.69t/m(可）

3)按规范给出的公式复核
每根排架立杆的承载力 N=205×0.412×489=41301N=4.1t
其中l0=h+2a=1600+2×200=2000 =l0/I=2000/15.8=127
注：规范对模板支架给出的公式为将立杆顶步的步高作为计算长度的基准，当用可调托插入立杆顶时的受力状况与计算条件吻合，将立杆伸出段a按悬臂考虑，故l0=h+2a

（4）、对扣件钢管高大支模架承载力计算的总结 ：
1）位于支架底部或顶部插入可调托的立杆可以按轴心受压杆稳定性计算，立杆伸出扫地杆下的长度和可调托伸出顶部水平杆的长度即为悬臂长度。在试验量尚不足的情况下，可以按 l0=h+2a 计算。可调托托板离顶层水平杆的长度应限定在500mm以内。
2）当采用依靠支架顶部水平杆与立杆的扣接传力模式时，在支架步高小于1.8m的条件下，模板支架已转化为由扣件抗滑力决定其承载力，因此，必须按扣件承载力规划支架尺寸和验算抗滑力。

3)、高大支模架的支撑对象多为大截面梁，一般支架的步高为1.5～1.8m，常规的立杆纵距小于0.8m，横距小于0.6m。若钢管的截面为Ф48×3.0mm，架体高10m，步高1600mm，若根据浙江的规程试算，得出以下有意思的具有实用意义的两点结论：
①大尺寸混凝土构件支模排架的立杆顶部采用水平钢管扣接立杆传力时，其承载力是由扣件抗滑力决定的；② 大尺寸混凝土构件支模排架的立杆顶部采用插入可调托传力时，一般将可调托提供给工人使用时，他们往往会充分利用可调托的最大调节范围，因此，此种工况其承载力是由顶层步高及可调托伸出水平杆的长度决定的。因此，适当调小“一顶一底”的步高和限定可调托伸出长度是特别重要的。

三、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范相关内容
本规范的主要技术内容是：
1.总则；2.术语和符号；3.构配件；4.荷载；5.设 计计算；6.构造要求；7.施工；8.检查与验收；9.安全管理。

1 总则
1.0.1 为在扣件式钢管脚手架设计与施工中贯彻执行国家安全生产的方针政策， 确保施工人员安全，做到技术先进、经济合理、安全适用，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于房屋建筑工程和市政工程等施工用落地式单、双排扣件式钢 管脚手架、满堂扣件式钢管脚手架、型钢悬挑扣件式钢管脚手架、满堂扣件式钢 管支撑架的设计、施工及验收 。

1.0.3 扣件式钢管脚手架施工前，应按本规范的规定对其结构构件与立杆地基承载力进行设计计算，并应编制专项施工方案。
1.0.4 扣件式钢管脚手架的设计、施工及验收，除应符合本规范的规定外，
尚应 符合国家现行有关标准
的规定。

2.1.2 支撑架 formwork support
为钢结构安装或浇筑混凝土构件等搭设的承力支架。
（一般指有一定承载能力的支架）

2.1.5 满堂扣件式钢管脚手架 fastener steel tube full hall scaffold
在纵、横方向，由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、 扣件等构成的脚手架。该架体顶部作业层施工荷载通过水平杆传递给立杆，顶部立杆呈偏心受压状态，简称满堂脚手架。
（一般指操作脚手架）

2.1.6 满堂扣件式钢管支撑架 fastener steel tube full hall formwork support
在纵、横方向，由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、 扣件等构成的承力支架。该架体顶部的钢结构安装等（同类工程）施工荷载通过 可调托撑轴心传力给立杆，顶部立杆呈轴心受压状态，简称满堂支撑架。
（一般用于大型构件吊装用的临时支撑架，模板工程的支架也适用）

2.1.9 扣件 coupler
采用螺栓紧固的扣接连接件为扣件；包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件。
2.1.10 防滑扣件 skid resistant coupler
根据抗滑要求增设的非连接用途扣件。

2.1.11 底座 base plate
设于立杆底部的垫座；包括固定底座、可调底座。
2.1.12 可调托撑 adjustable forkhead
插入立杆钢管顶部，可调节高度的顶撑。
2.1.13 水平杆 horizontal tube
脚手架中的水平杆件。沿脚手架纵向设置的水平杆为纵向水平杆；沿脚手 架横向设置的水平杆为横向水平杆。

2.1.14 扫地杆 bottom reinforcing tube
贴近楼地面设置，连接立杆根部的纵、横向水平杆件；包括纵向扫地杆、横 向扫地杆。
2.1.15 连墙件 tie member
将脚手架架体与建筑主体结构连接，能够传递拉力和压力的构件。
2.1.16 连墙件间距 spacing of tie member
脚手架相邻连墙件之间的距离，包括连墙件竖距、连墙件横距。

2.1.20 脚手架高度 scaffold height
自立杆底座下皮至架顶栏杆上皮之间的垂直距离。
2.1.21 脚手架长度 scaffold length
脚手架纵向两端立杆外皮间的水平距离。
2.1.22 脚手架宽度 scaffold width
脚手架横向两端立杆外皮之间的水平距离
单排脚手架为外立杆外皮至墙面 的距离。
2.1.23 步距 lift height
上下水平杆轴线间的距离。

2.1.24 立杆纵（跨）距 longitudinal spacing of upright tube
脚手架纵向相邻立杆之间的轴线距离。
2.1.25 立杆横距 transverse spacing of upright tube
脚手架横向相邻立杆之间的轴线距离，单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距离。
2.1.26 主节点main node
立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣接点。

3.1 钢管
3.1.1 脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793 或《低压流 体输送用焊接钢管》GB/T3091 中规定的 Q235 普通钢管；钢管的钢材质量应符 合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中 Q235 级钢的规定。

3.1.2 脚手架钢管宜采用 Φ48.3×3.6 钢管。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
（市场上有Φ48.3×2.7 ~Φ48.3×3.0，可以根据实际使用的钢管规格进行验算，一定要保证使用规格与方案验算的规格一致）

3.2 扣件
3.2.1 扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量和性能应符合现行国家标准《钢 管脚手架扣件》GB15831 的规定。采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其 质量符合该标准的规定后方可使用。
3.2.2 扣件在螺栓拧紧扭力矩达到 65N·m 时，不得发生破坏

3.3 脚手板
3.3.3 木脚手板材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》GB50005 中 IIa 级 材质的规定。脚手板厚度不应小于 50mm，两端宜各设置直径不小于 4mm 的镀锌钢丝箍两道。
3.3.4 竹脚手板宜采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板、竹笆板；竹串片脚手板应 符合现行行业标准《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ 164 的相关规定。

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