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1、钢管扣件式重荷高架模板支撑系统的安全质量管理 安徽三建工程有限公司武朝晖 主要内容 一 重荷高架支撑系统的概念 二 钢管扣件式模板支撑的理论和规范依据 三 钢管扣件式模板支撑系统的设计计算 四 钢管扣件式模板支撑系统的构造措施 五 方案的审核和现场施工管理 一 重荷高架支撑系统概念 重荷高架支撑系统的概念 危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法 建设部建质 2004 213号 第五条建筑施工企业应当组织专家组进行论证审查的工程 三 高大模板工程水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m 或跨度超过18m 施工总荷载大于10kN m2 或集中线荷载大于15kN m的模板支撑系统 1 支
2、撑系统高度超过8m2 跨度超过18m3 施工总荷载大于10kN m2对于200mm厚板 静荷载设计值q1 25 0 2 1 2 0 3 1 2 6 36kN m2活荷载设计值q2 2 1 1 4 4 2kN m2施工总荷载设计值q q1 q2 10 56kN m24 集中线荷载大于15kN m的模板支撑系统 以300 1400梁为例 静荷载设计值q1 25 0 3 1 4 1 2 0 5 1 2 13 2kN m活荷载设计值q2 2 1 0 3 1 4 1 26kN m施工总荷载设计值q q1 q2 14 46kN m附加的板荷载未计 模架的自重均未考虑 实际操作中应根据具体的梁板尺寸 模架高
3、度等具体分析 灵活掌握 二 扣件式模板支撑的理论和规范依据 1 建筑施工模板安全技术规范 JGJ126 2008 2 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 3 危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法 建设部建质 2004 213号 4 地方标准和规定 如合肥市合建质安 2008 08号 关于加强合肥市高大模板支撑工程质量安全管理的实施意见 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 该行业标准主要适用于高度50米以下的落地式 底撑式 钢管外脚手架 对于模板支撑系统只能说是 兼顾 标准正文部分共计九章188条 其
4、中专门针对模板支撑系统的相关条款仅有五条 模板支架计算三条 构造二条 该标准自身存在较多问题和缺陷 实际应用中不能死扳硬套 这一点对于安全管理从业人员要引起足够的警惕 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 存在问题简述 1 条文引用混乱 出之无据 如 5 6 1 荷载 与5 6 3 变形及抗倾覆计算 要求符合GB50204的规定 而实际上GB50204没有规定 实际设计计算中应采用现行国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009 以及JGJ130第4章 荷载 的有关规定 2 计算公式适用条件不明确 甚至导致计算错误 如 5 6 2条第2款 模板支架立杆的计算
5、长度l0应按下式计算 l0 h 2a 5 2 2 3 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 这一条包括后面的条文说明都没有说清楚这个公式的适用条件 l0 h 2a这个公式仅适用于采用顶撑方式支模的计算 对于合肥地区常见的扣结式支模不适用 对于合肥地区常见的扣结式支模l0 k h 即JGJ130 2001中第5 3 3条的公式 3 计算参数不明确 导致无法计算 如 对于合肥地区常见的扣结式支模l0 k h 即JGJ130 2001中第5 3 3条的公式 问题 规范中 的取值只有外架 体现了JGJ130注重于外架 对模板支撑考虑不周 建筑施工扣件式钢管
6、脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 5 6 3模板支架立杆的压缩变形值与在自重和风荷载作用下的抗倾覆计算应符合现行国家标准 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 的有关规定 这一条与5 6 1条有同样的问题 GB50204中并没有关于 模板支架立杆的压缩变形值 以及 在自重和风荷载作用下的抗倾覆计算 的有关规定 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 2002年版 小结一下JGJ130的三条 4款 设计计算条款 5 6 1与5 6 3要求符合GB50204的规定 而实际上GB50204没有规定 5 6 2的第1款在荷载效应组合上存在疑问 参看
7、 建筑结构荷载规范 第3 2 4和3 2 5条 也可以参看 建筑安全 2007年05期 对现行 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 相关问题的探讨 5 6 2第2款规定的计算公式只适用于顶撑支模 对于扣结支模的计算 没有提到 即使套用第5 3 3的计算公式 也存在着所给系数只适用于外架 不适用于模板支撑的问题 可以说 规范自身即存在着严重的安全隐患 JGJ130规范中针对模板支撑的构造要求 6 8模板支架 6 8 1模板支架立杆的构造 共4款 6 8 2满堂模板支架的剪刀撑设置 共3款 上述构造条款均不同程度存在一定问题 实际使用中应针对具体工程对象 区别对待 这绝对不是危言耸听 中国建设报
8、 2007年1月16日第三版有一篇文章 让基础理论 支牢 模架 模架事故源头初探 模架事故不只是某一企业或某一责任人的问题 钢管扣件不达标是我们看得见的 容易把握到的 而钢管扣件引起的误差或许只有百分之几 理论上的失误将可能带来更严重的失误 这点更值得人们关注 笔者以为 极易被人们忽视的理论上的误差才是模架坍塌事故的 元凶 关于印发 模板支撑失稳倒塌事故分析研讨会会议纪要 的通知 建质安函 2006 149号 一是施工现场管理不到位 二是模板支撑搭设不规范 三是模板支撑荷载计算错误或考虑不周 四是钢管和扣件的质量低劣 五是安全技术规范有待完善 目前 建筑施工模板工程安全技术规范 沈阳建筑大学土
9、木工程学院主编 尚未出台 现有标准规范中仅有 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 在5 6节和6 8节中涉及有关模板支撑体系的计算与构造要求的条文 但没有关于荷载取值和荷载组合计算等条款 对模板支撑体系的构造规定不明确 应对措施 一是严格执行 危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法 二是抓紧颁布 建筑模板工程安全技术规范 三是加大对高大模板施工的监管力度 建设部工程质量安全监督与行业发展司 建筑施工模板安全技术规范 JGJ126 2008 基本内容和章节 1 总则 2 术语 符号 3 材料选用 4 荷载及变形值的规定 5 设计 6 模板构造与安装 7 模
10、板拆除 8 安全管理附录A B C D 建筑施工模板安全技术规范 JGJ126 2008 1 涉及的范围较广 大模板 滑模 爬模 飞模 台模 隧道模 门架 桁架支模 2 涉及的模板材料种类更加完善 木支撑 工具式支撑 桁架支撑 钢管支撑 铝合金材料等 3 设计计算上的要求更加细致 完善 4 强制性条文的内容和要求更加具体 细致 且主要体现在对支撑架体的构造要求上 5 构造要求更加详实 具体 JGJ126 2008与JGJ130 2001在模板支撑架方面的主要区别 一 荷载和荷载组合上的区别 1 荷载 JGJ126明确了恒载 模板及支架 混凝土 钢筋等 活载 施工活荷 振捣荷载 风荷载 n 10
11、 JGJ130中n 50 0 7系数 2 荷载组合 首次明确结构重要性系数 0 0 9 模板支架的荷载组合如下表 删减 JGJ126 2008与JGJ130 2001在模板支撑架方面的主要区别 二 设计 计算上的区别 1 强条 5 1 6模板结构构件的长细比应符合下列规定 受压构件长细比 支架立柱及桁架 不应大于150 拉条 缀条 斜撑等连系构件 不应大于200 受拉构件长细比 钢杆件 不应大于350 木杆件 不应大于250 释义 48 3 0的钢管 立杆的截面回转半径i 1 60cm 按照l0 i 150计算 立杆最大计算长度为2400mm 按照l0 i 200计算 钢管连系构件最大计算长度
12、为3200mm JGJ126 2008与JGJ130 2001在模板支撑架方面的主要区别 2 立杆计算长度和步距上的区别 JGJ126中5 2 5第3条 立柱 计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距 最大步距不得大于1 8米 原JGJ130的规定 l0 k h l0 h 2a JGJ126 2008与JGJ130 2001在模板支撑架方面的主要区别 三 构造和安装方面 1 层间高度大于5米 桁架或钢管立柱支模 层间高度小于等于5米 可采用木立柱支模 2 强条 6 1 9 详P52 1 梁板的支撑立杆间距要成模数 2 钢木立杆底部垫木 上部限制悬臂长度和偏心距 3 扫地杆 纵下横上 纵横向水平拉杆
13、 小于设计步距 8 20米架体 最顶一步加设一道纵横向水平拉杆 20米以上架体 最顶两步加设一道纵横向水平拉杆 4 对扫地杆和纵横拉杆的构造要求 对接 JGJ126 2008与JGJ130 2001在模板支撑架方面的主要区别 三 构造和安装方面 3 强条 6 2 4 P54 56 1 钢管 扣件 垫板的要求 2 高低跨处的处理 3 立杆严禁搭接 必须错开对接 实际执行困难 4 严禁上下立杆通过水平杆转接 实际施工中常见的问题 5 剪刀撑的设置原则 外侧连续 间隔10米 宽度4 6米 顶部 底部以水平剪刀撑封闭 8 20米高 在竖向剪刀撑中间增加之字斜撑 中部增加一道水平剪刀撑 超过20米高 所
14、有之字斜撑改为连续式剪刀撑 6 与柱的拉结 水平间距6 9米 竖向间距2 3米 8米以下架体的剪刀撑设置 外侧连续 间隔10米 宽度4 6米 顶部 底部以水平剪刀撑封闭 外侧连续 间隔10米 间隔10米 间隔10米 间隔10米 宽度4 6米 宽度4 6米 顶底封闭 8米 20米架体的剪刀撑设置 在竖向剪刀撑中间增加之字斜撑 中部增加一道水平剪刀撑 超过20米高 所有之字斜撑改为连续式剪刀撑 三 扣件式模板支撑系统的设计 计算 一 扣件式模板支撑系统的方案设计 良好的架体方案设计比计算书更重要 主要内容 结构概况 模架支设设计 必要的附图 方案设计的主要内容 1 相关的结构概况 板厚 梁截面 模
15、架高度 周边结构概况等 对于不同的板厚 梁截面 支模高度要分别叙述清楚 附以必要的结构平面和剖面图 扣件式模板支撑系统的方案设计 2 模架的支设参数 这是方案的核心内容 也是指导施工的关键 一般采取梁板分别设计的方法 内容包括 板下满堂架的立杆间距 步距 板底承力横杆的间距 抗滑扣件的数量 木方及胶板参数等 梁下立杆在垂直于梁跨度方向的根数 间距 沿梁跨度方向的间距 步距 梁底小横杆间距 抗滑扣件的数量以及梁底木方及胶板参数等 3 模板支撑系统的详图板底满堂架的立杆平面布置图 梁的支设详图等 架体设计平面图 不能以软件中的计算简图或示意图代替 二 扣件式模板支撑系统的计算 目前国内对于模板支撑
16、架计算的简况 对于模板 高 支撑设计计算 由于具有空间整体受力情况复杂 搭设高度大 荷载大 且施工过程中存在不均匀受荷等情况 最理想的计算方法是将整体扣件式钢管架作为三维空间桁架结构 考虑不同的施工工况和荷载的最不利组合后 用结构有限元软件对整体桁架的强度 刚度和稳定性进行验算 但是由于国内目前对扣件式钢管架作为三维空间桁架结构的研究还很不充分 计算模型与实际的拟合度较差 在国内目前依然采用以分项系数法为主的概率极限状态设计方法 实际施工方案一般采取 两架计算分离 共同工作 的设计思路 即梁底支撑架按单独支承梁荷载计算 考虑梁底支撑架承担的部分现浇板荷载 不考虑满堂架对梁的荷载分担 满堂架作为楼板的模板支撑架承担现浇板荷载并对整个支撑系统提供整体性连接和刚度支持 扣件式模板支撑系统的计算要点 计算是对前面设计的复核和验算 计算必须与前面的设计内容相吻合 所取的各项参数必须与设计内容相一致 对于不同板厚的板下满堂架 如架体参数 主要是立杆间距 不一致 应分别计算 对于不同截面高度的梁 如果支设方法是一致的 可以只计算梁高最高的 如果支设方法有变化 应针对不同的支设方法分别计算 对于不同截
