高支模施工專項講座趙志剛第二講：模板支架的基本受力形式及受力分析趙志剛本講內容：一、模板支架的基本受力形式二、模板支架受力分析一、模板支架的基本受力形式（1）、軸心受壓與偏心受壓示意圖（2）、扣件鋼管支模架整架受力試驗用鋼管扣件搭設梁模板支架的加載試驗，底模下水平鋼管與立桿扣接，立桿偏心受壓。扣件鋼管模板支架試驗用傳感器在鋼管底下測力。（3）、扣件鋼管支模架整架試驗結論：1）、對模板支架而言，其承載力往往由扣件的抗滑承載力控制，而非由穩定承載力控制。設計模板支架時，應先驗算扣件的抗滑承載力是否滿足要求，其次復核穩定性是否滿足要求。2）、在扭力矩為時，舊扣件的單扣件橫桿在10.2~11kN時發生扣件滑移；雙扣件橫桿在17.5~19.3kN時發生扣件滑移。所以，單扣件抗滑設計承載力取8kN，雙扣件抗滑設計承載力取12kN，是可行的。3）、從試驗結果知，設掃地桿與剪刀撐后，支架仍為扣件滑移破壞，其承載力提高不多，但值得注意的是，增設掃地桿和剪刀撐后，支架立桿的有效壓力明顯降低了，說明支架的整體性得到提高，支架各部分參與工作的程度加深了。本試驗因條件限制未進行極限承載力試驗，但根據外腳手架試驗臨界荷載試驗，設掃地桿與剪刀撐后腳手架極限承載力提高較大，因此，鋼管排架支撐設置必要的掃地桿及剪刀撐有利于提高支架的整體穩定性，防止在混凝土輸送管的抖動下支架的整體失穩，增加安全儲備。

4）、雙扣件支模中間增設一道頂撐（立桿）時，扣件的滑移破壞首先發生在中間頂撐扣件處，說明立桿受力不均勻。說明目前施工單位習慣做法（梁下木楞順梁軸線放置）使多排立桿受力不均勻，這也是很多支架倒塌事故的原因之一。本次試驗中，中間立桿的壓力值明顯比另兩排立桿大，其值約為20％（即1.2倍）。當梁下立桿多于2排時應采取措施保證荷載均勻傳遞至立桿，設置多排立桿時應特別注意。梁下設置的立桿應相互拉結，形成整體，防止梁下立桿失穩引起整架坍塌。雙扣件支模時中間增設一道頂撐，扣件的滑移破壞首先發生在中間頂撐扣件處5)、單扣件下設掃地桿及剪刀撐與僅設掃地桿，承載力相同（在扣件發生滑移破壞時，兩種工況下支架承受的荷載比）。但增設了剪刀撐后，在相同的支架荷載下，立桿壓力降低了約2.6%。6)、雙扣件下設掃地桿、剪刀撐及中間增設頂撐拉結與未拉結梁下立桿荷載值對比（圖6）雙扣件下設掃地桿、剪刀撐及中間增設頂撐且拉結比頂撐未拉結情況承載力提高為7.4%（在扣件發生滑移破壞時，兩種工況下支架承受的荷載比）。但梁下立桿壓力僅增大約4.8％。二、模板支架受力分析（1）、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》對模板支架計算規定：

1)、模板支架立桿軸向力設計值不組合風荷載時：N=1.2∑NGk+1.4∑NQk

組合風荷載時：N=1.2∑NGk+0.85×1.4∑NQk式中∑NGk——模板支架自重、新澆砼自重與鋼筋自重標準值產生的軸向力總和；∑NQk——施工人員及施工設備荷載標準值、振搗砼時產生的荷載標準值產生的軸向力總和。

2)、模板支架立桿的計算長度l0l0=h+2a式中h——支架立桿的步距；

a——模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度。a值3)、對模板支架立桿的計算長度l0=h+2a的理解為保證扣件式鋼管模板支架的穩定性，規范中支架立桿的計算長度是借鑒英國標準《腳手架實施規范》（BS5975-82)的規定，即將立桿上部伸出段按懸臂考慮，這有利于限制施工現場任意增大伸出長度。若步高為1.8m，伸出長度為0.3m，則計算長度為l0=h+2a＝1.8+0.6=2.4m，其計算長度系數μ＝2.4/1.8=1.333，比目前通常取μ＝1的值提高33.3%，對保證支架穩定有利。（2）、扣件抗滑承載力的計算復核：

1)、施工單位應對進場的承重桿件、（2）、扣件抗滑承載力的計算復核：（2）、扣件抗滑承載力的計算復核：扣件鋼管支架的雙扣件抗滑試驗用鋼管扣件搭設模板支架，水平桿將荷載通過扣件傳給立桿。步高在1.8m以內時，其承載力主要由扣件的抗滑力決定。雙扣件抗滑試驗表明：扣件滑動：2t

扣件抗滑設計：1.2t（3）、扣件鋼管支模計算實例：預應力大梁1000*2650mm，27m跨。鋼管排架間距600*600mm1）荷載計算恒載砼1×2.65×2.4=6.36t/m鋼筋1×2.65×0.25=0.66t/m模板（1+2.51+2.51)×0.03=0.18t/m∑7.2t/m

活載

（1+1+1）×0.25=0.75t/m支撐設計荷載

7.2×1.2+0.75×1.4=9.69t/m2）按雙扣件抗滑設計梁下按每排5根鋼管，橫向間距@600，沿梁縱向鋼管排架間距亦@600。梁下每延米鋼管排架的承載力（按抗滑復核）5×1.75/0.6=14.58t/m＞9.69t/m(可）3)按規范給出的公式復核每根排架立桿的承載力

N=205×0.412×489=41301N=4.1t其中l0=h+2a=1600+2×200=2000

=l0/I=2000/15.8=127注：規范對模板支架給出的公式為將立桿頂步的步高作為計算長度的基準，當用可調托插入立桿頂時的受力狀況與計算條件吻合，將立桿伸出段a按懸臂考慮，故l0=h+2a（4）、對扣件鋼管高大支模架承載力計算的總結：1）位于支架底部或頂部插入可調托的立桿可以按軸心受壓桿穩定性計算，立桿伸出掃地桿下的長度和可調托伸出頂部水平桿的長度即為懸臂長度。在試驗量尚不足的情況下，可以按l0=h+2a計算。可調托托板離頂層水平桿的長度應限定在500mm以內。2）當采用依靠支架頂部水平桿與立桿的扣接傳力模式時，在支架步高小于1.8m的條件下，模板支架已轉化為由扣件抗滑力決定其承載力，因此，必須按扣件承載力規劃支架尺寸和驗算抗滑力。a值3)、高大支模架的支撐對象多為大截面梁，一般支架的步高為1.5～1.8m，常規的立桿縱距小于0.8m，橫距小于0.6m。若鋼管的截面為Ф48×3.0mm，架體高10m，步高1600mm，若根據浙江的規程試算，得出以下有意思的具有實用意義的兩點結論：①大尺寸混凝土構件支模排架的立桿頂部采用水平鋼管扣接立桿傳力時，其承載力是由扣件抗滑力決定的