樓衛(wèi)杰

(浙江東陽建工集團(tuán)有限公司,浙江 東陽322100)

1、工程概況

某工程主體為東西走向,東西長約77米,南北約56米；平面較為規(guī)則,為矩形組合體；北側(cè)為廚房后勤,南側(cè)為餐廳,以7.8X7.8米位基本柱網(wǎng),餐廳部分柱網(wǎng)為15.6×7.8米；建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級;設(shè)計(jì)使用年限為50年；采用鋼筋混凝土雙向框架結(jié)構(gòu)。食堂部分南面跨度較大處(柱距為15.6)擬采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力大梁,減小梁的撓度；樓屋蓋體系：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁板結(jié)構(gòu)。其施工方法簡便，鋼管可與外手架統(tǒng)用，可降低成本，只要經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算并合理搭設(shè)，其安全性是有保障的。

2、滿堂模板腳手架整體穩(wěn)定性計(jì)算

2.1 腳手架鋼管材質(zhì)問題

《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ-130）規(guī)定：鋼管應(yīng)采用國標(biāo)《直縫電焊鋼管》（GB/T13793）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3092）中規(guī)定的3號普通鋼管，其質(zhì)量應(yīng)符合國標(biāo)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）中Q235-A級鋼，外徑為為48mm的鋼管，壁厚為3.5mm。

當(dāng)前市場上供應(yīng)的一些腳手架管材，不僅材質(zhì)上存在不少少問題，就拿管格規(guī)格上，漏洞也很大。設(shè)計(jì)要求的規(guī)格Φ48×3.5mm，規(guī)范允放管壁厚度誤差為-0.5mm，生產(chǎn)廠家就鉆這誤差的空子，直接生產(chǎn)Φ48×3.0mm的管子，因?yàn)槭袌錾腺I腳手管材以業(yè)為單位進(jìn)行計(jì)價(jià)，壁厚減薄0.5mm，原每噸管材260m，現(xiàn)在每噸為300m，無形之中，他就多贏利15.4%，可軸向抗壓強(qiáng)度卻下降了12%。

當(dāng)Φ48×3.5mm變?yōu)棣?8×2.5mm時(shí)，管材長度增加到每噸357m，約增加37%，但強(qiáng)度卻下降24%。

如舊有管材，銹蝕很嚴(yán)重，達(dá)1mm，則管材從Φ48×3.5mm變?yōu)棣?6×2.5mm，其強(qiáng)度下降達(dá)33.7%。

規(guī)范規(guī)定，管子直徑允許偏差0.5mm，壁厚允許差距-0.5mm，如二者同時(shí)存在，則Φ48×3.5mm變?yōu)棣?7.5×3.0mm，管材長度從260m/t變?yōu)?04m/t，長度約增加17%，強(qiáng)度約降低14.8%。

幾點(diǎn)建議：

（1）管子壁厚標(biāo)準(zhǔn)值3.5mm，規(guī)范規(guī)定允許偏差為-0.5mm，截面減少13.3%，軸向抗壓強(qiáng)度減少12%，降低值太大，允許偏差建議改為-0，+0.5mm，否則設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，截面積按標(biāo)準(zhǔn)值乘以0.85的折減系數(shù)，以策安全。（2）腳手架管材的銷售應(yīng)以重量每噸計(jì)價(jià)，廢除以每米長度計(jì)價(jià)。

2.2 扣件的質(zhì)量問題

扣件的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到腳手架和滿堂模架的安全。規(guī)范要求扣件應(yīng)用可鍛鑄鐵制作，材質(zhì)應(yīng)符合國標(biāo)《鋼管腳手架扣件》（GB-158313）的規(guī)定。

據(jù)有關(guān)部門多年抽樣檢查發(fā)現(xiàn)市場上供應(yīng)的扣件質(zhì)量合格率較低，一些小廠生間的扣件合格率甚至達(dá)0%。這是一個(gè)很大的安全隱患。另外，一個(gè)扣件能否達(dá)到要求的設(shè)計(jì)值，還有一些不定因素，例如：

（1）扣件螺栓擰緊力矩是否能滿足≥40Nm，≤65Nm，以避免對松、過緊問題。（2）重復(fù)使用的扣件，如有裂縫、變形、滑絲、砂眼等現(xiàn)象，應(yīng)廢棄。（3）表面未經(jīng)清理或清理不干凈，存在銹跡，水泥漿和泥土等、影響扣件與鋼管的握裹力。

例如該工程（按GN50204-92取荷載）：

當(dāng)模板是通過楞木擱置在水平鋼管上，水平鋼管通過直角扣件把力傳給立柱，則厚度為12cm的鋼筋混凝土樓板傳給水平鋼管的施工荷載：

混凝土重 0.12×24×1.2=3.456KN/M2鋼筋重 1.1×1.2=1.32 KN/M2模板 0.3×1.2=0.36 KN/M2施工人員與設(shè)備重 1.5×1.4=2.10 KN/M2合計(jì) Q=7.236 KN/M2

當(dāng)立柱縱、橫雙向間距均為1m時(shí)，則一個(gè)扣件承受外力為7.236KN＜8KN，但余度不大；如考慮水平鋼管接三跨連梁計(jì)算，則一個(gè)扣件反力為7.236×1.1=7.96KN，余度基本上沒有。當(dāng)立柱縱、橫雙向間距均為1.2m時(shí)，則一個(gè)扣件所承受外力1.2×1.2×7.236×1.1=11.46KN，大于允許值8KN的43.2%；當(dāng)立柱間距為1m×1.2m時(shí)，則一個(gè)扣件承受外力為9.55KN，也大于允許值19.4%。因而，一般樓板下模架其立柱間距最大只能是1m×1m,而且扣件質(zhì)量必須保證。

2.3 梁下模架立柱布置

2.3.1 布置方案

上面論述，在樓板下模架立柱間距最大為1m×1m，梁下模架立柱間距必須縮小，才能滿足要求。對一般樓面結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土梁，在橫向宜用二根立柱抬一根梁，縱、橫向間距則根據(jù)計(jì)算需要以予以加密。

2.3.2 支承鋼管連接扣件計(jì)算

直接支承混凝土梁的水平短鋼管所承受外荷載：

鋼筋混凝土梁自重 0.4×1.2×25.5×1.2=14.688 KN/m梁底模和側(cè)模重 [0.4+2×（1.2-0.12）]×0.3×1.2=0.922 KN/m混凝土振搗荷載 2×1.4×0.4=1.12 KN/m梁下水平鋼管的支座反力為：混凝土自重 R1=14.688×0.5/2=3.672 KN模板重 R2=0.922×0.5/2=0.231 KN振搗荷載 R3=1.12×0.5/2=0.28 KN合計(jì) R=4.183KN＜8KN，即一個(gè)扣件承載力，安全

如果縱向立柱間距不是500mm,而是1000mm，則反力

R=14.688/2+0.146+0.56=8.365KN，大于8KN，故縱向間距必須縮小。

2.3.3 水平鋼管強(qiáng)度計(jì)算

當(dāng)立柱橫間距為1m，縱向?yàn)?.5m時(shí)，按簡支梁計(jì)，跨中彎距M=4.183×0.3=1.255KN.m，彎曲應(yīng)力f=1.255×106/（5.08×103）=247.1N/mm2，＞205N/mm2不允許。

橫向間距改為800mm，M=4.183×0.2=0.8366KN.m，F(xiàn)=0.8366×106/（5.08×103）=164.7N/nm2，＜205N/mm2可以。

2.3.4 計(jì)算結(jié)果

當(dāng)板厚為12cm時(shí)，板下模架立柱間距應(yīng)不大于1m×1m；混凝土梁400×1200下模架立柱縱、橫向間距為500×800mm，才滿足一個(gè)扣件抗滑承載力的要求。

2.4 模架立柱強(qiáng)度計(jì)算

2.4.1 立柱所承受荷載

上述計(jì)算中均未計(jì)及滿堂及腳手板的荷載，計(jì)算立柱強(qiáng)度小能漏算。假定模架高1 5m，步距為1．8m，共9步。

腳手架重：

立柱：l5×0．0384×1．2=0．691 KN

縱橫水平桿：[（9+1）×2+3×3]×0．0384×1．2=1．336 KN

剪刀撐：（1．8×1．4 l×4+1×1．4 1×5×2）×0．0384×1．2=1．1 l 8 KN

扣件：[10×2+1 5／4+1 5×1．4 l×2×2／（5×4）+1 5×1．41×2／（5×2．5）]×0．0 l 46×1．2=0．549 KN

腳手板（3層）：1×l×3×0．1×1．2=0．36 KN

施工活載（一層）：l×l×2×1．4=2.80 KN

腳手架荷載：6.854 KN

板傳來荷載：0.8×l×7．236=5.79 KN

梁傳來荷載：4.183 KN

共計(jì)：梁側(cè)面一根立柱底部最人軸向壓力N=6．854+5．79+4.1 83=16.827 KN

2.4.2 立柱穩(wěn)定性性計(jì)算

（1）立柱步距1．8m，其計(jì)算長度L0，參照腳手架立柱取用：

L0=1.1 55×1.5×180=311.85；入=3l1.85／1.58=197.4；Φ=0.185?？偟脑试S軸向承載壓力設(shè)計(jì)值[N]1=0．185×205×489=18.55KN，大于實(shí)有軸向力N=16．827KN，可以。

（2）如按JGJ130規(guī)定，計(jì)算長度L0=h+2a，h為步距取1.8m，a為立桿伸出頂層橫向水平桿中心到模板支撐點(diǎn)的長度，取0．2m，則

L0=1.8+2×0.2=2.2；入=220/1.58=139.2

Φ=0.352；則總的允許軸向承載壓力設(shè)計(jì)值[N]：[N]2=0．352×205×489=35.29KN，比按腳手架立柱計(jì)算得的[N]1=18.55KN大了90%，故按此法計(jì)算安全度偏低。

2.4.3 立柱計(jì)算中的幾個(gè)問題

（1）立柱計(jì)算中，切記不能忽視滿堂腳手桿的自重（包括腳手板及施工荷載），從上面計(jì)算看，它占總荷載16.827KN的6.854/16.827=40.7%。

（2）滿堂模板支架的高矮只是影響架體的白重，即高度增加幾米或減少幾米，不會(huì)直接導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)體系的變化。但滿堂架搭設(shè)時(shí)，其立桿縱橫向的間距、垂直方向的步距以及縱橫水平桿和剪刀撐的搭設(shè)必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。

（3）步距大小直接影響立柱的穩(wěn)定性，如上述計(jì)算中，當(dāng)步距為1.8m時(shí)，其軸向承載力允許值[N]為18.55KN；當(dāng)步距為2.0m時(shí)，L0=1.1 55×1.5×200=346.5cm，入=219.3，Φ=0.1 52，則軸向承載力允許值N降為15.24KN（降低17.8%）；當(dāng)步距變?yōu)?．5m時(shí)，L0=250×1.15×1.5=433.13cm，入=274.1，Φ=0.0974，則軸向承載力允許值降至9.76KN（降低47.4%）

（4）掃地桿不僅是把滿堂架組成整體，從計(jì)算上看，它還是縮短第一步立柱計(jì)算長度的必要保證，如果立柱下部不設(shè)掃地桿，則該段立柱相當(dāng)于“懸臂”，’其計(jì)算長度L0=1.1 55×2×200=462cm，入=292.4，Φ=0.0856，軸向承載力允許值為8.58KN（強(qiáng)度降低53.7%），因此，掃地桿必須設(shè)置，萬萬不可忽視。

（5）規(guī)范JGJ130對滿堂模板支架設(shè)計(jì)荷載如施工荷載等的要求不夠具體；腳手板的鋪設(shè)也無要求。本文從安全出發(fā)，考慮活載取一層2 KN／m2，腳手板按上、中、下三層計(jì)，僅供分析用。

2.5 立柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

滿堂模板支架立柱的基礎(chǔ)往往不引起重視，如果基礎(chǔ)出現(xiàn)較大的不均勻沉降，則直接危及整個(gè)支架的穩(wěn)定以致倒塌。

從上計(jì)算可知：梁下一根立柱最大垂直力N=16.827KN，板下一根立柱最大垂直力N=7.236KN，一般情況，立柱都置于經(jīng)分層夯實(shí)的回填土上，本地區(qū)回填土的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取80 KN／m2（即8t／m2），按JGJ 1 30規(guī)范計(jì)算，地基承載力調(diào)整系數(shù)取0.4。梁下立柱基礎(chǔ)底面積A=16．82 7/（0．4×80）=0．5 285 m，相當(dāng)于0.73m×0.73m。板下立柱基礎(chǔ)底面積A=7．2 36／（0．4×80）=0．226 1 m2，相 當(dāng) 于0.48m×0.48m。 因而，按常規(guī)在立柱下墊木板或槽鋼的做法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了設(shè)計(jì)要求。本文認(rèn)為最佳辦法是在分層夯實(shí)的回填土上澆筑一層厚10—20cm的C20砼地面。必要時(shí)視填土質(zhì)量及上部荷載大小，適當(dāng)配8-10@150-200構(gòu)造鋼筋。同時(shí)在立柱下，再墊以木板，以保證良好接觸及力的傳遞。

2.6 超高、超重鋼筋砼大梁模板支架設(shè)計(jì)

2.6.1 原則要求

華師南湖學(xué)生食堂大梁截面尺寸為500×3000m，梁頂標(biāo)高28.0m，在采用扣件式鋼筋腳手架組裝成滿堂架時(shí)，關(guān)鍵是要保證大梁傳給立柱的集中力的作用點(diǎn)要設(shè)法直接設(shè)在立柱之中心，避免靠扣件經(jīng)偏心傳給立柱，其有效措施可采用門式鋼管腳手架的可調(diào)托座將大梁底模楞木（或小型槽鋼）托住。

2.6.2 荷載汁算：

梁自重：0.5×3.0×25.5×1.2=45.9KN／m（標(biāo)準(zhǔn)值38.5 KN/m）。側(cè)模、底模重：（3×2+0.5）×0.3×1.2=2.34 KN／m（標(biāo)準(zhǔn)值1.95KN/m）。振搗荷載：2×1.4×0.5=1.4 KN／m。合計(jì)：q=49．64 KN／m（標(biāo)準(zhǔn)值40．2 KN／m）

2.6.3 梁底模設(shè)計(jì)

梁底模用18mm厚九層膠合板，楞木50×l00mm，間距200mm。模板彎矩：M=0.107×19.64×0.2×0.2=0.2 t 25 KN.M。模板彎曲應(yīng)力：f=0.2 125×106×6／（500×182）=7.87N／mm2。模板撓度：ω=0.677×40.2×2004×12／（100 ×9000 ×0.85 ×500 ×183）=0.234mm<200／400=0.50mm，符合要求。

2.6.4 楞木計(jì)算

跨中彎矩：M=0.125×（49.64×0.2）×0.52=0.3 1 03 KN.m。彎曲應(yīng)力：f=0.3 103×1 06×6／（50×1002）=3.72 N／mm2

2.7 滿堂模板支架的支撐設(shè)置規(guī)定

（1）滿堂模板支架四邊與中間每隔四排支架立桿應(yīng)設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)置；（2）高于4m的模板支架，其兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔2步設(shè)置一道水平剪刀撐。（3）每道剪刀撐跨越立桿的根數(shù)，不應(yīng)小于4跨，且不小于6m，跨越立桿最多根數(shù)，當(dāng)斜桿交角為45°時(shí)，不多于7根；當(dāng)為50°時(shí)，不多于6根；當(dāng)為60°時(shí)，不多于5根。（4）剪刀撐斜桿的接長，采用搭接，搭接長不小于1rm，應(yīng)采用不小于2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固接。

3、結(jié)束語。本文認(rèn)為工程如能完全按規(guī)范要求實(shí)施，就能保證整個(gè)支架體系符合設(shè)計(jì)要求，使荷載做到垂直傳遞，不產(chǎn)生偏心、歪斜；確保立柱計(jì)算長度的取值等，但不能理解為有了這些支撐，整體模架就穩(wěn)定小會(huì)倒塌。但影響滿堂模架的整體穩(wěn)定的因素是多方面的。上面只是從設(shè)計(jì)計(jì)算各方面進(jìn)行了分析，從中可以看到任一環(huán)節(jié)的不到位，不符合設(shè)計(jì)要求，都會(huì)是致命的安全問題。

同時(shí)，如果雖有了一一個(gè)完善的設(shè)計(jì)與施工方案，現(xiàn)場沒有認(rèn)真的技術(shù)交底，施工人員不按設(shè)計(jì)要求去實(shí)施，隨心所欲的按自己的老“經(jīng)驗(yàn)”、老“習(xí)慣"去施工，許多事故都是這樣產(chǎn)生的。滿堂模架在架設(shè)過程、使用過程、拆卸過程都必須指定專人加強(qiáng)安全監(jiān)督檢查，要確保每一一環(huán)節(jié)都通過驗(yàn)收，尤其是混凝土澆筑過程對模架進(jìn)行監(jiān)視，一旦有異象，立即報(bào)警并進(jìn)行處理，必要時(shí)進(jìn)行疏散。

[1]陳為正.多層外墻毛竹腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算及應(yīng)用.滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006年3期.