扣件式腳手架支撐系統(tǒng)的設(shè)計

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工，最可靠的安全保證是模板及其支撐要具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性。多、高層建筑的地下室及群樓用作公共活動場所日趨普遍。由于消防、空調(diào)安裝、吊頂或建筑物造型的需要，其層高經(jīng)常超過4.5m，有的局部達到8～10m.因此，其施工的難度增大，為確保安全，必須進行高支撐模板系統(tǒng)的設(shè)計計算。而用作支撐的，最常用的是門式腳手架、&4833.5mm鋼管架。不論選用何種支撐工具都要首先選擇支撐的計算單元模型，確定排布形式和間距。一般對于較大的荷載，多采用鋼管支撐。下面以本人參與施工的廣州摩托集團商住樓高支撐方案為例。

　　一、工程概況：

　　本工程地下室一層，層高5m，頂板厚200mm.主梁截面尺寸為4003900，次梁截面尺寸為4003700，3503700，4003600，3503600.其荷載和高度都較大。此層的支模方案就要考慮計算，以確定在大荷載、高凈空下合理安全地布置支撐系統(tǒng)，確保其承載力和穩(wěn)定性滿足要求。

　　二、荷載說明：

　　a.新澆筑的混凝土重量：

　　25KN/m3

　　b.木模板自重：0.5KN/m3

　　c.鋼筋用量：1.5KN/m3（每m3混凝土的鋼筋用量）

　　d.施工設(shè)備人員的荷載：1.5KN/㎡

　　三、材料說明：

　　支撐系統(tǒng)包括立柱和水平拉桿都采用&4833.5mm鋼管，重量為3.33kg/m，相對其它荷載可忽略不考慮。模板采用膠合板，其中梁底模板及轉(zhuǎn)換層模板用25mm厚，梁側(cè)模板及-1層頂板鋼管。用20mm厚。梁模板下的小楞采用1003100mm松木枋，大楞采用&4833.5mm鋼管。&4833.5mm鋼管的截面積A=489m㎡，設(shè)計抗壓抗彎強度f=205N/m㎡，抗剪強度fv=125N/m㎡，彈性模量E=2.13105N/m㎡，慣性矩I=12.193104。

　　四、模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計及驗算：

　　地下室（-1層）頂板高支撐的設(shè)計及驗算：

　　1、當(dāng)澆筑頂板混凝土?xí)r，梁的鋼管支撐間距初設(shè)為800mm一道（梁兩側(cè)各設(shè)一支鋼管），則取主梁進行驗算，荷載q梁及樓板的荷載q板分別為：

　　q梁=1.23（a+b+c）+1.43d

　　=1.23（0.50+0.430.9325+0.430.931.50）+1.431.5

　　=14.14kN/m

　　 q板=1.23（a+b+c）+1.43d

　　=1.23（0.50+0.2325+0.231.50）+1.431.5

　　=9.06kN/㎡

　　2、梁模支撐每支鋼管得受力P梁及樓板模板支撐每支鋼管的P板分別為：

　　P梁=q梁3D/2=14.1430.8/2=5.66kN

　　P板=q板3D2=9.06kN/㎡31.22=13.05kN

　　則Pmax=P板=13.05kN

　　3、強度（承載力）驗算：s=Pmax/A=13.053103/489=26.69N/m㎡

　　mf=0.753205=153.75N/m㎡

　　4、穩(wěn)定性驗算：由于樓板的支撐鋼管受的壓力及高度都較大，故取其計算。又因為樓板的支撐系統(tǒng)為滿堂紅鋼管腳手架，其橫向及縱向剛度基本相同，固只要滿足其局部穩(wěn)定性，其整體穩(wěn)定性也必滿足要求。

　　其計算數(shù)據(jù)查得為：

　　E=2.13105

　　i=15.78mmA=4.893102m㎡

　　 l=mL/i=1/334.83103/15.78=101.39

　　由歐拉公式得s=p2E/l2=3.14232.13105/101.392=201.4N/m㎡

　　根據(jù)《高層建筑施工手冊》，其局部穩(wěn)定公式為：

　　N=A/K2﹛〔fy+（1+h）s〕/2-﹛﹛〔fy+（1+h）s〕/2﹜2-fys﹜1/2﹜

　　N——立柱的設(shè)計荷載

　　K2——附加系數(shù)，取K2=2

　　A——單根鋼管的截面面積

　　fy——鋼管立柱設(shè)計強度取170N/m㎡

　　h=0.3（mL/100i）2=0.33（1/334.831033/100315.78）2=0.308

　　則N=244.53（216.72–112.83）

　　=25.4KN P板￠N（滿足要求）

　　五、梁模板大楞及小楞的驗算：

　?。ㄒ唬┬±愕尿炈悖海?0310松木枋）

　　q=q梁30.8/0.4=14.1432=28.28KN/m=28.28N/mm

　　1、抗彎驗算：M=1/8qa（2l-a）=1/8328.2834003（23800-400）=1.6973106N/mm

　　 s=M/w=1.6973106/（1/6310031002）

　　=10.1823N/m㎡￠f=13N/m㎡

　　1、抗剪驗算：t=3v/2bh=33qa/2bh=3qa/4bh=3328.283400/（431003100）

　　=0.848N/m㎡￠fv=1.4N/m㎡符合要求。

　　2、撓度驗算：將q簡化為集中荷載P

　　P=qa=28.283400=11.313103N

　　w=PL3/48EI=11.31310338003/（4839000/12310031003）=1.61mm [w]=L250=800/250=3.2mm w<[w]，符合要求。

　?。ǘ┐罄愕尿炈悖ù罄悴捎?amp;4833.5mm）：p=1/2qa=1/2328.283400=5.6563103N

　　1、抗彎驗算：Mmax=KmPL=0.16935.65631033800=7.653105N/m㎡ s=M/w=7.653105/5.083103 =150.59N/m㎡符合要求。

　　2、抗剪切驗算：t=23VMAX/A VMAX=KVP=0.66135.6563103=3.743103N t=23VMAX/A=233.743103/489 =15.30N/m㎡3、撓度驗算：W=KWPL3/100EI =1.07935.656310338003/（10032.13105312.193104）

　　=1.22mm<[w]=L/250=800/250=3.2mm符合要求。

　　六、結(jié)語

　　該方案在施工實施過程中取得良好的效果，確保了緊后工序的順利、安全地進行，證明該計算方法和計算結(jié)果是可靠的。

　　對于鋼管架，對比門式腳手架來說，布置方式更靈活，可視荷載的大小而決定其荷載的大小而決定其間距的疏密，其整體性也相對較好，特別是對于樓層高度和荷載都較大的支撐系統(tǒng)，有十分廣闊的應(yīng)用前景。