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1、鋼管扣件式重荷高架模板支撐系統安全質量管理,主要內容,一、重荷高架支撐系統的概念；二、鋼管扣件式模板支撐的理論和規范依據；三、鋼管扣件式模板支撐系統的設計計算；四、鋼管扣件式模板支撐系統的構造措施；五、方案的審核和現場施工管理,一、重荷高架支撐系統概念,重荷高架支撐系統的概念：危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法（建設部建質2004213號）；第五條建筑施工企業應當組織專家組進行論證審查的工程：（三）高大模板工程 水平混凝土構件模板支撐系統高度超過8m，或跨度超過18m，施工總荷載大于10kN/m2，或集中線荷載大于15kN/m的模板支撐系統。,1、支撐系統高度超過8m2、跨度2、超過18m3、施工總荷載大于10kN/m2對于200mm厚板：靜荷載設計值 q1=250.21.2+0.31.2=6.36kN/m2活荷載設計值 q2=(2+1)1.4=4.2kN/m2施工總荷載設計值 q=q1+q2=10.56kN/m24、集中線荷載大于15kN/m的模板支撐系統。以3001400梁為例：靜荷載設計值 q1=250.31.41.2+0.51.2=13.2kN/m活荷載設計值 q2=(2+1)0.31.4=1.26kN/m施工總荷載設計值 q=q1+q2=14.46kN/m附加的板荷載未計；模架的自重均未考慮；實際操作中應根據具體的梁板尺寸、模架高度等具體分析、靈活掌握。,二3、扣件式模板支撐的理論和規范依據,1、建筑施工模板安全技術規范JGJ126-2008；2、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ130-2001（2002年版）；3、危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法（建設部建質2004213號）；4、地方標準和規定，如合肥市合建質安200808號關于加強合肥市高大模板支撐工程質量安全管理的實施意見；,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范 JGJ130-2001（2002年版）,該行業標準主要適用于高度50米以下的落地式（底撐式）鋼管外腳手架。對于模板支撐系統只能說是“兼顧”。標準正文部分共計九章188條，其中專門針對模板支撐系統的相關條4、款僅有五條（模板支架計算三條、構造二條）。該標準自身存在較多問題和缺陷，實際應用中不能死扳硬套。這一點對于安全管理從業人員要引起足夠的警惕。,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范 JGJ130-2001（2002年版）,存在問題簡述：1、條文引用混亂，出之無據；如：5.6.1（荷載）與5.6.3（變形及抗傾覆計算）要求符合GB50204的規定，而實際上GB50204沒有規定。實際設計計算中應采用現行國家標準建筑結構荷載規范(GB 50009)以及JGJ130第4章（荷載）的有關規定。2、計算公式適用條件不明確，甚至導致計算錯誤；如：5.6.2 條第2款：模板支架立桿的計算長度l0 應按下式計算5、:l0=h+2a(5.2.2-3)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。這一條包括后面的條文說明都沒有說清楚這個公式的適用條件。,l0=h+2a 這個公式僅適用于采用頂撐方式支模的計算，對于合肥地區常見的扣結式支模不適用。,對于合肥地區常見的扣結式支模l0=kh；即JGJ130-2001中第5.3.3條的公式；,3、計算參數不明確，導致無法計算；如：對于合肥地區常見的扣結式支模l0=kh；即JGJ130-2001中第5.3.3條的公式；問題：規范中的取值只有外架？體現了JGJ130注重于外架，對模板支撐考慮不周。,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術6、規范 JGJ130-2001（2002年版）,5.6.3 模板支架立桿的壓縮變形值與在自重和風荷載作用下的抗傾覆計算應符合現行國家標準混凝土結構工程施工及驗收規范(GB 50204)的有關規定。這一條與5.6.1條有同樣的問題，GB50204中并沒有關于“模板支架立桿的壓縮變形值”以及“在自重和風荷載作用下的抗傾覆計算”的有關規定；,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范 JGJ130-2001（2002年版）,小結一下JGJ130的三條（4款）設計計算條款：5.6.1與5.6.3要求符合GB50204的規定，而實際上GB50204沒有規定。5.6.2的第1款在荷載效應組合上存在疑問(參看建筑結7、構荷載規范第3.2.4和3.2.5條。也可以參看建筑安全2007年05期對現行“建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范”相關問題的探討);5.6.2第2款規定的計算公式只適用于頂撐支模，對于扣結支模的計算，沒有提到；即使套用第5.3.3的計算公式，也存在著所給系數只適用于外架，不適用于模板支撐的問題。可以說：規范自身即存在著嚴重的安全隱患。,JGJ130規范中針對模板支撐的構造要求：6.8 模 板 支 架,6.8.1 模板支架立桿的構造：共4款；6.8.2 滿堂模板支架的剪刀撐設置：共3款；上述構造條款均不同程度存在一定問題，實際使用中應針對具體工程對象，區別對待。,這絕對不是危言聳聽，中國建設8、報2007年1月16日第三版有一篇文章：讓基礎理論“支牢”模架模架事故源頭初探“模架事故不只是某一企業或某一責任人的問題，鋼管扣件不達標是我們看得見的，容易把握到的，而鋼管扣件引起的誤差或許只有百分之幾，理論上的失誤將可能帶來更嚴重的失誤，這點更值得人們關注。筆者以為，極易被人們忽視的理論上的誤差才是模架坍塌事故的“元兇”?！?關于印發模板支撐失穩倒塌事故分析研討會會議紀要的通知（建質安函2006149號）,一是施工現場管理不到位。二是模板支撐搭設不規范。三是模板支撐荷載計算錯誤或考慮不周。四是鋼管和扣件的質量低劣。五是安全技術規范有待完善。目前建筑施工模板工程安全技術規范(沈陽建筑大學土木工9、程學院主編)尚未出臺，現有標準規范中僅有建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2001）在5.6節和6.8節中涉及有關模板支撐體系的計算與構造要求的條文，但沒有關于荷載取值和荷載組合計算等條款,對模板支撐體系的構造規定不明確。應對措施：一是嚴格執行危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法。二是抓緊頒布建筑模板工程安全技術規范。三是加大對高大模板施工的監管力度。建設部工程質量安全監督與行業發展司,建筑施工模板安全技術規范JGJ126-2008,基本內容和章節：1、總則；2、術語、符號；3、材料選用；4、荷載及變形值的規定；5、設計；6、模板構造與安裝；7、模板拆除；8、10、安全管理附錄A、B、C、D,建筑施工模板安全技術規范JGJ126-2008,1、涉及的范圍較廣：大模板、滑模、爬模、飛模（臺模）、隧道模、門架、桁架支模；2、涉及的模板材料種類更加完善：木支撐、工具式支撐、桁架支撐、鋼管支撐、鋁合金材料等；3、設計計算上的要求更加細致、完善；4、強制性條文的內容和要求更加具體、細致，且主要體現在對支撐架體的構造要求上；5、構造要求更加詳實、具體；,JGJ126-2008與JGJ130-2001在模板支撐架方面的主要區別,一、荷載和荷載組合上的區別。1、荷載：JGJ126明確了恒載（模板及支架、混凝土、鋼筋等）、活載（施工活荷、振搗荷載）、風荷載（n=10，JG11、J130中n=50，0.7系數）.2、荷載組合：首次明確結構重要性系數0=0.9，模板支架的荷載組合如下表（刪減）：,JGJ126-2008與JGJ130-2001在模板支撐架方面的主要區別,二、設計、計算上的區別。1、強條：5.1.6 模板結構構件的長細比應符合下列規定：受壓構件長細比：支架立柱及桁架，不應大于150；拉條、綴條、斜撐等連系構件，不應大于200；受拉構件長細比：鋼桿件，不應大于350；木桿件，不應大于250；釋義：483.0的鋼管，立桿的截面回轉半徑i=1.60cm，按照l0/i150計算，立桿最大計算長度為2400mm；按照l0/i200計算，鋼管連系構件最大計算長度為3212、00mm；,JGJ126-2008與JGJ130-2001在模板支撐架方面的主要區別,2、立桿計算長度和步距上的區別：JGJ126中5.2.5第3條：立柱計算長度采用縱橫向水平拉桿的最大步距，最大步距不得大于1.8米原JGJ130的規定：l0=kh；l0=h+2a；,JGJ126-2008與JGJ130-2001在模板支撐架方面的主要區別,三、構造和安裝方面：1、層間高度大于5米，桁架或鋼管立柱支模；層間高度小于等于5米，可采用木立柱支模；2、強條：6.1.9（詳P52）1)、梁板的支撐立桿間距要成模數；2）、鋼木立桿底部墊木，上部限制懸臂長度和偏心距；3)、掃地桿（縱下橫上），縱橫向水平拉桿13、（小于設計步距），820米架體（最頂一步加設一道縱橫向水平拉桿），20米以上架體（最頂兩步加設一道縱橫向水平拉桿）。4）、對掃地桿和縱橫拉桿的構造要求。（對接?）,JGJ126-2008與JGJ130-2001在模板支撐架方面的主要區別,三、構造和安裝方面：3、強條：6.2.4（P5456）1）、鋼管、扣件、墊板的要求；2）、高低跨處的處理；3）、立桿嚴禁搭接，必須錯開對接（實際執行困難？）；4）、嚴禁上下立桿通過水平桿轉接（實際施工中常見的問題）；5）、剪刀撐的設置原則：外側連續、間隔10米，寬度46米，頂部、底部以水平剪刀撐封閉；820米高：在豎向剪刀撐中間增加之字斜撐，中部增加一道水平剪14、刀撐；超過20米高，所有之字斜撐改為連續式剪刀撐；6）、與柱的拉結：水平間距69米，豎向間距23米；,8米以下架體的剪刀撐設置：外側連續、間隔10米，寬度46米，頂部、底部以水平剪刀撐封閉；,外側連續,間隔10米,間隔10米,間隔10米,間隔10米,寬度46米,寬度46米,頂底封閉,8米20米架體的剪刀撐設置：在豎向剪刀撐中間增加之字斜撐，中部增加一道水平剪刀撐；超過20米高，所有之字斜撐改為連續式剪刀撐；,三、扣件式模板支撐系統的設計、計算,（一）、扣件式模板支撐系統的方案設計,良好的架體方案設計比計算書更重要；主要內容：結構概況、模架支設設計、必要的附圖；方案設計的主要內容：1、相關的結構15、概況：板厚、梁截面、模架高度、周邊結構概況等；對于不同的板厚、梁截面、支模高度要分別敘述清楚；附以必要的結構平面和剖面圖。,扣件式模板支撐系統的方案設計,2、模架的支設參數；這是方案的核心內容，也是指導施工的關鍵；一般采取梁板分別設計的方法，內容包括：板下滿堂架的立桿間距、步距，板底承力橫桿的間距、抗滑扣件的數量，木方及膠板參數等。梁下立桿在垂直于梁跨度方向的根數、間距，沿梁跨度方向的間距，步距，梁底小橫桿間距、抗滑扣件的數量以及梁底木方及膠板參數等。3、模板支撐系統的詳圖板底滿堂架的立桿平面布置圖、梁的支設詳圖等。,架體設計平面圖,不能以軟件中的計算簡圖或示意圖代替。,（二）、扣件式模板支撐16、系統的計算,目前國內對于模板支撐架計算的簡況：對于模板（高）支撐設計計算，由于具有空間整體受力情況復雜，搭設高度大，荷載大，且施工過程中存在不均勻受荷等情況，最理想的計算方法是將整體扣件式鋼管架作為三維空間桁架結構，考慮不同的施工工況和荷載的最不利組合后，用結構有限元軟件對整體桁架的強度、剛度和穩定性進行驗算。但是由于國內目前對扣件式鋼管架作為三維空間桁架結構的研究還很不充分，計算模型與實際的擬合度較差，在國內目前依然采用以分項系數法為主的概率極限狀態設計方法。實際施工方案一般采取“兩架計算分離、共同工作”的設計思路。即梁底支撐架按單獨支承梁荷載計算，考慮梁底支撐架承擔的部分現澆板荷載，不考慮17、滿堂架對梁的荷載分擔。滿堂架作為樓板的模板支撐架承擔現澆板荷載并對整個支撐系統提供整體性連接和剛度支持。,扣件式模板支撐系統的計算要點,計算是對前面設計的復核和驗算；計算必須與前面的設計內容相吻合；所取的各項參數必須與設計內容相一致；對于不同板厚的板下滿堂架，如架體參數（主要是立桿間距）不一致，應分別計算；對于不同截面高度的梁，如果支設方法是一致的，可以只計算梁高最高的，如果支設方法有變化，應針對不同的支設方法分別計算；對于不同截面寬度的梁，應分別進行驗算。推薦采用軟件計算，避免繁雜的計算過程出錯。但對軟件計算的結果要認真復核。,算例-算例.doc,四、扣件式模板支撐系統的構造措施,模板支撐方18、案決不僅僅是計算書，事實上國際國內發生的模板支撐倒塌事件絕大多數并不是計算書的問題，而是在構造措施上出了問題。、模板支撐系統計算數學模型不完善，與現場實際的擬合度較差，必須依靠現場施工經驗加強支模系統構造措施來彌補。例如：目前的結構規范都基于靜力學計算為主，動力沖擊效應充其量以動載系數加以彌補；而模板支撐的受荷過程是一個明顯、快速的動力學過程。又如：桿件連接偏心與搭設誤差的問題，扣件節點的數學模型問題（彈性嵌固/絞支？）等等。目前的模板支撐計算均基于單桿應力計算，而不是基于整個支撐體系的計算，由于缺乏大比例的現場試驗數據，對于荷載在整個模架支撐系統內的傳遞和分配并不是很清楚?，F場施工中模架的剛19、度隨桿件的密度、扣件的緊固度、各種斜桿的設置、模架基礎的剛度而變化，整體模架剛度分布不均勻，帶來應力的重分配；現場澆注砼施工中荷載的不均勻，各種沖擊荷載的加入導致應力不均勻的加劇。這都是在設計計算中難以精確處理的。因此在模板支撐方案中，設置合理、有效的構造措施是模架安全和質量的重要保障。,架體的組成：立桿、橫桿、斜桿以及與周邊的拉接、地基情況。構造措施圍繞上述方面要一一詳細進行設計。,1、立桿的構造要求:重點：立桿的對接與搭接：個人意見：對于計算立桿傳遞的豎向力不大于8KN的立桿，應該允許搭接，但搭接必須按照規范的方式進行；其他：垂直度、橫豎對齊等等。嚴禁無橫豎水平約束的單根立桿和立于不可靠支20、撐點（如外架、挑板、基土等等），嚴禁立桿通過橫桿轉接。,2、橫桿的構造要求：承力橫桿盡量與立桿扣結，梁底小橫桿必要時可扣結在大橫桿上；縱橫拉結橫桿一定不能少，特別是板底和梁底最上面一步架目前在合肥地區的模板工程中普遍缺失一個方向的拉桿。掃地桿的作用十分重要，目前缺失現象也很嚴重；水平剪刀撐也屬于橫向聯系桿件，主要是防止架體發生扭轉失穩和傳遞不均勻荷載造成的水平力，同時也可以消除立桿接頭帶來的架體初始缺陷，一般在高架和重荷架體中設置。,缺少掃地桿造成的立桿整體滑移現象。,水平橫桿的接頭方法不當，位置不當造成的整體拉脫現象。,相關研究表明：設置水平剪刀撐可以顯著提高整架的穩定承載力，提高的幅度可達21、到25以上；扣件式鋼管支模架穩定承載能力研究-土木工程學報2006。5,3、斜桿的構造要求：重點：縱橫向剪刀撐的設置；,實際施工中不一定是每五排立桿設置一道剪刀撐，還應考慮架體的荷載分布和剛度分布相對應，以及周邊支撐的情況；縱向應改為豎向，并應該強調縱橫向均要設置剪刀撐，否則易引起誤解。剪刀撐盡可能與立桿連接。,縱橫向剪刀撐的設置原則示意,4、周邊的拉接構造、及地基處理周邊的拉接：與周邊結構的拉接、與周邊其他架體的拉接；能拉盡量拉，能頂盡量頂，結構要可靠（非填充墻等），拉結措施要切實有效。拉接的水平間距、垂直間距要設計明確；拉接的方式要可靠、有效，推薦采用塔吊附著形式的拉接措施。,架體的地基處22、理：頂撐（樓板）、硬化加固、跨越（小范圍軟弱區域）等多種形式。,架體所在樓層樓板的頂撐加固應注意：、頂撐加固應在上部架體搭設前完成，以充分發揮頂撐作用；、對于原樓層的模板支撐應慎重對待，防止多層應力累加的狀況出現；、一般最多考慮兩層支撐架體、三層樓板的共同受荷；根據研究表明：本層澆筑引起的總荷載由本層下支撐架承擔約85%，本層下第2層支撐架承擔約18%，傳遞到第3層支撐架承擔的約為8%-9%，第4層支撐架僅承擔0.8%左右，可以忽略。施工技術2005.3.多層模板支撐體系的實測分析（浙江工業大學林彰彰，楊俊杰）一文中所做的實測分析。、頂撐部分架體立桿間距可以適當放大，具體可根據對樓層結構的復算23、確定，但同樣要設置足夠的剪刀撐和結構附著，以加大架體剛度，確保起到頂撐的作用。,高架部分,3層,2層,1層,1層架體應力=部分高架荷載+部分3層荷載+部分2層頂板荷載+1層頂板荷載,3層架體應力=部分高架荷載+3層頂板荷載,2層架體應力=部分高架荷載+部分3層荷載+2層頂板荷載,應力疊加的結果往往造成最底層的模板支撐和承荷樓板應力過大，而且下部架體由于不是高支模，原支模搭設時未考慮應力的累加，立桿間距較大，構造措施不完善，承載能力較低，容易造成失穩。推薦：對隔層以下的架體采取先拆后搭的方式，并在高架搭設以前完成。,五、方案的審核和現場施工管理。,扣件式模板支撐系統的方案審核,一、完整性：1、相24、關的結構概況；2、模板支撐系統的方案設計；3、模板支撐系統的材料選用和材料參數以及荷載參數取值；4、對上述方案設計的驗算；5、模板支撐系統的構造措施；6、其他：混凝土澆筑路線、方式，相關地基或結構的加固，高架的起拱，必要的觀測和應急預案等等。,二、模板支撐方案的審核要點1、原材料：鋼管（一般483.0），木方（合肥不超過4595），根據工程實際，不能照套規范和軟件（手冊）；扣件：合格。2、荷載的取值和計算（JGJ130-2001）；砼、鋼筋自重，模板架體自重，施工活荷載（3KN/M2對于一般架體可以，對于厚大結構，傾倒砼的荷載，取值偏小）；3、方案中桿件的設置和計算中荷載的傳遞途徑要一致；一般25、梁：砼膠板木方小橫桿（大橫桿）立桿；附帶樓板的梁常規支模時要考慮板荷載向梁下立桿的傳遞。4、計算正確、準確，推薦用軟件計算；,5、對于計算書的審核。1）、對于板的計算審核要密切關注板下扣件抗滑和擰緊力矩：實際計算表明：以900900的架子為例，120厚的樓板，扣件抗滑力約7.9KN，130厚樓板扣件抗滑力已經超過規范規定的單扣件抗滑極限承載力8KN。、板下扣件的抗滑，應由桿間布設方式和計算確定，審核時關注；、板下大面積加雙扣不現實，也無法保證擰緊力矩的施工和檢查；（以50Nm擰緊力矩為例，相當于200mm長力臂的扳手要加25kg的力）。,模板支撐方案的審核要點,2）、對于梁的計算：、小橫桿的間26、距與立桿是否一致大橫桿是否計算；、底模面板木方小橫桿（大橫桿）扣件抗滑立桿穩定，計算的步驟與傳力的途徑緊密相關，環環相扣，上一步的最大支座反力計算結果就是下一步的荷載值；否則計算就存在問題；、梁底的立桿布設要合理，常見的梁底增設單根立桿的做法從結構受力角度而言極不合理；中部立桿承受的荷載往往占到梁總荷載的80%-90%；即使考慮板傳遞的荷載，兩邊立桿加起來也只占到總荷載的10%左右。推薦采用縱向加密或梁底增設兩根立桿的方式。,6、構造措施的審核：、基礎的情況：地面/樓板、剪刀撐的設置：來源于規范而不拘泥于規范，根據模架情況和上部荷載的情況以及周邊結構拉接的情況具體問題具體分析；（豎向及水平向）27、與周邊結構的拉結或頂撐：能拉盡量拉，結構要可靠（非填充墻等），拉結措施要切實有效。,7、必須與相應的混凝土澆筑方案配套。沒有相應的混凝土澆筑方案的模板支撐方案不是一個完整的方案。與模架相關的混凝土澆筑內容包括：梁板與墻柱是否分開澆筑，間隔時間；混凝土的澆注路線、分幾個施工面、布泵及布管情況，各施工面的資源配備能否保證澆注速度的可控性，泵送沖擊力的處理等等。對于高重大的模板支架，澆筑路線重點考慮砼流淌面和架體的荷載均勻性，其次再考慮施工縫的影響，當兩者有矛盾時，以架體的受荷安全為先。8、架體搭設和拆除過程中的安全。搭設和拆除的步驟與施工工序控制，操作安全。,扣件式模板支撐系統的現場管理,1、抓好28、事前控制環節：方案、交底、地面彈線等；2、過程中的控制：1）、與方案一致性的檢查：2）、現場細部管理檢查：原材料（鋼管、木方）的規格尺寸，連接方式、木方的放置方向等；主要摩擦扣件的擰緊力矩檢查；掃地桿、水平拉結桿件一定要雙向設置；縱橫梁交接處，不得因梁底支撐架相會減少立桿；架體遇到立面結構標高變化處，應注意協調步高，水平桿要在同一平面，標高的調整在掃地桿上第一步、第二步以小步距預先調整好；各桿件的接頭一定要錯開至少一至兩步架或一至兩個格構；對于重荷支撐，在直接承受荷載的架體頂端要采取加固措施，無論在水平向或垂直向，更要避免將軟弱的接頭安置在頂部直接承受動力沖擊。,3）、關注模架起拱問題；重荷高29、架由于荷載大、架體高，起拱對混凝土結構的成型質量至關重要；重荷高架起拱的值考慮下列因素：鋼管在應力作用下的彈性壓縮變形：中院10mm；立桿接頭處的非彈性變形：每個接頭扣0.5mm，立桿由于溫度作用而造成的線彈性變形（中間與四邊不同），地基基礎或支撐樓板的變形；協調考慮主梁、一級次梁、二級次梁乃至板的起拱；原則：參考GB50294中4.4.5條的13，合理估算加上綜合經驗確定。3、事后環節的控制：最終的檢查驗收。重荷高架模板支撐必須有驗收環節，要作為停止點進行控制。,基本原則：1、良好的架體方案設計比計算書更重要；2、合理完善的構造措施是模架安全的重要保證；3、切實合理的選材和設計是方案落實的先決條件；4、采用必要的施工方法和施工措施保證模架施工的質量和安全；5、嚴格的過程監控和檢查驗收是保證安全的最后一關。,謝謝,