设计计算建筑施工现场的模板支架与脚手架研究

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【摘要】在目前的设计当中，对于模板支架稳定的概念还存在混乱不清的局面。并且还存在群架失稳倒塌等多方面的因素存在于模板支架的编制施工方案当中。因此，文中主要针对建筑施工现场的脚手架以及模板支架的设计进行了简单的分析，希望能够对之后的研究起到一定的帮助作用。

【关键词】模板支架；脚手架；设计；计算

笔者在文中针对脚手架以及模板支架的设计计算提出了一些实际的方法。但是考虑到建筑现场施工面临的各种各样的突发性以及试验数据的缺乏，因此只能够进行一些简单的设计计算研究。

1 脚手架的设计计算

我们应当严格的按照“脚手架规范”进行家售价的设计计算，以下是从具体的几个方面对于脚手架的设计计算进行了探讨。

（一）对于钢管与扣件的质量要进行严格的检查

在脚手架的稳定计算当中，当钢管壁没能够达到315mm规定的时候，就需要针对实际的尺寸进行计算，例如钢管壁只有310mm。当钢管存在较大的纵向弯曲的时候，未稳定的计算公式如下：

而在计算当中，我们考虑到风荷载的情况下，公式为：

在公式当中，表示的是钢管的纵向完全，W表示的是杆件截面模量。其余的符号局按照“脚手架”里面的规范要求。

（二）对于脚手架高度的考虑

当现场施工当中脚手架的高度已经超过了50m的时候，就需要考虑进行分段卸荷脚手架或者是分段悬挑脚手架，而每一个内外立杆主节点都需要相交于卸载钢丝绳或者是悬挑结构。除此之外，还需要将钢丝绳伸长的时候会出现卸载等因素考虑到。而对脚手架荷载的再一次的分段计算的时候，就不能够采用以往的平均值，而需要考虑到在施工当中顺序的不利情况。

（三）对于连墙杆的考虑

对于脚手架来说，连墙杆是支撑点，因此，脚手架整体保持稳定性就需要设置好连墙杆。在受荷过程中，连墙杆可能受到的是拉力，也可能是压力。所以，需要将脚手架的主节点与连墙杆相互连接在一起，或者是将连墙杆尽量的与主节点相靠近。此外，考虑到连墙杆属于受压杆，在连墙杆的选择上，不能够过于选择太长，其稳定性需要按照压杆来进行计算。如果不存在外墙，而是相连于框架，则对于连墙杆的长度与间距需要尤为的注意。

（四）对于扫地杆的考虑

在设置扫地杆的时候，最好是能够完全重合与下面的第一排连墙杆，或者是尽量靠近。在“脚手架规范”当中的具体表示是小于等于2000mm，也就是说大于一个步距是允许的。但是在确保脚手架不发生侧向位移这一方面就存在一定的难度。所以，应当取消其中的表示，而规定出第一排连墙杆与扫地杆之间的距离不能够大于一个步距。

（五）脚手架的计算与设计

考虑到目前的建筑施工情况，对于脚手架的计算与设计只能够加强，不能够削弱，对于计算与设计也不能够通过某一种分析途径来对于潜力进行挖掘，或者是做出一定的修改。

总之，对于设计计算脚手架时，我们需要充分的考虑到“脚手架规范”当中的具体内容来加以实施。

2 模板支架的设计计算

对于当前建筑施工的模板支架来说，大多数采用的材料为扣件式钢管。而笔者借助了在“脚手架规范”当中对于脚手架立杆有关的规定，从而在设计计算模板支架上提出以下几种方法。

（一）将支撑点（连墙杆）设置在模板支架上

对于已经浇筑了的结构和模板支架之间，可以采用脚手架两步三跨或者是三步三跨的间距来进行可靠连接。其中的具体要求是：第一，在模板支架的两个主轴的方向上都需要有支撑点的设立；第二，在该方向上，作为其结构，支撑方向的刚度需要大于模板支架刚度的10倍之上；第三，在最大长细的考虑上，支撑杆不能够超过150，也不能够大于支撑方向的立杆间距；第四，需要在立杆的主节点处设置支撑杆；第五，必须有水平剪刀撑加在支撑杆的水平面之内。

（二）支撑模板支撑点的设置考虑

如果在设置模板支架的支撑点的时候，没能够针对上述的要求进行严格的设置，从而在计算模板支架的整体稳定性的时候就可以类似于计算脚手架立杆长度。而在实际的建筑施工当中，大多数的重大工程都采取的这一类计算方式，而实践也证明了其安全性、可靠性较高。

（三）模板支架连续支撑的层数和立杆的水平间距

对于层数与间距的考虑，需要密切的联系到混凝土楼板存在的裂缝以及其自身的强度。在现浇混凝土的梁或者楼板的时候，采用模板支架支撑，需要连续支撑支架3到4层，而这是以往的经验数据的总结，其确定并非考虑到支撑下部楼板的强度计算。

（四）在空旷地区设立模板支架

对于空旷地区当中无法设置模板支架的支撑点的时候，作为支撑结构就需要考虑到空载的(或卸载的)支架，从而将正受到荷载的模板支架的稳定性能够增强。

（五）稳定性计算模式

为了在建筑施工当中，能够创造出新的施工工程，笔者在理论方面提供了一定的稳定性计算的参考模式。

在下面的图一当中是计算模板支架稳定性的简易图，而能够使用计算公式对其进行求解处理。

图一 模板支架稳定性计算简图

1、一端固定一端弹性铰支(图一a)，就需要将以下的方程式解决，而可以得到Pcr，

在公式当中，c表示的是弹性约束位移系数；而在单位位移之内所需要的力(mm/N)：

2、一端铰支，另一端弹性铰支及转动约束(图一b)：而符号c，k含义相同于之上的公式里面的含义。

3、三跨连续梁，两端铰支，中间二个弹性铰支(图一c)：

而在计算当中，我们需要对于以下几点问题进行考虑：

其一，当格构柱利用的是扣件式的钢管的时候，对于格构柱的弯曲刚度EI还需要做一些试验来进行确定。

其二，对于空旷地区当中无法设置模板支架的支撑点的时候，为了确保承载能力不受影响，可以使用空载支架以及扣件的嵌固性来加以解决。

总之，在设置当中需要充分的、巧妙的利用好环境，才能够将支架立杆的稳定性方面存在的问题加以解决。另外，我们还需要注意到的一点是：找出群架的失稳的形态才是对于稳定性进行分析的关键所在，只有将群架稳定的支撑点确定好，其是刚性还是弹性，才能够最终进行稳定承载能力以及长度系数的计算。

参考文献

[1]佘步银，郭正兴.高支模架结构安全策略思考及设计方法[J].工业建筑，2011，(01)

[2]胡凯山.扣件式钢管模板支撑架结构力学性能研究[D].浙江大学，2007