论文扣件式钢管大模板支撑体系的应用研究0514

论文扣件式钢管大模板支撑体系的应用研究论文扣件式钢管大模板支撑体系的应用研究05140514 扣件式钢管大模板支撑体系的应用研究摘摘要随着城乡建设的高度 发展 大模板支撑体系及其施工技术在建筑工程中已经越来越普及 其中 扣件式钢管脚手架又是大模板支撑体系中应用最多且最为 广泛的一种支撑形式 然而由于目前在这些扣件式脚手架大模板支撑体系的设计计算及其 实际施工过程中工艺和措施当中仍然还有许多不安全与不成熟的问 题存在 从而导致大模板支撑体系的安全事故屡见不鲜 给建筑工 程施工的安全与质量带来了诸多问题 也对社会的发展造成了不利 影响 因此对扣件式钢管大模板支撑体系的应用进行研究 具有重要的现 实意义 本文首先通过对扣件式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架 格构柱脚 手架以及门式脚手架等几种大模板支撑体系的概况与优缺点进行了 分析比较 从而初步确定在一般的大中型工程项目施工中 采用扣 件式钢管大模板支撑体系还是较为经济合理的 接着 对扣件式钢管大模板支撑体系的整体受力原理做了介绍 并 引用了比较符合实际工况的弹性支撑连续梁模型 同时又对扣件式 钢管大模板支撑体系的整体稳定问题进行了探讨 并引用了有多个 弹性支座的多节间连续压杆的力学模型 然后 通过对扣件式钢管大模板支撑体系进行理论分析与数值模拟 等 并结合四川某市政府行政办公大楼工程 对扣件式钢管大模板 支撑体系的设计与施工工艺进行了分析和总结 其中不仅着重列出 了该工程450 1500mm大梁的大模板支撑体系的设计计算过程 而且 还列出了一些施工中容易忽视的细节和事项 从而能够为今后的实 际工程提供帮助和指导 最后 通过对大量工程实例的资料收集和分析 对扣件式钢管脚手 架在大模板支撑体系的应用中所出现的施工安全问题进行了总结 并尝试从施工全过程安全管理措施和施工救援应急预案等方面对扣 件式钢管大模板支撑体系的施工安全控制进行了一定的分析和探讨 而这些超常规的混凝土结构 往往具有跨度大 高度高以及自重大 等特点 这同时也给建筑施工中的模板支撑体系设计提出了更高的 要求 尤其是在其混凝土结构尚未形成自身强度之前 模板支撑体系不仅 承担混凝土结构的自重 同时还要承担施工过程中的各种荷载 因 此仅仅依靠过去的传统施工经验和施工措施已经很难确保工程的施 工质量与施工安全 于是对于模板支撑体系设计与施工的研究工作 就在建筑工程发展的舞台上占据了一席之地 长期以来扣件式钢管脚手架在模板支撑体系中的应用都非常广泛 但是作为建筑工程混凝土结构的一种临时支撑体系 人们一直对它 的基础研究没有投入足够的重视 近年来大模板支撑倒塌事故说明 对施工现场过程中出现的不利荷 载缺乏明确的认识 对一些诱导荷载采用模糊的静力等效原则处理 是导致大模板支撑体系倒塌的重要原因 6 近年来很多专家从整体力学性能 整体稳定性 设计 施工工艺 技术 施工安全措施等不同方面对扣件式钢管脚手架在大模板支撑 体系中的应用有过不同程度的研究 得出了大模板支撑体系中扣件 式钢管脚手架的一些设计与施工理论 为大模板支撑体系的发展起 到了非常重要的作用 1 2大模板支撑体系的特点和应用情况1 2 1几种大模板支撑体系的 比较 1 扣件式钢管脚手架扣件式钢管脚手架是国内近年来最为常见的高 模板支撑体系之一 主要是在传统脚手架的基础之上增加了一些必 要的加强措施和构造措施 扣件式钢管脚手架通常由立杆 小横杆 大横杆 水平剪刀撑 竖 向剪刀撑 水平加强层 连墙件 扣件 基底可调支座等部件所构 成 属于半刚性类型的框架结构体系 水平杆应搭设成纵横向并和立杆采用扣件连接 扣件一般采用直角 扣件 水平剪刀撑应在水平面上和立杆形成夹角45 至60 夹角的交叉斜 杆并与立杆用转角扣件相连接 垂直剪刀撑应在垂直面上和立杆形成夹角45 至60 的交叉斜杆 并与立杆用转角扣件相连接 底支座一般为用于立杆底面和支撑基础之上的连接件 其作用在于能和立杆共同承力并适当增大承力面积及便于调节支撑 高度 26 由于在我国建筑行业中对扣件式钢管脚手架的应用比较早 因 此其已成为目前应用最为广泛的一种脚手架 扣件式钢管脚手架一般具有以下几个优点第一 该脚手架的加工 搭设及拆除均较为简单 其主要材料钢管和扣件均有成熟的国家标 准 因此通用性也较好 而且整套操作工艺也非常成熟 第二 扣件式钢管脚手架搭设灵活 适用性非常好 可应用的范围 较为广泛 其钢管的长度便于调整 而且扣件的连接也不会受到高 度 角度等方面的约束 可以满足各种类型的建筑物和构筑物结构 的施工要求 第三 扣件式钢管脚手架相对而言造价比较低 不仅一次性投资费 用不高 而且可以多次回收利用 当然 扣件式钢管脚手架也有以下不足之处第一 若在大模板支撑 体系中采用扣件式脚手架 由于建筑结构的上部荷载一般比较大 从而使得立杆所承受的轴力也相对较大 又由于该脚手架的立杆截 面积比较小 而且长细比也较大 承载能力相对偏低 因此一旦加 强措施和构造措施不到位 就很容易造成脚手架的整体失稳 第二 因为扣件式钢管脚手架的抗侧刚度比较低 所以其整体稳定 性能也就相对比较差 因此当其作为模板髙支撑体系时 就必须按照设计要求来设置一定 的水平和竖向剪刀撑来加强整体的侧向稳定性 以避免脚手架由于 失稳而发生倒塌 第三 扣件式钢管脚手架的节点存在一定的不足 其不足之处主要表现为以下三中情况 首先 其节点的转动刚度相 对较低 从而使得大横杆对于立杆的约束能力不足 同时也降低了 其整体的抗侧刚度 其次 其节点的抗滑能力也较低 当荷载较大 时容易造成节点的滑移破坏 从而引起整体失稳 再次 其节点的 构造导致了脚手架立杆会发生偏心受压 从而使得立杆因为受到偏 压所造成的附加弯矩影响 导致整体承载能力产生大幅度减小 2 碗扣式钢管脚手架碗扣式钢管脚手架作为一种新型的承插式钢管 脚手架 通过其所独创的带齿碗扣接头来进行各种杆件的连接 可以说碗扣式钢管脚手架的成功开发 更加丰富了我国脚手架的发 展空间 并且有效促进了建筑施工工艺技术水平的提高 不仅得到 了广大施工单位的欢迎 而且受到了专家们的好评 碗扣式钢管脚手架目前在我国房屋建筑 隧道桥梁 堤坝水塔 棚 架烟囱等多种建筑物与构筑物中均有一定程度的应用 碗扣式钢管脚手架一般具有以下几个优点第一 该脚手架的节点结 构较为合理 承载能力相对较大 由于其横杆 立杆以及斜杆的轴 线交汇于一点 因此整个节点位于框架平面内 使得其接头的抗弯 抗剪以及抗扭等力学性能均未受到明显削弱 因此其架体结构的 承载能力与整体稳定性均比扣件式钢管脚手架更加合理可靠 第二 碗扣式钢管脚手架节点接头位置的碗扣螺旋摩擦力与横杆自 重的双重作用 使得其接头具有更为安全可靠的自锁能力 能够有 效避免接头位置的破坏 第三 碗扣式钢管脚手架的搭设与拆除也较为方便 操作的强度也 不高 第四 碗扣式钢管脚手架的加工也较为简便 可以进行大批量的标 准化生产加工 其接头的零部件均为形式统一的焊接作业 横杆 立杆 斜杆以及底座等主要的部件均为成套系列产品 而且加工工 艺也不复杂 较容易进行工厂化的大批量生产加工 并能够有效保 证其各部件的可靠性与互换性 当然 碗扣式钢管脚手架也有以下不足之处第一 由于碗扣式钢管 通常是统一生产加工 无法进行斜向杆件的布置 如果应用于大模 板支撑体系中 就必须另外增加扣件来进行剪刀撑的设置 以此来 增强支撑体系的抗侧刚度 确保脚手架的整体稳定性 第二 由于碗扣式钢管脚手架的构配件尺寸缺乏足够的灵活性 其 基本参数当中只有几种固定的型号规格 比如立杆上的碗扣间距模 数为0 6m 而横杆的长度模数为0 3m等等 这就对整个大模板支撑 体系的结构设计与施工均造成了极大的限制和不便 3 格构柱脚手架格构式脚手架作为一种新型的模板髙支撑体系 其 不仅承载能力较强 而且稳定性能也较好 可以说格构式脚手架是建筑行业往高大跨度发展的必然产物 这是 由于近年来随着超高 超长以及超重等类型的建筑工程结构体系越 来越多 传统的钢管脚手架往往因其承载能力不足 整体稳定性较 差而难以满足施工需求 所以通过在钢管脚手架的关键受力部位设 置格构柱进行加强 从而形成一种全新的组合型大模板支撑体系 以此来大大增强整个髙支撑结构体系的承载能力与整体稳定性能 虽然当前我国对于这种脚手架在大模板支撑体系中的应用还未能展 开广泛地推广 但是可以预见 随着城市化进程的加速与施工技术 的提高 通过对大模板支撑结构体系进行不断优化 格构式脚手架 将会成为未来髙支撑体系发展的趋势之一 格构式脚手架一般具有以下几个优点第一 由于其所采用的格构柱 是整个体系中的主要受力构件 因此其与传统的钢管脚手架相比 承载能力与整体稳定性能都有了显著的提高 而且由于其上部荷载可以通过支撑桁架来进行传递 从而避免了节 点因传递荷载而导致局部破坏 由此可见在大模板支撑体系中采用格构式脚手架 可以有效地提高 工程的施工安全 第二 在大模板支撑体系施工过程中 往往会由于各种不确定的因 素而导致形成一定的水平荷载 这就给支撑体系的抗侧刚度提出了 更高的要求 而又因为传统的钢管脚手架抗侧刚度较差 因此往往 由于这种水平荷载而引发整个支撑体系的坍塌 而格构式脚手架则由于是由独立的格构柱组合而成 因此其抗侧刚 度比较大 可以承受住一定的水平荷载冲击 从而能够确保支撑体 系的整体稳定性 当然 格构式脚手架也有以下不足之处第一 格构式脚手架的造价 较高 由于其通过格构柱以及支撑桁架等构件所组成 而这些构件 大都需要进行定型生产加工 因此与传统的钢管脚手架相比 一次 性地投入费用非常大 尤其是对于一些中小型施工单位而言 已经 到了难以承受的地步 第二 在格构式脚手架的搭设与拆除施工中 由于其大型格构柱具 有较大的自重 难以采用人工独立安装 而必须采用施工机械来进 行安装操作 施工操作要求水平相应较高 从而也增加了施工费用 而且作为临时性的支撑体系而言 由于格构式脚手架不够灵活简便 拆除时也非常麻烦 4 门式脚手架门式脚手架作为建筑工程中应用最为广泛的一种脚手 架 是由于其主架呈 门 字型而因此得名 这种脚手架主要由横框 主框 脚手板 交叉斜撑 可调底座等构 件所组成 门式脚手架首先由美国研制成功 其由于具有搭设与拆除较为简便 承载能力强 安全可靠等优点 因此发展速度非常快 我国曾先后从美国 日本 英国等发达国家引进其成熟的门式脚手 架体系 并在一些大型高层建筑工程施工当中进行了推广应用 门式脚手架一般具有以下几个优点第一 该脚手架在搭设和拆除过 程中均较为便捷 只需作业人员进行徒手的插 套 挂等操作就可 完成整个门式脚手架体系的搭设与拆除 而且其单独配件的最大重量均不会超过20千克 所以在其运输 装 拆以及提升等过程中都非常方便 第二 由于门式脚手架只需进行徒手搭设与拆除 整个作业功效都 相对较高 第三 门式脚手架配有扣墙管 平行架 脚踏板 水平与交叉拉杆 管等一系列纵横锁位装置 整体性能较好 而且其由立管直接承受 竖向压力 整个体系的结构受力较为合理 各种性能指标也都较为 理想 门式脚手架的一次性投入也不算太大 而且可以循环利用 经济性能较为可观 尤其是对于越高的支撑体系而言其效益越明显 当然 门式脚手架也有以下不足之处第一 由于各个生产厂家的产 品规格不统一 产品的质量标准也不一致 从而给施工单位在应用 和管理过程中造成了不小的困难 第二 由于有些生产厂家的产品材质与规格不能达到设计要求 造 成整个门式脚手架的重量太大 刚度太小 又由于加工精度较差 造成其在运输和使用过程中容易产生变形 缩短了使用寿命 从而 严重制约了这项技术的应用与推广 5 上述几种大模板支撑体系的比较综上所述 碗扣式钢管脚手架受 到了其构件模数的制约 格构式脚手架的造价又较高 而门式脚手 架的产品标准化目前又不太到位 从而使得扣件式钢管脚手架在我 国模板支撑体系中仍然是最受青睐的 也是应用最为广泛的 可以说除了结构形式特别复杂 施工要求特别高的特殊工程以外 对于一般的大中型工程而言 扣件式钢管脚手架都是能够满足其施 工要求的 当然 对于扣件式钢管脚手架在大模板支撑体系中的应用而言 必 须做到精细设计 认真施工 严格管理 以弥补其承载能力和整体 稳定性能相对较差的缺陷 实践证明 只要设计得当 扣件式钢管脚手架是完全可以满足一般 的大模板支撑体系的施工要求的 1 2 2扣件式钢管大模板支撑体系的应用情况扣件式钢管大模板支撑 是常用的施工结构 脚手架主要以承受施工荷载和满足操作条件为目标 对结构有强度 和稳定性的要求 其外形组合多祥 类别则少 荷载变化范围不大 且实践经验比较牢富 在通常高度建筑施工中 一般按构造要求 就可以满足使用功能 模板支撑是用以保证混凝土结构成形准确及支承其在建造过程中自 重与相关施工荷载为目标 对结构不仅有强度和稳定性要求 还强 调控制几何刚度 11 扣件式钢管脚手架及模板支撑是由钢管组合的一种空间结构 属多次超静定结构体系 要梢确分析其在负荷作用下的杆件内力 不是一件简单的事 事实上也没有必要 前人为了简化计算程序 通过多次理论与实践推出 无侧移多层钢 架 的分析方法 它将空间构架简化成平面侧架 又将受力最大的底层 首步架 立 杆为控制件 用两端介于固支与简支之间联结条件的等截面立杆为 计算简图 13 就模板支撑体系搭设过程而言 由于在其搭设施工过程中存在 着一系列影响结构承载力的问题 这就容易造成模板支撑体系的实 际承载力与其设计承载力之间存在较大偏差 由此埋下了工程施工 的安全隐患 扣件式钢管高支模搭设是高危险性的施工作业过程 需要先进行设 计 再论证 最后才能进行施工 施工过程要严格按照施工方案进行施工 施工单位应该对脚手架的 搭设实行全程监控 在混凝土的浇注过程中 应该实行分次浇注 利用第一次已浇注混 凝土的强度承受部分第二次浇注混凝土的荷载 从而减轻钢管支撑 的压力 确保支撑的稳定 施工安全是施工过程的核心 高支模的搭设 拆除都应该围绕该核 心进行施工 1 3课题研究意义模板工程占钢筋混凝土工程总价的20 30 占劳 动量的30 40 占工期的50 左右 决定着施工方法和施工机械的 选择 直接影响工期和造价 脚手架及模板支撑是土木工程施工的重要设施 是为保证高处作业 安全 顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道 脚手架在施工作业中必不可少 保证施工作业的进行和施工的安全 工程质量以及施工进度 并占用施工企业的流动资金 是企业经 济管理工作中的重要环节之一 18 而大模板支撑是指支撑高度大于或等于4m时的支模作业 在大模板支撑中 大型桥梁或特殊结构的高度通常都有几十米高 部分可能更高 不但个别作业人员因高处坠落会发生伤亡 若作业 中支撑体系发生坍塌 就会造成其上作业人员群死群伤的重大事故 因此 施工作业中 除遵守模板工一般安全常识外 还必须认真 按大模板支撑的要求和施工方案作业 切实预防各类事故发生 随着城乡建设的高度发展 大模板支撑体系及其施工技术在建筑工 程中已经越来越普及 其中 扣件式钢管脚手架又是大模板支撑体 系中应用最多且最为广泛的一种支撑形式 然而由于目前在这些扣件式脚手架大模板支撑体系的设计计算及其 实际施工过程中工艺和措施当中仍然还有许多不安全与不成熟的问 题存在 从而导致大模板支撑体系的安全事故屡见不鲜 给建筑工 程施工的安全与质量带来了诸多问题 也对社会的发展造成了不利 影响 1 4课题研究主要内容 1 通过对扣件式钢管脚手架 碗扣式钢管脚手架 格构柱脚手架以 及门式脚手架等几种大模板支撑体系的概况与优缺点进行分析比较 可以初步确定 在一般的大中型工程项目施工中 采用扣件式钢 管大模板支撑体系还是较为经济合理的 2 对扣件式钢管大模板支撑体系的整体受力原理做了介绍 而由于 弹性支撑连续梁模型是比较符合建筑工程混凝土结构扣件式钢管大 模板支撑体系的实际工况 因此引用了弹性支撑连续梁模型 特别 是当对支撑体系的弹性特征值进行了合理取值后 通过该模型能够 有效估算出大跨度大模板支撑体系的梁下支撑轴力值 同时又对扣件式钢管大模板支撑体系的整体稳定问题进行了探讨 提出对于大模板支撑体系不能就单根立杆来进行稳定性的讨论 而 由于水平杆和剪刀撑对立杆的协调作用能够有效提高立杆的稳定性 能 因此应将这些因素在立杆稳定分析中予以综合考虑 由此提出 了通过建立有多个弹性支座的多节间连续压杆的力学模型 来进行 大模板支撑体系的临界荷载的计算 3 通过对扣件式钢管大模板支撑体系进行理论分析与数值模拟等 并结合四川某市政府行政办公大楼工程 对扣件式钢管大模板支撑 体系的设计进行了分析和总结 而由于在四川某市政府行政大楼工 程中 450 1500mm大梁的大模板支撑体系是大厅结构施工关键 因 此着重对该大梁的扣件式钢管大模板支撑体系进行了一系列的设计 计算 确定该大模板支撑体系的面板抗弯强度和刚度 方木抗弯强 度 抗剪强度 挠度 纵横向钢管抗弯强度 抗剪强度 挠度 扣 件抗滑移以及立杆稳定性等均满足要求 4 通过结合四川某市政府行政办公大楼工程 总结出扣件式钢管脚 手架在大模板支撑体系应用中的施工准备 支撑体系搭设 支撑体 系拆除等一整套施工工艺 并列出了一些施工中容易忽视的细节和 事项 从而为今后的实际工程提供帮助和指导 5 通过对大量工程实例的资料收集和分析 对扣件式钢管脚手架在 大模板支撑体系的应用中所出现的施工安全问题进行了总结 并尝 试从施工全过程安全管理措施和施工救援应急预案等方面对扣件式 钢管大模板支撑体系的施工安全控制进行了一定的分析和探讨 第二章扣件式钢管大模板支撑体系的力学性能分析2 1扣件式钢管大 模板支撑体系的整体受力分析2 1 1分析原理在现浇钢筋混凝土结构 的施工过程中 其工艺流程一般包括施工测量 模板支撑搭设 模 板安装 钢筋安装 混凝土施工 混凝土养护 施工材料堆码 模 板支撑拆除等 其中有些工序带来的施工荷载较小 对于结构整体受力的影响不大 比如施工测量 模板支撑搭设 混凝土养护等 而另外有些工序 则对整个大模板支撑体系的整体受力带来了较大的影响 比如混凝 土施工 施工材料堆码 模板支撑拆除等 对于这些工序就必须予 以重点控制 在与大模板支撑体系相关的混凝土施工过程中 通常是进行高空 大面积的水平梁板混凝土浇注 而在此时 一般大部分的竖向承重 体系 诸如框架柱和剪力墙等 已经施工了一段时间并且其混凝土 达到了一定的强度 由此可见 对于整个新浇注的混凝土梁板而言 不仅受到扣件式钢 管大模板支撑体系的约束 还受到已经施工完成的框架柱和剪力墙 等竖向承重体系的约束 而随着新浇注的混凝土梁板的逐渐达到一 定的强度 该梁板 水平结构体系 将与框架柱和剪力墙等竖向承 重体系结合 并最终形成固定的连接点 这也说明了混凝土楼板的边界约束条件其实是变化着的 2 1 2分析模型的建立将施工过程中进行荷载传递的扣件式钢管大模 板支撑体系看作是连续均匀分布的弹性支撑 而其支撑的楼板则看 作是弹性板 即在施工过程中 将整个结构的扣件式钢管大模板支撑体系以及早 龄期混凝土楼板都看作弹性材料 共同承担早龄期混凝土楼板的自 重与施工荷载 并将楼板结构看作是弹性支撑上的连续板 如图2 1 弹性支撑连续梁模型 为了更有利于分析 对于该弹性支撑连续梁模型作如下假定第一 模板支撑与楼板间的连接视为铰接 第二 不考虑混凝土的收缩和 徐变 混凝土结构和模板支撑均为线弹性结构 第三 基础是刚性 的 图2 1弹性支撑连续梁模型由于扣件式钢管大模板支撑体系 通常用 于高空的混凝土结构施工 一般为单层 其支撑底部往往直接与基 础连接 因此将基础视为刚性基本符合了实际情况 而将混凝土楼板结构视为有弹性支座的连续梁 其弹性支座的刚度 即为扣件式钢管大模板支撑体系的竖向刚度 其连续梁的边界约束 条件则可以按照混凝土梁板的实际约束情况来进行分析确定 由此假定即可形成一组弹性支撑连续梁 该模型是比较符合建筑工 程混凝土结构扣件式钢管大模板支撑体系的实际工况的 2 2扣件式钢管大模板支撑体系的整体稳定性分析2 2 1分析原理在 扣件式钢管大模板支撑体系中 其主要的承重构件就是立杆 而对 于立杆的计算而言 主要就是考虑压杆稳定问题 在当前对支撑立杆进行结构计算的过程中 大都采用单杆来进行承 载力的计算 其中较为被普遍认可的计算模型是立杆的计算长度只和其步距 两 节点的距离 有关 而和支撑体系的高度以及水平杆的层数无关 这种计算方法显然没有对水平杆和立杆的共同作用进行综合考虑 究其原因 就是因为对于支撑体系的边界条件通常不够明确 并且 对于支撑体系的整体结构计算简图缺乏成熟的概念 因此 一旦支撑立杆的高度较高 水平杆的层数较多时 这种传统 的单杆承载力计算方法所得出的结论就会和实际的立杆受力情况产 生较大的偏差 由于扣件式钢管大模板支撑体系是由立杆 水平杆 剪刀撑等构件 所组成的整体 一旦某根杆件出现失稳变形的现象 必然会对与它相连接的其他杆 件造成一定的影响 由此可见 对于杆件的稳定性如果仅仅去孤立地分析某一根杆件显 然是不合理的 而应当根据其他杆件对其约束作用来进行综合考虑 而这种约束作用需要通过对支撑体系进行整体分析来确定 即支撑 体系的整体稳定性分析 扣件式钢管大模板支撑体系是一个庞大而复杂的杆件体系 首先就 其中的单根立杆稳定问题与整个支撑体系的关系进行分析 可以得 出几点定性的规律第一 与计算压杆直接相连接的杆件约束作用大 而相距较远的杆件约束作用小 第二 相连杆件约束作用的大小 取决于它的线刚度和内力性质 从内力性质来说 由于杆件受压 时弯曲刚度将减弱 杆件受拉时会使弯曲刚度增大 所以拉杆所起 的约束作用比压杆要大许多 当内力性质相同时 线刚度大的约束 作用大 反之则小 第三 设计中未用足承载力的立杆也能起到约 束作用 仅仅通过上述的几点定性的规律 想要对某根立杆的稳定性进行准 确分析显然是极为困难的 而且想要对水平杆与剪刀撑的作用进行 准确确定同样也是几乎不可能的 当然不考虑水平杆与剪刀撑的作 用显然更不合理 这就要求建立一个既相对简化又能良好反映出各杆件共同作用的分 析模型 2 2 2分析模型的建立在扣件式钢管大模板支撑体系中 其支撑立杆 为连续压杆 而且各立杆所受到的轴力大小与分布都是不尽相同的 有的立杆受到的轴力大 有的立杆受到的轴力小 有的立杆杆底 轴力最大 有的立杆则与之相反 而支撑体系当中的水平杆不仅能给立杆提供侧向连接与支撑 同时 还可以对各立杆起到轴力调节的作用 从而使那些轴力和变形较大 的立杆可以通过水平杆将部分内力传递给其周围的立杆 以防单根 立杆发生过早屈曲 由此来对支撑体系的整体稳定性进行加强 同时 即便对于同一根立杆 由于各层水平杆与其的相互传力状况 也各不相同 就算忽略了节间的弯矩影响之后 仍然也会存在同一 根立杆各节间受到的压力大小不一的现象 其中必然就会有一个节 间受到的压力最大 而当荷载达到了一定程度之后 这一节间的压杆就有可能首先出现 屈曲 但由于和该节点相连接的水平杆和剪刀撑都会随之发生或多 或少的变形 从而产生支撑体系整体失稳的特征现象 正是由于存在这种整体作用 因此立杆的屈曲临界力比两端铰接受 压杆的临界力要大 由此可见 要对立杆的稳定性进行研究 就必须综合考虑立杆和水 平杆 剪刀撑共同工作的实际情况 一旦对扣件式钢管大模板支撑体系中立杆和水平杆 剪刀撑共同作 用 整体受力的特点有了足够的了解 再对立杆的稳定屈曲问题进 行分析时 就可以采用简化的力学模型来对立杆的整体受力特点进 行模拟 其中相对简化的一种方法就是将水平杆对立杆的约束作用模拟成立 杆上加弹性支座的形式 由于大模板支撑的单根立杆与多层水平杆有连接 所以该立杆的力 学模型可以简化为有多个弹性支座的多节间连续压杆 如图2 2有多 个弹性支座的多节间连续压杆 图2 2有多个弹性支座的多节间连续压杆第三章扣件式钢管大模板支 撑体系的设计3 1工程概况四川某市政府行政大楼工程 下文简称工 程实例 建筑面积38000m2 人工挖孔桩基础 钢筋混凝土框架结 构 建筑高46 5m 长164 5m 宽32 1m 圆弧形 南北向 0 000为底层车库架空层楼面 底层车库架空层层高3 3米 以上1 7轴 16 22轴为十层 除一层层高为3 9米外其余层高3 6米 7 16轴为十二层 其中9 14轴为共享大厅共三层 第一层楼面 为7 16轴六层楼面 标高18 300m 第二层楼面 为7 16轴九层楼面 标高29 100m 第三层楼面 为7 16轴十一层楼面 标高36 300m 故一层的高厅堂模板支撑高为18 3m 二层模板支撑高为10 8m 三 层模板支撑高为7 2m 且中间只有四个圆柱支撑 均属于大模板支 撑 并且大厅一层底下为底层架空车库层 大厅 一 二和三层结构梁截面形式有450 1500mm 350 1300mm 650 700mm 400 800mm 350 600mm和250 400mm 板厚为100mm 混 凝土强度等级为C30 结构自重较大 工期紧 施工难度相当大 特别是支模的安全和稳 定性极为重要 且车库层楼面也受到相当大的荷载 施工中必须引 起高度重视 详见图3 1剖面图 图3 2大模板支撑立面图 下面将结合该工程实例