脚手架结构模板支撑架的构造和设计

1、脚手架结构模板支撑架的构造和设计采用脚手架杆配件搭设模板支撑架是常用的施工方法之一。此类模板支撑 架（主要是梁板模板支撑架）承受的荷载作用既不同于，又显著大于相应的脚 手架，必须加强构造和按脚手架结构进行设计和计算，以满足施工要求和确保 使用安全。本节主要介绍采用脚手架杆配件搭设的、按脚手架结构计算的模板支撑架1脚手架结构模板支撑架的类别和构造要求1 类别用脚手架材料可以搭设各类模板支撑架，包括梁模、板模、梁板模和箱基 模等，并大量用于梁板模板的支架中。在板模和梁板模支架中，支撑高度 4.0m者，称为“高支撑架”，有早拆要求及其装置者，称为“早撑模板体系 支撑架”。扣件式、碗扣式和门式钢管脚手

2、架材料均可用于构造模板支撑架，并各具 特点。按其构造情况可作以下分类：（1）按构造类型划分1）支柱式支撑架（支柱承载的构架）；2） 片（排架）式支撑架（由一排有水平拉杆联结的支柱形成的构架）；3）双排支撑架（两排立杆形成的支撑架）;4）空间框架式支撑架（多排或满堂设置的空间构架）。（2）按杆系结构体系划分1）几何不可变杆系结构支撑架（杆件长细比符合桁架规定、竖平面斜杆设 置不小于均占两个方向构架框格的1/2的构架）；2）非几何不可变杆系结构支撑架（符合脚手架构架规定，但有竖平面斜杆 设置的框格低于其总数1/2的构架）。（3）按支柱类型划分1）单立杆支撑架；2）双立杆支撑架；3）格构柱群支撑架（

3、由格构柱群体形成的支撑架）；4）混合支柱支撑架（混用单立杆、双立杆、格构柱的支撑架）。（4）按水平构架情况划分1）水平构造层不设或少量设置斜杆或剪力撑的支撑架；2）有1或数道水平加强层设置的支撑架，又可分为：a板式水平加强层（每道仅为单层设置，斜杆设置 1/3水平框格）；b 桁架式水平加强层（每道为双层，并有竖向斜杆设置）。此外，单双排支撑架还有设附墙拉结（或斜撑）与不设之分，后者的支撑 高度不宜大于4m。支撑架的所受荷载一般为竖向荷载，但箱基模板（墙板模板） 支撑架则同时受竖向和水平荷载作用。2 设置要求支撑架的设置应满足可靠承受模板荷载、确保沉降、变形、位移均符合规定、绝对避免出现坍塌和垮

4、架的要求，并应特别注意确保以下三点：（1）承力点应设在支柱或靠近支柱处，避免水平杆跨中受力；（2）充分考虑施工中可能出现的最大荷载作用，并确保其仍有 2倍的安全 系数；（3）支柱的基底绝对可靠，不得发生严重沉降变形。3.构造的一般要求（1）梁模板支撑架的构造型式梁模板支撑架的常见构造形式有以下 5种（图5-94）:1）由劲性支柱（如4根立杆的“格构柱”、双立杆的“梯形柱”和“粗管 柱”等）加多层水平拉杆和剪力撑构成的“支柱式结构”，其支撑（架）高度超 过4m时，应视需要加设侧向（出平面）斜撑（即“抛撑” ）；2）由密设（取较小的立杆纵距）的单立杆与水平杆、斜杆或剪刀撑构成的 单排（片式）构架，

5、支架高度不宜超过 4m,并视需要设置侧向斜撑；3）由单列多层门架与相应的水平架、交叉支撑、纵向扫地杆、封口杆（设 于首层门架底部的横向扫地杆）和纵向水平加强杆构成的单列门式支撑架，其 构造相近于双排立杆支架。在需要时加设外侧长剪刀撑；4）由相互交错或交错重叠布置的双列多层门架与相应交叉拉杆和以扣件连接的纵向水平杆、扫地杆、封口杆组成的双列重叠门式支撑架，其构造相近于 四排立杆支架。在需要时加设外侧长剪刀撑；5）采用单立杆或双立杆的双排模板支架。图5-94梁模板支撑架构造形式1）劲性支柱构造；2）密设单立杆排架构造；3 ）单列门架构造;4）交错重叠双列门架构造；5）双排支架构造1-侧向支撑；2-

6、扫地杆；3-封口杆；4-交错间隔布置门架;5-交错重叠布置门架；6-门架上部加强杆；7-门架顶面加强杆3）5）三种形式支架的高度一般不宜大于10m，否则应考虑采取扩座（即加宽底部构造，以加强其整体稳定性）措施。当支架边侧有相距较近（例如w 2.0m）的墙体结构可供设置附墙拉结时，支架高度可以超过10m。（2）梁板模板支撑架的构造形式梁板模板支撑架是梁模板支撑架和（楼）板模板支撑架的组合，构成整体 空间框架（图5-95）。当楼板梁（框架梁、肋梁、井字梁）的截面和梁间距较大 时，需要梁下支撑立杆的间距显著小于板下支撑立杆的间距，即需要采用支架 立杆的变距布置；当楼板梁的截面和梁间距较小时，贝U常可

7、采用支架立杆的等 距布置。而采用等距布置，但即使不同的立杆（单立杆、双立杆、组合立杆） 时，也能适应梁和板的荷载相差较大的情况。B图5-95梁板模板支撑架构造形式A-几何不可变杆系结构；a-非几何不可变杆系结构；B-有水平加强层；m-变杆距；n-变步距高度w 4m者，称为“普通梁板模板支撑架”，高度4m者，称为“梁板模板高支撑架”，高支撑架需要相应缩小构架的柱距（立杆纵距、横距）、步距（水平杆竖向间距）和增加斜杆、剪刀撑的设置，当高度超过10m时，还应视需要设置一到数层水平加强层构造。梁板模板支撑架，采用整体空间框架结构时的构造形式，按4种构架因素组合，可形成表5-82所示的14种。空间框架结

8、构支架的构造因素和构造形式表5-82支架构造因素代号支架构造形式1 几何不可变杆系结构AABMN ;abmn；2 非几何不可变杆系结构aABMn ; abmN ;3 有水平加强构造层BABmn ;abMN ;4 无水平加强构造层bAbmn;? BMN ;5 立杆等距（双向或单向）MAbMN ;? aBMn;6立杆不等距（双向或单向）m? aBmn;7 水平杆等步距（各层）NBAbmN ;AbMn .&水平杆变步距（各层）nAbivin ;?原表有移动，看不清。（3）梁模板、梁板模板支撑架构造的一般要求梁和梁板模板支撑架的构造参数需经验算确定，其初选参数应符合表5-83和表5-84的构造要求梁模

9、板支撑架构造的一般要求表5-83构造形式构造的一般要求劲性支柱构造 劲性支柱（双立杆或格构柱）的宽度bi宜W梁宽b + 300mm; 劲性支柱的纵距la和水平杆的步距h宜不大于1.2m （双立杆）或 1.5m （格构柱） 扫地杆距楼地面的高度 h0宜w 300mm ; 直接承受荷载的立杆及其顶托（座）伸出顶水平杆之上的自由咼度 （至托座板面）h1宜w 400mm ; 剪刀撑应满高设置，视需要设置顶部第2道水平杆； 支架高度不宜6m。当架高H 4m时，应设置侧向斜撑； 所有杆件（立杆、水平杆、斜杆）之间相接处均应用扣件连接紧固 （拧紧扭力矩为 4060N m）密设单立杆排架 立杆不宜采用避厚v

10、3.5mm的薄壁钢管; 支架高度应w 4m ; 必须设置侧向斜撑，斜角a = 4560，支点高度应位于3/5H处;11立杆间距w 1.0m ;12水平杆步距宜w 1.0m ;13剪刀撑满高设置。其他同单列门架构造o14梁模板荷载宜直接作用于门架立杆上或立杆与加强杆之间。当梁模板 荷载居于门架中部时，应采取增设门架上部加强杆或托梁件（将跨中荷 载传于立杆上），严禁门架单侧支柱受力；o 15除两侧均交叉支撑和每层满设水平架外，首层门架设扫地杆（纵向）和封口杆（横向），各层门架立杆对接处均设水平加强杆；o 16在顶层门架上部加设一道双向水平加强杆（类似扫地杆和封口杆）；17外侧满设剪刀撑交错重叠双列

11、门 架构造o 18两列门架横向交错（使梁的荷载落于双列门架所形成的内立杆之间） 和纵向间距（相邻门架间距为0 51a）或重叠（门架排距为|a）； 19交叉支撑满设；20水平加强杆设于门架两边侧立杆和中部门架横梁之上； 21长剪刀撑视需要设置单（双）立杆双 排支架22立杆横距lb 4mW 4m 4m1设斜杆（含剪刀撑）的框 格占构架框格总数的比例 1/2V 1/22扫地杆双向满设双向满设3立杆杆距|a、lbW 1.5mW 1.2mw 1.2mW 1.0m4水平杆步距hW 1.5mW 1.2mw 1.2mw 1.0m5水平加强层设置不设顶部、底部 和变步距处等不设顶部、底部 和变步距处等6水平加强

12、层间距-68m-68m注：1 水平加强层的作用为加强支架整体刚度和分布不均匀的集中荷载，其下的竖向斜杆一般只设于周边；2非几何不可变杆系结构的剪刀撑和斜杆设置不低于相应脚手架的构造规定；3依承载需要和计算结果决定是否采用变杆距和变步距。1-1脚手架结构模板支撑架的一般构造1 使用碗扣架材料搭设的模板支撑架用碗扣式脚手架系列构件可以组装各种类型的支撑架。其一般组架结构见图5-96,由立杆垫座（或立杆可调座）、立杆、顶杆、可调托撑以及横杆和斜杆（或斜撑、剪刀撑）等组成。使用不同长度的横杆可组成不同立杆间距的支撑架。当所需要的立杆间距与标准横杆长度（或现有横杆长度）不符时，可采用两组或多组组架交叉叠

13、合布置，横杆错层连接（图5-97）可週托撑立杆横杆斜杆垫座走杆横杆亠图5-97支撑架交叉布置对于楼板等荷载较小，但支撑面积较大的模板支架，一般不必把所有立杆连成整体，可分成几个独立支架，只要高宽（以窄边计）比小于 3： 1即可，但 至少应有两跨（即三根立杆）连成一整体。对一些重载支撑架或支撑高度较高（大于10m ）的支撑架，则需把所有立杆连成一整体，并根据具体情况适当加 设斜撑、横托撑或扩大底部架（图5-98）。可调托撐5-98重载支撑架构造可调横托撑可用作侧向支撑（图5-99）,应与横杆相对，并两侧对称设置。图5-99横托撑设置构造位于支架外侧面的斜杆可设于节点处。但支架中间立杆节点处的碗扣

14、中因已有横杆装入，可装于立杆的其他碗扣接头中（见图5-98中的2、4跨斜杆）或采用扣件式钢管杆件。支架高度w 4m的普通模板支撑架的一般构造示于图 5-100中图5-100以板为主的布置方式碗扣架由于杆件轴心受力、杆件和节点间距定型、整架稳定性好和承载力 大，而特别适合于构造超高、超重的梁板模板支撑架，用于高大厅堂（如电视 台的演播大厅、宾馆门厅、剧院等）、结构转换层和道桥工程施工中。图5-101 所示即为一箱型截面桥梁模板的支撑架，其设计荷载达30kN/m2,立杆沿桥梁横向布置，依上部荷载要求采用变杆距（0.6m、0.9m、1.2m和1.5m）,纵向采 用等杆距，以利于水平杆的设置。当施工期

15、间要求不断交通时，可视需要留出 车辆通道（图5-102），对通道两侧荷载显著增大的支架部分则采用密排（杆距 0.60.9m）设置，亦可用格构式支柱组成支墩（图 5-103）或支撑架（图5- 104）。格构式支撑柱由立杆、顶杆和0.30m横杆组成（横杆步距0.6m），在其 底部设支座（有普通垫座、可调垫座和转角座，转角座用于斜支撑柱的底座）， 顶部设可调座（图5-105）。支撑柱的允许荷载随高度的加大而降低：H 5m时 为 140kN; 5mv H 10m 时为 120kN; 10mv H 1.5和K2.0的要求；3）立杆的基础（地）应有足够的承载能力，且在受载后不得出现超过10mm （或设计限

16、定值）的沉降。基地的楼板时，其下应视需要设置支撑；4）支架的结构和构造中不得出现低于验算条件的薄弱部位。否则，应按薄 弱部位（即最不利受力条件）的荷载和构造参数进行验算；5）确保节点构造、斜杆和其他整体性、加强性杆件的设置符合设计要求， 使支架具有稳定的结构；6）严格控制和确保施工中的实施荷载及其分布不超过设计值。2-1扣件式钢管梁板模板支撑架的稳定性计算采用扣件式钢管脚手架材料搭设的梁板模板支撑架（以下简称“扣件梁板 模板支架”）的工作受其稳定承载能力控制。1 .扣件架规范对模板支架计算的规定“模板支架计算”是扣件架规范后增加的一节，共作了3条4款规定,包括要求模板支架的荷载、压缩变形和抗倾

17、覆计算应符合混凝土结构工程施 工及验收规范（GB 50204-92）（注：这是该规范的规定，而所用标准现已改为混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002）的规定，支架立杆轴向 力设计值N和立杆计算长度|0的计算式。将扣件架规范中式（562-3）所确定的|0以|01表示，则有：|01 二 h+ 2a（5-83）式中 h支架立杆步距；a立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度。扣件架规范给出的模板支架轴向力设计值N的计算式（5.6.2）与用于脚手架计算的式（5.3.2）是相同的，前者取|oi = 2h+a，而后者取|oi = ki卩h当支架的构造和约束条件与双排脚手架相同时，则

18、|01应当与|0相同，即|01= |0，则有：h + 2a= k2 卩 ha= h (k1 u-1)/2(5-84)当|oi|o时，其K2.0,可满足安全要求；当|oi 2.0的安全度,就必须使a（ 0.3670.54） h，即当h= 1.8m时，需让a0.660.97m，而这 又恰与限制a的初衷相违背。之所以出现这一问题，就是在借用英国标准时， 忽视了必须满足K2.0的要求。按照扣件架规范的计算规定，在 a 2.0要求的结果。鉴于这一存 在问题，在计算模板支架时，需要对式（5-83）式作必要的调整，以确保使用 安全。2 两类构架梁板模板支架立杆计算长度|0的确定按两类构架的情况，分别采用相适

19、合的支架立杆计算长度 |0的计算式: 几何不可变杆系结构支架：=+ 2a )(5-S5)A + 2a f/h5-86)(5-87)战A非几何不阿变杆系结构支架:X =叭叫円(5-88)以上式中 切考虑K32藝求的立杆计舁检度的调植系数其对于心的调整相当 于对抗力/的调整，扣件架所给趴二1.155的取債 憐低.应按表5-S6选用；k2考虑搭迎高度影响的立杆计17拴度的调整矗数亠圉只调整支規计畀高直 /f0 4mxn的高支聽枚取其搭设高度调整系数Kh -L1 + 0.005 (H0-4)(当Ho4m时、楼Kd转化为对厲曲谓筮系数肌，其值列人5-87中；;/一 一“非几何年可变杆系结构“支舉立杆的计

20、算长度翼數+即计算扣件式啊 管黔手架单肢立杆麹定性的坷值，分别按甬立H边立杆和中立杆始 出，5-211円瘠“非几何不可变杆系结构”支架的宝杆视为“有射移框架桎”，按葛 两端交汇杆坤线刚度的比fSK“ K：确定的计算畏度系数的理论值， 5-1-3-4节说明和底 瞬结构设计规范GB S0O172002的附*4-2;mi、m2考虑扣件式钢管脚手架稳定约束条件中连墙杆和纵向水平杆作用的调整系数，见表5-88。当支架的边排立杆有附墙连结时， 其靠边两排立杆按实际的附墙连结情况考虑，其内各排立杆 按无附墙连结考虑；当支架边排无附墙连结时，横向立杆排数5排的支架按“两步三跨”边墙考虑，横向立杆排数w 4 排

21、的支架按“三步三跨”连墙考虑。模板支架立杆计算长度调整系数ki表5-86步距h (m)hw 0.90.9v hw 1.21.2v hw 1.51.5v hw 2.1ki1.2431.1851.1671.163植板支架立杆计算长度调養系数如表87h + 2a(m)4(1.0)6(0.99)8(0.98)10(0.971)12(0.962)14(0.952)16(0.943)18(0.935)20(0.926)25 (0.905)30(0.885)35(0.866)40(0.847)1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.06L1.08LL0921.1131.1371.

22、1551.1731.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.092l.lll1.1291.1491.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.1321.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.1231.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.1111.921.01.0071.0121.0181.

23、0241.0301.0351.0421.0481-0621.0761.0901.1042.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101225 2.551.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.037t-0421.0571.0701.0811.0942.70-3.361.01.0071.0101.0161.0201-0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091当支架计興高度Ho（长度调整系数KQ为下值时注：当（gU+2a）、H。的数值与表不符时，可用摘

24、入法确定或采用下贴栏的数值（即将气值稍微取犬一些）。调整系數re】和Dh值表5-88人/h或 hll.当连墙点设宜为m2,当立杆的类别和位置为2步3跨3步3跨类别边立杆中立杆苜步架其他步槊首步架其他步架0.61.7752.087屢考值1.213L2301.1611.1910.71.6551.9451.1601.1751.1261.1490.81.5551.8141.1081.1151.0921.1070.91.4571.6801.0681.0761.0571.06$1.01.3721.577绘图值1.0301.0371.0221.0251.11.3001.4851.0151.0191.0111

25、.0121.16131.2611.430依据值1.21.2441.410绘图值1.001.001.001.001.31.2011.3590.9850.9820.9890.9881.38461.1651.315依据值A/g或 h/la当逹購点设置为nti，当立杆的类别和愷童为23跨类别边立杆中立轩苜步架并他步架莒步架1茸他步架1,4136213130-970Qg0.9790.9751J |11511,2990.9550.9470.99D96311,6L14I1.2M0円400.9300.9*00,9501.71J3GV2740.92S0.9120.9510.93B1,74131.1231.264

26、依据值 11 J _U11S1.260Affifi0.911094- -0,9420,9251.91J151-257U.8粥讪0.9331卜9132.0L11312530.8810.861(14230.9012.11 JH1.251ZO.S760.8550.912|0,8972.2 ,Id 101.2500.S710加注I査叫时用 W 誉叭时用林5 1人和匚分别为步距、立忏的橫距柯除距。3 梁板模板支撑架的稳定承载能力和验算步骤(1) 梁板模板支架立杆的稳定承载能力编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定确定的脚手架整体稳定性的一般设计表达式，将稳定系数 和结构重要性系数丫0 ( = 0.9)

27、均归入式 子右端的抗力项，即：不组合风戦1.2Sa + INSqtW 詐治(5-&9J组合凤载：1 -25 * U4 x 0.85(Sql 十 Swt) 杆距、3,5 (h = l) 4.0 (hl)o氐措设高度(m)?XG2k其他自重(恒载)标准值在立杆中产生的轴力(kN)jg施工荷載活载)标隆值在立杆中产生的轴力(kN)。4) 住据和粗算的V值，从稅沖 中畫得 恐鼻1.2丄值的A +2用于“几何 不可变杆系绪构”支架)戒戶鼻(用于“非几何不可證杆系结构*支架)值*确定權杆步 距h ;5) 确矩支架的结构晏别，杆件设匱及构造尺寸；6)按设计肉架和荷找计算NG11. Ng g ( = 3沪)利

28、N。当NW&或N诙CNG1；faJ351丄1.2W 5JD9.045-El4.5725062 577.2S70.092-35.032R(1两制书点 国侧君点/*两榔*节点皿10it iWHT 点H9.537,5四雪点297.674,40无15U37.50无.设連看L3,4109| 112.4ISO3X 1.552x 1.551用2 *1.551.551A5|1.82x 1.J5l.E1.55370注：1 室内试验为正规试验，采用千斤顶在架体顶部施压；室外试验采用设于地面的张拉机、钢丝绳经导向滑轮在顶部施压；2 破坏形式为整体或局部（12根立杆）失稳；3“节点”斜杆为装设于立杆和横杆节点碗扣上的

29、斜杆，“非节点”斜杆为装于其他立杆碗扣上的斜杆；4.号的剪力撑设置方式见图 5-57。（1）极限荷载随斜杆设置量的增加而提高沿纵向（|a）两侧面设节点斜杆的和四个侧面都设节点斜杆的的极限荷 载，分别比不设斜杆的提高了 37%和173%，四侧设置节点斜杆者，其立杆 的极限荷载达74.492.5kN，相当于 匸0.7720.923。（2）设置非节点斜杆的作用甚微设置非节点斜杆的的极限荷载仅比提高了约 3%0（3）有辅助构架者，承载力提高三跨架的极限荷载比单元架提高了 37.61%, 3排双跨架（4个平面单 元，受力单元居角部）？和17的极限荷载比单元架？提高了 55.56%； 3排3跨 架（6个平

30、面单元，受力单元距纵向的中部）的极限荷载比 ？提高了 71.67%， 比？提高了 10.36%。经分析，辅助构架中与负载单元立杆直接以横杆相连的每 根“帮忙”立杆只分担了 4.5kN （即占？立杆荷载45kN的10%）。因此，负荷 单元极限承载力的提高应主要来自：1）立杆约束条件的改变（由角立杆变为边 立杆或中立杆）; 2）负载单元架架体刚度和稳定性的提高。比较 ？与的结果， 也可看出粗短架体比细长架体具有更高的承载力。（4）设连墙撑的作用明显设连墙撑的极限荷载比（不设连墙撑）提高了 22% （但这是双排架的 试验结果，随着架体排数的增加，其作用将相应降低）。（5）极限荷载随步距的减小而增大平

31、面单元尺寸相同的、？和？，步距1.2m的的极限荷载是步距=1.8m的？的152.22%,而步距=0.6m的？更是？的242.22%,其单立杆承载达到了 109kN，已接近其承载能力的标准值 YdRd （=1.165X 100.25kN），虽 然并无斜杆设置。说明当斜杆的设置角度偏小时（此时为21.16。），已不起什么作用。2 碗扣式钢管模板支撑架设计计算结果与试验值的符合程度当碗扣式钢管模板支撑架亦采用与扣件式钢管支架基本相同的式子，即在计算立杆的计算长度low时；对于“几何不可变杆系结构”支架，取：心=+ 2a）（5-97）a W 0*ik p 1对于“非几何不可变杆系结构*支架.取：*麦1

32、店2抑如（5 - 98）式中 上“怂二支興立杆汁算畏度的调整系数，分gijft ft 5-86和表弘即；叶按苜步網”计的碗扣式輛管翼手架单肢立杆的计算长度系数、養表5-22当叙杆设盖孑+椎格时.将表中数值乘以0”姣系数植用几5-9（1所列试验架体按其结构类型计算出其立If的/二 X 你和Rdw= 100.25 后与其极限荷载试脸值N“相比较陽到安全系数K =.列入表5-91中。苴中.取单位集的盹多元架的（N-4f5）. N为支架极限荷载的试 验值，n为多元架中的帮忙”立杆从表5-91所列计算值与试验值的比较中可以看出：碗扣式钢管支架设计和试验承载能力的比较表5-91号-r1 I.AJ(kN)%

33、K件LBus1-0U.4T7)M63| 1-0133,5343-13)224(198)0.145H.54(01S41(18.45)27,25IhH7 (L4t)a1.583(1 U03)3,36(2.M)213(IBQ)0J60(0.2G116.042D.1SJ37.M233 (I.M)Ai afl.31. Iti3.O132.831790,22322.7674.4tJ.181,5|1.0I.6JJ1.1631,0153.51222.I4H.H155,00223 门.77盘CL.465)3H1(197)(iB.fiS)4b 352.79 (2.211.6HBB1.5!:：】*5(1.403)1 .1631013