扣件式钢管满堂模板支撑架使用中的误区分析

于海祥，黄丽君，刘媛媛，周明维

（1重庆建工第九建设有限公司，重庆400080；2重庆盘石装饰工程有限公司，重庆400030；3重庆城建控股（集团）有限责任公司，重庆400013）

扣件式钢管满堂模板支撑架使用中的误区分析

于海祥1，黄丽君2，刘媛媛3，周明维1

（1重庆建工第九建设有限公司，重庆400080；2重庆盘石装饰工程有限公司，重庆400030；3重庆城建控股（集团）有限责任公司，重庆400013）

详细剖析了目前在扣件式钢管满堂模板支撑架的使用中普遍存在的各种误区，分析了这些错误产生的原因，明确了扣件式钢管满堂模板支撑架正确的搭设和构造方式，并给出了楼面梁板扣件式钢管满堂模板支撑架的简化搭设方式，对提高扣件式钢管满堂模板支撑架的安全技术性能起到一定的促进作用，最后列出了现行两部行业标准在扣件式钢管满堂模板支撑架的规定和构造方面存在若干不一致之处，以便于相关标准的有效执行。

扣件式钢管；模板支撑架；使用误区；剪刀撑；行业标准

0 前言

扣件式钢管满堂模板支撑架由于其取材方便，搭设快速，易于调整间距，搭设样式灵活，被广泛用于各种房屋建筑和市政公用工程现浇混凝土结构的模板支撑体系以及各类钢结构安装的支撑架。

目前在建设工程施工领域，模板支撑系统尤其是高大模板支撑系统已成为导致生产安全事故的重大危险源之一，由于模板支撑系统设计、构造、支设方法不合理导致的模板支撑工程整体坍塌事故多为重大事故。这些事故中，扣件式钢管满堂模板支撑架失效导致的事故尤为普遍。国家住房与城乡建设部组织相关单位编写并发布了系列与模板支撑系统相关的行业标准，并且于2009年印发了《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，将模板工程及支撑体系列入危险性较大的分部分项工程范围，并于同年印发了《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》，对方案管理、验收管理、施工管理、监督管理进行了详细规定，可见国家或行业对模板支撑体系施工安全的重视程度。

长期以来，施工行业在使用扣件式钢管满堂模板支撑架方面普遍存在将模板支撑架与施工脚手架概念混淆、不严格按照现行行业标准施工、架体搭设随意性大等现象，致使扣件式钢管满堂模板支撑架体系屡屡发生沉降、过大变形，影响工程质量甚至发生支撑架垮塌导致群死群伤的安全事故。

1 扣件式钢管满堂模板支撑架的常见使用误区

1.1 改变支架立杆的轴心受力形式

较多的工程中，支架立杆顶部未设置可调螺杆托撑，模板荷载通过钢管横杆和扣件传递至立杆，构造及受力形式如图1 (a）所示，此时横杆为受弯构件，由于横杆和立杆通过扣件进行连接，节点为半刚性，能够传递弯矩，因此支架立杆为压弯构件，改变了立杆轴心受压的力学模型，二阶效应显著，支架稳定性大大降低。此种做法是将模板支撑架与脚手架的概念相混淆。实际应用中应在立杆顶部采用可调托撑传力，严格保证立杆的轴心受力状态，其构造及受力形式如图1(b）所示。

图1 不同架体搭设形式对应的立杆受力形式

但对于一般的楼面结构，由于荷载小，楼层高度小，也可以采用图1（a）所示的立杆受力形式，其支架简化构造参见本文第2章所述。

1.2 模板支撑架与脚手架混搭

在脚手架与模板支撑架毗邻的情况下，往往将脚手架的横杆扣接到模板支撑架的立杆上，或者采用将支撑架立杆扣接在架体的水平拉杆上，从而破坏了支撑架立杆从顶托到基础的完整轴心受力体系，对支架稳定性造成隐患。

1.3 支架搭设前不注重立杆的预先平面布置

实际楼面梁板模板支撑架的搭设受到主次梁平面布置的影响，既要满足支架立杆纵横向排列整齐又要达到每根梁下部至少有一根立杆的基本要求，往往局部立杆纵横间距并不是固定值，如果在具体布置各部位立杆时，不事先根据楼面梁的平面布置在图上布置出各部位立杆的具体布置，很难达到支架立杆纵横向成阵列的效果，从而影响竖向纵横两个方向剪刀撑的设置。

实际工程中确定立杆纵横间距时，可先确定板周边梁的立杆布置间距，纵横梁下立杆布置后，楼板区立杆的纵横间距自然得以确定。然而楼板的纵横向跨度数值往往跟上述确定的楼板区立杆纵横间距不是整数倍数，这就需要根据实际板跨度微调部分立杆间距，因此立杆的平面放样至关重要。

1.4 水平杆设置不合理

模板支撑架方案中，一般按照计算所需的立杆步距进行搭设而忽略了扫地杆离地间距、顶部水平杆（又叫封顶杆）离梁板底部模板距离以及其余各步距的均等性，往往导致支架立杆各步距不协调，影响了计算长度的取值。

实际工程中确定立水平杆布置时，应先确定扫地杆离地间距（不大于200mm），然后在可调托撑底部的立杆顶端确定封顶杆的位置，最后将扫地杆与封顶杆之间的间距在满足支架稳定性计算所确定步距条件下，进行平均分配确定实际步距。但尚需注意，当层高在8~20m时，在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆；当层高大于20m时，在对顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆。

实际工程中，由于梁和板不等高，给封顶杆的设置带来一定困难，为了既满足立杆上端伸出封顶杆的距离（包含可调螺杆）不大于0.5m，又能将整个楼面的顶部水平拉杆拉通，可将高度最大的梁底部的水平封口杆在整个楼面拉通作为整体的封顶杆，同时又在楼板底设置一道水平封顶杆，这两道封顶杆间的距离组成了架体的整体顶部距，如图5所示。

1.5 剪刀撑的设置不合理

设计模板支撑架的竖向剪刀撑时，往往忽略了扣件式钢管满堂模板支撑架有普通型和加强型两种类型，原则上两种类型都可采用，但两种类型对应的立杆计算长度的取值是不同的，确定计算长度时如果采用了普通型剪刀撑布置对应的计算长度系数，则剪刀撑应严格按照普通型的构造要求进行设置，反之亦然。

1.5.1 竖向剪刀撑设置的误区

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011[1]中对于纵横向剪刀撑的设置规定为：在架体外侧周边及内部纵横向每一定距离，由地至顶设置连续竖向剪刀撑，且剪刀撑宽度（跨度）与上述距离相同。以普通型剪刀撑为例，在具体执行该标准时，经常在纵横向竖向平面内，将竖向剪刀撑设置成图2所示。

图2 错误的普通型剪刀撑架体竖向剪刀撑布置立面图

根据陆征然、陈志华、王小盾等[2]的有限元分析及实验研究，对架体竖向剪刀撑规定必须在设置平面内连续满布才能保证架体的整体稳定。如图2所示的竖向剪刀撑设置中间存在无剪刀撑区段，这些区段易形成倾斜机构，架体整体稳定性无充分保障。以普通型剪刀撑为例，在纵横向竖向平面内竖向剪刀撑应按图3所示方式在整个竖向平面内满布。

图3 正确的普通型剪刀撑架体竖向剪刀撑布置立面图

图4 普通型架体水平、竖向剪刀撑总体布置图

施工现场满堂模板支撑架，经常不设置剪刀撑或仅在支架外围设置竖向剪刀撑，这种结构不合理，局部为几何可变体系，所以要求满堂模板支撑架在纵横向间隔一定间距设置连续满布的竖向剪刀撑，以保证架体在竖向平面内保持几何不变体系。

1.5.2 水平剪刀撑设置的误区

实际工程当中，尤其是一般的房屋建筑楼面施工中，模板支撑架中往往忽略了水平剪刀撑的搭设。不论哪种形式的模板支撑架，均应在竖向剪刀撑顶部交叉点平面内设置连续满布的水平剪刀撑。当支架超过一定高度或者超过一定施工荷载时，尚应在扫地杆设置层或中间平面内连续满布设置水平剪刀撑，以保证架体的整体几何不变性。以普通型剪刀撑为例，竖向、水平剪刀撑的总体设置应按照图4的方式。

表1 JGJ162-2008与JGJ130-2011差异列表

1.6 设计与计算未按照钢管实际截面几何特性

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011给出了公称几何尺寸为Φ48.3mmX3.6mm的钢管的截面积和特性，支架设计计算中往往直接从表中查取相关截面特性数据进行计算，而实际工程中，钢管尺寸往往存在较大的负偏差，按公称截面特性数据进行计算致使设计结果不安全。应按照进场钢管材料实际的几何尺寸确定的截面特性进行计算和设计。

图5 采用简化构造后楼面梁板模板支撑架形式

2 楼面梁板模板支撑架的简化形式

一般民用建筑工程中，由于楼板厚度不大，梁截面尺寸较小，楼层高度也不大，扣件式钢管搭设的满堂模板支撑架可以采用简化形式进行搭设，这既减少了设置顶部可调托撑的麻烦又能保证梁板支撑架的整体稳定性。具体可从以下方面对架体构造进行简化。

（1）立杆顶部不设置螺杆可调托撑，采用图1（a）所示支撑形式，模板荷载通过钢管横杆和扣件传递至立杆，此时顶部水平杆兼作模板系统的承重梁。实践证明，对于一般的楼面，这种简化立杆构造形式能够保证架体的整体稳定性，立杆应力较小，立杆长度可通过底部的可调螺杆底座调整。

（2）板底设置一道水平封口拉杆兼作楼板模板木方的承重横梁，梁底也设置一道水平封口拉杆兼作梁模板木方的承重横梁，这两道水平封口杆之间的距离形成架体的顶步距，由于一般楼面梁高度较小，因此此步距不会超过计算支架整体稳定性计算所需的架体步距。

（3）梁底两侧立杆的距离与板模板支撑架稳定性计算所需的立杆间距相同，这样既便于立杆间距在垂直于梁断面方向基本相同，也便于该方向竖向剪刀撑的设置。

采用如上所述简化构造后，楼面梁板模板支撑架的形式如图5所示。

3 现行规范差异比较

目前现行关于扣件式钢管满堂模板支撑架的行业标准有《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008[3]和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011，这两部标准在扣件式钢管满堂模板支撑架的规定和构造方面存在若干不一致之处，为便于查阅，现将两部规范的规定差异列出，如表1所示[4]。实际工程的模板支撑架设计中，应采用两部标准规定较为严格的规定和构造要求，以保证架体安全。

4 结论

综上所述，目前在扣件式钢管满堂模板支撑架的使用中普遍存在改变支架立杆的轴心受力形式、模板支撑架与脚手架混搭、支架搭设前不注重立杆的预先平面布置、水平杆设置不合理、剪刀撑设置不合理等使用误区，致使扣件式钢管满堂模板支撑架的稳定性降低，增加了安全风险。本文详细剖析了各种错误，分析了原因，明确了正确的搭设和构造方式，并给出了楼面模板支撑架的简化搭设方式，对提高扣件式钢管满堂模板支撑架的安全技术性能起到一定的促进作用。本文列出了现行两部行业标准在扣件式钢管满堂模板支撑架的规定和构造方面存在若干不一致之处，以便于相关标准的有效执行。

[1]JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]陆征然，陈志华，王小盾，等.扣件式钢管满堂支撑体系稳定性的有限元分析及实验研究[J].土木工程学报，2012，45(1):49-60.

[3]JGJ 162-2008建筑施工模板安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]于海祥，黄丽君，张忠卫，等.现行模板及脚手架行业规范中支架构造之差异分析[J].重庆建筑，2012，11(6):31-33.

责任编辑：孙苏，李红

Analysis on Improper Application of Formwork Supportof Fastener-style SteelPipe

Various kinds ofimproper applications of formwork supportoffastener-style steelpipe are elaborated in detailwith causes analyzed.The right setting and construction methods of this kind of formwork supportare presented and the simplified setting method ofthatfor floor beam and slab are given.These methods can somehow enhance its safety performance.Some differences in regulation and construction for formwork support of fastener-style steelpipe by two existing standards are listed foreffective implementation ofrelevantstandard.

fastener-style steelpipe;formwork support;improper application;shearbrace;industrialstandard

TU711

A

1671-9107（2013）05-0028-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.05.028

2013-04-18

于海祥（1980-），男，山东昌乐人，工学博士，高级工程师，主要从事结构工程、工程力学和施工技术研究。