高层建筑多层模板支撑体系施工阶段的安全性控制研究

韦红玉

【摘 要】近年来，由于多层模板支撑体系配置不合理、拆除不当等原因，造成了模板支撑倒塌事故和施工阶段楼板开裂的现象频频出现。文章主要分析了多层模板支撑体系的受力机理，并从支撑楼板的安全检验，层模板支撑体系中的支撑拆除时间与方式两方面来分析了如何实施多层模板支撑体系施工阶段的安全性控制。

【关键词】高层建筑；多层模板；支撑体系；安全性

随着经济的飞速发展，建筑工程技术也以让人不敢置信的速度在发展，工程进度不断加快，高层建筑施工中的多层模板支撑体系的应用越来越广泛。但是如果多层模板支撑系统的配置不合理、拆除不当，混凝土早期养护不好，往往会造成支撑倒塌事故发生、施工阶段楼板出现开裂现象，严重影响了施工安全及进展和建筑物的使用性能。施工阶段的早龄期混凝土时变结构，应通过设计合理的支模层数、施工周期以及拆模时间等施工方案参数，来保证施工时变结构体系中承担施工荷载的每一层楼板、每根模板支撑杆不会超载。

结构工程施工速度的快慢，在很大程度上也取决于模板工程的进度，各楼层梁板结构的模板支撑体系需要有更多的模板及支撑架才一能满足工程进度的求。施工阶段的钢筋混凝土现浇结构是由处于不同龄期的混凝土组成，随着龄期的增长，整个结构的抗力和内力均会发生改变；其次，模板支撑架与钢筋混凝土结构之间存在着空间上的对应关系，构成了模板支撑体系与主体结构之间共同作用的系统，因此多层模板支撑体系的受力性能和安全性还存在很多不确定性。

1.多层模板支撑体系的受力机理

对现浇混凝土起临时支承作用的不仅仅是钢管支撑架，而是一个由支撑架与楼板结构共同组成的支撑体系；在这个临时支撑体系中楼板结构是主要的承载分体系，扣件式钢管支架是主要的传力分体系；支撑体系中的支撑轴力和楼板内力不是固定不变的，而是随时间及施工工艺在变化；支撑架和楼板结构不是相互独立的结构体系，而是同一体系中相互影响的不同结构分体系，通过合理的布置和管理可以实现两者间支撑力的转移与分配。

主体结构的各层楼板是支撑体系中的主要受力构件，随着自身强度的增强，下传力逐步减小并趋于平稳，直至其下部模板支撑架拆除。楼板内力最大值出现的时间同样在上一层楼板浇注完毕或本层楼板的下部支撑拆除之后。出现的位置因主体结构形式不同有所区别。框剪结构内力最大值主要出现在剪力墙附近负弯矩区域；框架结构楼板内力最大值在梁附近负弯矩区或楼板跨中正弯矩区都有可能出现。

楼板浇注时，现浇楼板及施工荷载并非全部由该层模板支撑架承受，而是通过支撑架传递到以下几层楼板共同承担。具体分担比例为：某现浇层施工时，由其下支撑直接承担荷载量约占荷载总增量的80%～90%，而此时又传给下一层支撑的比例为15%～25%，传递到下第三层支撑架约为5%-10%，而下第四层支撑架仅承担0.8%左右，可以忽略。

2.支撑楼板的安全检验

2.1早龄期混凝上结构的承载能力

高层建筑多层模板支撑系统施工时变体系中的早龄期混凝上承载楼板，其承担荷载的能力是确定的，同时也是时变的，它是随混凝土强度增长而增长的。

假定早龄期混凝土结构中，钢筋不会发生粘结滑移破坏，根据施工环境条件，混凝土配合比，确定早龄期混凝土强度的增长规律后，即可确定任一时间，早龄期混凝土结构的承载能力。

Rt=λCR28

式中 Rt龄期t的混凝土结构的承载能力；

λC—-混凝土达到28天候具有地承载力；

R28—-早龄期混凝土结构抗力增长百分率。

2.2施工活荷载确定

支撑楼板安全检验时，施工活荷载应按每块楼板的面积，确定新浇楼面上的施工活荷载。安全检验的楼板主要为底层支撑楼板，此时可按楼板刚度，将施工活荷载比例分配到时变结构体系中的楼板，由此，获得检验楼板上的施工活荷载LC。

2.3支撑楼板所承担的最大施工荷载

根据高层建筑混凝土结构施工时变结构体系分析获得楼层承担的最大施工荷载比率q，求出楼层可能承担的最大施工荷载效应F：

F=γDF×q×D+γLCLC

式中 γDF施工静荷载分项系数，取1.2；

q一-施工静荷载比率；

D一-混凝土楼板单位面积重力荷载效应；

γLC一-施工活荷载分项系数，取1.4；

LC一-施工活荷载效应。

R1全F则验算楼层早龄期混凝土结构安全，否则，需调整施工方案，使楼层承担施工荷载效应减小[1]。

3.多层模板支撑体系中的支撑拆除时间与方式

模板支撑不仅仅是支撑架，而且是由支撑架与楼板结构共同组成的支撑体系，支撑和楼板结构不是相互独立的结构体系，而是同一体系中相互影响的不同结构分体系，且支撑体系中的支撑轴力和楼板内力随时间变化。显然，支撑体系的拆除时间与拆除方式是否合理，势必对整个模板支撑的安全性产生很大的影响。

3.1模板拆除时间

对于框剪结构，当楼板的混凝土抗压强度达到百分之九十左右时，其下的支撑架拆除后楼板中除在此层剪力墙附近出现少量的裂缝外，其余处混凝土内力均小于抗拉极限。因此，现浇层以下第2层楼板混凝土的抗压强度在百分之九十左右可以作为层高在5 m之下的框架剪力墙结构支撑拆除的一个控制点。

对于框架结构，当楼板抗压强度在百分之九十附近时，拆除支撑后的各层楼板混凝土内力均小于抗拉极限而未达到开裂。但是由于纯框架结构的支撑承受的轴力比较大，所以当抗压强度为百分之八十五即拆除支撑时，楼板内力将大大增加，本层板以及上面几层板在多处出现裂缝， 所以低层高的纯框架结构，其支撑架拆除时间应控制在楼板的抗压强度达到百分之九十之上才可。

对于层高较高的结构，由于屈曲极限很小，支撑立杆的轴力自然成为控制的重点，尤其是层高较高的纯框架结构，荷载下产生的支撑轴力又很大，因此，只有在楼板混凝土抗压强度达到百分之九十五之上或者采取加密支撑布置间距的方法时，才可以保证楼板的抗裂要求和支撑的稳定性要求。

3.2模板拆除方式

工程中要加快模板支撑的周转速度，当框架剪力墙和框架结构各层楼板的强度和刚度达到一定程度时，可以考虑逐层拆除其下的支撑。若将楼板以下梁附近的支撑架全部拆除，由于原本梁附近的支撑架承担的轴力值比较大，一经拆除后，楼板跨中在支撑立杆未拆除处混凝土裂缝扩展范围扩大；而若将跨中的支撑架全部拆除，保留梁两侧的支撑立杆，对板的内力增大不多，但此时梁附近（下转第399页）（上接第377页）原本就较大的立杆支撑轴力将继续加大接近于屈曲，造成支撑轴力危险。要加快施工进度拆除模板支撑架时，以先拆除梁下和跨中两者范围之间的少量支撑架，然后向两边及跨中拓展，不宜先拆跨中或梁下的支撑架为妥[2]。

多层混凝土结构房屋是目前建筑总量最大的房屋类型，这类建筑物的模板支撑体系的安全性因该引起建筑行业的普遍重视。 [科]

【参考文献】

[1]黄捷.高层建筑多层模板支撑体系安全性控制方法[J].山西建筑，2009，6.

[2]潘丽君，杨先忠，洪笑，林璋璋.多层模板支撑体系中的支撑拆除时间与方式[J].浙江建筑，2008，2.

[3]叶权良，刘书辽.层模板支撑体系受力机理及其管理要点[J].建筑安全，2006，3.