四川凛逸建设工程有限公司
摘要：在建筑工程施工过程中，扣件式脚手架由于管理不规范，容易遇到支撑体系不稳定，造成较大的安全风险，甚至引发安全事故。为了保证施工质量，必须选择合理的施工工艺。本文结合济南某营房整治工程新建食堂项目实例，合理地选择了模板支撑形式，然后对脚手架模板支撑施工与设计计算进行分析，可供类似工程施工参考。
关键词：新建食堂；钢管脚手架；搭设施工；计算分析
1工程概况
该工程位于济南市某部队营区营房整治工程南区新建食堂项目，一楼、二楼均为餐厅及配套操作间、办公室等，主体结构为二层框架结构，一层层高4.85m，二层层高5.6m，室内外高差为0.3m，建筑高度10.8m，总宽度27.84m，总长度为52.20m，一二层建筑面积为1489㎡，建筑总面积为2978㎡。结构重要特征指标：第一层楼板板厚度为120mm，最大梁体截面尺寸300x600，最大跨度为：13m，屋面层楼板厚度为120mm，最大梁体截面尺寸400x1350，梁最大跨度为：13m。
根据本工程的结构特点，结合安全、质量、工期的因素综合考虑，拟：第一层基础置于回填土上，采用满堂钢管脚手架，下垫3mm厚钢板，搭设脚手架的净高为5.2m；第二层置于一层楼板上，采用轮扣式满堂钢管脚手架，搭设净高5.48m。
2脚手架搭设
本工程为二层食堂，最高层数为第2层为5.48米高。2、脚手架基础必须牢固，因在墙基回填土上搭设，回填土应分层夯实，达到坚定平整，然后再用统长木板（厚50mm）作基础或铁跳板。根据设计图，脚手架基础为分层夯实的回填土，压实度为0.94。本工程脚手架采用满堂钢管脚手架，设计尺寸：立杆纵距为0.9m；立杆横距为0.9m；每步高度为1.5m。并距离回填土基础20cm设置水平扫地杆。轮扣式脚手架立杆纵距为0.9m，立杆横距为0.9m，每步高度1.5m。钢管脚手架的底步立杆采用不同长度的钢管，使相邻两根立杆上部接头相互错开，不在同一平面上，以保证脚手架的整体性和稳定性，立杆搭设时应垂直稳立，采用斜撑、抛撑撑住，底部都应用横楞相互连接。
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2.1立杆设置方法：准备工作做好后，放线定位和设置5cm厚的统长木板或铁跳板。
2.2必须设置纵横扫地杆，纵向扫地杆用直角扣件固定在距基础上方0.2m的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下的立杆上。当梁宽≦400mm时，设单排支顶，当梁宽>400mm时，设双排支顶，排距600mm。
2.3立杆接长应用对接法，各层各步接头必须采用对接扣件，立杆上的对接扣件应交叉布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，扣件接头中心至主节点的距离不宜大于0.6m。立杆顶端低于楼板350mm。
2.4剪刀撑与横向斜撑的设置方法
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沿脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架内侧每隔10跨（水平距离），斜杆与地面的倾角宜在45°~60°之间，用斜杆搭成剪刀撑，自下而上循序连续设置，到架体顶部。
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最下面的一根剪刀撑交叉的搭设应结在主立杆上，同时搭接钢管必须参差且剪刀撑的交叉点在同一水平面上，剪刀撑钢管接长点，不能用插口式一字扣件对接，应采用搭接方式，搭接长度为1.2m，并采用两只转向扣件锁紧，扣件上下两端为0.1m，中间为1m。本脚手架应在内侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑，剪刀撑斜杆应用旋转扣件，固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于0.15m。
25柱模板的搭设
2.5.1根据图纸尺寸制作柱侧模板后，按楼地面放好线的柱位置钉好压脚板再安装柱模板，两垂直向加斜拉顶撑。柱模安完后，应全面复核模板的垂直度、对角线长度差及截面尺寸等项目。柱模板支撑必须牢固，预埋件、预留孔洞严禁漏设且必须准确、稳牢。
2.5.2安装柱箍
柱箍的安装应自下而上进行，柱箍应根据柱模尺寸、柱高及侧压力的大小等因素进行设计选择(有木箍、钢箍、钢木箍等)。柱箍间距为40～60cm，柱截面大于800mm时设置柱中穿心螺丝。本工程采用Ф16的螺杆对拉，经计算符合受力要求。
2.6天沟的支撑脚手架
天沟挑出宽度1.13m，板厚120mm，沟壁高度700mm，沟壁厚度150mm。拟采用钢管架牛腿进行支撑，支撑示意如下图5：
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图5 支撑示意图
牛腿钢支撑按照900mm间距与支撑脚手架采用扣件扣牢，浇筑混凝土先浇筑室内部分，后浇筑天沟底板混凝土，水沟壁上部600mm为下一次浇筑，减少悬挑部位的混凝土重量。
3脚手架设计计算
3.1立杆稳定性的计算
3.1.1荷载
脚手架自重：NG1=0.125*5.48=0.685KN
模板的自重：NG2=0.2*0.9*0.9=0.162KN
钢筋混凝土楼板自重：NG3=25.1*0.12*0.9*0.9=2.44KN
考虑0.9的结构重要系数，静荷载NG=0.9*（0.685+0.162+2.44）=2.958KN
活荷载NQ=0.9*2.5*0.9*0.9=1.823KN
3.1.2立杆的轴向压力
N=1.2NG+1.4NQ=1.2*2.958+1.4*1.823=6.102KN
立杆的稳定性计算公式（不考虑风荷载）:
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=6.102kN；
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；0.458
i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.59cm；
A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.567cm2；
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.788cm3；
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；
L0----计算长度(m)；L0=h+2a=1.5+2*0.1=1.7m；
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至木板支撑点的长度；a=0.1m；
L0/i=1700/15.9=106.918<150满足要求！
钢管立杆的最大应力计算值；σ=6102/(0.458×457)=29.153N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值σ=29.153N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
立杆的稳定性计算公式（考虑风荷载）:
σ=Nw/(φA)+Mw/W≤[f]
其中Mw=0.9*0.9*1.4WkLah2/10=0.9*0.9*1.4*0.225*0.9*1.5*1.5/10=0.0517KN.m
Wk=0.225KN/m2
Nw=1.2*1.958+0.9*1.4*1.823+0.9*0.9*1.4*0.0517/0.9=4.712KN
钢管立杆的最大应力计算值；σ=5298/(0.458*457)+51700/4788=36.110N/mm2
小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
3.2立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=130×1=130kpa；
其中，地基承载力标准值：fgk=130kpa；
脚手架地基承载力调整系数：kc=1；
立杆基础底面的平均压力：p=N/A=6.102/0.25=24.4kpa；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=6.102kN；
基础底面面积：A=0.25m2。
p=24.4≤fg=130kpa。地基承载力满足要求！
结论：以上计算满足脚手架安全要求。
3.3楼板拆脚手架验算
验算楼板强度时按照最不利考虑，楼板的跨度为6.5mx3.0m，楼板承受的荷载按照线性均布考虑。宽度范围内配置3级钢筋，配筋截面面积As=1658mm2，fy=360N/mm2板的截面尺寸bxh=6500x120mm，截面有效高度h0=100mm。在下层脚手架拆除的情况下上层搭设满堂脚手架浇筑上层楼板混凝土（即下层混凝土强度达到100%（本工程为C30）,验算下层脚手架的拆除时间）。
楼板计算范围内摆放4x8排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第二层楼板所需要承受的荷载为：
q=1*1.2*（0.2+25.10*0.12）+1*1.2*0.87*4*8/6.5/6.5+1.4*2.5=8.145KN/m2
计算单元板所受到均布荷载q=3*8.145=24.435KN/m
板带所需承担的最大弯矩计算
Mmax=0.0513*24.435*6.5*6.5=52.961KN.m
混凝土强度达到C30设计强度，混凝土弯曲抗压强度设计值fcm=14.3N/mm2
矩形截面相对受压区高度：
ξ=ASfy/bh0fcm=1658*360/(6500*100*14.3)=0.064
查表钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数：as=0.067
此层楼板所能承受的最大弯矩为：
M1=asbh02fcm=0.067*6500*100*100*14.3/1000/1000=62.28KN.m>52.961KN.m
因此可以拆除。
4结 语
脚手架是建筑工程中最常用的施工设备之一，对提高施工效率、保证施工安全具有重要作用。在脚手架安拆施工过程中，施工单位应遵循一定原则，严格控制安拆顺序，合理设置连接点，加强连接点的紧固，以提高脚手架系统的安全性和稳定性，防止施工安全事故的发生。
参考文献：
［1］《钢管脚手架扣件》（GB15831）［S］.
［2］《建筑施工模板安全技术规程》JGJ162-2008［S］.
［3］《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91［S］.
［4］《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001［S］.