一种屋面悬挑板支模架搭设方法研究

一种屋面悬挑板支模架搭设方法研究

张龙应 梁博 周相帆

（中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410004）

摘要：以某项目屋面小跨度悬挑板支模架搭设为例，本文主要针对屋面悬挑天沟板等局部荷载不大，但是难以按常规方式进行支模架搭设的悬挑板，在确保立杆承载力和稳定性的情况下一种支模架的搭设方法，兼顾施工简单和成本耗费不高的特点，可为类似项目的屋面小跨度悬挑板支模架搭设提供借鉴。

关键词：悬挑板、支模架、荷载

0 引言

某在建小学屋面闷顶层为丰富外立面造型，设计增加了一道800mm宽的悬挑天沟板，天沟板内配C10@200的钢筋。因该闷顶层标高为15.55m，到下一层的层高为3.9m，下部至地面部分均无结构支撑为悬空段，导致悬挑板支模架立杆下部无支撑点，无法搭设该段天沟的支模架。

1 屋面悬挑板支模架施工难点

该支模架搭设层的层高较高，悬挑板下部无立足点，按常规方法无法完成该部位支模架的搭设，在进行支模架搭设选型时，除了要充分考虑现场施工的可操作性和安全性，还要综合考虑到工期和成本等因素。

2 支模架搭设方案选型

现场施工前，应先充分研究该部位支模架搭设方法的可行性，综合考虑后得出以下三种搭设方案:

方案1：使用落地式外脚手架作为该悬挑板的支撑。

方案2：在搭设层预埋工字钢，做悬挑架。

方案3：采用斜钢管与楼层内部支模架拉结的方式，并在楼层留设斜钢管抗滑移的凹槽，简化斜钢管支模架受力模型，分别计算每根斜钢管最坏情况下的受力情况，最终可得出较为稳妥的支模架搭设方案。

经过多方研究后，发现落地式外脚手架搭设高度为15.5m，脚手架上有3KN/㎡的施工荷载，再加上悬挑板的模板、钢筋、混凝土自重荷载后，脚手架的稳定性难以保证，且不符合规范外脚手架不得与内部支模架相连的要求。而在楼层预埋一圈工字钢的做法，费时费力，且成本十分高昂，从工期和费用出发均不适合，最终选定方案3。

3 支模架搭设方法

闷顶层楼板施工时下部均采用轮扣式支模架支撑，架体整体高度为3.8m左右，立杆模数为600mm，纵横向小横杆长度为900mm，步距为1200mm，立杆顶支撑设置一个可调顶托，立杆底支撑下垫矩形模板，木枋垂直于梁长边方向布置，间距200mm，底模采用12mm厚红模板（915×1830mm），板底主楞采用φ48×3.0mm双钢管，板底次楞采用60×80mm矩形木枋，具体搭设方式见下图1所示。

图1 楼板轮扣式支模架 图2 悬挑板支模架示意图

悬挑天沟板下部斜向顶撑钢管设计均如下图2所示。斜撑钢管均采用Ф48×3mm普通架管，钢材等级Q235，沿楼层外围一圈间距600mm布设两根斜钢管立杆1与立杆2，并与楼层内部两跨支模架水平拉结，拉结部位支模架均水平跨距和横距均按600×600mm布设，以增加架体的稳定性。同时，为增强立杆1 和立杆2底部的抗滑移性能，在楼面混凝土浇筑时，即预先留设一个100×100×30mm大小类似杯口的凹槽，立杆1与立杆2均放置在凹槽内部。为减少立杆1与立杆2顶部悬挑端长度，设置一根斜向拉结钢管，与斜撑钢管以及内部支模架采用扣件连接。

4 架体稳定性计算

现场实际施工时，立杆1与立杆2的受力情况十分复杂，沿立杆纵距以600×600mm为一个计算单元，计算对应荷载及立杆稳定性。此处仅以立杆1为例，其顶部悬挑端长度为450mm，假设最坏情况当挑板总荷载及施工荷载全部作用在立杆1上时，其受力模型可简化为下图3所示。

图3 受力模型简化图

4.1荷载计算

设现场施工荷载为2KN/㎡，钢管壁厚按最坏情况2.7mm考虑，钢筋混凝土自重为25.5KN/m³，悬挑板折算悬挑长度为1.15m，板厚0.1m，立杆1长度按4.5m计算，因模板支架自重不是主要荷载，为简化计算参考品茗安全计算软件中的模板支架标准值，设计为0.9KN/m2。

则整体自重:G1=25.5×1.15×0.6×0.1+0.9×1.15×0.6=2.38KN

施工荷载：G2=2×0.6×1.15=1.38KN

总荷载：G2=G1+G2=3.76KN

4.2轴向立杆稳定性计算

轴向力F1=3.76×cos（9°）=3.71KN，钢管截面积A=384mm2，立杆截面回转半径i=16mm，悬臂端折减系数为0.7,悬臂段长度为450mm，此处按最坏情况考虑，不计算拉结钢管受力，视悬臂段长度为1100mm，立杆1步距600mm，立杆长细比简化计算可得：

λ=l/i=（1100+600)/16=106.25≤150

立杆1稳定性计算公式为：

^[1]

式中N=F₁₌3.71KN， 查表得0.544， =205N/mm²，则立杆1稳定性=3710/(0.544×384)=17.76N/mm

²≤ ，立杆稳定性符合要求。

4.3悬挑端垂直方向挠度计算

垂直立杆方向的力F₂=3.76×sin（9°）=0.588KN，为防止立杆顶部滑移，在顶托上部打入三角形木楔子，将垂直立杆方向的力F₂，则钢管的挠度计算公式为：

^[2]

取钢管弹性模量E=206000N/mm²，截面惯性矩I=9.89cm⁴，将分力F₂等效为均布荷载q=0.588/0.45=1.3KN/m， =450mm，最大挠度位移F=0.327mm≤min(450/150,10)=3mm，满足要求。

5 结语

通过增加斜向钢管顶撑屋面闷顶层悬挑板的施工方法，可加快施工速度，同时减少结构预埋工字钢的工作量，节约了材料费用，经现场实际施工操作验证可行，可为其他类似项目提供一定的借鉴。

参考文献:

[1]GB 50017-2017·钢结构设计标准[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2017.

[2]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2011.