模板安全技术规范问题讲课3.docx
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模板安全技术规范问题讲课3
《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
存在的问题
《模板规范》主要问题是：
对钢管扣件模板支撑体系计算的规定是错误的。
错误的主要原因是，没有真型模板支架整体稳定试验基础，不知模板支架在不同工况下，临界荷载的取值。
没有对钢管扣件模板支架（节点半刚性），通过真型模板支架整体稳定试验对计算参数进行修正，盲目的按钢结构理论给出计算公式，其结果导致容许荷载偏大，与真型模板支架整体稳定试验临界荷载对比，稳定安全系数小于1（见表1、表2）。
下面对《模板规范》在钢管扣件模板支撑体系上存在的问题逐条分析
一、《模板规范》5.2.5条第三款
“扣件式钢管立柱计算
1）用对接扣件连接的钢管立柱应按单杆轴心受压构件计算，其计算应符合本规范公式（5.2.5-10），公式中计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距，最大步距不得大于1.8m，步距相同时应采用底层步距；”
存在问题：
1、“用对接扣件连接的钢管立柱应按单杆轴心受压构件计算”，这句话非常不准确，在没有真型模板支架整体稳定试验确定计算长度系数的前提下，“单杆轴心受压构件计算”不能反应满堂模板支架的整体稳定；其结果导致计算的容许荷载偏大，如:
步距为0.9m,立杆间距为0.6×0.6m,模板支架高度5m，可以支撑6.6m厚混凝土楼板，高度50m，可以支撑5.82m厚混凝土楼板（见表1），是非常危险的。
2、“计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距”，这句话是错误的，计算长度的大小影响支架容许荷载的大小，计算长度越小支架容许荷载越大，模板支架节点为扣件节点，属于半刚性，所以计算长度不能按钢结构理论能随意确定，必须根据真型模板支架整体稳定试验确定。
目前我编制组完成的15个模板支架试验表明，如果以计算长度系数×步距（μh）为计算长度，计算长度系数（μ）应是大于1的数，最大为5.4。
《模板规范》规定的“计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距”即认为计算长度系数为1，其结果导致计算的容许荷载偏大，稳定安全系数小于1，非常危险（见表1、表2）。
3、《模板规范》要求“计算最大步距处，在步距相同时应采用底层步距计算”。
这样规定计算部位不准确。
计算支架底步时，支架荷载最大。
所以，不管底步是否是最大步距，都应计算，同时还应计算最大步距处。
4、在工地现场模板支架容易出现安全隐患，甚至发生事故，经全国工地调研，模板支架最大步距取1.5m比较合适。
经模板支架试验分析，步距1.8支架立杆临界荷载不超过9kN，临界荷载较低。
5、《模板规范》规定立杆计算公式（5.2.5-10）
≤f
公式存在问题:
1）结构安全度没有按以往容许应力法中采用的经验安全系数K（稳定为K=2）校准，公式本身的安全系数不大于1.4。
公式本身的安全系数太低（稳定）。
《模板规范》规定的门架支撑考虑了结构安全度，按以往容许应力法中采用的经验安全系数K（稳定为K=2）校准。
同一本规范，同是模板支撑，两个安全度标准不妥。
2）《模板规范》规定的轴心受压稳定系数Φ为《钢结构设计规范》中b类截面轴心受压构件的稳定系数，钢管模板支架属于冷弯薄壁型钢结构范畴，应按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附录AQ235轴心受压构件的稳定系数ψ取值
3）模板支架试验结果表明，支架高度增加，临界荷载下降（14.3%---59.5%），高宽比增加36%，临界荷载下降59.5%。
模板支架公式没有反应高度对临界荷载的影响。
4）模板规范计算公式没有对满堂支架最小跨度限制，最大高宽比限制，如：
支架高度8米，立杆间距0.9×0.9米，5跨，与支架高度8米，立杆间距0.9×0.9米，10跨相比临界荷载是不一样的，模板计算公式对此没有说明是不妥的。
二、《模板规范》4.3.2条表4.3.2模板及支架荷载效应组合的各项荷载标准值组合，第一项“平板和薄壳的模板及支架”活荷载只取施工人员及施工设备荷载标准值（Q1K）
第二项“梁和拱模板的底板及支架”活荷载只取振捣混凝土时产生的荷载标准值（Q2K）
平板和薄壳施工、梁和拱施工时，施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载有可能同时存在，所以以上组合不准确。
应为：
第一项“平板和薄壳的模板及支架”活荷载标准值组合应取Q1K＋Q2K标准值组合
第二项“梁和拱模板的底板及支架”活荷载标准值组合应取Q1K＋Q2K
三、
《模板规范》5.1.6条第一款规定：
“模板支架受压构件长细比，支架立柱不应大于150”
此条规定不符合工程实际要求，不符合模板支架整体稳定试验结果，模板支架试验长细比见下表。
试验长细比
187
165
141
176
173
170
176
187
143
200
205
198
145
190
168
143
179
175
173
179
190
146
204
208
200
148
说明：
脚手架与模板支架节点为扣件（半刚性），脚手架双排受压杆容许长细比为210，是根据工程实际经验，参考国外经验，脚手架整体稳定试验确定的。
模板支架受压杆容许长细比根据工程实际经验与模板支架整体稳定试验结果并参考脚手架双排受压杆容许长细比，可以定为210。
四、《模板规范》5.2.6条规定：
“立柱底地基承载力应按下列公式计算：
P≤N/A=mffak
式中P——立柱底垫板的底面平均压力；
N——上部立柱传至木垫板顶面的轴向力设计值；
A——垫木底面积；
fak——地基土承载力设计值，”
公式问题：
以上规定不符合《建筑地基基础设计规范》（GB50007）3.0.4条5.2.1条规定。
按地基承载力确定基础底面积，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，相应的抗力应采用地基承载力特征值。
五、《模板规范》3.1.2条第二款规定：
“钢管应符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的Q235普通钢管的要求，并应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235A级钢的规定”。
在规范中出现使用Φ48×3.5钢管（6.1.9条第四款）。
问题说明：
《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）规定钢管尺寸为Φ48×3.5，但是，这是1993年的规定，现已更换两次标准，GB/T3091—2001（钢管尺寸Φ48.3×3.5）、GB/T3091—2008（钢管尺寸Φ48.3×3.6）。
2008年新出版的《模板规范》使用淘汰的《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092-1993）是错误的。
六、满堂模板支架竖向剪刀撑、水平剪刀撑设置比《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）要求低。
七、可调托座是模板支架直接传递荷载的主要构件，但是模板规范对可调托座本身没有提出任何质量要求。
这是非常危险的。
大量可调托座试验证明：
可调托座支托板截面尺寸、支托板弯曲变形程度、螺杆与支托板焊接质量、螺杆外径等影响可调托座的临界荷载，最终影响模板支架临界荷载。
八、对模板支架最大高度没有限制，如:
步距为1.5m,立杆间距为0.9×0.9m,高度50m，可以支撑1.71m厚混凝土楼板（见表1），这是非常危险的。
九、对模板支架最大立杆间距没有限制，如:
步距为1.8m,立杆间距为1.5×1.5m,高度50m，可以支撑0.35m厚混凝土楼板（见表1），这是非常危险的。
十、
《建筑施工模板安全技术规范》（条文说明）121页例题7分析
例7现有一扣件钢管组合的格构式柱，柱截面1000×1000㎜，四角立柱（主肢）、水平横杆和四面斜管均为Q235钢ø48×3.5㎜的焊接钢管，水平横杆步距1.0m，格构式柱6.0m，承受荷载设计值为350kN，试验算该格构式柱的稳定性。
存在问题
1、计算模型选择不准确，缀条连接的四肢格构式构件各连接节点为焊接（固接）。
扣件钢管组合的格构式柱，各连接节点为扣件（半刚性），不能完全按照钢结构理论进行计算，必须通过真型模板支架试验对计算模型参数进行修正。
比如：
换算长细比应进行修正后使用。
2例题7，混凝土高：
H=11.3m，验算还能通过，与工程实际不符。
按例题7条件计算，混凝土高：
H=12.7m，验算能通过，与工程实际不符。
分析计算如下：
支架材料用量：
可调托座4个，每个5Kg，直角扣件4×2×6=48个，每个13.2N
旋转扣件4×10=40个,每个14.6N,立杆5.8m,4根;横杆1.4m,24根;斜杆1.8m,5×4=20根。
1、支架重标准值：
4×5＋48×1.32＋40×1.46＋（5.8×4＋1.4×24＋1.8×20）×3.84=498.112Kg=5kN
2、模板重标准值：
1×1×0.3=0.3kN
3、钢筋混凝土自重标准值：
1×1×25.1×H
4、施工人员及施工设备荷载标准值：
1×1×1=1kN
5、振捣混凝土时产生的荷载标准值：
1×1×2=2kN
1.2（5＋0.3＋25.1H）＋1.4（1+2）=350
混凝土高：
H=11.3m与工程实际不符。
按例题7条件计算，承受荷载设计值为0.9836×4×489×205=394.4kN
1.2（5＋0.3＋25.1H）＋1.4（1+2）=394.4
混凝土高：
H=12.7m与工程实际不符。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》主编单位
中国建筑科学研究院
中国建筑技术集团有限公司
2009年1月4日
混凝土板厚、按安全系数对照表表1
立杆步距
米
立杆间距
（米）
《脚手架规范》修改稿
下列模板支架高度
砼板允许厚度
m
《脚手架规范GJG130-2001》
下列模板支架高度
砼板允许厚度
m
《建筑模板规范JGJ162-2008》
下列模板支架高度
砼板允许厚度（括号内为永久荷载为分项系数1.35计算值）
m
支架高宽比不大于
5米
8米
20米
30米
临界荷载/荷载标准值总和（稳定安全系数）
5米
8米
20米
30米
临界荷载/荷载标准值总和（稳定安全系数）
5米
8米
20米
30米
40
50
临界荷载/荷载标准值总和（稳定安全系数）
1.5
0.9×0.9
1.44
0.4
0.38
0.28
0.2
2
0.98
0.96
0.86
0.79
1.52
2.28
（2.05）
2.26
（2.02）
2.17
（1.93）
2.1
（1.86）
2.02
（1.78）
1．95
（1.71）
0.73（0.82）
1.2
0.9×0.9
1.44
0.47
0.43
0.3
0.2
2
2.8
（2.5）
2.78
（2.46）
2.68
（2.34）
2.59
（2.27）
2.51
（2.19）
2.42
（2.1）
0.66
（0.73）
0.9
0.6×0.6
2.7
1.11
1.02
0.76
0.55
2
7.46
（6.6）
7.41
（6.56）
7.19
（6.37）
7.02
（6.17）
6.84
（6.0）
6.66
（5.82）
0.51
（0.57）
1.5
1.2×1.2
1.69
0.12
不允许
不允许
不允许
2
1.25
（1.1）
1.23
（1.09）
1.17
（1.03）
1.12
（0.97）
1.07
（0.72）
1.02
（0.89）
0.57
（0.64）
1.8
1.2×1.2
不允许
不允许
不允许
不允许
不允许
0．97
（0.86）
0．96
（0.84）
0.9
（0.79）
0.85
（0.74）
0.81
（0.7）
0.76
（0.65）
1.8
1.5×1.5
不允许
不允许
不允许
不允许
不允许
0.58（0.51）
0.57（0.5）
0.53（0.46）
0.49（0.42）
0.46（0.39）
0.42（0.35）
模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度a=0.3—0.5括号内数按永久荷载分项系数为1.35计算。
容许总荷载、按安全系数对照表表2
立杆步距
（米）
立杆间距
（米）
《脚手架规范》修改稿
下列模板支架容许荷载、稳定安全系数
《脚手架规范GJG130-2001》
下列模板支架容许荷载、稳定安全系数
《建筑模板规范JGJ162-2008》
下列模板支架容许荷载、稳定安全系数
（括号内为永久荷载为分项系数1.35计算值）
荷载标准值总和（容许最大）
试验临界荷载
临界荷载/荷载标准值总和
（稳定安全系数）
荷载标准值总和（容许最大）
试验临界荷载
临界荷载/荷载标准值总和
（稳定安全系数）
荷载标准值总和
（容许最大）
试验临界荷载
临界荷载/荷载标准值总和
（稳定安全系数）
1
1.5
0.9×0.9
11.5
21.26----35.72
1.9----3.1
23.53
35.72
1.52
49．15
（43.3）
35.72
0.73
（0.82）
2
1.2
0.9×0.9
13.36
23.76----39.91
1.8---3.0
60.93
（54.58）
39.91
0.66
（0.73）
3
0.9
0.6×0.6
12.094
21.16----34.76
1.8---2.9
70.11
（61.34）
34.76
0.51
（0.57）
4
1.5
1.2×1.2
10.03
16.25—28.14
1.7---2.8
49.7
（44.28）
28.14
0.57
（0.64）
5
1.8
1.2×1.2
6
1.8
1.5×1.5
用《模板规范》的计算方法得出的计算结果与工程实际对比验证：
1）条件：
取楼板模板自重标准值=0.5kN/m2
钢筋自重标准值，每立方砼1.1kN，
砼自重标准值24kN/m3;
施工人员及施工设备荷载标准值为1.0kN/m2。
振捣混凝土时产生的荷载标准值2.0N/m2。
钢管Φ48.3×3.5截面积A=493㎜2ⅰ=1.589㎝
设模板支架高度5米，步距1..5米,立杆间距0.9×0.9米,支架自重0.1536kN/m
，钢筋混凝土板厚2米,基础为混凝土基础。
验算
恒载、活荷载产生轴力设计值：
N=1.35（5×0.1536＋0.9×0.9×0.5＋0.9×0.9×2×25.1）＋1.4×2=59.3kN
长细比λ=μh/ⅰ=150/1.589=94ψ=0.594
容许荷载ψAf=0.594×493×205=60kN
N=59.3<ψAf=60kN验算通过
2）设模板支架高度100米,钢筋混凝土板厚1.0米,验算
N=1.35（100×0.1536＋0.9×0.9×0.5＋0.9×0.9×1.0×25.1）＋1.4×2
=51.5kN
N=51.5kN<ψAf=60kN验算通过
3）设模板支架高度50米,钢筋混凝土板厚1.68米,验算
N=1.35（50×0.1536＋0.9×0.9×0.5＋0.9×0.9×1.68×25.1）＋1.4×2
=59.8kN
N=59.8kN<ψAf=60kN验算通过
4）设模板支架高度5米，步距0.9米,立杆间距0.6×0.6米,支架自重0.1608kN/m,6m厚混凝土楼板。
N=1.35（5×0.1608＋0.6×0.6×0.5＋0.6×0.6×6×25.1）＋1.4×2=77.3kN
长细比λ=μh/ⅰ=90/1.589=57ψ=0.822
容许荷载ψAf=0.822×493×205=83kN
N=77.3kN<ψAf=83kN验算通过
如:
步距为0.9m,立杆间距为0.6×0.6m,模板支架高度5m，可以支撑6.6m厚混凝土楼板，高度50m，可以支撑5.82m厚混凝土楼板（见表1），是非常危险的。
①模板支架高度5米，步距1.5米,立杆间距0.9×0.9米,
钢筋混凝土板厚2米,验算通过。
②模板支架高度100米，步距1.5米,立杆间距0.9×0.9米,
钢筋混凝土板厚1.0米,验算通过。
③模板支架高度50米,步距1.5米,立杆间距0.9×0.9米,
钢筋混凝土板厚1.68米,验算通过
④模板支架高度5米，步距0.9米,立杆间距0.6×0.6米,
6m厚混凝土楼板。
验算通过。
以上结果明显与工程实际不符。
模板支架4种观点
《脚手架规范》修改稿
施工手册
《脚手架规范GJG130-2001》
《建筑模板规范JGJ162-2008》
计算长度公式
lo=kμ（h+2a）
lo=k1k2（h+2a）
lo=h+2a
lo=h
临界荷载（吨）
2—2.5---3.5
3---4
3---4
6---8
结论
正确，全部安全
部分正确，部分安全
部分正确，部分安全
错误，危险
模板支架按荷载分类
1、一般支撑系统：
支撑系统高度不超过8m，或跨度不超过18m，施工总荷载不大于10kN/m2（板250㎜厚），
或集中线荷载不大于15kN/m[梁500（宽）×1000（高）㎜]，的模板支撑系统。
2、重载支撑系统：
支撑系统高度超过8m，或跨度超过18m，施工总荷载大于10kN/m2（板250㎜厚），或集
中线荷载大于15kN/m[梁500（宽）×1000（高）㎜]，的模板支撑系统。
专家论证
3、超重 支撑系统：
按规范计算，专家论证，还须现场载荷试验验证。
如：
“水立方”不规则网架结构屋盖的安装作业支撑系统。
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