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摘要：扣件式高支模架在施工中应用较为广泛，尤其是高大空间内的施工更是离不开对其应用。其具备拆装方便、可靠性高等优势，但是在应用中其载荷构成较为复杂，受到基础、材料、风载等影响较大，因此需要对进行合理设计、计算从而保证其结构与布局满足施工要求。
关键词：高支模架 设计计算 设计要点 施工应用
Abstract: the fastener type high formwork for construction of application are broad, especially in the construction of large Spaces is also can not get away from its application. It has convenient tear open outfit, high reliability, advantage, but in the application form to the loads is relatively complex, is foundation, materials, such as wind load affected, so need to design, reasonable calculation to ensure its structure and layout meet the construction requirements.
Keywords: high formwork design calculation design key points of construction application
中圖分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言：
扣件式的支撑系统是建筑施工中的主要辅助设施。虽然应用多年但是高大空间中应用此类支撑，还是会遇到多种问题。在应用扣件式高支架为施工提供辅助的时候，需要注意的是保证其安全稳定。这样可以保证施工的顺利进行也可以保证人员安全。所以设计阶段对其进行合理的分析与设计，计算其各个环节的载荷，并将其组合起来获得整体设计参数，保证系统的平衡。
一、建筑工程中的高支模架
在实际的施工中存在两种高支模形式，常规的高支模与高大模板。模板系统通常是混凝土解耦股梁板的模板以及其支撑系统共同构成。其支撑架通常是钢制的立杆、水平杆、剪刀支撑等通过扣件进行连接，最终形成一个整体性的模板支撑系统，为施工服务。
一般高支模系统是指，当支撑架高度大于4.5m，跨度大于10m；施工载荷在10kn/m²或者以上；中线载荷在15kn/m或者以上高度，但与支撑水平投影的宽度，同时相对独立无联系结构件的混凝土模板支撑系统。如果工程的支撑模板高度大于8m；搭设的跨度大于18m；施工总体载荷大于15kn/m²；集中线载荷大于20kn/m的就可以认为是高大支模系统。
按照前面的分析，在危险性工程管理办法中，当模板的高度超过8m的时候，支撑的设计方案应在审核后方可执行。与普通的模板支撑相比，因为高度的增加会导致模板架的整体重量增加，从而导致立杆的倾覆可能性增加，对模架的基础提出更加严格的要求。在设计中需要对其力学性能进行计算分析，从而选择适应工程的模板支撑构造。
二、高支模架各部位的设计计算
在高支模设计中不能离开对其受力情况的计算与分析，即在对结构进行细致分析后，才能获得其准确的受力情况，通常采用的是铰接计算，考虑的是扣件不完全是交接又不是纯粹的刚性连接，在设计计算上按照以下过程进行：
面板的计算为简支跨模式，应计算的是跨中、悬臂的最不利的抗弯强度和挠度；支撑的楞梁需要集散两跨以上的连续楞梁；当跨度不均匀的时候，应按照不等跨连续楞梁或者悬臂形式进行设计；主楞可以根据实际情况按照连续梁或简支梁、悬臂梁进行设计；同时次要、主要楞梁都要按照最不利抗弯强度和挠度设计；对接扣件连接的钢管立柱应按照单独连杆轴心受压构件设计，考虑的是扣件的半刚性特征，在长细比上进行调整；通过这样的设定模式，模板安全计算的时候就可以按照面板-次要楞-主楞-立柱的传力次序进行力学计算与分析，从而避免进行复杂的计算，使得设计得到简化。
三、扣件式钢管高支模架的设计要点分析
1、载荷分析与组合
建筑工程中的多种经验说明，在设计梁体系的时候底部模板和支架阶段，其载荷来自竖向与水平两个方向，水平载荷是风造成的，而竖向则是有四个：模板和整体支撑系统的自身重量；混凝土浇注的重量；系统钢筋重量；在混凝土浇注振捣时产生的运动载荷。因此，载荷设计与计算中应对工程的实际载荷进行分析，并按照不同的载荷系数进行取值，恒载为1.2；活动载荷1.4。
2、水平管件的抗弯设计
在结构体系中水平钢管的抗弯设计中应注意的是强度、挠度、抗滑承载等方面。主要是根据相关的标准对三个参数进行计算与分析，在计算中会遇到以下问题，首先，如果通过计算发现抗弯强度与挠度不能按照标准设定，根据实际经验，可以通过调整立杆的间距的方式对其进行弥补，即改变水平钢管的跨度，确保能够弥补抗弯与挠度的不足；其次，在计算的时候如果发现水平管件的抗弯性能存在问题，应按照实际的经验可以改进立杆的参数，对水平杆的受力跨度进行调适，保证其满足整体受力的状态。
3、立杆的稳定与强度设计
结合工程需求的各种因素，将标准规范中公式与实际的需求结合起来，从而计算出模板支架立杆的长度；利用不组合的风载与组合风载的两种模式进行计算，分析立杆的稳定性，如果此时立杆的稳定性不能达到标准则需要根据实践经验，采用双立杆或者间距、步距的方式，从而改变整个高支架的受力情况，满足施工要求；在实际施工中，如果发现脚手架受到破坏，其表现出的是整体失稳，原因多是排架支撑系统以等步距和纵距搭设在均匀布局的施工载荷下，立杆布局稳定的载荷的临界值高于稳定时的临界载荷。针对这一情况具体的立杆强度应考虑整体稳定性。
4、整体倾覆验算
在设计中应按照相关的规范，精确计算分析整个系统的抗倾覆性能，如果验算后不能达到其抗倾覆标准，就应按照实际经验增加斜向支撑、抛撑、增加配重等方式来增加整体的稳定性。
四、扣件式支架的应用要点
1、地基施工
大量的工程实践对支撑系统的基础是重要的施工项目。因为基础的承载能力是整个支撑系统稳定的关键，必须满足设计的需求。对于一个具体的项目而言，如果地质情况不能满足支撑的要求，则应对其进行平整与改造，必要时可以换土。对于工程中遇到土质吸水性较强的时候，可在表层增加一层透水性较低的硬壳层，如：借助石屑来稳定表层。在房屋建筑中欧能个考虑到大截面的混凝土构件有支撑作用，向下传递到楼板上的载荷要比设计载荷大，因此在施工中要保留下层位置的支架，这样可以提高下层楼板、支架的稳定与安全。同时施工中还应注意应力叠加会对地基载荷构成负面影响，为此在设计计算时底部受力面积叠加部分不应重复考虑。
2、支撑的垂直控制
当前，虽然还没有具体的数据来直接反映出钢管支架的垂直度、支架整体的垂直度对支架的承载影响程度，不过理论研究与实践都证明支撑系统的垂直度对稳定性影响巨大，因此施工中应保证其垂直度。
3、纵向、横向和剪刀撑施工
在工程实践中，如果纵向、横向水平管、剪刀撑的不足，将直接导致高大支撑体系的刚度出现缺失，这会造成支架失稳甚至倾覆。根据相关要求，应做到：模板支架的四个边与中间每隔四排支架立杆应设置一个纵向剪刀撑，布置的原则应从底部向顶部进行连续设置；在实践中如果高于4m的支持模板，其两端与中间每隔四排立杆必须从顶部开始向下每隔两个步就设置一个水平剪刀支撑；在角度和根数的设置上应按照设计规范执行，布置每个剪刀支撑跨越立杆的数量；每个剪刀支撑宽度应至少为四个跨，同时不能小于6m宽度，斜杆与地面的倾斜角度保证在45-60°之间；主梁下方模板支撑立柱必须设置剪刀支撑。
五、结束语
模板支撑的系统的形式较多，如利用扣件式的脚手架、碗扣式脚手架、门式脚手架等搭设。虽然从本质上看支撑结构是可拆装的临时结构，但是在建筑工程中缺失不可缺少的施工辅助系统，且为施工的顺利开展与质量控制都会起到重要作用。所以在国内的模板工程中，应从项目需求与标准出发进行分析，合理规划高度、承载、塔架等，对高支模架进行因地制宜的设计，以保证安全。
参考文献：
[1]丁利君.高大空间钢管扣件式高支模架技术的设计与应用[J].建筑施工, 2009,(12)
[2]陈穗先.某大学体育教学楼高支模施工技术[J].建筑监督检测与造价, 2010,(06)
[3]崔国欣.某综合楼高支模施工技术[J].现代装饰(理论),2011,(03)
[4]汤彬.如何做好“高支模”的技术设计与安全控制[J]. 建材与装饰(下旬刊), 2008,(01)
[5]黄亮.工程施工中高支模技术的应用[J]. 建材技术与应用, 2010,(09)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：高支模架 设计计算 设计要点 施工应用
Abstract: the fastener type high formwork for construction of application are broad, especially in the construction of large Spaces is also can not get away from its application. It has convenient tear open outfit, high reliability, advantage, but in the application form to the loads is relatively complex, is foundation, materials, such as wind load affected, so need to design, reasonable calculation to ensure its structure and layout meet the construction requirements.
Keywords: high formwork design calculation design key points of construction application
中圖分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言：
扣件式的支撑系统是建筑施工中的主要辅助设施。虽然应用多年但是高大空间中应用此类支撑，还是会遇到多种问题。在应用扣件式高支架为施工提供辅助的时候，需要注意的是保证其安全稳定。这样可以保证施工的顺利进行也可以保证人员安全。所以设计阶段对其进行合理的分析与设计，计算其各个环节的载荷，并将其组合起来获得整体设计参数，保证系统的平衡。
一、建筑工程中的高支模架
在实际的施工中存在两种高支模形式，常规的高支模与高大模板。模板系统通常是混凝土解耦股梁板的模板以及其支撑系统共同构成。其支撑架通常是钢制的立杆、水平杆、剪刀支撑等通过扣件进行连接，最终形成一个整体性的模板支撑系统，为施工服务。
一般高支模系统是指，当支撑架高度大于4.5m，跨度大于10m；施工载荷在10kn/m²或者以上；中线载荷在15kn/m或者以上高度，但与支撑水平投影的宽度，同时相对独立无联系结构件的混凝土模板支撑系统。如果工程的支撑模板高度大于8m；搭设的跨度大于18m；施工总体载荷大于15kn/m²；集中线载荷大于20kn/m的就可以认为是高大支模系统。
按照前面的分析，在危险性工程管理办法中，当模板的高度超过8m的时候，支撑的设计方案应在审核后方可执行。与普通的模板支撑相比，因为高度的增加会导致模板架的整体重量增加，从而导致立杆的倾覆可能性增加，对模架的基础提出更加严格的要求。在设计中需要对其力学性能进行计算分析，从而选择适应工程的模板支撑构造。
二、高支模架各部位的设计计算
在高支模设计中不能离开对其受力情况的计算与分析，即在对结构进行细致分析后，才能获得其准确的受力情况，通常采用的是铰接计算，考虑的是扣件不完全是交接又不是纯粹的刚性连接，在设计计算上按照以下过程进行：
面板的计算为简支跨模式，应计算的是跨中、悬臂的最不利的抗弯强度和挠度；支撑的楞梁需要集散两跨以上的连续楞梁；当跨度不均匀的时候，应按照不等跨连续楞梁或者悬臂形式进行设计；主楞可以根据实际情况按照连续梁或简支梁、悬臂梁进行设计；同时次要、主要楞梁都要按照最不利抗弯强度和挠度设计；对接扣件连接的钢管立柱应按照单独连杆轴心受压构件设计，考虑的是扣件的半刚性特征，在长细比上进行调整；通过这样的设定模式，模板安全计算的时候就可以按照面板-次要楞-主楞-立柱的传力次序进行力学计算与分析，从而避免进行复杂的计算，使得设计得到简化。
三、扣件式钢管高支模架的设计要点分析
1、载荷分析与组合
建筑工程中的多种经验说明，在设计梁体系的时候底部模板和支架阶段，其载荷来自竖向与水平两个方向，水平载荷是风造成的，而竖向则是有四个：模板和整体支撑系统的自身重量；混凝土浇注的重量；系统钢筋重量；在混凝土浇注振捣时产生的运动载荷。因此，载荷设计与计算中应对工程的实际载荷进行分析，并按照不同的载荷系数进行取值，恒载为1.2；活动载荷1.4。
2、水平管件的抗弯设计
在结构体系中水平钢管的抗弯设计中应注意的是强度、挠度、抗滑承载等方面。主要是根据相关的标准对三个参数进行计算与分析，在计算中会遇到以下问题，首先，如果通过计算发现抗弯强度与挠度不能按照标准设定，根据实际经验，可以通过调整立杆的间距的方式对其进行弥补，即改变水平钢管的跨度，确保能够弥补抗弯与挠度的不足；其次，在计算的时候如果发现水平管件的抗弯性能存在问题，应按照实际的经验可以改进立杆的参数，对水平杆的受力跨度进行调适，保证其满足整体受力的状态。
3、立杆的稳定与强度设计
结合工程需求的各种因素，将标准规范中公式与实际的需求结合起来，从而计算出模板支架立杆的长度；利用不组合的风载与组合风载的两种模式进行计算，分析立杆的稳定性，如果此时立杆的稳定性不能达到标准则需要根据实践经验，采用双立杆或者间距、步距的方式，从而改变整个高支架的受力情况，满足施工要求；在实际施工中，如果发现脚手架受到破坏，其表现出的是整体失稳，原因多是排架支撑系统以等步距和纵距搭设在均匀布局的施工载荷下，立杆布局稳定的载荷的临界值高于稳定时的临界载荷。针对这一情况具体的立杆强度应考虑整体稳定性。
4、整体倾覆验算
在设计中应按照相关的规范，精确计算分析整个系统的抗倾覆性能，如果验算后不能达到其抗倾覆标准，就应按照实际经验增加斜向支撑、抛撑、增加配重等方式来增加整体的稳定性。
四、扣件式支架的应用要点
1、地基施工
大量的工程实践对支撑系统的基础是重要的施工项目。因为基础的承载能力是整个支撑系统稳定的关键，必须满足设计的需求。对于一个具体的项目而言，如果地质情况不能满足支撑的要求，则应对其进行平整与改造，必要时可以换土。对于工程中遇到土质吸水性较强的时候，可在表层增加一层透水性较低的硬壳层，如：借助石屑来稳定表层。在房屋建筑中欧能个考虑到大截面的混凝土构件有支撑作用，向下传递到楼板上的载荷要比设计载荷大，因此在施工中要保留下层位置的支架，这样可以提高下层楼板、支架的稳定与安全。同时施工中还应注意应力叠加会对地基载荷构成负面影响，为此在设计计算时底部受力面积叠加部分不应重复考虑。
2、支撑的垂直控制
当前，虽然还没有具体的数据来直接反映出钢管支架的垂直度、支架整体的垂直度对支架的承载影响程度，不过理论研究与实践都证明支撑系统的垂直度对稳定性影响巨大，因此施工中应保证其垂直度。
3、纵向、横向和剪刀撑施工
在工程实践中，如果纵向、横向水平管、剪刀撑的不足，将直接导致高大支撑体系的刚度出现缺失，这会造成支架失稳甚至倾覆。根据相关要求，应做到：模板支架的四个边与中间每隔四排支架立杆应设置一个纵向剪刀撑，布置的原则应从底部向顶部进行连续设置；在实践中如果高于4m的支持模板，其两端与中间每隔四排立杆必须从顶部开始向下每隔两个步就设置一个水平剪刀支撑；在角度和根数的设置上应按照设计规范执行，布置每个剪刀支撑跨越立杆的数量；每个剪刀支撑宽度应至少为四个跨，同时不能小于6m宽度，斜杆与地面的倾斜角度保证在45-60°之间；主梁下方模板支撑立柱必须设置剪刀支撑。
五、结束语
模板支撑的系统的形式较多，如利用扣件式的脚手架、碗扣式脚手架、门式脚手架等搭设。虽然从本质上看支撑结构是可拆装的临时结构，但是在建筑工程中缺失不可缺少的施工辅助系统，且为施工的顺利开展与质量控制都会起到重要作用。所以在国内的模板工程中，应从项目需求与标准出发进行分析，合理规划高度、承载、塔架等，对高支模架进行因地制宜的设计，以保证安全。
参考文献：
[1]丁利君.高大空间钢管扣件式高支模架技术的设计与应用[J].建筑施工, 2009,(12)
[2]陈穗先.某大学体育教学楼高支模施工技术[J].建筑监督检测与造价, 2010,(06)
[3]崔国欣.某综合楼高支模施工技术[J].现代装饰(理论),2011,(03)
[4]汤彬.如何做好“高支模”的技术设计与安全控制[J]. 建材与装饰(下旬刊), 2008,(01)
[5]黄亮.工程施工中高支模技术的应用[J]. 建材技术与应用, 2010,(09)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。