高層建筑多層模板支撐體系施工階段的安全性控制研究

韋紅玉

【摘 要】近年來，由于多層模板支撐體系配置不合理、拆除不當?shù)仍颍斐闪四０逯蔚顾鹿屎褪┕るA段樓板開裂的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。文章主要分析了多層模板支撐體系的受力機理，并從支撐樓板的安全檢驗，層模板支撐體系中的支撐拆除時間與方式兩方面來分析了如何實施多層模板支撐體系施工階段的安全性控制。

【關鍵詞】高層建筑；多層模板；支撐體系；安全性

隨著經濟的飛速發(fā)展，建筑工程技術也以讓人不敢置信的速度在發(fā)展，工程進度不斷加快，高層建筑施工中的多層模板支撐體系的應用越來越廣泛。但是如果多層模板支撐系統(tǒng)的配置不合理、拆除不當，混凝土早期養(yǎng)護不好，往往會造成支撐倒塌事故發(fā)生、施工階段樓板出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，嚴重影響了施工安全及進展和建筑物的使用性能。施工階段的早齡期混凝土時變結構，應通過設計合理的支模層數(shù)、施工周期以及拆模時間等施工方案參數(shù)，來保證施工時變結構體系中承擔施工荷載的每一層樓板、每根模板支撐桿不會超載。

結構工程施工速度的快慢，在很大程度上也取決于模板工程的進度，各樓層梁板結構的模板支撐體系需要有更多的模板及支撐架才一能滿足工程進度的求。施工階段的鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構是由處于不同齡期的混凝土組成，隨著齡期的增長，整個結構的抗力和內力均會發(fā)生改變；其次，模板支撐架與鋼筋混凝土結構之間存在著空間上的對應關系，構成了模板支撐體系與主體結構之間共同作用的系統(tǒng)，因此多層模板支撐體系的受力性能和安全性還存在很多不確定性。

1.多層模板支撐體系的受力機理

對現(xiàn)澆混凝土起臨時支承作用的不僅僅是鋼管支撐架，而是一個由支撐架與樓板結構共同組成的支撐體系；在這個臨時支撐體系中樓板結構是主要的承載分體系，扣件式鋼管支架是主要的傳力分體系；支撐體系中的支撐軸力和樓板內力不是固定不變的，而是隨時間及施工工藝在變化；支撐架和樓板結構不是相互獨立的結構體系，而是同一體系中相互影響的不同結構分體系，通過合理的布置和管理可以實現(xiàn)兩者間支撐力的轉移與分配。

主體結構的各層樓板是支撐體系中的主要受力構件，隨著自身強度的增強，下傳力逐步減小并趨于平穩(wěn)，直至其下部模板支撐架拆除。樓板內力最大值出現(xiàn)的時間同樣在上一層樓板澆注完畢或本層樓板的下部支撐拆除之后。出現(xiàn)的位置因主體結構形式不同有所區(qū)別?？蚣艚Y構內力最大值主要出現(xiàn)在剪力墻附近負彎矩區(qū)域；框架結構樓板內力最大值在梁附近負彎矩區(qū)或樓板跨中正彎矩區(qū)都有可能出現(xiàn)。

樓板澆注時，現(xiàn)澆樓板及施工荷載并非全部由該層模板支撐架承受，而是通過支撐架傳遞到以下幾層樓板共同承擔。具體分擔比例為：某現(xiàn)澆層施工時，由其下支撐直接承擔荷載量約占荷載總增量的80%～90%，而此時又傳給下一層支撐的比例為15%～25%，傳遞到下第三層支撐架約為5%-10%，而下第四層支撐架僅承擔0.8%左右，可以忽略。

2.支撐樓板的安全檢驗

2.1早齡期混凝上結構的承載能力

高層建筑多層模板支撐系統(tǒng)施工時變體系中的早齡期混凝上承載樓板，其承擔荷載的能力是確定的，同時也是時變的，它是隨混凝土強度增長而增長的。

假定早齡期混凝土結構中，鋼筋不會發(fā)生粘結滑移破壞，根據施工環(huán)境條件，混凝土配合比，確定早齡期混凝土強度的增長規(guī)律后，即可確定任一時間，早齡期混凝土結構的承載能力。

Rt=λCR28

式中 Rt齡期t的混凝土結構的承載能力；

λC—-混凝土達到28天候具有地承載力；

R28—-早齡期混凝土結構抗力增長百分率。

2.2施工活荷載確定

支撐樓板安全檢驗時，施工活荷載應按每塊樓板的面積，確定新澆樓面上的施工活荷載。安全檢驗的樓板主要為底層支撐樓板，此時可按樓板剛度，將施工活荷載比例分配到時變結構體系中的樓板，由此，獲得檢驗樓板上的施工活荷載LC。

2.3支撐樓板所承擔的最大施工荷載

根據高層建筑混凝土結構施工時變結構體系分析獲得樓層承擔的最大施工荷載比率q，求出樓層可能承擔的最大施工荷載效應F：

F=γDF×q×D+γLCLC

式中 γDF施工靜荷載分項系數(shù)，取1.2；

q一-施工靜荷載比率；

D一-混凝土樓板單位面積重力荷載效應；

γLC一-施工活荷載分項系數(shù)，取1.4；

LC一-施工活荷載效應。

R1全F則驗算樓層早齡期混凝土結構安全，否則，需調整施工方案，使樓層承擔施工荷載效應減小[1]。

3.多層模板支撐體系中的支撐拆除時間與方式

模板支撐不僅僅是支撐架，而且是由支撐架與樓板結構共同組成的支撐體系，支撐和樓板結構不是相互獨立的結構體系，而是同一體系中相互影響的不同結構分體系，且支撐體系中的支撐軸力和樓板內力隨時間變化。顯然，支撐體系的拆除時間與拆除方式是否合理，勢必對整個模板支撐的安全性產生很大的影響。

3.1模板拆除時間

對于框剪結構，當樓板的混凝土抗壓強度達到百分之九十左右時，其下的支撐架拆除后樓板中除在此層剪力墻附近出現(xiàn)少量的裂縫外，其余處混凝土內力均小于抗拉極限。因此，現(xiàn)澆層以下第2層樓板混凝土的抗壓強度在百分之九十左右可以作為層高在5 m之下的框架剪力墻結構支撐拆除的一個控制點。

對于框架結構，當樓板抗壓強度在百分之九十附近時，拆除支撐后的各層樓板混凝土內力均小于抗拉極限而未達到開裂。但是由于純框架結構的支撐承受的軸力比較大，所以當抗壓強度為百分之八十五即拆除支撐時，樓板內力將大大增加，本層板以及上面幾層板在多處出現(xiàn)裂縫， 所以低層高的純框架結構，其支撐架拆除時間應控制在樓板的抗壓強度達到百分之九十之上才可。

對于層高較高的結構，由于屈曲極限很小，支撐立桿的軸力自然成為控制的重點，尤其是層高較高的純框架結構，荷載下產生的支撐軸力又很大，因此，只有在樓板混凝土抗壓強度達到百分之九十五之上或者采取加密支撐布置間距的方法時，才可以保證樓板的抗裂要求和支撐的穩(wěn)定性要求。

3.2模板拆除方式

工程中要加快模板支撐的周轉速度，當框架剪力墻和框架結構各層樓板的強度和剛度達到一定程度時，可以考慮逐層拆除其下的支撐。若將樓板以下梁附近的支撐架全部拆除，由于原本梁附近的支撐架承擔的軸力值比較大，一經拆除后，樓板跨中在支撐立桿未拆除處混凝土裂縫擴展范圍擴大；而若將跨中的支撐架全部拆除，保留梁兩側的支撐立桿，對板的內力增大不多，但此時梁附近（下轉第399頁）（上接第377頁）原本就較大的立桿支撐軸力將繼續(xù)加大接近于屈曲，造成支撐軸力危險。要加快施工進度拆除模板支撐架時，以先拆除梁下和跨中兩者范圍之間的少量支撐架，然后向兩邊及跨中拓展，不宜先拆跨中或梁下的支撐架為妥[2]。

多層混凝土結構房屋是目前建筑總量最大的房屋類型，這類建筑物的模板支撐體系的安全性因該引起建筑行業(yè)的普遍重視。 [科]

【參考文獻】

[1]黃捷.高層建筑多層模板支撐體系安全性控制方法[J].山西建筑，2009，6.

[2]潘麗君，楊先忠，洪笑，林璋璋.多層模板支撐體系中的支撐拆除時間與方式[J].浙江建筑，2008，2.

[3]葉權良，劉書遼.層模板支撐體系受力機理及其管理要點[J].建筑安全，2006，3.