碗扣式模板支架简要设计原理及应用实例详解

碗扣式模板支架

简要设计原理及应用实例

设计分公司李小健

2014年4月

目录

1.碗扣式模板支架的适用范围及特点 (2)

1.1适用范围 (2)

1.2特点 (2)

2.简要设计原理和主要计算内容 (2)

2.1简要设计原理 (2)

2.2主要计算内容 (2)

2.3碗扣模板支架的构造要求 (4)

3.应用实例（某项目简支梁碗扣式模板支架设计方案） (5)

3.1有关桥梁图纸数据 (5)

3.2初步拟定的模板支架结构 (5)

3.3模板支架结构验算 (7)

3.3.1荷载计算 (7)

3.3.2模板支架结构验算 (7)

3.3.3地基及基础验算 (11)

3.4其它要求及注意事项 (12)

1.碗扣式模板支架的适用范围及特点

1.1适用范围

碗扣式模板支架在软基地段现浇梁施工中应用较为广泛，采用满堂式结构搭设在基础结构合理的条件下作用于基底的平均压力较小，能满足较小地基承载力状况下的要求。

1.2特点

1）碗扣脚手架各构件尺寸统一，搭设的脚手架具有规范化、标准化的特点；装拆功效高、作业强度低。

2）由于立杆连接是同轴心承插，横杆与立杆采用碗扣接头连接，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能，因此结构稳固可靠，承载力较大。

2.简要设计原理和主要计算内容

2.1简要设计原理

1）碗扣式模板支架由模板、主次楞、碗扣支架（包括顶托、竖杆、横杆、底托等）、基础、地基等部分组成。

2）在设计计算方面，模板、主次楞承受竖向荷载按照受弯构件验算其强度及受弯稳定；碗扣支架立杆按照竖向构件验算其轴心受压稳定，当边部立杆承受风荷载时需验算立杆的受压弯稳定；基础需验算立杆底部砼的局部受压及抗冲切；地基需满足承载力要求。

3）构造方面的要求还涉及竖向剪刀撑和水平剪刀撑的设置问题，以保证支架整体稳定。

4）主要采用规范《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计规范》、《建筑地基基础设计规范》及《建筑施工碗扣脚手架安全技术规范》等。

2.2主要计算内容

1）荷载计算

（1）作用于模板支架上的荷载主要有梁体自重荷载、施工活载，模板自

重荷载、支架自重荷载等。

（2）自重荷载分项系数一般取1.2，活载分项系数一般取1.4，当活载多于一项时还要考虑组合系数。

（3）模板及主、次楞受力计算时自重荷载取值范围为梁部砼自重荷载和模板自重荷载；碗扣立柱、基础等受力计算时要增加整体高度支架自重荷载。

（4）构件受力计算时采用荷载组合值，地基承载力验算时采用荷载标准值。

2）面板计算

由于面板厚度较小，次楞构件厚度较大，故面板受弯计算时采用固端梁计算图式。

最大弯矩计算 2max 121ql M =

受弯验算 f W M x ≤=

max σ 3）次楞计算

次楞计算模型可采用两跨连续梁图式。

最大弯矩计算 2max 101ql M =

受弯验算 f W M x

≤=

max σ 4）主楞计算

主楞计算模型可采用简支梁图式。

最大弯矩计算 2max 81ql M =

受弯验算 f W M x ≤=max σ

5）碗扣支架立柱计算

碗扣支架立柱按照受压构件计算其稳定，立柱计算长度计算时要考虑立杆间距及横杆步距，一般按照有侧移刚架图式进行立柱长细比计算，以此确定受压构件稳定系数。当纵向横杆两端固定没有侧移时也可依据实际情况按照无侧移刚架图式确定立杆计算长度。

立杆计算长度 l l .0µ=

长细比 i l 0=λ

依据长细比查表确定轴心受压稳定系数ϕ

立柱受压稳定验算 f A

H ≤=

ϕσ 6）基础验算

如果采用素混凝土垫层，则需进行立杆底部砼局部受压验算及抗冲切验算。 局部受压验算 l cc l l A f F ωβ≤

抗冲切验算 0)2.14.07.0h f F m t hp s l µββ+≤（ 7）地基承载力验算

如地基表层为较为软弱土层，可换填一定厚度以增加因深度而增大的修正后的地基承载力。

)5.0(0.1−+=≤h f f p m ak a k γ

8）其它计算内容

立杆顶部的顶托、底部的底托是受力的薄弱环节，立杆竖向承载力取值时要考虑其影响，取三者承载力允许值的最小值。

2.3碗扣模板支架的构造要求

1）底层纵横向水平杆作为扫地杆距离地面高度不能大于350mm 。

2）当立杆间距小于或等于1.5m 时，模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；中间纵、横向由底到顶连续设置剪刀撑，其间距应小于或等于4.5m 。

3）剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45°~60°之间，斜杆应每步与立杆扣接。

4）当模板支撑架高度大于4.8m时，顶端和底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距不大于4.8m。

5）模板支架的高宽比不应大于2，当大于2时应采取其它构造措施。

3.应用实例（某项目简支梁碗扣式模板支架设计方案）

3.1有关桥梁图纸数据

1）桥梁为跨度32m的先简支后连续箱梁结构，梁底平均高度8.0m，地基土层为软弱粘性土，基本承载力93KPa。

2）箱梁为单箱单室断面，顶宽12.0m，底宽6.7m，梁高3.05m，箱梁顶板、底板、腹板在梁端2m范围内加厚。

3）箱梁横断面结构尺寸见下图示意：

3.2初步拟定的模板支架结构

1）底模采用12mm厚竹胶板，次楞采用6*10cm方木，主楞采用12*12cm 方木（或10#工钢）；侧模、翼板采用竹胶板与方木框架组合模板。

2）碗扣支架采用Φ48*3.5mm钢管，横杆步距1.2m，立杆上部设顶托，下部设底托，底托钢板尺寸15*15cm，厚度8mm。

3）基础采用10cm厚C20砼垫层

4）地基如表层无水可做压实处理即可，否则需进行表层换填，换填厚度30cm。

模板支架横断面见下图示意：

说明：

1）立杆纵向间距采用90cm，梁端处因梁体加厚间距调整为60cm。

2）图中剪刀撑未示出。