盘扣式钢管模板支架受力性能影响因素分析

盘扣式钢管模板支架受力性能影响因素分析

丁旺达唐国强李泽华刘晓飞张陶郝藏邓向振

中建八局第三建设有限公司

摘要：在施工中采取盘扣式钢管模板支架支撑体系，整体构造比较简单、拆装较为方便，且实际应用施工成本低，所以在建筑行业中有着广泛的应用，但是针对于此所开展的研究比较少。想要更好的提升对盘扣式钢管模板支架受力性能的分析，文章从多个角度加以分析，对相关受力性能加以模拟，并探究对受力性能产生影响的因素分析，得出最终行之有效的应对策略。

关键词：盘扣式；钢管模板；受力性能；影响因素

前言：

在经济的快速发展中，促使建筑行业得到较好的发展，脚手架、模板支架是建筑中最重要的内容，施工中经常会出现脚手架倒塌、模板支架失稳等事故，尤其是在模板支架的应用中，出现整体坍塌的情况较为常见，非常注重施工的安全性。但是我国的模板支架研究比较晚，发展的过程比较慢，长久以往使用竹、木形式的支架，从2006年之后则开始使用脚手架等多种模板，使用扣件式模板之间是最为典型的，但是因为材料、构造等因素导致的安全事故比较常见，于是变诞生了盘扣式钢管模板支架。

一、盘扣式钢管模板支架稳定性分析

在使用盘扣式钢管模板支架时，主要是将模板的支架与立杆之间采取套管连接的方法结合在一起，在水平杆与斜杆的应用中，需要在杆端部预留出扣接头，而后将其插入到预留的立杆上端，将其插入到承插盘中，并逐渐的将其敲紧，钢管的支架通常会有多余约束的几何不变体系。在使用盘扣式钢管支架时，需要使用到立杆、斜杆以及水平杆多种配件，支架的受力性能往往与扣件式模板支架相类似，在节点的设计中需要考虑半刚性特点，所以在进行整架的稳定性分析时，借助使用扣件式模板支架分析方法，在多种杆件的组合中，形成一个空间钢框架，将长细的杆件作为主要的受力杆件，按照精力分析等方法，完成对承载力的计算，对支架使用中稳定性加以分析[1]。但是对于盘扣式的钢管模板支架而言，需要将立杆与立杆之间使用套管连接起来，在水平杆与斜杆和立杆的使用中，要使用承插连接的方法，在多种不同连接方法的应用中，并不能限制所有节点的转动，需要经过判定进行半刚性的连接，在具体工程施工中，对于模板支架的受力分析，需要使用到半刚性的钢框架稳定性分析。

在研究中采取控制荷载的方法，只是针对于单一方向的受荷梁柱，需要事先给出杆件在一定荷载工况的情况下，给出平衡图式，只能进行活荷载-位移曲线上升区段的计算。杆件横向的荷载或者是端弯矩，也会伴随着结构的转变出现挠度变化，当其出现轴力之后，就会与挠度之间的乘积出现变化，形成全新的附加弯矩，在实际进行梁柱设计的过程中，需要给出杆件上的玩具最大值，结合此弯矩值进行合理的设计。结合荷载作用在杆件上形成的具体情况，梁柱的应用特性也会展现出多种不同形式，为人们展现出多种不同的弯矩分布情况，以此影响到整个杆件的作用效果[2]。在实际工程的施工中，会给弯矩增加一个系数从而完成相关设计，框架中的杆件之间彼此会产生影响，现今设计中使用杆件最有效的长度系数，需要对这一影响加以考虑。

对现今国内外钢管模板支架的计算方法进行简单分析与对比，在明确规范的计算方法应用中，完成对盘扣式模板支架的理论计算分析。在实际工程开展中，半刚性的框架一旦出现加载的情况，必然会发生侧移情况，也就是说二次弯矩是存在的，就需要在研究中重点考虑二阶效应的影响，结合荷载-平衡方程的建立，完成对变形位置的分析，而平衡状态处于不断的变化中，按照一系列的荷载增量加以分析，在非线性问题的求解中，得出一系列的线性分析方法[3]。

二、盘扣式钢管模板支架承载力影响因素分析

（一）半刚性节点影响

根据本次研究的开展，在正常工作的情况下，承插所连接的横杆是不会自动的向上滑出的，采取承插节点开展正常工作非常可靠，也不会对杆件产生破坏影响。盘扣式钢管支架在承插节点的应用中，具有半刚性的特点，结合架体工作开展的特点，对支架的立杆与立杆连接处采取刚性连接的方法，将焊接之后的立杆使用连接盘进行承插水平杆，水平杆与立杆的连接中具备半刚性的特点[4]。根据相关模型的构建，组织开展有限云分析工作，对不同模型极限承载力与室温状态加以对比，结合研究的开展得出半刚性节点的存在，对承插型盘扣式钢管模板支架受力性能加以分析。

结合实际的失稳模态研究情况来讲，在6m的高架体刚性模型与半刚性失稳形式中，均采取的是架体四角部位立杆鼓曲、横杆失稳的情况，导致局部的立杆在使用过程中出现失稳情况。由此可知，在可见节点的应用中，出现的刚度对盘扣式钢管支架模板出现失稳的影响因素并不大。

（二）步距、步数的影响

步距主要指的是在使用同一立杆的过程中，其跨距内相邻水平杆竖向上的距离，根据相关规定之处，在搭设高度不超出8m的模板支架时，其步距不应该超出1.5m，并且在支架的周边向内的每一层都设置竖向的斜杆，整个架体整体地层与顶层都需要设置竖向的斜杆，并且将其构建在架体内部每隔5跨从底向顶，在纵横向上均设置竖向斜杆或者是使用扣件钢管搭设的剪刀撑。但是在搭建超出8m的模板支架时，需要布置竖向斜杆，水平杆的步距不能超出1.5m，按照高度每相隔4-6个标准的步距进行设置水平层斜杆或扣件钢管剪刀撑。

根据相关研究结果表示，使用盘扣式模板支架的步距小于1.5m时，竖向搭设的步数在保持不变的情况下，伴随着步距的不断增加，所具有的承载力会逐渐的减弱，如果步数的距离超出1.5m远时，承载力的幅度会不断的下降，而当步距在逐渐接近1.5m时，承载力的整体降低幅度会不断的减小，也就是说盘扣式模板支架的承载力会伴随着步距的增加，而不断的降低[5]。但是当步距小于1.6m时，此时的承载力会比1.5m时减少12.32%，伴随着承载力的减小会明显增加幅度，在规定的盘扣式模板支架搭设高度不超出8m时，此时的布局不适合超出1.5m，这是最为合理的。

（三）立杆间距的影响

立杆指的是在指杆上焊接，能够起到连接横杆的承插盘与上下连接的套管的竖向支撑杆件，也是有效承受竖向荷载的主要杆件。在不转变纵向、横向立杆跨书的情况下，使用盘扣式模板支架所具备的承载力，也会伴随着立杆的间距增加而不断的减小，并且呈现出较大的间距，减小彼此之间的幅度。当立杆的间距处于1.2-1.6m之间的数据转变时，此时的承载力变化值会比较小，而当立杆的间距达到了2m时，模板支架的承载能力相当于立杆间距的1.4m降低的17.9%。主要原因是，模板的支架总高度一定的情况下，立杆之间的间距会不断的变大，而模板支架的高宽比值会逐渐的减小，导致其整体刚度也逐渐减小，承载力也会相应的下降。

（四）水平加强层的影响

在使用盘扣式钢管支架时，可能会出现扭转失稳破坏的情况，就需要强化对支架斜杆的设置，当模板支架在隧道侧墙的应用中，需要具备一定水平的抗侧移能力，并且在顶层的水平斜杆或者是扣件钢管中设置水平的剪刀撑。合理的应用剪刀撑强化模板支架的稳定性，提升支架应用的质量。

结语：

国内对盘扣式的模板支架研究内容比较少，在实际的工程中缺乏有效应用，展开对多种不同形式的脚手架及其模板支架的分析，了解现今支架应用存在的问题，结合实际工作的开展，提出与之相应的应对策略。

参考文献：

[1]赵辉. 框架桥承插型盘扣式钢管支架受力性能研究[J]. 河南城建学院学报,2022,31(05):12-16.

[2]蒋双林. 盘扣式脚手架在车辆段上盖工程中的应用[J]. 江西建材,2022,(05):184-186.

[3]罗恒,刘战豪. 盘扣式钢管支架自由端丝杆上搭设“螺丝盘+水平支撑”体系的受力性能试验研究[J]. 建筑施工,2020,42(04):636-639.

[4]王胤清. 新型承插型盘扣式支架在高大模板支撑体系中的应用[J]. 城市住宅,2020,27(03):219-220.

[5]王海东. 盘扣式支架与钢管柱型钢支架组合的施工技术[J]. 公路交通科技(应用技术版),2020,16(01):281-283+287.