裝配式住宅疊合樓板施工過程中支撐架體計算分析

陳琳，賈曉明，葉華

（上海寶冶集團有限公司，上海200941）

1 疊合樓板施工過程中支撐體系

裝配式住宅在我國受到大力推廣，鋼筋桁架疊合樓板疊合樓板是其中重要的組成部分[1]。

疊合樓板施工過程中，預制底樓充當現澆層混凝土的模板，需要設置足夠的支撐來保證施工過程的安全進行，支撐系統的安全性主要取決于立桿的材料、類型以及立桿間距。

圖集15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合板》中規定施工均布荷載不大于1.5kN/m2，軸跨＜4.8m 時，內設置一道支撐，軸跨4.8m≤L≤6m 時，跨內設置2 道支撐。相對于此規定的荷載值，施工腳手架相關規范內規定的施工均布荷載更大，當施工過程需要使用布料機時，施工均布荷載可達到4kN/m2，相應位置的支撐必然需要加密[1]。

本文以常見的疊合板為對象，通過計算施工過程中預制底板的承載力、變形及立桿穩定性，針對施工常用的2 種類型的支撐架（扣件式鋼管支撐架、盤扣式鋼管支撐架）分析最大立桿間距，為施工過程的策劃過程提供依據。

2 疊合樓板施工過程中驗算內容和方法

疊合板施工階段，桁架板受力模型均可以簡化為承受均布荷載且兩邊簡支的受彎構件，應當驗算的內容有：預制板承載力、變形及立桿穩定性。

2.1 承載力驗算

疊合板的承載力驗算采用荷載的基本組合，需要滿足γ0Sd≤R（d式中，Sd為荷載基本組合作用下彎矩設計值；Rd為疊合樓板抗彎承載力），根據圖集15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合樓板》，疊合板安全等級為二級，結構重要性系數γ0取1.0。

疊合板安裝階段，現澆層自重及施工荷載均由預制底板承擔，預制底板驗算使用的荷載如表1 所示。

表1 承載力驗算荷載標準值

疊合板的荷載基本組合和抗彎承載力按照GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》（2015 年版）規定的方法進行計算。

2.2 撓度驗算

施工階段疊合板的最大撓度按荷載的標準組合進行計算，需要滿足f≤[f]，標準組合只考慮恒載，不考慮施工活荷載。施工階段疊合樓板的撓度及其限值見式（1）和式（2）。

式中，l0為立桿間距；Bs為預制底板的短期剛度，根據GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》7.2.3 條規定進行計算。

2.3 立桿穩定性驗算

立桿承受的豎向荷載Nd為其所承擔的面積與均布荷載基本組合的乘積，立桿穩定性應符合式（3）的要求：

式中，Nd為立桿承受豎向荷載設計值；A為立桿截面積；fd為立桿鋼材強度設計值；φ 為立桿軸心受壓穩定系數，根據不同類型支撐架（腳手架）的立桿長細比按現行標準執行，如JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》、JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》等。

3 常用疊合樓板支撐體系分析

圖集15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合樓板》中，預制底板厚度均為60mm，現澆混凝土疊合層厚度有70mm、80mm、90mm 3種。板底跨度方向鋼筋配置有8mm@200mm、8mm@150mm、10mm@200mm10mm@150mm 4 種。分別對這幾種情況的疊合樓板（混凝土強度等級均為C30）進行計算分析。

3.1 預制底板承載力計算分析

對不同現澆層厚度的疊合板在不同支撐間距下的承載力進行計算，計算結果如圖1 所示，實線為計算所需配筋，虛線為實際配筋，當計算需要配筋小于實際配筋時即為滿足要求。從圖1 中可以得到不同類型疊合板在不同配筋條件下的最大支撐間距。

圖1 預制底板承載力計算分析

3.2 預制底板變形計算分析

表2 為不同支撐間距、不同現澆疊合層厚度、不同預制底板配筋時疊合樓板撓度計算情況，由表2 可見，撓度控制的要求下，立桿間距不大于1.8m。

表2 不同支撐間距情況下疊合板撓度計算

3.3 支撐桿件穩定性計算分析

根據JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》對滿堂支撐架步距和立桿間距的規定，立桿間距選取0.9m×0.9m 及1.2m×1.2m 2 種情況、步距選取1.2m、1.5m、1.8m 3 種情況分別進行計算（剪刀撐設置加強型），圖2 為不同支撐間距、不同現澆疊合層厚度、不同步距時扣件式支撐桿穩定性計算情況，由表可見，在立桿穩定的要求下，無布料機時，立桿間距可選1.2m，但步距不宜超過1.5m；有布料機時，立桿間距不宜大于0.9m。

圖2 扣件式立桿穩定計算分析（Q235、φ48.3mm×3mm）

圖3 盤扣式立桿穩定計算分析（Q345、φ48.3mm×3.2mm）

根據JGJ 231—2010《建筑施工盤扣式鋼管支架安全技術規程》對材料種類及規格的要求，立桿間距選取0.9 ～2.1m 5 種情況、步距選取1m 和1.5m 2 種情況分別進行計算，圖3 為不同支撐間距、不同現澆疊合層厚度、不同步距時盤扣式支撐桿穩定性計算情況，由圖3 可見，在立桿穩定的要求下，盤扣式支撐架立桿間距可放大至2.1m（盤扣式立桿需為Q345 材質）。

3.4 計算結果匯總分析

綜合以上計算結果，分析不同疊合板在不同施工條件時可選用的最大立桿間距如表3 所示。

表3 不同疊合板在不同施工條件時可選用的最大立桿間距

4 結語

本文以常見的疊合板為研究對象，通過計算施工過程中預制底板的承載力、變形及立桿穩定性，針對施工常用的兩種類型的支撐架（扣件式鋼管支撐架、盤扣式鋼管支撐架）分析最大立桿間距。

1）疊合板施工時，應當驗算預制板承載力、變形及立桿穩定性。

2）支撐立桿最大間距與預制底板實際配筋、支撐架類型、施工條件有關。對于不同類型的疊合板、不同架體、不同施工條件，給出了最大立桿間距的取值。

3）在不同于本文所取荷載及架體條件時，在施工策劃時要應通過專門計算來保證支撐架體安全性。