在新建建筑模板工程中，楼板模板及其支撑体系所占比重较大。目前采用最多的仍是散支散拆的支模体系，需采用大量钢管支撑、木枋、面板等，这类支模方式需要大量人工、施工周期长、材料浪费严重、支撑周转能耗大等，导致模板工程的施工费用约占混凝土施工总造价的30%。

　　 在公建及超高层项目中应用的压型钢板混凝土组合楼板和钢筋桁架楼承板，可以部分解决散支散拆模板工程的系列问题。但由于其底部有镀锌薄钢板支承，并不适用于住宅工程。

　　 钢结构住宅中应用的装配式钢筋桁架楼承板，可在楼面混凝土浇筑后拆除底部薄钢板，但薄钢板拆卸后易变形，扭曲较严重，周转次数较少。其连接件仅适用于薄钢板模板面板，不能满足不同厚度模板的使用，不能应用在用量更大的胶合板中等。

　　 基于上述几类模板的特点，研发一种新型绿色可拆卸自承式钢筋桁架模板体系。这种模板体系无需大量的支撑体系，且模板拆卸方便，便于周转，适用于胶合板、薄钢板、厚钢板等多种形式的模板，解决混凝土楼板支模用工量大、浪费严重等问题，并对其性能及通用性进行系统性研究。

　　 1)GB/T 50002—2013《建筑模数协调标准》中，第3.1.1条规定基本模数为100mm，建筑部件的模数化尺寸应是基本模数的倍数。

　　 2)目前住宅结构多设计为剪力墙结构，开间进深常见取值为(1)开间2 100,2 400,2 700,3 000,3 300,3 600,3 900,4 200,4 500mm;(2)进深3 000,3 300,3 600,3 900,4 200,4 500,4 800,5 100,5 400,5 700,6 000,6 500mm。

　　 钢筋桁架楼承板按单向板计算，跨度>3.0m的钢筋桁架需设置临时支撑，其计算方法和普通现浇混凝土模板相同。无须设临时支撑时，钢筋桁架模板中桁架杆件的内力及钢筋桁架模板的挠度采用桁架模型计算。承载力极限状态按荷载基本组合，挠度采用荷载的标准组合计算。

　　 取钢筋桁架的跨度为l，板两端铰接，计算简图如图1所示。

　　 在施工阶段，钢筋桁架的挠度及正常极限状态等应符合现有规范要求。混凝土板为受弯构件，根据《钢结构设计标准》附录B.1中表B.1.1，桁架在永久和可变荷载标准值产生的挠度容许值为:

　　 在可变荷载标准值下产生的挠度容许值为:

　　 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)中第3.4.3条，钢筋混凝土受弯构件的最大挠度限值，当L₀<7m时为L₀/200(L₀/250适用于使用上对挠度有较高要求的构件)。

　　 取宽度为0.6m，跨度为3.6m的混凝土单向板进行钢筋桁架受力计算。

　　 主筋采用HRB400，腹筋采用冷轧光圆钢筋550级，上、下弦钢筋直径为10mm，腹筋直径为8mm。

　　 采用C30混凝土，重度γ=25kN/m ^[3]，自重增大系数取1.2。

　　 取120mm，钢筋桁架高度90mm，混凝土保护层厚度取15mm。

　　 恒荷载标准值(考虑混凝土自重增大系数):0.12m×25kN/m³×1.2=3.60kN/m²。

　　 施工人员及设备荷载:2.5kN/m ^[2]。

　　 荷载组合:3.6kN/m²+2.5kN/m²=6.1kN/m²。

　　 通过荷载计算、内力计算、钢筋应力计算可得:在跨度3.6m时，钢筋桁架承受所有自重、施工荷载等，下弦钢筋由两根主筋承担，应力约为0.5f_y;上弦钢筋由单根钢筋承担，其应力接近f_y。在施工期间钢筋的设计承载力被充分利用。

　　 以钢筋桁架长3.6m，高80mm，宽80mm，模板厚20mm为基础建立几何模型(见图2)。考虑在施工阶段，钢筋桁架主要承受混凝土自重和施工活荷载作用，包括施工人员及设备等，换算成均布荷载为6.1kN/m ^[2]。取3.6,3.3,3.0m 3种常见板跨度分别进行有限元计算，施工阶段的钢筋桁架挠度及钢筋轴力、应力计算结果如表1所示。

　　 有限元数值模拟计算时，为了更加精确地模拟钢筋桁架的受力和变形，模拟胶合板模板的板单元仅起到传递荷载的作用，不考虑其与钢筋桁架的共同作用。

　　 由表1可知，在施工阶段，钢筋桁架的最大挠度发生在跨中，上、下弦钢筋应力均与理论计算结果接近。

　　 在施工完成后，工人及施工设备移除，钢筋桁架主要承担钢筋混凝土自重，换算成均布荷载为3.6kN/m ^[2]。选取3.0m跨计算可知，在使用阶段，钢筋桁架的最大挠度也发生在跨中，最大挠度值为25.98mm;上弦钢筋受压，最大应力为184MPa，下弦钢筋受拉，最大应力为90.47MPa。

　　 钢筋桁架的不同高、宽度对其挠度有影响，分析桁架跨度、宽度及高度在使用阶段对桁架最大挠度的影响。选取2组桁架尺寸，第1组桁架高度不变，第2组桁架宽度不变，模板跨度分别取1.8,2.0,2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.6 m。

　　 钢筋桁架高度为70mm时，取桁架宽度分别为70,80,90mm，各跨度的挠度曲线如图3所示。

　　 钢筋桁架宽度为80mm时，桁架高度分别为70,80,90mm时，各跨度的挠度曲线如图4所示。

　　 由以图3,4可知:

　　 1)随着跨度增大，钢筋桁架的跨中挠度也增大。

　　 2)当桁架高度相同而宽度不同时，钢筋桁架的跨中挠度并无变化。

　　 3)在桁架跨度较小时，不同桁架高度下的桁架挠度相差不大，而当桁架跨度增加时，不同高度下的钢筋桁架的跨中挠度相差越来越大，且桁架跨中挠度随着桁架高度的增加而减小。

　　 4)根据上述计算结果可得，混凝土浇筑施工阶段，可拆卸自承式钢筋桁架模板体系的挠度与钢筋桁架的变形一致:当板跨度为3 600mm时，桁架挠度分别为31,24,19mm。但实际允许挠度值为14.4mm，在实际施工过程中，可通过钢筋桁架的预起拱(3‰)抵消部分挠度，确保混凝土浇筑后模板体系的下挠值满足规范要求。

　　 考虑浇筑混凝土期间，由于胶合板模板不设临时支承，钢筋桁架承受钢筋桁架和模板自重及浇筑期间的混凝土自重等所有荷载，在此情况下，钢筋桁架与模板间需牢固连接。因此，钢筋桁架与模板间连接扣件的设计尤为重要，既要满足钢筋桁架与模板间连接需要，又要简单轻便来满足工厂化制作和现场安装、拆卸等要求。

　　 1)支承扣件是支承扣件体系的核心连接部件，支承扣件包括螺杆、钩头、螺母、橡胶垫片、传力钢轴、支承扳手(见图5)。

　　 2)核心连接部件所用材料均需满足相关规范要求，支承扣件中的钩头用Q345钢材，经热处理或调质处理。

　　 3)钢筋桁架与模板通过连接扣件连接成整体后，整体吊装搁置于混凝土板两侧剪力墙或混凝土梁上，在其上进行钢筋绑扎与混凝土浇筑，所有的施工荷载由模板传递至连接扣件，连接扣件通过核心连接部件传递至钢筋桁架，最终荷载由混凝土楼板两侧的混凝土梁或剪力墙承受。

　　 4)采用支承扣件连接钢筋桁架与胶合板模板时，需在胶合板模板上对应钢筋桁架腹筋弧形最低处开洞，再将连接扣件穿过模板上的洞口，与钢筋桁架腹筋扣紧。在支承扣件与模板底部设置橡胶圈，可防止洞口处在浇筑混凝土时漏浆，也可避免支承扳手在振捣混凝土时松动。

　　 查看施工阶段，即混凝土浇筑过程中，钢筋桁架上下弦主筋及腹筋的应力变化、模板跨中挠度变化;连接扣件的工作性能，检验其在浇筑过程中是否能紧密连接钢筋桁架和胶合板模板，是否能承受施工期间所有荷载而不损坏;胶合板模板拼缝漏浆是否严重;浇筑完成后是否方便拆卸，连接扣件拆卸后楼板底情况等。

　　 钢筋桁架采用HRB400钢筋，上、下弦钢筋直径为10mm，腹筋直径为6mm，宽为0.6m，钢筋桁架长为2.8m，净跨度为2.6m，钢筋桁架的间距根据实际工程中楼层板中钢筋桁架的间距确定，即钢筋桁架中心线间距为200mm，确保该类钢桁架体系的布置满足工程实际的应用要求。钢筋桁架结构如图6所示。

　　 应变片布置在上、下弦主筋上，共40片，用来测试浇筑过程中钢筋应力变化，跨中及1/4跨处布置位移计，测试钢筋桁架的挠度变化，测点布置如图7所示。

　　 1)在浇筑混凝土前，先在模板上进行开洞处理，洞的大小根据支承扣件尺寸确定，再将支承扣件与钢筋桁架腹筋连接锁紧(见图8)。

　　 2)浇筑C30混凝土，浇筑过程中查看支承扣件及模板拼缝处是否有松动及漏浆现象。

　　 3)待混凝土强度达到规范要求时，拆除支撑扣件及底模。

　　 1)通过有限元软件ANSYS，选定不同单元，对钢筋桁架进行了有限元模拟，根据不同的桁架宽度和桁架高度及施工阶段和使用阶段的钢筋桁架的挠度与应力进行了研究。随着钢筋桁架跨度的增大，跨中挠度也增大;钢筋桁架的高度对桁架的挠度影响较大，桁架高度越高，跨中挠度越小。

　　 2)前期试验结果表明，由于模板留孔孔径大于连接扣件吊杆的直径，混凝土自重、施工人员荷载和振捣荷载作用下，模板的实际下挠要比有限元计算结果略大，主要是由于在可拆卸节点留孔位置存在局部的相对滑移。在实际应用时，可通过在连接扣件吊杆的周圈增设橡胶护套，其直径与模板留孔直径配套，可控制实际工程应用中的模板挠度，使其满足楼板施工的验收要求。

　　 3)支承扣件方便拆卸可循环利用，与模板连接可靠承受施工过程中的所有荷载，通过设置橡胶垫圈可防止混凝土漏浆。在海门锦尚名苑8号楼标准层进行了工程试点应用，实际效果满足有限元分析及前期试验结论。

　　 4)根据后期系列试验结果验证，通过在模板留孔、增设连接扣件的钢筋桁架吊模法用于土建工程中面广量大的楼板模板施工，可以节约大量的竖向支撑体系、节约工程费用。但需考虑钢筋在施工阶段的应力提前效应，尤其是主受力的下弦钢筋，为保证实际使用过程结构的安全性，下弦钢筋的直筋可取12mm及以上规格。