2023年《安全技术》之一种新型的钢管脚手架连墙件.docx

一种新型的钢管脚手架连墙件 一、 目前常用脚手架连墙件主要优缺点 　　1、拉筋加顶撑式，如图1。一般用2φ6钢筋加短钢管（用扣件与内立杆固定）顶撑。这种型式连墙件只能用于24m以下脚手架。其优点：设置方便，可随地取材，目前使用较多。主要缺点为：①一般拉筋只能埋于建筑物的圈梁或楼面梁上口，很难调节垂直方向，难以满足标准关于连墙件“宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm〞和“应从底层第一步纵向水平杆处开始设置〞的要求。②实际施工中往往难以做到拉撑结合（常见不加顶撑的柔性连接），也有的预埋拉筋忘记与脚手架立杆连接或连接马虎。③很容易被工人随意撤除。④装饰施工时一般已撤除。⑤顶撑采用一只扣件与脚手架扣接，有时不能满足承载力要求；用两只扣件分别在内外立杆上扣接，又要影响脚手架操作人员通行及物料运输。 　　 　　图1拉筋加顶撑式连墙件示意图 2、楼面处预埋钢管，再用连墙钢管和扣件与立杆连结，或预埋φ25短钢筋，连墙钢管一端开孔套在钢筋头上，另一端用扣件与立杆扣接，见图2a、b。优点同上。缺点：除与上述1-①③④⑤相同外，撤除时常用气割，不利防火。 图2 楼面外预埋钢管连墙件示意图 　　3、在圈梁或楼面梁上预埋铁件，一端与脚手架立杆扣牢，另一端用电焊与埋件焊接，见图3。优点：牢固、可靠。缺点：①装饰施工阶段连墙件已撤除；②与脚手架用一只扣件连接，有时达不到承载力要求，两只扣件与内外立杆扣接又影响通行的运输；③安装时需电焊，撤除时要用气割，较为繁琐且不利于防火；④当脚手架产生沉降时，连墙件将承受弯距。 　　 　　图3 在圈梁或楼面梁上预埋铁件连墙件示意图 　　4、在连墙短钢管上一端焊接钢板并钻孔，用膨胀螺栓固定在砼梁、柱、墙上，另一端用扣件与立杆扣接，见图4。优点：安装位置正确，牢固可靠，连墙件可重复使用。缺点：同3-①②④。 　　通过以上分析可见，目前常用脚手架连墙件普遍存在以下问题：布置时难以满足距主节点≤300mm及从底层第一步纵向水平杆处开始设置的要求；装饰阶段，连墙件一般均已撤除；连墙件轴向设计值超过8kN，采用两只扣件与内外立杆扣接时，影响人员通行的物料运输；刚性连墙件固定用扣件扣死，当脚手架发生沉降时，连墙件将承受弯距等问题。 　　 　　图5 膨胀螺栓连墙件示意图 二、 连墙件的改进设计思路 　　1、要满足JGJ130-2022关于连墙件宜紧靠主节点设置，偏离主节点距离≤300mm和应从底层第一步纵向水平杆处开始设置的规定，须保证连墙件在垂直方向可调；2、当连墙件轴向力设计值大于一只扣件抗滑设计值时，连墙件与脚手架连结，应采用除扣件以外的其他连结措施。3、应保证连墙件的撤除与脚手架同步，改变装饰阶段脚手架连墙件的撤除与脚手架同步，改变装饰阶段脚手架连墙措施薄弱现状，应改变目前连墙件与建（构）筑物接触点小，且易于撤除和墙面的修补，修补后不致影响美观；4、当脚手架产生沉降时，防止连墙件承受弯距。 　　根据上述改进思路，我们设计采用螺杆式连墙件，较好的解决问题。现介绍如下： 三、 螺杆式连墙件的根本构造和适用范围 螺杆式连墙件由埋设件、连墙件组成。埋设件用长度为120mm的30×30×3的方管 制作，一端用-40×40×4钢板电焊封底，另一端焊接M12或M14的标准六角螺母，作为连墙件螺杆与封头钢板（-40×40×4）、30×30×3×250方管焊接而成，方管尾部钻孔，穿入U形抱箍与脚手架连结（见图5）。连墙杆方管局部的长度，可视脚手架使用现状做适当的调整，如外墙采用幕墙时，可作适当加长，标准型连墙件一般用于抹灰或面砖饰面外墙脚手架。 图6 螺栓式连墙件简图 螺杆式连墙件适用于混合结构、框架结构、剪力墙结构等建（构）筑物的钢管脚手架与主体结构的连结。对混合结构房屋，由于梁的高度较小调节余地不大，除可在楼层圈梁等处预埋埋设件外，还可在墙件砌筑时，砌入预埋有埋设件的预制砼砌块，以解决建筑物层高与脚手架主节点位置偏离过大的因难。对于框架结构可在楼面梁高度范围内及墙柱中预埋埋设件，由于框架结构楼面梁高尺寸一般较大，埋设件在梁高度范围内进行调节，一般能够满足标准有关连墙件更为方便，可按照脚手架主节点的位置在砼墙中预埋埋设件。采用砌体抗剪强度，控制连墙件的容许承载力。 四、 螺杆式连墙件的使用方法和特点 1、 使用方法 在浇筑砼前（支模和钢筋绑扎过程中），根据脚手架搭设方案确定的连墙件水平和垂直方向布置间距，安装埋设件。安装埋设件前先用胶带封住螺母口，埋设时应保证螺母同墙、梁、柱外侧平齐且垂直，然后采用点焊把埋设件与墙、梁、柱内的钢筋固定牢固。待砼墙、梁、柱内的钢筋固定牢固。待砼墙、梁、柱浇筑成型拆去模板，撕开胶带。砼强度到达10Mpa以上时，把连墙杆的螺杆局部涂上牛油，套上软胶管（管长60mm），拧入埋设件的螺母内，连墙件尾部插入U形抱箍与脚手架内立杆连结起来。 2、 特点： ① 螺杆式连墙件较好地解决了脚手架与外墙装饰施工的矛盾。目前常用的脚手架连墙 件，在外墙装饰施工时，矛盾比较突出，一般有2种处理方法：一是撤除原有连墙件，在窗洞口增设临时拉结，这种方法在无窗洞口的墙面上（如山墙部位）无法实施，即使在有窗洞的墙面上，其构造上也难以到达“既可承受拉力，又可承受压力〞的要求，数量、间距也往往不能满足标准的规定。二是在连墙件位置留出洞口，待脚手架撤除时，再进行修补，由于修补的面积较大，对于抹灰墙面，容易留出明显的痕迹，影响观感质量；对于面砖饰面，修补局部易引起空鼓和墙面渗水，且影响脚手架撤除速度。采用螺杆式连墙件，脚手架撤除时仅留下φ12~φ14小孔，修补容易，不留痕迹，既可保证施工质量，又保证施工平安和脚手架撤除速度。 ②最大限度地满足标准关于连墙件布置的要求。传统连墙件一般只能布置在楼面部位，偏离主节点距离往往难以控制。常常可见连墙件布置在立杆步距的1/2左右的局部，不利于脚手架立杆的稳定和横向整体稳定。螺杆式连墙件可安装在墙，梁、柱的侧面，上下调节余地较大，绝大局部能够满足标准要求，个别特殊情况，可用在墙体中砌入预制砼块的方法解决。 ③由于采用φ10“U〞形抱箍与脚手架立杆连结，较好地解决了钢管连墙件用一只扣件扣接时，抗滑承载力缺乏，用两个扣件进又影响脚手架使用的不便。同时由于抱箍与立杆间可存在一定间隙，当脚手架产生沉降时，不致改变连墙件的受力状态。 ④埋设件水平方向预埋精较高，对脚手架搭设方案的编制和脚手架的搭设质量提出了更高的要求，促进了平安管理工作。 ⑤安装、拆卸简单。螺杆式连墙件在埋设件预埋，撤除模板后，连墙件的安装极为方便。防止了传统连墙件撤除时使用气割，费工费材又可能引起火灾的缺陷。连墙杆还可重复利用，技术、经济效益显著。 五、 螺杆式连墙件的容许承载力计算 连墙件容许承载力计算，主要包括埋设件方管与螺母的焊接强度，螺杆抗拉、抗压承 载力，螺杆与方管垫板的焊接强度验算三个局部，取其中较小值，即为容许承载力。 1、 埋设件螺母与方管焊接的焊缝承载力 采用直角焊缝：E43型焊条，手工电弧焊h=3mm Lw=66.6mm (M12六角螺母周长) Lw=77.4mm (M14六角螺母周长) 焊接允许抗拉、抗剪、抗压强度wf=160N/mm2 那么焊缝允许承受的最大的轴力 M12N=heLwW wf=0.7 hfLwfwf=0.7×3×66.6×160=22378N=22.38kN M14N= heLw wf=0.7 hfLwfwf=0.7×3×77.4×160=26006N=26.01kN 2、 螺杆抗拉压承载力： （1） M12螺杆 有效直径de=10.36；有效截面积Ae=84.3mm2安装后的最大长度60mm螺杆抗拉强度设计值dt=170N/mm2 M12螺杆可承受的最大拉力为 N拉=Ae bt=84.3×170=14331N=14.33kN 由λ=L/（1/4 de）=60/(1/4×10.36)=23.17得ф=0.976 M12螺杆可承受的最大压力为 N压=φAe bt=0.976×84.3×170=14kN (2)M14螺杆 有效直径de=12.1;有效截面积Ae=115mm2 L=60 bt=170 N拉= Ae bt=115×170=19550N=19.55Kn λ=L/（1/4 de）=19.83 φ=0.982 M14螺杆容许压力 N压=φAe bt=0.982×115×170=19.2kN (3)螺杆与方管封头板连接角焊缝容许承载力M12螺杆围焊直角贴角焊缝wt=160 hf=5mm N拉、压= heLw wt=0.7 hfLw wt=0.7×5×π×12×160=21101N=21.10kN M14螺杆围焊直角贴角焊缝