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扣件式钢管外脚手架连接墙部位设置的探讨

近年来,扣件式钢管脚手架因具有构造简单、装拆方便、传力合理、使用耐久、牢固稳定、造价适宜、多次周转等特点,在**、多层建筑施工中的使用越来越广泛,对它安全可靠度的探索就显得尤为重要。分析今年国内外发生的几起钢管脚手架倒塌事故案例,几乎都是由于连墙件设置不当或连墙件被拆除而未及时补救引起的。本文结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001(以下简称《规范》)针对比较常见的落地式双排钢管架的连墙件设置的共性问题加于探讨,供同行们参考。

一、连墙件的作用分析  

单双排脚手架扣件式钢管架可以当做是由纵、横着水平杆与立柱构成的特殊的双层、多跨架构钢架结构,连墙件的作用不可忽视。  

  1. 钢管脚手架联接构件的脚手架扣件连接点,在载荷的作用下具有相当的抗旋转能力(即刚度),但由于脚手架扣件本身质量和扭紧程度均影响连接点的刚度,因此此架构为半刚度连接点架构,钢管脚手架的横着总宽比其竖向长短、纵向高度要小得多,因此对一面墙的钢管脚手架又可视作一块儿“格构式”平板,由于它在垂直平分房屋建筑表面方向的弯曲刚度较弱,远低于其竖向,因此钢管脚手架必须借助与房屋建筑的可靠联接(即设置连墙件)才具有承担其重量、施工载荷日风载荷的能力。  

  2. 连墙件为钢管脚手架与结构主体之间的撑支撑杆和限制钢管脚手架竖向自由变形长短的约束力曲轴,并作为承担水平力作用的橡胶支座。  

    (1)将钢管脚手架与建筑结构工程联接起来,保证钢管脚手架整体稳定和使用安全。

    (2)约束力钢管脚手架在纵向载荷作用下的变形,减少立柱计算长度,提高钢管脚手架横着弯曲刚度,提升其向内或向外的抗坍塌能力和承重稳定性。  

    (3)抵御风载荷及其他水平载荷作用并发送给工程结构。  

    (4)抵御因路基不匀称地基沉降引起的内力,使内力重新分布,以降低模板支撑内部的集中地应力,避免模板支撑出现部分毁坏。  

    (5)提升钢管脚手架整体、或部分、或基础薄弱方向的弯曲刚度。

二、连墙件的结构形式  

连墙件的结构可分为以下两种形式:  

  1. 压腿与顶撑配合使用的附墙联接:由压腿(8#不锈钢丝或Ф6毫米建筑钢筋)、顶撑、脚手架扣件等预制构件构成,其压腿只能承担抗拉力,压力由顶撑传送。这种结构形式因弯曲刚度较弱,故其受限制使用,文中建议在实际架设中采用第2种形式作法……  

  2. 刚度连墙件与房屋建筑可靠联接:由连墙杆、脚手架扣件与埋件构成。其连墙杆即能承担抗拉力又能承受力,具有很大弯曲刚度,在载荷作用下变形不大。实际使用中,埋件的作法是在预埋件点预埋件30厘米~40厘米的短无缝钢管同梁筋或柱筋电焊焊接(如图所示1a),采用无缝钢管和脚手架扣件将埋件和外架內外立柱固定。但使用埋件的作法存在位置精确性不易控制,后期修复劳动量很大等问题。

    文中介绍另一种作法供施工时对比采用:在规定的拉节点位置利用专用小横杠进行拉接。专用小横杠的作法比一般小横杠加長25厘米左右,用一块儿薄厚δ≥8毫米,尺寸为100X100mm的长方形Q235厚钢板与小横杠梁端进行全位置电焊焊接,顶角开两个Ф10的金属胀锚地脚螺栓顶角拉接(如图所示1b)。

    经查看相关技术文档列式计算,其抗拔力为14kN,符合拉接要求。比用斜角或转动脚手架扣件卡紧(查《规范》5.1.7脚手架扣件抗滑力设计值8kN)和8#不锈钢丝拉结法(φ4不锈钢丝抗压强度为11.3kN)安全。其施工关键点有:

    一是金属胀锚地脚螺栓应建在混凝土结构结构上,若为砖混,则应设置在圈梁或构造柱上;

    二是应对角设地脚螺栓,保证抗拔力和平衡支承。


    图1

三、连墙件设计计算中的关键点  

3.2计算连墙件径向力设计值Nl  

4.3计算连墙件稳定承载能力  

3.2列式计算脚手架扣件的抗滑承载能力,满足R≤Rc  

3.4计算预埋件无缝钢管的抗剪承载能力

四、连墙件的设置要求  

4.1建筑H≤50m时,连墙件按25㎡~35㎡(垂直平分竖直架面方向的迎风总面积)设置一点,连墙件设置的最大间隔符合《规范》表6.4.1的规定。  

4.2H≤50m时,钢管脚手架边缘和角处的连墙件必须按两步一跨数据加密设置,数据加密总宽为一跨,即:在角处的第二条(两个方向)的内立柱上数据加密设置,以提升钢管脚手架的全面性和抵御风载荷作用的能力;一字形、张口型钢管脚手架两边必须数据加密设置连墙件,其竖直间隔不可超过房屋建筑楼高,并不应超过4m(同时不可超过2步)。如图所示2a、b、c

如图所示2a、b、c

4.3连壁材设置在脚手架立柱和横杆的主节点上,或者设置在距主节点不超过30 cm的范围内,应减少支撑水平力的支撑台的偏心作用对立柱刚性的影响,偏心超过30 cm时,有以下两种处理方法。 如图3 a、b那样。

如图3a、b

4.4 连墙件需从最底层首先大横杠处开始设置,实际架设中因为一层的建筑楼高多超过钢管脚手架最大控制步高(2m),而于结构一层梁处开始设置,或者由于一层梁板处并未进行埋件设置和混凝土浇筑混泥土,造成在架设首先钢管脚手架并设置连墙件有因难,这时应采用斜撑来替代水平连墙件作为临时结构加固设置,其设置同7m以下模板支撑采用抛撑的形式一样;抛撑应采取通长构件与钢管脚手架可靠联接,与地面的倾斜角α应在45.~60.之间,在连墙件设置侧后方可拆卸。具体设置如图4所示。

如图4所示.jpg

4.5结构倒数第三层应设置连墙杆,且宜数据加密设置,即每两跨设置一条,以增大上端悬壁段模板支撑的稳定性及抗坍塌能力。其原因有两点:  

4.5.124m以上的钢管脚手架,必须采用刚度连墙件与房屋建筑可靠联接(《规范》6.4.4)。因外墙防水要求不能预埋件无缝钢管,无法设置刚度连墙件,其上端就有6~6.5m高架桥体(楼高再加女儿墙高度)没有可信性拉接,而风载荷随地面高度呈线形增大,风载荷对这些悬壁状态的模板支撑影响使钢管脚手架的整体稳定性和抗坍塌性大降低,易造成全面性塌陷。  

4.5.2当此道连墙件作为最后一条设置时,由于风载荷随高度增加,其连墙件每点的最大承荷总面积(相应于每点迎风总面积)必定减少,而风载荷的纵向高度为上述悬壁高度与连墙件纵向邻近间隔的一大半相加,它相对来说很大,因此其连墙件水平间隔应该减少,即数据加密设置。  

4.6连墙点宜优先选择采用棱形布局,也可采用正方形、矩形框布局,宜按纵向架面尽量联合分布(在结构层高和建筑**有变化时不容易达到),这样在步高与纵距相同的情况下,就可以避免模板支撑发生部分失稳毁坏,进而只需对整体稳定性进行控制。如图5所示5、图2a、b、c

如图5所示.jpg

5.1 模板支撑在24m以下时可以采用刚度连墙件与刚性连墙件结合设置,但超出24m时就不适合用刚性连墙件。刚性拉接可采用在主体工程内预埋件φ6建筑钢筋与模板支撑拉接(建筑钢筋弯折后与内立柱电焊焊接),或用双股8#不锈钢丝(φ4)与模板支撑拉接,同时必须设顶撑,使其可靠地顶在圈梁、柱等结构部位;刚度连墙件宜呈水平并垂直平分墙壁设置,与钢管脚手架联接的一边也可略微下斜;因为无缝钢管的支撑杆稳定比压杆稳定好,连墙件上翘时不仅承担水平风载荷的压力,也同时承担钢管脚手架纵向载荷产生的压力,因此作为钢管脚手架稳定的重要预制构件,连墙件不适合上翘。如图所示2a、b、c  

5.2连墙件两边连接点应联接坚固。其脚手架扣件就有足够的抗滑力和抗裂度,应通过载荷列式计算来确定每根连墙件所设置的止滑脚手架扣件数量,同时承担刚性连墙件顶撑所传送载荷的墙面以及承担刚度连墙件埋件所传送载荷的主体工程都需有足够的承载力。如图所示2a、b、c  

5.3越过窗门洞边在房间内支撑点构件固定的连墙件,宜用图例的支撑点结构。如图6所示6a、b

如图6a、b.jpg

5.4挨近边柱与角柱的埋件,需离柱相应侧缘10~20厘米,以利于连墙件的设置和安装时的施工操作。如图所示1a、b  

5.5房屋建筑的现浇板拦板式生活阳台处的连墙件设置,可以有两种处理过程:1)采用刚度连墙件,用φ6.3厘米的pVc管作为连墙件的套筒规格,以防于拆架时的激光切割。2)直接利用拦板进行设置。如图所示7

如图7.jpg

六、连墙件拆卸的安全防范措施  

6.1模板支撑使用中的拆卸  

在钢管脚手架实际架设或使用中,经常出现以下两种情况:  

一是在脚手架搭设过程中,由于施工工地的变化而造成连墙件在正常设置上有困难;

二要在建筑主体进入外墙装修阶段时,建筑企业为有利于外墙涂料施工,自主将原来设置的墙件拆卸。这时可采取如下的更换设置方法或防范措施。

1)在窗门洞边处设置,如图所示4;

2)在墙体未砌墙之前可以通过抱柱设置,一般来说立杆同柱不在相同横着位置,这时就将连墙杆同内、外竖向水平杆一起可靠联接,如图8所示8a、b、c

如图8a、b、c.jpg


6.2在模板支撑使用结束后的拆卸  

在外墙装修结束后的脚手架扣件式无缝钢管外钢管脚手架拆卸工作中,连墙件的拆卸也应引起足够注意。连墙件必须随钢管脚手架自上而下、顺利进行拆卸,禁止先将连墙件整层拆卸后再拆钢管脚手架;钢管脚手架按段拆卸时,其拆卸坡度不可超过2步,如坡度超过2步,应想方设法加设其他相应结构加固对策,即在拆卸坡度接口处数据加密设置临时拉节点:

1)在窗门洞边处设置;

2)在阳台栏杆或拦板处设置(拦板或护栏多在墙体砌墙后开始施工,拆卸钢管脚手架前已经完成,可以利用),如图所示7。

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