一、 目前常用腳手架連墻件主要優(yōu)缺點
1、拉筋加頂撐式,如圖1。一般用2φ6鋼筋加短鋼管(用扣件與內(nèi)立桿固定)頂撐。這種型式連墻件只能用于24m以下腳手架。其優(yōu)點:設置方便,可隨地取材,目前使用較多。主要缺點為:①一般拉筋只能埋于建筑物的圈梁或樓面梁上口,很難調(diào)節(jié)垂直方向,難以滿足規(guī)范關于連墻件“宜靠近主節(jié)點設置,偏離主節(jié)點的距離不應大于300mm”和“應從底層第一步縱向水平桿處開始設置”的要求。②實際施工中往往難以做到拉撐結(jié)合(常見不加頂撐的柔性連接),也有的預埋拉筋忘記與腳手架立桿連接或連接馬虎。③很容易被工人隨意拆除。④裝飾施工時一般已拆除。⑤頂撐采用一只扣件與腳手架扣接,有時不能滿足承載力要求;用兩只扣件分別在內(nèi)外立桿上扣接,又要影響腳手架操作人員通行及物料運輸。
圖1拉筋加頂撐式連墻件示意圖
2、樓面處預埋鋼管,再用連墻鋼管和扣件與立桿連結(jié),或預埋φ25短鋼筋,連墻鋼管一端開孔套在鋼筋頭上,另一端用扣件與立桿扣接,見圖2a、b。優(yōu)點同上。缺點:除與上述1-①③④⑤相同外,拆除時常用氣割,不利防火。
圖2 樓面外預埋鋼管連墻件示意圖
3、在圈梁或樓面梁上預埋鐵件,一端與腳手架立桿扣牢,另一端用電焊與埋件焊接,見圖3。優(yōu)點:牢固、可靠。缺點:①裝飾施工階段連墻件已拆除;②與腳手架用一只扣件連接,有時達不到承載力要求,兩只扣件與內(nèi)外立桿扣接又影響通行的運輸;③安裝時需電焊,拆除時要用氣割,較為繁瑣且不利于防火;④當腳手架產(chǎn)生沉降時,連墻件將承受彎距。
圖3 在圈梁或樓面梁上預埋鐵件連墻件示意圖
4、在連墻短鋼管上一端焊接鋼板并鉆孔,用膨脹螺栓固定在砼梁、柱、墻上,另一端用扣件與立桿扣接,見圖4。優(yōu)點:安裝位置正確,牢固可靠,連墻件可重復使用。缺點:同3-①②④。
通過以上分析可見,目前常用腳手架連墻件普遍存在下列問題:布置時難以滿足距主節(jié)點≤300mm及從底層第一步縱向水平桿處開始設置的要求;裝飾階段,連墻件一般均已拆除;連墻件軸向設計值超過8kN,采用兩只扣件與內(nèi)外立桿扣接時,影響人員通行的物料運輸;剛性連墻件固定用扣件扣死,當腳手架發(fā)生沉降時,連墻件將承受彎距等問題。
圖5 膨脹螺栓連墻件示意圖
二、 連墻件的改進設計思路
1、要滿足JGJ130-2001關于連墻件宜緊靠主節(jié)點設置,偏離主節(jié)點距離≤300mm和應從底層第一步縱向水平桿處開始設置的規(guī)定,須保證連墻件在垂直方向可調(diào);2、當連墻件軸向力設計值大于一只扣件抗滑設計值時,連墻件與腳手架連結(jié),應采用除扣件以外的其他連結(jié)措施。3、應保證連墻件的拆除與腳手架同步,改變裝飾階段腳手架連墻件的拆除與腳手架同步,改變裝飾階段腳手架連墻措施薄弱現(xiàn)狀,應改變目前連墻件與建(構(gòu))筑物接觸點小,且易于拆除和墻面的修補,修補后不致影響美觀;4、當腳手架產(chǎn)生沉降時,避免連墻件承受彎距。
根據(jù)上述改進思路,我們設計采用螺桿式連墻件,較好的解決問題。現(xiàn)介紹如下:
三、 螺桿式連墻件的基本構(gòu)造和適用范圍
螺桿式連墻件由埋設件、連墻件組成。埋設件用長度為120mm的30×30×3的方管
制作,一端用-40×40×4鋼板電焊封底,另一端焊接M12或M14的標準六角螺母,作為連墻件螺桿與封頭鋼板(-40×40×4)、30×30×3×250方管焊接而成,方管尾部鉆孔,穿入U形抱箍與腳手架連結(jié)(見圖5)。連墻桿方管部分的長度,可視腳手架使用現(xiàn)狀做適當?shù)恼{(diào)整,如外墻采用幕墻時,可作適當加長,標準型連墻件一般用于抹灰或面磚飾面外墻腳手架。
圖6 螺栓式連墻件簡圖
螺桿式連墻件適用于混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等建(構(gòu))筑物的鋼管腳手架與主體結(jié)構(gòu)的連結(jié)。對混合結(jié)構(gòu)房屋,由于梁的高度較小調(diào)節(jié)余地不大,除可在樓層圈梁等處預埋埋設件外,還可在墻件砌筑時,砌入預埋有埋設件的預制砼砌塊,以解決建筑物層高與腳手架主節(jié)點位置偏離過大的因難。對于框架結(jié)構(gòu)可在樓面梁高度范圍內(nèi)及墻柱中預埋埋設件,由于框架結(jié)構(gòu)樓面梁高尺寸一般較大,埋設件在梁高度范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié),一般能夠滿足規(guī)范有關連墻件更為方便,可按照腳手架主節(jié)點的位置在砼墻中預埋埋設件。采用砌體抗剪強度,控制連墻件的容許承載力。
四、 螺桿式連墻件的使用方法和特點
1、 使用方法
在澆筑砼前(支模和鋼筋綁扎過程中),根據(jù)腳手架搭設方案確定的連墻件水平和垂直方向布置間距,安裝埋設件。安裝埋設件前先用膠帶封住螺母口,埋設時應保證螺母同墻、梁、柱外側(cè)平齊且垂直,然后采用點焊把埋設件與墻、梁、柱內(nèi)的鋼筋固定牢固。待砼墻、梁、柱內(nèi)的鋼筋固定牢固。待砼墻、梁、柱澆筑成型拆去模板,撕開膠帶。砼強度達到10Mpa以上時,把連墻桿的螺桿部分涂上牛油,套上軟膠管(管長60mm),擰入埋設件的螺母內(nèi),連墻件尾部插入U形抱箍與腳手架內(nèi)立桿連結(jié)起來。
2、 特點:
① 螺桿式連墻件較好地解決了腳手架與外墻裝飾施工的矛盾。目前常用的腳手架連墻
件,在外墻裝飾施工時,矛盾比較突出,一般有2種處理方法:一是拆除原有連墻件,在窗洞口增設臨時拉結(jié),這種方法在無窗洞口的墻面上(如山墻部位)無法實施,即使在有窗洞的墻面上,其構(gòu)造上也難以達到“既可承受拉力,又可承受壓力”的要求,數(shù)量、間距也往往不能滿足規(guī)范的規(guī)定。二是在連墻件位置留出洞口,待腳手架拆除時,再進行修補,由于修補的面積較大,對于抹灰墻面,容易留出明顯的痕跡,影響觀感質(zhì)量;對于面磚飾面,修補部分易引起空鼓和墻面滲水,且影響腳手架拆除速度。采用螺桿式連墻件,腳手架拆除時僅留下φ12~φ14小孔,修補容易,不留痕跡,既可保證施工質(zhì)量,又保證施工安全和腳手架拆除速度。
②最大限度地滿足規(guī)范關于連墻件布置的要求。傳統(tǒng)連墻件一般只能布置在樓面部位,偏離主節(jié)點距離往往難以控制。常??梢娺B墻件布置在立桿步距的1/2左右的部分,不利于腳手架立桿的穩(wěn)定和橫向整體穩(wěn)定。螺桿式連墻件可安裝在墻,梁、柱的側(cè)面,上下調(diào)節(jié)余地較大,絕大部分能夠滿足規(guī)范要求,個別特殊情況,可用在墻體中砌入預制砼塊的方法解決。
③由于采用φ10“U”形抱箍與腳手架立桿連結(jié),較好地解決了鋼管連墻件用一只扣件扣接時,抗滑承載力不足,用兩個扣件進又影響腳手架使用的不便。同時由于抱箍與立桿間可存在一定間隙,當腳手架產(chǎn)生沉降時,不致改變連墻件的受力狀態(tài)。
④埋設件水平方向預埋精較高,對腳手架搭設方案的編制和腳手架的搭設質(zhì)量提出了更高的要求,促進了安全管理工作。
⑤安裝、拆卸簡單。螺桿式連墻件在埋設件預埋,拆除模板后,連墻件的安裝極為方便。避免了傳統(tǒng)連墻件拆除時使用氣割,費工費材又可能引起火災的缺陷。連墻桿還可重復利用,技術、經(jīng)濟效益顯著。
五、 螺桿式連墻件的容許承載力計算
連墻件容許承載力計算,主要包括埋設件方管與螺母的焊接強度,螺桿抗拉、抗壓承
載力,螺桿與方管墊板的焊接強度驗算三個部分,取其中較小值,即為容許承載力。
1、 埋設件螺母與方管焊接的焊縫承載力
采用直角焊縫:E43型焊條,手工電弧焊h
Lw=66.6mm (M12六角螺母周長)
Lw=77.4mm (M14六角螺母周長)
焊接允許抗拉、抗剪、抗壓強度?wf=160N/mm2
則焊縫允許承受的最大的軸力
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、 螺桿抗拉壓承載力:
(1) M12螺桿 有效直徑de=10.36;有效截面積Ae=84.3mm2安裝后的最大長度60mm螺桿抗拉強度設計值?dt=170N/mm2
M12螺桿可承受的最大拉力為
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螺桿可承受的最大壓力為
N壓=φAe ?bt=0.976×84.3×170=14kN
(2)M14螺桿 有效直徑de=12.1;有效截面積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螺桿容許壓力
N壓=φAe ?bt=0.982×115×170=19.2kN
(3)螺桿與方管封頭板連接角焊縫容許承載力M12螺桿圍焊直角貼角焊縫?wt=160 hf=5mm
N拉、壓= heLw ?wt=0.7 hfLw ?wt=0.7×5×π×12×160=21101N=21.10kN
M14螺桿圍焊直角貼角焊縫?