扣件式钢管外脚手架连墙件设置的问题

关于扣件式钢管外脚手架连墙件设置的问题

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关于扣件式钢管外脚手架连墙件设置的探讨

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,在高层、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

双排扣件式钢管脚手架可以看成是由纵、横向水平杆与立杆组成的特殊的多层、多跨框架钢结构,连墙件的作用不容忽视。

１.脚手架连接杆件的扣件节点，在荷载的作用下具有相当的抗转动能力(即刚性),但由于扣件本身质量和拧紧程度均影响节点的刚性,因此此框架为半刚性节点框架，脚手架的横向宽度比其纵向长度、竖向高度要小得多,因此对一面墙的脚手架又可视为一块“格构式”平板,由于它在垂直于建筑物表面方向的刚度较差，远小于其纵向，因而脚手架必须依靠与建筑物的可靠连接(即设置连墙件）才具有承受其自重、

施工荷载和风荷载的能力。

2.连墙件为脚手架与结构主体之间的撑拉杆和限制脚手架纵向自由变形长度的约束连杆,并作为承受水平力作用的支座。

（１)将脚手架与建筑结构工程联结起来，确保脚手架整体稳定和使用安全。

(2）约束脚手架在竖向荷载作用下的变形，减少立杆计算长度，增强脚手架横向刚度,提高其向内或向外的抗倾覆能力和承载稳定性。

（3）抵抗风荷载及其他水平荷载作用并传给工程结构。

（4)抵抗因地基不均匀沉降引起的内力,使内力重新分布,以降低架体内部的集中应力，避免架体出现局部破坏。

(5）加强脚手架整体、或局部、或薄弱方向的刚度。

二、连墙件的构造形式

连墙件的构造可分为以下两种形式:

１.拉筋与顶撑配合使用的附墙连接：由拉筋（8#钢丝或Ф6mm钢筋)、顶撑、扣件等构件组成，其拉筋只能承受拉力，压力由顶撑传递。这种构造形式因刚度较差,故其受到限制使用，本文建议在实际搭设中采用第2种形式做法……

2.刚性连墙件与建筑物可靠连接:由连墙杆、扣件与预埋件组成。其连墙杆既能承受拉力又能承受压力，具有较大刚度,在荷载作用下变形很小。实际使用中，预埋件的做法是在预埋点预埋30cm～4０cm的短钢管同梁筋或柱筋焊接(如图1a）,采用钢管和扣件将预埋件和外架内外立杆固定。但使用预埋件的做法存在位置准确性不易控制，后期修补工作量较大等问题。本文介绍另一种做法供施工时对照采用：在规定的拉结点位置利用专用小横杆进行拉结。专用小横杆的做法比一般小横杆加长25cｍ左右,用一块厚度δ≥8mｍ，尺寸为1０0Ｘ1００mｍ的正方形Q235钢板与小横杆端部进行全位置焊接，对角开两个Ф1０的金属胀锚螺栓对角拉结（如图１b）。经查阅相关技术资料验算,其抗拔力为14KN,符合拉结要求。比用直角或旋转扣件扣紧（查《规范》５.1.7扣件抗滑力设计值８ＫN)和8#钢丝拉结法（φ４钢丝抗拉强度为11.3KN)安全。其施工要点有：一是金属胀锚螺栓应设在钢筋混凝土结构上，如为砖混结构,则应设置在圈梁或构造柱

上；二是应对角设螺栓，保证抗拔力和均衡受力。

三、连墙件设计计算中的要点

３．１计算连墙件轴向力设计值Nl

3．2计算连墙件稳定承载力

3.3验算扣件的抗滑承载力,满足R≤Ｒc

３.4计算预埋钢管的抗剪承载力

四、连墙件的设置要求

4.1建筑H≤5０m时，连墙件按2５㎡~35㎡（垂直于竖直架面方向的迎风面积)设置一点,连墙件设置的最大间距符合《规范》表６.4.1

的规定。

4.2Ｈ≤50m时,脚手架边部和角部的连墙件必须按二步一跨加密设置，加密宽度为一跨,即:在角部的第二根（两个方向）的内立杆上加密设置，以加强脚手架的整体性和抵抗风荷载作用的能力；一字型、开口型脚手架两端必须加密设置连墙件，其垂直间距不应大于建筑

物层高,并不应大于4m(同时不应大于2步）。如图２ａ、b、c

4．３连墙件应设置在脚手架立杆与横杆的主节点处或距主节点不超过30cm的范围内，以减少承载水平力的支座偏心作用对立杆刚度的影响，当偏心超过3０cｍ时,有以下两种处理方法。如图３ａ、ｂ。

4．4连墙件应从底层第一步大横杆处开始设置，实际搭设中因为第一层的建筑层高多大于脚手架最大控制步高(2m),而于结构一层梁处开始设置,或者由于第一层梁板处尚未进行预埋件设置和浇筑混凝土,导致在搭设第一步脚手架并设置连墙件有实际困难,此时应采用斜撑来代替水平连墙件作为临时加固设置，其设置同７m以下架体采用抛撑的形式一样；抛撑应采取通长杆件与脚手架可靠连接,与地面的

倾角α应在45.~60.之间,在连墙件设置后方可拆除。具体设置如图4。

４.5结构倒数第二层应设置连墙杆,且宜加密设置,即每两跨设置一道,以增大上部悬臂段架体的稳定性及抗倾覆能力。其原因有二点：

4.5．1２4m以上的脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接(《规范》6．4．4)。因屋面防水要求不能预埋钢管，无法设置刚性连墙件，其上部就有6～7.5m高架体（层高加上女儿墙高度)没有可靠性拉结,而风荷载随地面高度呈线性增大,风荷载对这段悬臂状态的架体影响使脚手架的整体稳定性和抗倾覆性大降低,易导致整体性坍塌。

4.5．2当此道连墙件作为最后一道设置时,由于风荷载随高度加大，其连墙件每点的最大承荷面积(相应于每点迎风面积）必然减少，而风荷载的竖向高度为上述悬臂高度与连墙件竖向相邻间距的一半之和，它相对而言较大,因此其连墙件水平间距应该减少，即加密设置。

4.６连墙点宜优先采用菱形布置,也可采用方形、矩形布置,宜按竖向架面尽量均匀分布(在结构层高和建筑外围有变化时不易达到），这

样在步高与纵距相同的情况下，就可以避免架体发生局部失稳破坏，从而只需对整体稳定性进行控制。如图５、图２ａ、b、c