扣件式钢管脚手架连墙件 的构造形式及经济技术分析
张坤
（成都恒沣建设项目管理有限公司,四川 成都 610000）
0 引言
目前,《建筑施工扣件(JGJ130—2011)钢管脚手架安全技术规范》明确规定了连墙构件的位置、数量和最大间距。建议采用菱形布置、方形和矩形布置,可保障施工扣件式钢管脚手架的安全性是安全的。技术规范(JGJ130—2011)也清楚地表明,连墙件必须同时能够承受张力和压力构造节点形式,并满足其强度要求，从而保证架体的稳定和牢固。对于架体高度大于24m的双排脚手架，连墙件必须与建筑物本身具备可靠稳定的连接。
本文结合“施工扣件式钢管脚手架安全技术规范”JGJ130—2001(以下简称“标准”),对较为常见的地面型双排钢管脚手架的连墙件进行了研究，对脚手架连墙件的设置要求及常见脚手架连墙件的构造形式、优缺点及实用性进行探讨。
1 连墙件的作用分析
双排扣件式钢管脚手架可看作是一种特殊的多层多跨框架钢结构,由纵横横杆和竖杆组成。连墙件是主要的受力构件，其作用不容忽视。
（1）脚手架的受力体系分析
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（扭矩大小）均影响节点的刚度，因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。对一面墙的脚手架又可视为一块“格构式”平板的受力体系，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）连墙件与主体结构的受力分析
脚手架与结构主体之间的连墙件是架体与建筑主体结构间的撑杆和拉杆，是限制脚手架纵向自由变形长度的约束连杆，并作为架体承受承受水平力的支座。
1）连墙件作为架体的横向与纵向的约束连杆
脚手架与建筑结构工程相连接,以保证脚手架的整体稳定性和安全性。
2）连墙件为水平力支座脚手架在竖向荷载作用下的变形受到抑制,竖杆的长度减小,脚手架的侧向刚度得到提高,其内外抗倾覆能力和轴承稳定性得到提高，抵抗并传递水平荷载。
（3）抵抗、传递、削弱水平荷载抵抗风荷载及其他水平荷载作用并传给工程结构，从而保证架体稳定性。
（4）抵抗内力并重新分配内力抵抗地基不均匀沉降引起的内力,重新分配内力,以减小框架中的集中应力,避免框架的局部破坏。
（5）加强刚度的作用
在整体、局部或薄弱的方向上加强脚手架的刚度，以提高架体的整体性。
2 章连墙件的设置要求
（1）连墙件的布置间距
脚手架墙体配件除符合规范要求外,还应满足下列规定。
连墙件布置的最大间距
（2）连墙件的布置位置应符合下列规定：1）连墙件与主节点的位置关系它应该位于主节点附近,并且距离主节点的距离不应大于30毫米；2）连墙件纵向设置起点位置安装应从底板底部的第一纵向横杆开始,在安装困难时,应采取其他可靠措施来固定杆；3）连墙件的布置形状钻石或方形或矩形排列应优先。
（3）脚手架开口处连墙件设置间距要求
当水平设置有困难时,应向脚手架一端下斜设置。
（5）连墙件必须构造成承受张力和压力
对于高度大于24m的双排脚手架,必须使用刚性墙体连接件来有效地与建筑物连接。
（6）连墙件临时加固措施当脚手架下部不能与墙体连接时,应采取防倾覆措施。当使用支撑时,抛掷支撑应用作长杆,并用旋转紧固件固定在脚手架上,地面倾角应在45~60之间,连接点中心与主节点之间的距离不应超过300mm。当墙体连接件与墙体有效可靠连接后，临时加固用的抛撑应及时拆除。
（7）架体风涡流的抗翻转措施
当框架高度超过40米,发生风旋窝流时,应采取抗架体向上翻转的墙体连接措施,以防架体翻转破坏。
3 连墙件的常见形式
这种方法只适合搭设高度在24m以下的脚手架。在目前高层建筑日益普及的状况下越来越少使用,并且这种方法搭设的脚手架的整体刚度较差。具体做法详下图。
3.2 边梁预埋钢管连接法
预埋钢管的做法,要经过钢管下料切割、预埋固定、用扣件与小横杆连接拧紧等步骤,该方式预埋在边梁内,容易造成工程质量隐患,如后期砌体需留设洞口，容易出现外墙渗漏现象并不易维修。并且后期拆除时也较困难。此方法不能完全保证连墙件步矩位置满足设计要求,同时遇到大量剪力墙结构时就不能使用。具体做法见下图。
3.3 预埋钢板连接法
从预埋到焊接固定,要经过钢板下料切割、焊接锚筋、预埋固定、与小横杆焊接、切割拆除等多个施工步骤,费时费力,成本较高,并且预留位置容易偏移,步矩与纵距不容易保证,但安全性很好。
3.4 钢管抱箍连接法
从施工到拆除,操作简便、灵活,但材料使用量大,在外墙墙体会遗留较多的脚手眼,很容易产生外墙工程质量缺陷,如开裂,漏水等。具体做法见下图。
3.5 预留钢管洞连结法
在剪力墙上预留或打洞,穿普通脚手架钢管作为连墙件,该方法与脚手架连接刚度强度差,稳定性相对也差。外墙施工时必须对预留洞口进行封堵,连墙件必须拆除,架体稳定性无法保证。封堵的洞口防水性能也无法完全保证,留下工程质量隐患。具体做法见下图。
3.6 预埋钢筋连接法
在剪力墙上预留ф16以上的圆钢,将圆钢与脚手架连墙件钢管进行焊接。圆钢预埋长度以及与钢管的焊接长度必须满足规范的要求。此种方法成本较高,高空焊接作业安全风险较大,火灾的危险程度也较大，拆卸也是非常麻烦的。具体做法见下图。
3.7 膨胀螺栓锚固法兰工具式连接法
（1）结构做法
先将Φ48的钢管套入50的法兰盘盘孔,沿钢管外径与法兰盘进行焊接,制作成工具式的钢管连墙件,钢管的长度可以根据工程实际进行确定。当剪力墙模板拆除后,根据设计确定的连墙件的步矩和纵距,以及主节点的位置,按照设计确定的膨胀螺栓的直径以及法兰螺栓孔位在剪力墙上打孔,将工具式连墙件用膨胀螺栓固定并与脚手架内外立杆用扣件连接。这种方法可以准确定位,确保连墙件位置正确,能满足设计要求。具体做法如下图。
（2）强度验算及检验试验
必须对膨胀螺栓进行全数检查,并按照5%的抽样频率进行抗拔试验检验。
（4）工具式法兰钢管脚手架连墙件的主要优点
1）无法进行随意拆除。无专业工具无法拆除螺栓,消除了脚手架连墙件随意被拆除的隐患,加强了安全管理,降低了安全风险等级。
2）设置位置完全正确。根据设计和主节点位置,可以完全正确定位连墙件的位置,同时满足步矩、纵距、主节点部位的要求。因为只有同时满足三个定位条件的连墙件才能有效保障脚手架弯曲失稳和变形。
3）法兰与钢管焊缝质量有保障。钢管与法兰盘在地面进行焊接,作业人员可以采取有效定位措施和最佳的焊接体位,无需在高空进行作业,能够有效保障焊接质量,焊接作业人员的安全也能得到最大保护。
4）有效预防火灾发生。本施工工艺在地面进行焊接作业能有效防止火灾报警的出现，避免高空焊接作业容易引发密目网等易燃材料着火等火灾事故发生。
5）安装拆除方便。便于脚手架作业人员进行安装和拆除作业。
6）周转重复使用。工具式连墙件可周转使用,实现效益最大化。
7）施工方便、使用灵活。与其他连接技术比较,本实用新型连接工艺具有施工方便、使用灵活、工期短等优点。膨胀螺栓的设计抗拉力和螺栓的直径大小有关,根据连墙件的轴向力大小可以选择符合要求的膨胀螺栓。膨胀螺栓法兰盘连墙件只需要根据连墙件的设置高度和轴向力的不同,选择不同规格的膨胀螺栓进行安装,既满足安全可靠的原则,又做到了经济合理。
8）工程实际运用案例:由四川汇源集团开发建设,四川双兴建筑工程有限公司承建,成都恒沣建设项目管理有限公司成本过程控制的汇都总部园区2号研发楼工程就采用膨胀螺栓锚固法兰工具式连接法进行外脚手架施工。该施工工艺技术在使用过程中取得了圆满成功，获得了较好的社会效益和经济效益，脚手架单项工程节约造价2%，并被成都市授予安全文明工地的荣誉称号。
4 结语
膨胀螺栓锚固法兰盘是一种既可拉又可压的工具型连墙件，它能可靠地传递脚手架的水平荷载,使脚手架和主体结构形成可靠的连接,提高脚手架的完整性和稳定性。本实用新型脚手架连墙件具有使用方便、操作简单、可重复利用等优点，具有安全、经济合理的特性,可以在施工过程中广泛推广使用。
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