某新型連墻件結構計算及應用方案

前言連墻件是指連接腳手架與建筑物的構件，是腳手架的重要組成部分。國內(nèi)外發(fā)生的腳手架倒塌事故，基本都是由于連墻件設置不足或連墻件被拆除后未及時補設引起。腳手架的失穩(wěn)通常分為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。其中整體失穩(wěn)是腳手架失穩(wěn)的主要破壞形式，破壞始于無連墻件、橫向剛度差或初始彎曲較大的橫向框架。而設置合理、承載力高、構造符合要求的連墻件，對計算單元的計算跨度的改善和橫向剛度的提高，均起直接作用，因而對腳手架的整體穩(wěn)定性起重要作用?！督ㄖ┕た奂戒摴苣_手架安全技術規(guī)范》（JGJ130—2001）第6.4節(jié)對連墻件作了具體規(guī)定，對于24m以下的單、雙排腳手架宜采用剛性連墻件，對24m以上的單、雙排腳手架必須采用剛性連墻件。剛性連墻件指的是采用鋼管、扣件或預埋件組成的連墻件。但規(guī)范中并未具體規(guī)定剛性連墻件的做法，導致目前各地剛性連墻件的做法不一，部分做法存在安全隱患。臺州**工貿(mào)有限公司經(jīng)過長時間的論證、試驗、工程試用后，對剛性連墻件提出新的做法?，F(xiàn)將新型的**連墻件解決方案向各位專家匯報，并請各位專家指正。第一章常規(guī)連墻件的做法與利弊分析腳手架的失穩(wěn)通常分為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。其中整體失穩(wěn)是腳手架失穩(wěn)的主要破壞形式，破壞始于無連墻件、橫向剛度差或初始彎曲較大的橫向框架。而設置合理、承載力高、構造符合要求的連墻件，對計算單元的計算跨度的改善和橫向剛度的提高，均起直接作用，因而對腳手架的整體穩(wěn)定性起重要作用。國內(nèi)常見的用于扣件式鋼管腳手架的連墻件做法包括：拉撐結合方法、預埋鋼管方法、后錨固方法、箍柱法、預埋鐵板法?，F(xiàn)對國內(nèi)常見的用于扣件式鋼管腳手架的連墻件做法進行匯總與分析如下：1、拉撐結合方法拉撐結合方法通常適用于腳手架搭設高度小于24m的低層、多層建筑，采用預埋鋼筋與腳手架拉結，再加水平鋼管撐住主體結構的方法或采用預埋鋼筋與短鋼管焊接后，再用扣件連接水平鋼管與腳手架連成一體。拉撐結合方法的連墻件做法詳見圖一。拉撐結合方法具有成本低、無砌體后補洞工序，因此，在多層建筑中使用較為普遍。拉撐結合方法的不足之處是承載力差，腳手架的橫向剛度相比于剛性連接方法較弱，起撐作用的鋼管無法緊密連接腳手架與主體結構，導致腳手架易產(chǎn)生晃動，并且在外墻粉刷時易被全部拆除從而產(chǎn)生安全隱患。因此規(guī)范中作為強制性條文規(guī)定拉撐結合方法連墻件不得用于腳手架搭設高度超過24m的建筑。圖1普通拉撐結合連墻件2、預埋鋼管方法預埋鋼管方法是目前最為常用的連墻件做法，能起到剛性連接作用。預埋鋼管方法是在砼澆筑前用一豎向短鋼管埋設于梁內(nèi)約20cm，露出梁背約20cm，待砼澆筑完成后，用水平長鋼管連接立桿與豎向短鋼管即可，如圖2所示。候預埋鋼管方法襲的連墻件優(yōu)點檢是剛性好、埋照設位置準確。晶預埋鋼管方法獨的連墻件的不菜足之處是透成本高朱，蹲拆卸麻煩第（見迎圖頁3虜）慮，并且必須對謀砌體的后留洞據(jù)口進行后期封陰堵業(yè)，魯有滲水隱患勞（見貍圖衛(wèi)4式、脹圖膏5揭）版。達目前，鋼管扣體件的租賃價格排隨著萬鋼材原材料祝價格的上漲而虛大幅伍上漲，預埋鋼旺管方法由于相發(fā)比其他連墻件職方法所使用的對鋼管與扣件數(shù)范量儀相對較多，如今預埋短鋼管方像法坦至少夕采寇用辦2姥個扣件，珍對于受力超過您單個扣件抗滑等移能力的連墻恰件，則至少采蹦用蠶4罷扣件連接，輕與霞豎向園短鋼管連接的魯扣件有相當比渡例無法拆卸，忘最終報廢，導膊致成本較高?？弁瑫r，對于部較分無法用扳手敵拆除的預埋鋼割管連墻件，大霞部分是采用明鋒火切割，拆除閉麻煩，且有嚴慌重的火災隱患柳。姨采用預埋鋼管蒜方法時，在砌蹈體施工時必須鄉(xiāng)對連墻件的豎塞向短鋼管位置純留設洞口，待逢連墻件拆除后過采用細石砼進奪行封堵。對洞偶口的封堵如稍槽不慎重，將導惰致洞懼口補不密實，徒從而給外墻防例水留下難以彌恩補的隱患，尤卷其是東南沿海端地區(qū)和內(nèi)地多仿雨地區(qū)的建筑割，寶對此節(jié)點的處覺理丑更應當引起重綿視。撒圖蜂2敏凝預埋鋼管連墻桐件鹽圖薯3茶言無法用扳手拆品除的預埋鋼管廳連墻件爆圖將4盛吃連墻件孔洞滲引水席圖綱5炕早連墻件孔洞滲趨水倦3股、后錨固方法查后錨固方法是戶針對上述預埋拼鋼管方法的不蒸足而作的改進渣。后錨固方法螺是在梁的側面戲鉆孔，安裝膨散脹錨栓或化學主錨栓，再用事萄先與鋼管焊成陸一體的錨板連麥接即可搞，見劇圖砌6傻。碌后錨固方法的譯優(yōu)點是無補洞轟工序醬，挽無滲水隱患。賭后錨固方法的勝不足是施工極謊其麻煩，尤其仗是鉆孔時極其沈麻煩。通常是襯采童用據(jù)2嶄顆膨脹錨栓，既承載力不高，潤易松動，不可雷承受低周反復價荷載攤，嚴格來說不噴能納入剛性連輸墻件范圍；若續(xù)采用化學錨栓蹄，則刪施工要求高，肌施工過程中必條須嚴格控制孔學深與孔徑，并尊且必須嚴格清易孔，否則承載導力無法得到保酸證。說施工完成后，桐錨栓也報廢，跪無法重復使用灰，造成成本也紐較高。臺且在拆除時，練必須要使用明贏火進行切割，賓同樣存在嚴重彼的火災隱患。怒正因為以上原翼因，采用后錨們固方法的連墻孤件在工程中應推用不多。脊圖扔6流設后錨固法連墻卻件4、箍柱法歪箍柱法是指不統(tǒng)在主體結構內(nèi)痛預埋，柱子模銷板拆除后，用格四根短鋼管和籍四個扣件將砼津柱箍住，并通偵過一根長鋼管倡與腳手架立桿淺連接的方法，并見圖競7值所示盾。宇箍柱法的優(yōu)點降是剛性好，施斑工靈活方便。屆箍柱法的不足待是所去需要材料最多腐，相比于預埋肉鋼管法，增加杠了三個扣件和瓜四根短鋼管，羽對于施工周期哭長的高層建筑閱來說，馳經(jīng)濟性極差擦。并且，同預閉埋鋼管法一樣深，仍存在夏墻積體擁補洞工序啊，討同樣存在著外膠墻臣滲水隱患屠。美同時，箍柱法毒連墻件必須要見等柱子模板拆機除后進行安裝芽，嚴重滯后于胳施工進度，導槐致施工作業(yè)層攤的腳手架與主嚷體結構蜘無可靠拉結屠，存在著明顯險的模安全隱患跑。評正因為以上不滔足，箍柱法連洪墻件在工程中封應用極少。型圖悅7顧匹箍柱法連墻件英5魚、預埋鐵板法庸預埋鐵板法是筆指在主體結構育的梁柱砼施工登前，在相應位姨置預埋帶錨腳笛的鐵板。模板范拆除后用鋼管茄與露出梁側或培柱側的鐵板焊易接，鋼管的另焰一側與腳手架綱的立桿用扣件英連接康，如圖喚8繳所示具。鉆預埋鐵板法的北優(yōu)點是剛性好蛋，無砌體補洞院工序，無滲水愁隱患。勾預埋鐵板法的膨不足是船成本高農(nóng)，匯施工麻煩些，有火災隱患裁。通常要求在廟梁側模板抽安裝前洪安裝老固定店好賽鐵板，砼澆筑卷完成后鐵板極抗易被混凝土遮叛蓋，難以發(fā)現(xiàn)詠。同時，要求替在施工樓層進撇行焊接或切割氣，有明火，易疼引起火災；預崗埋時要求定位輔準確，否則鐵浪板無法用水平驗鋼管與立桿連向接。滲因以上不足，利預埋鐵板方法餓目前在工程中簽應用極少，特欺別是在浙江本蓬省范圍內(nèi)，基宗本上不再使用糧。尺圖狼8歸籮預埋鐵板法連儲墻件聯(lián)6坦、設預埋鋼筋法勻預埋徐鋼筋漸法是指在主體好結構的梁柱砼盒施工前，在相腐應位置預埋賤事先與鋼管側予壁焊好的鋼筋利。模板拆除后妙利巖用鋼管極把預埋的鋼筋尚壓彎積，鋼管的另一墳側與腳手架的樹立桿用扣件連擠接茄，如圖安9顛所示載。臨預埋托鋼筋流法的優(yōu)點是熟施工方便解，無砌體補洞胃工序，無滲水糠隱患。慣預埋杰鋼筋紫法的不足是乖剛性差君，有竿安全獲隱患欲。通常梳是采用薦Ф勤1纏6團鋼筋預埋城（也發(fā)現(xiàn)有用蛋2適Ф橡6免鋼筋的）涉，另一端與鋼隸管焊足接盡，焊接質(zhì)量極春難保證，承載錢力低，鋼筋彎閱折后在風荷載測作用下易產(chǎn)生坑變形，染不能起到剛性熱連接的作用蕩。同時，要求觀在施工樓層進住行焊接或切割濫，有明火，易斤引起火災。倦盡管預埋鋼筋然法施工較方便匪，但是對于高鋪層建筑的腳手始架來說，其剛純性與承載力顯轎然無法滿足要目求，但因其施閘工方便，目前佛在省內(nèi)部分區(qū)迷域仍然應用較堵多，在臺州等填沿海常受臺風伐侵襲的地方，薪未曾見到此方胡法在工程中使振用。滿圖尤9販仿預埋鋼筋連墻之件求通過以上分析腳，我們認為目瞎前常用的連墻攝件做法均存在隆著不少缺陷，密有待于進一步法的改進與提高覆。遼第二掩章懂繼挑新型的冊**箏連墻件解決方系案具針對以上連墻驗件的不足，懇根據(jù)工程實際亡并顆結合規(guī)范要求希，此我們伴開發(fā)了新型連善墻件深——色**桿連墻件解決方等案冬。河2.素1厘、屑**銜連墻件解決方嘴案脂原理牲**積連墻件采用具塵有專利授權的伙預置錨件剛預埋在梁、柱鼓或剪力墻中，而等側面模板拆些除后，用錨栓榴把事先與鋼管脈焊好的錨板與當預置錨件連接曉即可耳（見圖鞠10壇）朝。具有鋪操作性強，經(jīng)后濟性佳，可靠惱性捉好羨，安全性高令的特點。殊**矮預置錨件由前缺部封蓋、尾部咳封蓋、外骨架貍和內(nèi)置緊固件滿（加強型螺母唉）暑組成刷（見圖即1親1雹，圖寒1畝2持）兆。砼澆筑完成前后，怪利用螺母的尾量部尺寸大于外閑骨架直孔的特饅點，在砼內(nèi)形哪成云機械晉鎖鍵癥作用，害經(jīng)浙江省建設擦工程質(zhì)量檢驗大站檢測，晚**圣預置錨件在逃C2口5船的素砼中抗拔掃承載力不小江于蜻20k怠N訂，足以滿足連嫩墻件的使用要敲求。賠圖歷10瓜**刑連墻低件嘆達圖進1堆1悅**邪預置錨鹽件攻昨物誓摘菠弄鈔擺圖汪1墻2咳**服預置錨件剖面炮圖首師2醒.2先、犬**另連墻件的結構鄭計算獨經(jīng)騰浙江省建設工析程質(zhì)量檢驗站催檢測，餓**泊預置錨件在砼喉中的抗拔力足授以滿足連墻件刻受力要求，故抗僅對螺栓、鋼瞎管、鐵板及焊匯縫受力繩分別按不同的府型式出進行計算款，具體包延括槽R-LQ-浩1凱，撇R-LQ-逆2釣，促R-LQ-拍3能，井R-LQ-謠4騰。堤2.2.嚷1黨R-LQ-幻1按型連墻件的計冶算虜R-LQ-唇1歌型連墻件采用翁一衛(wèi)個畏M1華2×7經(jīng)0幣的預置錨件，稱錨仇板弄Q235淋材質(zhì)的寄90mm如×舞60mm拉×與6mm喘的鐵板膜，分設計承載力渾為戲8k蜻N露。采踩用天ANSYS牙10.壽0歪版本進行強度池與變形的計算寒。拴計算完成后的階結果如鍬圖滿1尿3違~1猶8躁所示仰：句圖壽13錯x教方向應力圖閣圖蝴1敘4仗沿y富方向應力圖損圖踐1絡5我隙z樓方向應力圖使圖慢1說6雹擱x誕方向變形圖炮圖膏1簽7米租y與方向變形圖層圖姨1言8不藝z遇方向變形圖劍經(jīng)以上分析，臉可知變R-LQ-展1狠型連墻件肢在謊8k頓N撐的水平荷載作油用下，其強度仰與剛度均能滿閣足要求。揚2.2.錘2準R-LQ-昨2春型連墻件的計纏算當R-LQ-任2火型連墻件采用倆一膨個捧M1毀2×7秤0雀的預置錨件，姑錨價板孕Q235慶材質(zhì)的顯90mm行×衰60mm毛×踏8災mm哥的鐵板倆，遮設計承載力患為給10k貴N踢。采境用較ANSYS照10.紡0很版本進行強度澇與變形的計算斗。離計算完成后的日結果如策圖沈1壇9噴~2塞4坊所示粱：劃圖滿1著9賭然x畝方向應力圖覽圖窗20郊醉y拒方向應力圖乘圖業(yè)2拜1寨聰z沿方向應力圖盆圖澡2凝2杏患x位方向變形圖傷圖魚2圖3較雁y既方向變形圖愉圖恢2持4旺妻z童方向變形圖暴經(jīng)以上分析，竟可知菜R-LQ-批2冬型連墻件藝在輕10k淡N移的水平荷載作僻用下，其強度般與剛度均能滿松足要求。汁2.2.木3晃R-LQ-悠3怪型連墻件的計冶算癥R-LQ-吹3拍型連墻件采用芬二括個贊M1史2×7資0勾的預置錨件，墓錨證板鍵Q235瞞材質(zhì)的越120艘mm既×煩70蕩mm年×立6泳mm劈的鐵板對，重設計承載力趕為紫12k脾N揉。采陸用櫻ANSYS釘10.擔0診版本進行強度窄與變形的計算喉。楊計算完成后的閱結果如融圖波2么5佳~刃30室所示遣：徹圖傭2產(chǎn)5扁趁x撿方向偷應力爛圖寶圖蛇2貝6邁貴y醉方向應力圖嫂圖蘿2案7源府z扎方向應力圖測圖范2碎8負雨x斬方向變形圖蹦圖成2準9電頁y絡方向變形圖間圖逝30腎您z老方向變形圖邊經(jīng)以上分析，鏡可知攀R-LQ-耳3企型連墻件哨在尼1屢2系k亦N移的水平荷載作塞用下，其強度樂與剛度均能滿沙足要求?；靡陨戏治鰰r是糟假設預置錨件聚位置無偏移為因假設枕條件，同樣，規(guī)經(jīng)過有限元分羊析，當預置錨芒件的位置偏移倡3丸6經(jīng)mm患（達到預置錨神件的最大允許湯偏移）時，其舅強度與變形均喊同樣滿足要求棄，具體計算過惜程略。有2.2.硬4盞R-LQ-積4奴型連墻件的計巷算符R-LQ-朗4復型連墻件采用妄二侵個槐M1冠2×7玉0決的預置錨件，著錨躺板劍Q235黎材質(zhì)的瓣120速mm判×只70摸mm哲×尤8似mm滑的鐵板幸，嶄設計承載力昏為施16k寫N至。采奏用嶺ANSYS館10.敢0其版本進行強度正與變形的計算爺。量計算完成后的占結果如螺圖米3燭1睜~3暴6折所示吉：肅圖滿3舌1哥掛x橫方向應力圖爭圖神3盾2咬續(xù)y惱方向應力圖問圖仇3掌3腔z讓方向應力圖進圖馬3呆4慮x使方向變形圖筑圖反3幼5案y貢方向變形圖釀圖暈3務6春吸z俯方向變形圖變經(jīng)以上分析，門可知室R-LQ-幼4蹦型連墻件襲在清1勢6執(zhí)k后N支的水平荷載作市用下，其強度叛與剛盈度均能滿足要向求。撒以上分析時是炕假設預置錨件乏位置無偏移為積假設磁條件，同樣，缺經(jīng)過有限元分塌析，當預置錨見件的位置偏移穩(wěn)3抖6清mm欺（達到預置錨濕件的最大允許昏偏移）時，其筑強度與變形均殃同樣滿足要求窄，具體計算過傷程略。壽經(jīng)以上結構計傳算，四種型號蜜的連墻件在相妥應設計荷載作坐用下，其強度熊與變形均能滿每足工程要求。脈2.3床**顆連墻件使用流映程餃根據(jù)連墻件軸紐向力不同的計臂算結果選取相冰應類型的陸**箏連墻件來連接兔腳手架與主體叫結構，以保證壞腳手架安全。溝下面劈以鐘R-LQ-柿1誕類型為例，介牙紹壺**襖連墻件的使用聲?？蒖-LQ-1悶型連墻件的使旨用流程如配圖涉3權7淺所示：廉連墻鋼管端與共錨板焊接↓險在梁側模內(nèi)定雜位封痕蓋圣舊→揚安裝錨件樹→字釋澆筑樹砼所籍→杏拆模時拉掉封貸蓋摘榴→錢用螺栓把連墻駁鋼管偏與嗎錨件連接獎→稿連墻鋼管新與立桿扣件連舟接替→摩茫完成窮圖稿3良7使**準連墻件施工流鵲程劣當項目施工完蝶成后拆除腳手貌架上的連墻件娛時，則按以上疫相反順序，先遼拆除與立桿的挎連接扣件，再顯拆除錨板上的都螺栓，再對露大出梁側的預置趣錨件的小孔進垃行封堵即可。選對螺桿、與鋼剃管焊接成一體景的錨板進行適妙當保養(yǎng)，即可桂在下一工程中新反復使用旨，整套連墻件識中報廢捷的僅是預置錨家件，其余材料越均可重復使用蠶。巖第三佩章轉底**踏連墻件解決方甜案經(jīng)濟性分析潛浙江省內(nèi)目前宵最常見的剛性鑒連墻件為預埋悅鋼管法，其經(jīng)灌濟性在剛性連型墻件做法中具貫有代表性。下視面通過與預埋忠鋼管法連墻件韻經(jīng)濟性的比較煌，分析想**行連墻件解決方千案的經(jīng)濟性。準3.1炒、常規(guī)連墻件脊的費用悶、常規(guī)連墻件吐每處需要的建捎筑材料如下：亮連墻件豎桿埋剩在混凝土梁內(nèi)疼短鋼管長度為俱20cm撓，露出梁面長妄度為遮20cm仿；神連墻件水平桿葛長度為臥1.2m額；扣件2只。裂、每處連墻件縮在施工完成后弄的損耗為：烏埋在混凝土梁姑內(nèi)的胳20cm凱短鋼管報廢；鑄約獻有召30%~50工%氣的連接豎桿與喬水平桿的扣件拳無法拆除。食、連墻件日租燥金費用和保養(yǎng)谷費用如下：肅鋼管日租金為霜：卡1.奸5白分買/裝米拐.縱天朗扣件日租金為奴：抖0.匆9殘分濱/屋只利.庫天俗扣件保養(yǎng)費用疫：遠0.1攪5刪元齊/做只佳鋼管保養(yǎng)成費傲用獲：去6疑分掃/朽米孕損耗扣件按新礦扣件計價飄：豐6悔元凡/艇只告損耗的鋼管按樂新鋼管計價遇：吸500戒0爬元銀/混噸恒、連墻件所需極材料的總租金程按常規(guī)高層建眉筑施工時畢間情8觸個月考慮，則障每處連墻的總捐租金費用為：遍鋼管租金為：歌0.015×團1.滅6艘×30×8=瞇5.7努6出元腸鋼管保養(yǎng)費用卡為銳:0.06×騰1.6=0.豬1簽0砍元勺損耗鋼管費用循，按最理想狀通態(tài)，即僅損耗濕埋在梁內(nèi)的冰20cm云長鋼管，每米孩鋼管重歇3.84Kg炕，則損耗鋼管盒費用以為珠:3.84×韻0.2×50殃00/100餐0=3.8墾4揪元談扣件租金則為疲:0.009拳×30×8×墻2=4.3吉2董元垂扣件保養(yǎng)費用誓為掠:0.15×垂2=0.厘3頑元遲損件損耗費用檔按勻30嘴%喪連墻件豎桿與奔扣件無法拆除耽計套算雕,健則扣件損耗費糞用塔為凱:粗6×0.3=托1.養(yǎng)8仙元召、連墻桿水平偷管處墻體洞口未補洞費用如裂下川:由按每工補搖洞賀1迅0惑只獅,水每工人工費等為貨8收0駛元計溪算阿,劑則每個連墻件西洞口的補洞費途用全為據(jù):封80/10=袍8呈元述則常規(guī)連墻件書的施工總費用墓為因:燒5.76絮+0.1+3慈.84+固4.32斜+0.3+1指.8+8=蟲24.13勸元關若按每魄2率0晉平方米佛的建筑面積有煮一套連墻件計難算，聯(lián)則纏2挑0迎萬平方米的建盡筑隙有壤1案萬套連墻件，且連墻件總費用嗚為：紗24.13惱×10000能=六2413脾0啦0先元標3.2伍、柜**晴連墻件解決方耕案中的總費用服、摩**雖連墻件每處需割要的建筑材料累如下：繪連墻件水平桿洞長度為距0.8m伸；洪預置錨坊件潛1躲套（包括錨栓川）；嘩錨龍板牢1闖塊（需與鋼管例事先焊接）；扣件1只。講、約**惱連墻件在施工度完成后的損耗油為：終預置錨具件覺1換套（致不包括錨栓專）。屯、拍**跟連墻件日租金鎖費用如孫下漆(奸與常規(guī)連墻件糠相矛同蒙)六：耳鋼管日租金為舟：早1.港5塘分儲/嚇米艦.夜天翠扣件日租金為沉：槳0.爺9演分慘/搬只偷.狂天區(qū)扣件保養(yǎng)費用踏：朽0.1劉5舟元教/賞只階鋼管保養(yǎng)成費骨用螺：幫6苗分村/魂米芳、偵**細連墻件所需材替料的總租金按殺常規(guī)高層建筑例施工時辦間模8老個月考慮，則依每處連墻的總件租金費用為：際鋼管租金為：友0.015×勻0.8釣×30×8=與2.8茅8任元倆鋼管保養(yǎng)費用赤為礙:0.06×癥0.8=0.只0賴5縫元劃扣件租金館為篩:0.009眠×30×8=與2.1暫6字元我扣件保養(yǎng)費用牌為僑:0.15×梅2=0.帝3逼元櫻、掌**財連墻件相對常歷規(guī)連墻件增加揉的費歌用哲:鑒誕障預置錨狡件閣1邊套躬(旦帶錨有栓張,妄錨栓可重復使罰用無),3.臭5潛元策憑丘錨板一旅塊倒,似3仰元（包括焊接檔）鞭則豬**欺連墻件的施工更總費用覆為紛:誠2.88親+0.05+趨2.16栽+0.3+炸3.