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協(xié)會(huì)刊物
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外墻腳手架剛性連墻件的應(yīng)用 |
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時(shí)間日期：2007-2-14 已被閱讀次：[9225] |
佛山市新一建筑集團(tuán)有限公司 周志堅(jiān)
由《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130－2001)中已明確指明24m以上的外墻腳手架，必須采用剛性連墻件與建筑物可靠連接。早期的高層建筑一般都是采用拉筋加頂撐的方式錨固，一般多采用2Φ6鋼筋加短鋼管（用扣件與內(nèi)立桿固定），當(dāng)建筑物建至較高樓層時(shí)，腳手架因受到風(fēng)力的作用而有輕微搖晃的情況，當(dāng)樓層越高這現(xiàn)象就越明顯。在對(duì)鋼筋進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，Φ6鋼筋常常不能滿足安全要求，如果增大鋼筋的直徑，工人在操作時(shí)又很難將鋼筋連接牢固。但使用了剛性錨固，這時(shí)剛性連墻件就發(fā)揮到較大的作用，在安全和穩(wěn)定這兩方面均比拉筋加頂撐式錨固更優(yōu)勝。剛性連墻件的特點(diǎn)是：即可承受拉力，又可承受壓力。高層設(shè)置剛性連墻件的確可以較好地緩解腳手架搖晃的問(wèn)題，但剛性連墻件暫時(shí)還未有統(tǒng)一的構(gòu)造要求，不同地方或不同的建筑單位各有不同的做法，而且它的成本造價(jià)比拉筋連墻件要高，很多的建筑單位為了節(jié)省成本而在高層建筑采用拉筋拉結(jié)建筑物的方法，這樣會(huì)做成一定的安全事故隱患。
現(xiàn)介紹一種造價(jià)比較低的剛性連墻件供參考，剛性連墻件可同時(shí)起到抗拉的和抗壓的作用，現(xiàn)所介紹的連墻件由Φ48×3.5鋼管（大約長(zhǎng)度為1.4m～1.6m之間）和45×45×5的等邊角鋼組成，鋼材所選用的材料均為Q235鋼，角鋼焊接在Φ48×3.5鋼管上。該連墻件適用于混合物結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等建筑的鋼筋腳手架與主體結(jié)構(gòu)的連結(jié)。
使用方法：在澆筑砼前，根據(jù)腳手架搭設(shè)方案確定的連墻件水平垂直方向布置間距，安裝埋設(shè)件Φ12螺栓（該螺栓可見(jiàn)下圖所示），安裝埋設(shè)件時(shí)應(yīng)先將螺絲用膠帶封好，以防拘搗制混凝土?xí)r，將螺絲弄臟，埋設(shè)件應(yīng)設(shè)置在樓層圈梁或砼柱等主要構(gòu)件上，保證埋設(shè)件與梁、柱等外側(cè)平齊且垂直，待梁、柱等澆筑成型后拆去模板，撕去膠帶。砼強(qiáng)度達(dá)成到10Mpa以上時(shí)，把埋設(shè)件螺絲部位涂上油，再鎖上連墻件，連墻件采用2只扣件鎖住腳手架內(nèi)外兩立桿，連墻件的構(gòu)造可見(jiàn)下列圖示，該預(yù)制連墻件可重復(fù)多次使用。
現(xiàn)舉例驗(yàn)算該剛性拉結(jié)在使用過(guò)程中的安全性：
某建筑腳手架工程從地面開(kāi)始搭設(shè)，搭設(shè)高度為100m。該腳手架選擇立桿橫距1.05m，立桿縱距1.8m，步距為1.8m。腳手架的錨固要求在每層建筑物都要設(shè)置連墻件，層高以3米為一層，連墻件設(shè)置的水平間距為5.4m，立面采用密目式安全網(wǎng)全封閉防護(hù)，安全網(wǎng)的網(wǎng)目密度不低于2000目/平方米。其當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓wo=0.45kN/m2，鋼管截面面積為489mm2，Q235鋼的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為205N/mm2。
A、連墻件所受的軸向力：
ζ=[(2.23＋2.23) ×0.5/(2.23×2.23)]×1.05=0.47
迎風(fēng)面積AW：5.4×3=16.2m2
查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表A－3，敞開(kāi)式腳手架的當(dāng)風(fēng)面積為5.4×3×0.083=1.3446m2
封密網(wǎng)后的擋風(fēng)面積An：(5.4×3－1.3446)×0.47＋1.3446=8.3266m2
μs=1.2×Φ=1.2×An/AW=1.2×8.3266/16.2=0.6168
查《荷載規(guī)范》，當(dāng)腳手架搭設(shè)高度為100m時(shí)，μz=1.79
ωk=0.7×ms×mz×wo=0.7×0.6168×1.79×0.45=0.348 kN/m2
NL=NLk＋ No=1.4×ωk × AW ＋5=1.4×0.348×16.2＋5=12.89kN
B、桿件安全性驗(yàn)算：
連墻件采用Φ48×3.5鋼管時(shí)，桿件兩端均采用直角扣件分別鎖實(shí)腳手架立桿上。
LH=2a＋h=2×0.15＋1.05=1.35m
立柱穩(wěn)定性應(yīng)滿足此式：N=Φ×A×fc ，搭設(shè)材料采用Φ48×3.5鋼管搭設(shè)。
立柱截面積：A=489mm2 、回轉(zhuǎn)半徑：I=15.8mm
鋼材抗拉和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=205N/mm2
長(zhǎng)細(xì)比：λ=Lo/i=1350/15.8=85 ,查表，穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.692
鋼管穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值：
N=k×Φ×A×fc=0.8×0.692×489×205/1000=55.5kN > NL=12.89kN
計(jì)算結(jié)果說(shuō)明連墻件采用Φ48×3.5鋼管時(shí)，其穩(wěn)定性承載能力足夠。
C、扣件安全性驗(yàn)算：
該連墻件采用2只扣件鎖住腳手架內(nèi)外兩立桿，而且連墻件偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于300mm，大于該值時(shí)可增加斜桿作支撐，從《腳手架規(guī)范》中查得，每個(gè)扣件的承載力為8kN，那么扣件的可承受能力：2×8=16kN> NL=12.89kN，該扣件安全。D、螺栓安全性驗(yàn)算：
已知該螺栓所采用的材料許用剪應(yīng)力[ι]=123 N/mm2，許用擠壓應(yīng)力[σc]=308 N/mm2，螺栓的許用抗拉應(yīng)力為[σ]=205 N/mm2。
ι=4P/(π×d2)= 4×12890/(3.14×12×12)= 114N/mm2 < [ι]
σc=P/dt=12890/(12×5)=230N/mm2< [σc]
σ=4P/[π×(d－2)2]= 4×12890/[3.14×(12－2)2]=164N/mm2< [σ]
由上式中可知，該螺栓能夠滿足安全要求。
E、鋼板安全性驗(yàn)算：
熱軋等邊角鋼45×45×5的鉆孔的孔徑d=13mm，有效抗拉截面：(45－13) ×5=160 mm2
該角鋼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：160×205=32.8kN > NL=12.89kN，滿足安全要求。
F、焊接安全性驗(yàn)算：
該等邊角鋼采用搭接的方法與鋼管焊接，采用E43型焊條，手工電弧焊t=5mm，已知焊條的容許抗拉、抗剪、抗壓強(qiáng)度[ιh]=160Mpa，該連墻件所受拉力NL=12.89kN。
ι=NL/(0.7×t×ΣLf)=12.89×103/(0.7×5×10－3×150×10－3)
=24.55Mpa<[ιh]=160Mpa，滿足安全要求。
通過(guò)以上的驗(yàn)算，可知其鋼性連墻件符合一般的高層建筑的安全要求。該連墻件通過(guò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試?yán)估臉O限值為40kN，因此該連墻件的安全性可以得到肯定的。
總結(jié)：該連墻件制作簡(jiǎn)單，選材方便，在多項(xiàng)的建筑項(xiàng)目中已多次使用，均取得了較好的效果。但該連墻件也存在一定的缺陷，由于腳手架的基礎(chǔ)是混凝土，基礎(chǔ)要較為堅(jiān)固，腳手架下沉的幅度不大。但當(dāng)腳手架在松軟的地基上搭設(shè)時(shí)，腳手架因地基松軟而發(fā)生下沉，在較低層腳手架的連墻件將受到彎距，解決的方法：可將變形較大的連墻件續(xù)個(gè)重新調(diào)整安裝。
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