某新型连墙件结构计算及应用方案

前言连墙件是指连接脚手架与建筑物的构件，是脚手架的重要组成部分。国内外发生的脚手架倒塌事故，基本都是由于连墙件设置不足或连墙件被拆除后未及时补设引起。脚手架的失稳通常分为整体失稳和局部失稳。其中整体失稳是脚手架失稳的主要破坏形式，破坏始于无连墙件、横向刚度差或初始弯曲较大的横向框架。而设置合理、承载力高、构造符合要求的连墙件，对计算单元的计算跨度的改善和横向刚度的提高，均起直接作用，因而对脚手架的整体稳定性起重要作用。《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）第6.4节对连墙件作了具体规定，对于24m以下的单、双排脚手架宜采用刚性连墙件，对24m以上的单、双排脚手架必须采用刚性连墙件。刚性连墙件指的是采用钢管、扣件或预埋件组成的连墙件。但规范中并未具体规定刚性连墙件的做法，导致目前各地刚性连墙件的做法不一，部分做法存在安全隐患。台州**工贸有限公司经过长时间的论证、试验、工程试用后，对刚性连墙件提出新的做法。现将新型的**连墙件解决方案向各位专家汇报，并请各位专家指正。第一章常规连墙件的做法与利弊分析脚手架的失稳通常分为整体失稳和局部失稳。其中整体失稳是脚手架失稳的主要破坏形式，破坏始于无连墙件、横向刚度差或初始弯曲较大的横向框架。而设置合理、承载力高、构造符合要求的连墙件，对计算单元的计算跨度的改善和横向刚度的提高，均起直接作用，因而对脚手架的整体稳定性起重要作用。国内常见的用于扣件式钢管脚手架的连墙件做法包括：拉撑结合方法、预埋钢管方法、后锚固方法、箍柱法、预埋铁板法。现对国内常见的用于扣件式钢管脚手架的连墙件做法进行汇总与分析如下：1、拉撑结合方法拉撑结合方法通常适用于脚手架搭设高度小于24m的低层、多层建筑，采用预埋钢筋与脚手架拉结，再加水平钢管撑住主体结构的方法或采用预埋钢筋与短钢管焊接后，再用扣件连接水平钢管与脚手架连成一体。拉撑结合方法的连墙件做法详见图一。拉撑结合方法具有成本低、无砌体后补洞工序，因此，在多层建筑中使用较为普遍。拉撑结合方法的不足之处是承载力差，脚手架的横向刚度相比于刚性连接方法较弱，起撑作用的钢管无法紧密连接脚手架与主体结构，导致脚手架易产生晃动，并且在外墙粉刷时易被全部拆除从而产生安全隐患。因此规范中作为强制性条文规定拉撑结合方法连墙件不得用于脚手架搭设高度超过24m的建筑。图1普通拉撑结合连墙件2、预埋钢管方法预埋钢管方法是目前最为常用的连墙件做法，能起到刚性连接作用。预埋钢管方法是在砼浇筑前用一竖向短钢管埋设于梁内约20cm，露出梁背约20cm，待砼浇筑完成后，用水平长钢管连接立杆与竖向短钢管即可，如图2所示。候预埋钢管方法袭的连墙件优点检是刚性好、埋照设位置准确。晶预埋钢管方法独的连墙件的不菜足之处是透成本高朱，蹲拆卸麻烦第（见迎图页3虏）虑，并且必须对谋砌体的后留洞据口进行后期封阴堵业，鲁有渗水隐患劳（见狸图卫4式、胀图膏5揭）版。达目前，钢管扣体件的租赁价格排随着万钢材原材料祝价格的上涨而虚大幅伍上涨，预埋钢旺管方法由于相发比其他连墙件职方法所使用的对钢管与扣件数范量仪相对较多，如今预埋短钢管方像法坦至少夕采寇用办2姥个扣件，珍对于受力超过您单个扣件抗滑等移能力的连墙恰件，则至少采蹦用蚕4罢扣件连接，轻与霞竖向园短钢管连接的鲁扣件有相当比渡例无法拆卸，忘最终报废，导膊致成本较高。扣同时，对于部较分无法用扳手敌拆除的预埋钢割管连墙件，大霞部分是采用明锋火切割，拆除闭麻烦，且有严慌重的火灾隐患柳。姨采用预埋钢管蒜方法时，在砌蹈体施工时必须乡对连墙件的竖塞向短钢管位置纯留设洞口，待逢连墙件拆除后过采用细石砼进夺行封堵。对洞偶口的封堵如稍槽不慎重，将导惰致洞惧口补不密实，徒从而给外墙防例水留下难以弥恩补的隐患，尤卷其是东南沿海端地区和内地多仿雨地区的建筑割，宝对此节点的处觉理丑更应当引起重绵视。撒图蜂2敏凝预埋钢管连墙桐件盐图薯3茶言无法用扳手拆品除的预埋钢管厅连墙件爆图将4盛吃连墙件孔洞渗引水席图纲5炕早连墙件孔洞渗趋水倦3股、后锚固方法查后锚固方法是户针对上述预埋拼钢管方法的不蒸足而作的改进渣。后锚固方法螺是在梁的侧面戏钻孔，安装膨散胀锚栓或化学主锚栓，再用事萄先与钢管焊成陆一体的锚板连麦接即可搞，见剧图砌6傻。碌后锚固方法的译优点是无补洞轰工序酱，挽无渗水隐患。赌后锚固方法的胜不足是施工极谎其麻烦，尤其仗是钻孔时极其沈麻烦。通常是衬采童用据2崭颗膨胀锚栓，既承载力不高，润易松动，不可雷承受低周反复价荷载摊，严格来说不喷能纳入刚性连输墙件范围；若续采用化学锚栓蹄，则删施工要求高，肌施工过程中必条须严格控制孔学深与孔径，并尊且必须严格清易孔，否则承载导力无法得到保酸证。说施工完成后，桐锚栓也报废，跪无法重复使用灰，造成成本也纽较高。台且在拆除时，练必须要使用明赢火进行切割，宾同样存在严重彼的火灾隐患。怒正因为以上原翼因，采用后锚们固方法的连墙孤件在工程中应推用不多。脊图扔6流设后锚固法连墙却件4、箍柱法歪箍柱法是指不统在主体结构内痛预埋，柱子模销板拆除后，用格四根短钢管和籍四个扣件将砼津柱箍住，并通侦过一根长钢管倡与脚手架立杆浅连接的方法，并见图竞7值所示盾。宇箍柱法的优点降是刚性好，施斑工灵活方便。届箍柱法的不足待是所去需要材料最多腐，相比于预埋肉钢管法，增加杠了三个扣件和瓜四根短钢管，羽对于施工周期哭长的高层建筑阅来说，驰经济性极差擦。并且，同预闭埋钢管法一样深，仍存在夏墙积体拥补洞工序啊，讨同样存在着外胶墙臣渗水隐患屠。美同时，箍柱法毒连墙件必须要见等柱子模板拆机除后进行安装芽，严重滞后于胳施工进度，导槐致施工作业层摊的脚手架与主嚷体结构蜘无可靠拉结屠，存在着明显险的模安全隐患跑。评正因为以上不滔足，箍柱法连洪墙件在工程中封应用极少。型图悦7顾匹箍柱法连墙件英5鱼、预埋铁板法庸预埋铁板法是笔指在主体结构育的梁柱砼施工登前，在相应位姨置预埋带锚脚笛的铁板。模板范拆除后用钢管茄与露出梁侧或培柱侧的铁板焊易接，钢管的另焰一侧与脚手架纲的立杆用扣件英连接康，如图唤8缴所示具。钻预埋铁板法的北优点是刚性好蛋，无砌体补洞院工序，无渗水愁隐患。勾预埋铁板法的膨不足是船成本高农，汇施工麻烦些，有火灾隐患裁。通常要求在庙梁侧模板抽安装前洪安装老固定店好赛铁板，砼浇筑卷完成后铁板极抗易被混凝土遮叛盖，难以发现咏。同时，要求替在施工楼层进撇行焊接或切割气，有明火，易疼引起火灾；预岗埋时要求定位辅准确，否则铁浪板无法用水平验钢管与立杆连向接。渗因以上不足，利预埋铁板方法饿目前在工程中签应用极少，特欺别是在浙江本蓬省范围内，基宗本上不再使用粮。尺图狼8归箩预埋铁板法连储墙件联6坦、设预埋钢筋法匀预埋徐钢筋渐法是指在主体好结构的梁柱砼盒施工前，在相腐应位置预埋贱事先与钢管侧予壁焊好的钢筋利。模板拆除后妙利岩用钢管极把预埋的钢筋尚压弯积，钢管的另一坟侧与脚手架的树立杆用扣件连挤接茄，如图安9颠所示载。临预埋托钢筋流法的优点是熟施工方便解，无砌体补洞胃工序，无渗水糠隐患。惯预埋杰钢筋紫法的不足是乖刚性差君，有竿安全获隐患欲。通常梳是采用荐Ф勤1缠6团钢筋预埋城（也发现有用蛋2适Ф橡6免钢筋的）涉，另一端与钢隶管焊足接尽，焊接质量极春难保证，承载钱力低，钢筋弯阅折后在风荷载测作用下易产生坑变形，染不能起到刚性热连接的作用荡。同时，要求观在施工楼层进住行焊接或切割滥，有明火，易斤引起火灾。倦尽管预埋钢筋然法施工较方便匪，但是对于高铺层建筑的脚手始架来说，其刚纯性与承载力显轿然无法满足要目求，但因其施闸工方便，目前佛在省内部分区迷域仍然应用较堵多，在台州等填沿海常受台风伐侵袭的地方，薪未曾见到此方胡法在工程中使振用。满图尤9贩仿预埋钢筋连墙之件求通过以上分析脚，我们认为目瞎前常用的连墙摄件做法均存在隆着不少缺陷，密有待于进一步法的改进与提高覆。辽第二掩章懂继挑新型的册**筝连墙件解决方系案具针对以上连墙验件的不足，恳根据工程实际亡并颗结合规范要求希，此我们伴开发了新型连善墙件深——色**杆连墙件解决方等案冬。河2.素1厘、屑**衔连墙件解决方嘴案脂原理牲**积连墙件采用具尘有专利授权的伙预置锚件刚预埋在梁、柱鼓或剪力墙中，而等侧面模板拆些除后，用锚栓榴把事先与钢管脉焊好的锚板与当预置锚件连接晓即可耳（见图鞠10坛）朝。具有铺操作性强，经后济性佳，可靠恼性捉好羡，安全性高令的特点。殊**矮预置锚件由前缺部封盖、尾部咳封盖、外骨架狸和内置紧固件满（加强型螺母唉）暑组成刷（见图即1亲1雹，图寒1亩2持）兆。砼浇筑完成前后，怪利用螺母的尾量部尺寸大于外闲骨架直孔的特馒点，在砼内形哪成云机械晋锁键症作用，害经浙江省建设擦工程质量检验大站检测，晚**圣预置锚件在逃C2口5船的素砼中抗拔扫承载力不小江于蜻20k怠N订，足以满足连嫩墙件的使用要敲求。赔图历10瓜**刑连墙低件叹达图进1堆1悦**邪预置锚盐件攻昨物誓摘菠弄钞摆图汪1墙2咳**服预置锚件剖面炮图首师2醒.2先、犬**另连墙件的结构郑计算独经腾浙江省建设工析程质量检验站催检测，饿**泊预置锚件在砼喉中的抗拔力足授以满足连墙件刻受力要求，故抗仅对螺栓、钢瞎管、铁板及焊汇缝受力绳分别按不同的府型式出进行计算款，具体包延括槽R-LQ-浩1凯，撇R-LQ-逆2钓，促R-LQ-拍3能，井R-LQ-谣4腾。堤2.2.嚷1党R-LQ-幻1按型连墙件的计冶算虏R-LQ-唇1歌型连墙件采用翁一卫个畏M1华2×7经0币的预置锚件，称锚仇板弄Q235淋材质的寄90mm如×舞60mm拉×与6mm喘的铁板膜，分设计承载力浑为戏8k蜻N露。采踩用天ANSYS牙10.寿0歪版本进行强度池与变形的计算寒。拴计算完成后的阶结果如锹图满1尿3违~1犹8躁所示仰：句图寿13错x教方向应力图阁图蝴1叙4仗沿y富方向应力图损图践1络5我隙z楼方向应力图使图慢1说6雹搁x诞方向变形图炮图膏1签7米租y与方向变形图层图姨1言8不艺z遇方向变形图剑经以上分析，脸可知变R-LQ-展1狠型连墙件肢在谎8k顿N撑的水平荷载作油用下，其强度仰与刚度均能满阁足要求。扬2.2.锤2准R-LQ-昨2春型连墙件的计缠算当R-LQ-任2火型连墙件采用俩一膨个捧M1毁2×7秤0雀的预置锚件，姑锚价板孕Q235庆材质的显90mm行×衰60mm毛×踏8灾mm哥的铁板俩，遮设计承载力患为给10k贵N踢。采境用较ANSYS照10.纺0很版本进行强度涝与变形的计算斗。离计算完成后的日结果如策图沈1坛9喷~2塞4坊所示粱：划图满1着9赌然x亩方向应力图览图窗20郊醉y拒方向应力图乘图业2拜1寨聪z沿方向应力图盆图澡2凝2杏患x位方向变形图伤图鱼2图3较雁y既方向变形图愉图恢2持4旺妻z童方向变形图暴经以上分析，竟可知菜R-LQ-批2冬型连墙件艺在轻10k淡N移的水平荷载作僻用下，其强度般与刚度均能满松足要求。汁2.2.木3晃R-LQ-悠3怪型连墙件的计冶算症R-LQ-吹3拍型连墙件采用芬二括个赞M1史2×7资0勾的预置锚件，墓锚证板键Q235瞒材质的越120艘mm既×烦70荡mm年×立6泳mm劈的铁板对，重设计承载力赶为紫12k脾N揉。采陆用樱ANSYS钉10.担0诊版本进行强度窄与变形的计算喉。杨计算完成后的阅结果如融图波2么5佳~刃30室所示遣：彻图佣2产5扁趁x捡方向偷应力烂图宝图蛇2贝6迈贵y醉方向应力图嫂图萝2案7源府z扎方向应力图测图范2碎8负雨x斩方向变形图蹦图成2准9电页y络方向变形图间图逝30肾您z老方向变形图边经以上分析，镜可知攀R-LQ-耳3企型连墙件哨在尼1屡2系k亦N移的水平荷载作塞用下，其强度乐与刚度均能满沙足要求。幻以上分析时是糟假设预置锚件聚位置无偏移为因假设枕条件，同样，规经过有限元分羊析，当预置锚芒件的位置偏移倡3丸6经mm患（达到预置锚神件的最大允许汤偏移）时，其舅强度与变形均喊同样满足要求弃，具体计算过惜程略。有2.2.硬4盏R-LQ-积4奴型连墙件的计巷算符R-LQ-朗4复型连墙件采用妄二侵个槐M1冠2×7玉0决的预置锚件，著锚躺板剑Q235黎材质的瓣120速mm判×只70摸mm哲×尤8似mm滑的铁板幸，崭设计承载力昏为施16k写N至。采奏用岭ANSYS馆10.敢0其版本进行强度正与变形的计算爷。量计算完成后的占结果如螺图米3烛1睁~3暴6折所示吉：肃图满3舌1哥挂x横方向应力图争图神3盾2咬续y恼方向应力图问图仇3掌3腔z让方向应力图进图马3呆4虑x使方向变形图筑图反3幼5案y贡方向变形图酿图晕3务6春吸z俯方向变形图变经以上分析，门可知室R-LQ-幼4蹦型连墙件袭在清1势6执k后N支的水平荷载作市用下，其强度叛与刚盈度均能满足要向求。撒以上分析时是炕假设预置锚件乏位置无偏移为积假设磁条件，同样，缺经过有限元分塌析，当预置锚见件的位置偏移稳3抖6清mm欺（达到预置锚湿件的最大允许昏偏移）时，其筑强度与变形均殃同样满足要求窄，具体计算过伤程略。寿经以上结构计传算，四种型号蜜的连墙件在相妥应设计荷载作坐用下，其强度熊与变形均能满每足工程要求。脉2.3床**颗连墙件使用流映程饺根据连墙件轴纽向力不同的计臂算结果选取相冰应类型的陆**筝连墙件来连接兔脚手架与主体叫结构，以保证坏脚手架安全。沟下面劈以钟R-LQ-柿1诞类型为例，介牙绍壶**袄连墙件的使用声。可R-LQ-1闷型连墙件的使旨用流程如配图涉3权7浅所示：廉连墙钢管端与共锚板焊接↓险在梁侧模内定杂位封痕盖圣旧→扬安装锚件树→字释浇筑树砼所籍→杏拆模时拉掉封贷盖摘榴→钱用螺栓把连墙驳钢管偏与吗锚件连接奖→稿连墙钢管新与立杆扣件连舟接替→摩茫完成穷图稿3良7使**准连墙件施工流鹊程劣当项目施工完蝶成后拆除脚手貌架上的连墙件娱时，则按以上疫相反顺序，先辽拆除与立杆的挎连接扣件，再显拆除锚板上的都螺栓，再对露大出梁侧的预置趣锚件的小孔进垃行封堵即可。选对螺杆、与钢剃管焊接成一体景的锚板进行适妙当保养，即可桂在下一工程中新反复使用旨，整套连墙件识中报废捷的仅是预置锚家件，其余材料越均可重复使用蚕。岩第三佩章转底**踏连墙件解决方甜案经济性分析潜浙江省内目前宵最常见的刚性鉴连墙件为预埋悦钢管法，其经灌济性在刚性连型墙件做法中具贯有代表性。下视面通过与预埋忠钢管法连墙件韵经济性的比较煌，分析想**行连墙件解决方千案的经济性。准3.1炒、常规连墙件脊的费用闷、常规连墙件吐每处需要的建捎筑材料如下：亮连墙件竖杆埋剩在混凝土梁内疼短钢管长度为俱20cm挠，露出梁面长妄度为遮20cm仿；神连墙件水平杆葛长度为卧1.2m额；扣件2只。裂、每处连墙件缩在施工完成后弄的损耗为：乌埋在混凝土梁姑内的胳20cm凯短钢管报废；铸约献有召30%~50工%气的连接竖杆与乔水平杆的扣件拳无法拆除。食、连墙件日租燥金费用和保养谷费用如下：肃钢管日租金为霜：卡1.奸5白分买/装米拐.纵天朗扣件日租金为奴：抖0.匆9残分滨/屋只利.库天俗扣件保养费用疫：远0.1搅5删元齐/做只佳钢管保养成费傲用获：去6疑分扫/朽米孕损耗扣件按新矿扣件计价飘：丰6悔元凡/艇只告损耗的钢管按乐新钢管计价遇：吸500戒0爬元银/混吨恒、连墙件所需极材料的总租金程按常规高层建眉筑施工时毕间情8触个月考虑，则障每处连墙的总捐租金费用为：遍钢管租金为：歌0.015×团1.灭6艘×30×8=眯5.7努6出元肠钢管保养费用卡为锐:0.06×腾1.6=0.猪1签0砍元勺损耗钢管费用循，按最理想状通态，即仅损耗湿埋在梁内的冰20cm云长钢管，每米孩钢管重歇3.84Kg炕，则损耗钢管盒费用以为珠:3.84×韵0.2×50殃00/100餐0=3.8垦4揪元谈扣件租金则为疲:0.009拳×30×8×墙2=4.3吉2董元垂扣件保养费用誓为掠:0.15×垂2=0.厘3顽元迟损件损耗费用档按匀30嘴%丧连墙件竖杆与奔扣件无法拆除耽计套算雕,健则扣件损耗费粪用塔为凯:粗6×0.3=托1.养8仙元召、连墙杆水平偷管处墙体洞口未补洞费用如裂下川:由按每工补摇洞贺1迅0惑只狮,水每工人工费等为货8收0驶元计溪算阿,剂则每个连墙件西洞口的补洞费途用全为据:封80/10=袍8呈元述则常规连墙件书的施工总费用墓为因:烧5.76絮+0.1+3慈.84+固4.32斜+0.3+1指.8+8=虫24.13劝元关若按每魄2率0晋平方米佛的建筑面积有煮一套连墙件计难算，联则缠2挑0迎万平方米的建尽筑隙有壤1案万套连墙件，且连墙件总费用呜为：纱24.13恼×10000能=六2413脾0啦0先元标3.2伍、柜**晴连墙件解决方耕案中的总费用服、摩**虽连墙件每处需割要的建筑材料累如下：绘连墙件水平杆洞长度为距0.8m伸；洪预置锚坊件潜1躲套（包括锚栓川）；哗锚龙板牢1闯块（需与钢管例事先焊接）；扣件1只。讲、约**恼连墙件在施工度完成后的损耗油为：终预置锚具件觉1换套（致不包括锚栓专）。屯、拍**跟连墙件日租金锁费用如孙下漆(奸与常规连墙件糠相矛同蒙)六：耳钢管日租金为舟：早1.港5塘分储/吓米舰.夜天翠扣件日租金为沉：桨0.爷9演分惨/搬只偷.狂天区扣件保养费用踏：朽0.1刘5舟元教/赏只阶钢管保养成费骨用螺：帮6苗分村/魂米芳、侦**细连墙件所需材替料的总租金按杀常规高层建筑例施工时办间模8老个月考虑，则依每处连墙的总件租金费用为：际钢管租金为：友0.015×匀0.8钓×30×8=与2.8茅8任元俩钢管保养费用赤为碍:0.06×症0.8=0.只0赖5缝元划扣件租金馆为筛:0.009眠×30×8=与2.1暂6字元我扣件保养费用牌为侨:0.15×梅2=0.帝3逼元樱、掌**财连墙件相对常历规连墙件增加揉的费歌用哲:鉴诞障预置锚狡件阁1边套躬(旦带锚有栓张,妄锚栓可重复使罚用无),3.臭5潜元策凭丘锚板一旅块倒,似3仰元（包括焊接档）鞭则猪**欺连墙件的施工更总费用覆为纷:诚2.88亲+0.05+趋2.16栽+0.3+炸3.