扣件式钢管脚手架目前应用广泛,虽然其一次性投资较大,但其周转次数多,摊销费低,装拆方便,搭设高度大,能适应建筑物平立面的变化。
1.扣件式钢管脚手架的构造要求
扣件式钢管脚手架由钢管、扣件、脚手板和底座等组成,如图4-24所示。钢管一般用φ48mm、厚3.5mm的焊接钢管。用于立柱、纵向水平杆和支撑杆(包括剪刀撑、横向斜撑、水平斜撑等)的钢管长宜为4~6.5m;用于横向水平杆的钢管长度以2.2m为宜。扣件用于钢管之间的连接,其基本形式有三种,如图4.25所示:①直角扣件,用于两根钢管呈垂直交叉连接;②旋转扣件,用于两根钢管呈任意角度交叉连接;③对接扣件,用于两根钢管的对接连接。立柱底端立于底座上,以传递荷载到地面上,底座如图4-26所示。脚手板可采用冲压钢脚手板、钢木脚手板、竹脚手板等。每块脚手板的重不宜大于30kg。扣件式钢管脚手架的基本形式有双排、单排两种。单排和双排一般用于外墙砌筑与装饰。
图4-24 钢管扣件式脚手架的构造
1—垫板;2—底座;3—外立柱;4—内立柱;5—纵向水平杆;6—横向水平杆;7—纵向扫地杆;8—横向扫地杆;9—横向斜撑;10—剪刀撑;11—抛撑;12—旋转扣件;13—直角扣件;14—水平斜撑;15—挡脚板;16—防护栏杆;17—连墙固定件;18—柱距;19—排距;20—步距
(1)纵向水平杆
纵向水平杆应水平设置;其长度不应小于2跨,两根纵向水平杆的对接接头必须采用对接扣件连接。该扣件距立柱轴心线的距离不宜大于跨度的1/3;同一步架中,内外两根纵向水平杆的接头应尽量错开一跨;上下两根相邻的纵向水平杆的对接接头也应尽量错开一跨,错开的水平距离不应小于500mm;凡与立柱相交处均必须用直角扣件与立柱固定。
图4-25 扣件形式图
图4-26 底座
(2)横向水平杆
凡立柱与纵向水平杆的相交处均必须设置一根横向水平杆,严禁任意拆除。该杆距立柱轴心线的距离不应大于150mm;跨度中间的横向水平杆宜根据支承脚手板的需要等间距设置;双排脚手架的横向水平杆,其两端均应用直角扣件固定在纵向水平杆上;单排脚手架的横向水平杆一端应用直角扣件固定在纵向水平杆上,另一端插入墙内长度不应小于180mm。
(3)脚手板
脚手板一般均应采用三支点支承。当脚手板长度小于2m时,可采用两支点支承,但应将两端固定,以防倾翻;脚手板宜采用对接平铺,其外伸长度a应大于100mm,小于150mm(图4-27(a));当采用搭接铺设时,其搭接长度2a应大于200mm(图4-27(b))。
图4-27 脚手板对接搭接尺寸
(4)立柱
每根立柱均应设置标准底座。由标准底座下皮向上200mm处,必须设置纵、横向扫地杆,用直角扣件与立柱固定。立柱接头除顶层可以采用搭接外,其余各接头均必须采用对接扣件连接。立柱的搭接、对接应符合下列要求:
1)搭接长度不应小于1m,不少于2个旋转扣件固定;
2)立柱上的对接扣件应交错布置,两根相邻立柱的对接扣件应尽量错开一步,其错开的垂直距离不应小于500mm;
3)对接扣件应尽量靠近中心节点(指立柱、纵向水平杆、横向水平杆三杆的交点),靠近固定件节点。其偏离中心节点的距离宜小于步距的1/3。
为保证立柱的稳定性,立柱必须用刚性固定件与建筑物可靠连接。固定件布置间距宜按表4-6采用。固定件可以采用棱形、方形、矩形布置。无论采用何种布置形式,其固定件均必须从第一步纵向水平杆处开始设置。
表4-6 固定件布置间距(m)
立柱的柱距、排距、最大架设高度可参考表4-7选用。当工程所需的脚手架高度大于最大架设高度时,可由上向下计,在等于最大架设高度的以下部位,采取双立柱或其他措施。凡在双立柱(高度等于脚手架高度者为主立柱,高度低于脚手架高度者为副立柱)中,副立柱的高度不应低于三步。
表4-7 常用双排φ48×3.5扣件式钢管脚手架构造尺寸与最大架设高度(连墙固定件按三步三跨布置)
注:1.最大架设高度Hmax是按脚手架自重+施工荷载+一层冲压钢脚手板的自重计算而得;
2.当脚手架上有多层脚手板时,不同步距的最大架设高度值应乘以下列调整系数mh后取用:
步 距:
1.35m,mh=0.96n
1.80m,mh=0.92n
2.00m,mh=0.90n
n为增加的脚手板层数。
计算举例:如除操作层一层脚手板外,另增加两层满铺板,当排距为1.05m,步距为1.35m时,则最大架设高度为:Hmax=80·mh=80×0.96n=80×0.96n=73.728≈74(m)
(5)固定件
为防止脚手架内外倾覆,必须设置能承受压力和拉力的固定件。24m以下的单、双排脚手架,一般应采用刚性固定件与建筑物可靠连接,如图4-28所示。当采用柔性固定件(如铅丝或1φ6钢筋)拉结时,必须配用顶撑(顶到建筑物墙面的横向水平杆)顶在混凝土圈梁、柱等结构部位,以防止向内倾覆,如图4-29所示,拉结铅丝应采用两根#8铅丝拧成一根使用。24m以上的双排脚手架均应采用刚性固定件连接。
图4-28 刚性固定
1—墙;2—扣件;3—短钢管;4—楔块
图4-29 柔性固定
1—#8铅丝与墙内埋设的钢筋环拉住;2—顶墙横杆;3—短钢管
(6)支撑体系
为保证脚手架的整体稳定性必须设置支撑体系。双排脚手架的支撑体系由剪刀撑、横向斜撑组成。单排脚手架的支撑体系由剪刀撑组成。
剪刀撑设置要求:①24m以下的单、双排脚手架宜每隔6跨设置一道剪刀撑,从两端转角处起由底至顶连续布置;②24m以上的双排脚手架应在外立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑;③每副剪刀撑跨越立柱的根数不应超过7根,与地面成45°~60°;④顶层以下的剪力撑中斜杆接长应采用对接扣件连接,采用旋转扣件固定在立柱上或横向水平杆的伸出端上,固定位置与中心节点的距离不大于150mm。⑤顶部剪刀撑可用搭接,搭接长度不应小于1m,不少于2个旋转扣件。
横向斜撑设置要求:横向斜撑的每一斜杆只占一步,由底至顶呈之字型布置,两端用旋转扣件固定在立柱上或纵向水平杆上;一字型、开口型双排脚手架的两端头均必须设置横向斜撑,中间每隔6跨应设置一道;24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑;24m以上的除两端应设置横向斜撑外,中间每隔6跨设置一道。
2.扣件式钢管脚手架的搭设
脚手架搭设范围的地基表面应平整,排水畅通,如表层土质松软,应加150mm厚碎石或碎砖夯实,对高层建筑脚手架基础应进行验算。垫板、底座均应准确地放在定位线上。竖立第一节立柱时,每6跨应暂设置一根抛撑(垂直于纵向水平杆,一端支承在地面上),直至固定件架设好后方可根据情况拆除。架设至有固定件的构造层时,应立即设置固定件。固定件至操作层的距离不应大于2步。当超过时,应在操作层下采取临时稳定措施,直到固定件架设完后方可拆除。双排脚手架的横向水平杆靠墙的一端至墙装饰面的距离不应小于100mm,杆端伸出扣件的长度不应小于100mm。安装扣件时,螺栓拧紧,扭力矩不应小于40N·m,不大于70N·m。除操作层的脚手板外,宜每隔12m高满铺一层脚手板。
3.扣件式钢管脚手架的拆除要求
脚手架的拆除按由上而下,逐层向下的顺序进行。严禁上下同时作业,所有固定件应随脚手架逐层拆除。严禁先将固定件整层或数层拆除后再拆除脚手架。分段拆除高度差不应大于2步。如高差大于2步,应按开口脚手架进行加固。当拆至脚手架下部最后一节立柱时,应先架临时抛撑加固后拆固定件。卸下的材料应集中堆放,严禁抛扔。
4.4.2.2 碗扣式钢管脚手架
1.组成与杆配件
碗扣式钢管脚手架或称多功能碗扣型脚手架。这种新型脚手架的核心部件是碗扣接头,由上下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成(图4-30)。具有结构简单,杆件全部轴向连接,力学性能好,接头构造合理,工作安全可靠,拆装方便,操作容易,零部件损耗率低等特点。
上、下碗扣和限位销按600mm间距设置在钢管立柱上,其中下碗扣和限位销直接焊在立柱上。将上碗扣的缺口对准限位销后,即可将上碗扣向上拉起(沿立柱向上滑动),把横杆接头插入下碗扣圆槽内,随后将上碗扣沿限位销滑下,并顺时针旋转以扣紧横杆接头(用锤敲击几下即可达到扣紧要求)。碗扣式接头可同时连接4根横杆,横杆可相互垂直或偏转一定角度。正是由于这一特点,碗扣式钢管脚手架的部件可用以搭设各种形式脚手架,特别适合于搭设扇形表面及高层建筑施工和装饰作业两用外脚手架,还可作为模板的支撑。
碗扣式钢管脚手架的设计杆配件,按其用途可分为主构件、辅助构件、专用构件三类。主构件用以构成脚手架主体的杆部件(如图4-31所示),有以下五种:
立杆:是主要受力杆件,由一定长度的φ48×3.5,Q235钢管上每隔0.60m套一碗扣接头,并在其顶端焊接立杆连接管制成。立杆有3.0m和1.8m长两种规格(图4-31(a))。
顶杆:即顶部立杆,其顶端没有立杆连接管,便于在顶端插入托撑或可调托撑,有2.10m,1.50m,0.90m长三种规格。主要用于支撑架、支撑柱、物料提升架等的顶部。顶杆与立杆配合可以构成任意高度的支撑架(图4-31(b))。
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图4-30 碗扣接头
1—立柱;2—上碗扣;3—限位销;4—下碗扣;5—横杆;6—横杆接头
横杆:组成框架的横向连接杆件,由一定长度的φ48×3.5,Q235钢管两端焊接横杆接头制成,有2.4m,1.8m,1.5m,1.2m,0.9m,0.6m,0.3m长等七种规格(图4-31(c))。
斜杆:是为增强脚手架稳定强度而设计的系列构件,在φ48×2.2,Q235钢管两端铆接斜杆接头制成,斜杆接头可转动,同横杆接头一样可装在下碗扣内,形成节点斜杆。有1.69m,2.163m,2.343m,2.546m,3.0m长等五种规格(图4-31(d)),分别适用于1.2m×1.2m,1.2m×1.8m,1.5m×1.8m,1.8m×1.8m,1.8m×2.4m五种框架平面。
底座:是安装在立杆根部,防止其下沉,并将上部荷载分散传递给地基基础的构件,有垫座、立杆可调座(图4-31(e))和立杆粗细调座三种。
图4-31 碗扣式脚手架的主要构配件
辅助构件为用于作业面及附壁拉结等的杆部件,如用于作业面的间横杆、脚手板、斜道板、挡脚板、挑梁、架梯等;用于连接的立杆连接销、直角销、连接撑等;用于其他用途的立杆托撑、立杆可调撑、横托撑、安全网支架等。
专用构件有支撑柱垫座、支撑柱转角座、支撑柱可调座、提升滑轮、悬挑架、爬升挑架等。
2.搭设要求
碗扣式脚手架用于构件双排外脚手架时,一般立杆横向间距取1.2m,横杆步距取1.8m,立杆纵向间距根据建筑物结构、脚手架搭设高度及作业荷载等具体要求确定,可选用0.9m,1.2m,1.5m,1.8m,2.4m等多种尺寸,并选用相应的横杆。双排脚手架的一般构造如图4-32所示。
图4-32 双排脚手架的一般构造
1—垫座;2—横杆;3—立杆;4—安全网支架;5—斜杆;6—斜脚手板;7—梯子
斜杆设置:斜杆可增强脚手架的稳定性,斜杆同立杆的连接与横杆同立杆的连接相同,其节点构造如图4-33所示。对于不同尺寸的框架应配备相应长度斜杆。斜杆可装成节点斜杆(即斜杆接头同横杆接头装在同一碗扣接头内),或装成非节点斜杆(即斜杆接头同横杆接头不装在同一碗扣接头内),其构造如图4-34所示。
图4-33 斜杆节点构造
图4-34 斜杆布置构造图
斜杆应尽量布置在框架节点上,对于高度在30m以上的脚手架,可根据荷载情况,设置斜杆的面积为整架立面面积的1/5~1/2;对于高度超过30m的高层脚手架,设置斜杆的框架面积要不小于整架面积的1/2。在拐角边缘及端部必须设置斜杆,中间可均匀间隔布置。
横向框架内设置斜杆即廊道斜杆,对于提高脚手架的稳定强度尤为重要。对于一字形及开口形脚手架,应在两端横向框架内沿全高连续设置节点斜杆;对于30m以上的脚手架,中间可不设廊道斜杆;对于30m以上的脚手架,中间应每隔5~6跨设置一道沿全高连续搭设的廊道斜杆;对于高层和重载脚手架,除按上述构造要求设置廊道斜杆外,当横向平面框架所承受的总荷载达到或超过25kN时,该框架应增设廊道斜杆。
当设置高层卸荷拉结杆时,须在拉结点以上第一层加设廊道水平斜杆,以防止卸荷时水平框架变形。斜杆既可用碗扣脚手架系列斜杆,也可用钢管和扣件代替。
剪刀撑:竖向剪刀撑的设置应与碗扣式斜杆的设置相配合,一般高度在30m以下的脚手架,可每隔4~6跨设置一组沿全高连续搭设的剪刀撑,每道剪刀撑跨越5~7根立杆,设剪刀撑的跨内不再设碗扣式斜杆;对于高度在30m以上的高层脚手架,应沿脚手架外侧的全高方向连续设置,两组剪刀撑之间用碗扣式斜杆,其设置构造见图4-35。纵向水平剪刀撑对于增强水平框架的整体性,均匀传递连墙撑的作用具有重要意义。对于30m以上的高层脚手架,应每隔3~5步架设置一层连续的闭合的纵向水平剪刀撑。
图4-35 剪刀撑设置构造
连墙撑:是脚手架与建筑物之间的连接件,对提高脚手架的横向稳定性,承受偏心荷载和水平荷载等具有重要作用。一般情况下,对于高度在30m以下的脚手架,可四跨三步设置一个(约40m2);对于高层及重载脚手架,则要适当加密,50m以下的脚手架至少应三跨三步布置一个(约25m2);50m以上的脚手架至少应三跨二步布置一个(约20m2)。连墙撑设置应尽量采用梅花形布置方式。另外,当设置宽挑架、提升滑轮、安全网支架、高层卸荷拉结杆等构件时,应增设连墙撑,对于物料提升架也要相应地增设连墙撑数目。
连墙撑应尽量连接在横杆层碗扣接头内,同脚手架、墙体保持垂直,并随建筑物及架子的升高及时设置,其构造如图4-36所示。其他搭设要求同扣件式钢管脚手架。
图4-36 碗扣式连墙撑的设置构造
高层卸荷拉结杆主要是为减轻脚手架荷载而设计的一种构件。高层卸荷拉结杆的设置要根据脚手架的高度和作业荷载而定,一般每30m高卸荷一次,但总高度在50m以下的脚手架可不用卸荷。卸荷层应将拉结杆同每一根立杆连接卸荷,设置时,将拉结杆一端用预埋件固定在墙体上,另一端固定在脚手架横杆层下碗扣底下,中间用索具螺旋调节拉力,以达到悬吊卸荷目的,其构造形式见图4-37所示。卸荷层要设置水平廊道斜杆,以增强水平框架刚度。另外,要用横托撑同建筑物顶紧,以平衡水平力。上、下两层增设连墙撑。
图4-37 卸荷拉结杆布置
对一般方形建筑物的外脚手架,在拐角处两直角交叉的排架要连在一起,以增强脚手架的整体稳定性。连接形式可以采用直接拼接法和直角撑搭接法(图4-38)两种,直角撑搭接可实现任意部位直角交叉。
图4-38 直角交叉构造
碗扣式脚手架还可搭设为单排脚手架、满堂脚手架、支撑架、移动式脚手架、提升井架和悬挑脚手架等。
3.拆除
当脚手架使用完成后,制定拆除方案,拆除前应对脚手架作一次全面检查,清除所有多余物件,并设立拆除区,严禁人员进入。
拆除顺序自上而下逐层拆除,不容许上、下两层同时拆除。连墙撑只能在拆到该层时才许拆除,严禁在拆架前先拆连墙撑。
拆除的构件应用吊具吊下,或人工递下,严禁抛掷。拆除的构件应及时分类堆放,以便运输、保管。
4.4.2.3 木脚手架
通常用剥皮杉木杆。用于立柱和支撑的杆件小头直径不小于70mm;用于纵向水平杆、横向水平杆的杆件小头直径不小于80mm。木脚手架搭设构造与扣件式钢管脚手架相似,但它一般用#8铅丝绑扎。立柱、纵向水平杆的搭接长度不应小于1.5m,绑扎不少于三道。纵向水平杆的接头处,小头应压在大头上。如三杆相交时,应先绑扎两根,再绑第三根,切勿一扣绑三根。
4.4.2.4 竹脚手架
杆件应用生长三年以上的毛竹(楠竹)。用于立柱、支撑、顶柱、纵向水平杆的竹杆小头直径不小于75mm;用于横向水平杆的小头直径不小于90mm。竹脚手架一般用竹篾绑扎,在立柱旁加设顶柱顶住横向水平杆,以分担一部分荷载,免使纵向水平杆因受荷过大而下滑,上下顶柱应保持在同一垂直线上,如图4-39所示。
木、竹多立柱式脚手架的一般构造要求见表4-8
多立柱式脚手架旁一般要搭斜道,成“之”字形盘旋而上,供人员上下之用。人行斜道坡度不得大于1∶3,宽度不小于1m,两端转弯处要设置平台,平台宽度不小于1.5m,长度为斜道宽度的2倍。兼作材料运输时斜道宽度要适当加宽。斜道侧面和平台的三面临空处均应加设护身栏杆及踢脚板。如图4-40所示。
表4-8 竹、木多立柱式脚手架的构造要求(m)
图4-39 顶柱绑扎
1—横向水平杆;2—立柱;3—顶柱;4—砖垫;5—纵向水平杆
图4-40 斜道
1—斜横杆;2—剪刀撑;3—平台;4—栏杆
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