CN109974998A - 一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，包括下列步骤：1)、搭设满堂脚手架试验模型；2)、在所述满堂脚手架试验模型顶部架设工字钢、箱型分配梁和千斤顶；3)、在所述满堂脚手架试验模型的立杆上布置位移传感器；4)、采用电子数显扭力扳手调整扣件的拧紧力矩；5)、在所述箱型分配梁顶部施加荷载直至架体破坏；6)、搭设参数相同的满堂脚手架试验模型，松开不同位置处的直角扣件，重复试验。本发明根据试验数据对比，得到对满堂脚手架稳定性影响最大的直角扣件的位置，为施工过程中满堂脚手架的监测与日常检查等提供参考。

Description

一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法

技术领域

本发明涉及脚手架稳定性技术领域，具体涉及一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法。

背景技术

目前国民经济高速发展，随着基础建设规模的发展扩大，脚手架大量应用于不同工程施工阶段的临时工作。脚手架按构造方式的不同可以分为扣件式脚手架、门式脚手架、碗扣式脚手架和插销式脚手架等。其中，扣件式满堂脚手架以搭设灵活、拆装方便、承载力大、整体刚度好等优点得到了广泛的使用。满堂脚手架在正常使用过程中，由于扣件质量不合格、作业人员较多、材料局部堆放等原因，易造成脚手架的局部或整体失稳。脚手架一旦倒塌，将会导致人员的大量伤亡、工期延误和严重的经济损失。

针对满堂脚手架的失稳现象，国内外研究学者在不同搭设参数下对满堂脚手架进行了大量稳定性试验研究，实际分析影响满堂脚手架稳定性的各种因素。但现有研究集中于全部直角扣件完好下满堂脚手架的失稳形式及承载力，考虑到在整个施工过程期间，由于满堂脚手架使用时间较长，可能会产生部分扣件松动甚至破坏失效的不利情况，需要对在直角扣件失效下满堂脚手架的稳定性展开进一步研究。

发明内容

针对现有技术方案中存在的问题，本发明提出了一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

根据本发明实施例的直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，包括以下步骤：

1)、搭设满堂脚手架试验模型；

2)、在所述满堂脚手架试验模型顶部架设工字钢、箱型分配梁和千斤顶；

3)、在所述满堂脚手架试验模型的立杆上布置位移传感器；

4)、采用电子数显扭力扳手调整扣件的拧紧力矩；

5)、在所述箱型分配梁顶部施加荷载直至架体破坏，并采集数据、观察杆件变形；

6)、搭设参数相同的满堂脚手架试验模型，松开不同位置处的直角扣件，改变试验工况，重复上述试验。

进一步的，所述的满堂脚手架试验模型的特征在于，包括立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、扫地杆、对接扣件、直角扣件和旋转扣件，立杆、横向水平杆和纵向水平杆通过对接扣件接长，横向水平杆、纵向水平杆通过直角扣件分别与立杆相连接，立杆和剪刀撑通过旋转扣件相连接。为了保证试验结果的可靠性和通用性，所用钢管及扣件均取自施工现场，并对试验中所用钢管的内、外径和壁厚等数值进行实测。

进一步的，所述工字钢均匀铺设在满堂脚手架的顶层受力水平杆上，再在工字钢上部按比例摆放好箱型分配梁，最后将千斤顶放置在复合反力框架的垂直投影与箱型分配梁的交点处。千斤顶采用并联同步加载的方法，将荷载均匀分配到顶层受力水平杆上。

进一步的，所述位移传感器采用微芯链。微芯链适用于各类工程中的沉降、变形监测，该装置采用细直径设计，具有较大幅度的任意角度柔性适应能力。根据架体搭设和荷载的对称性，选取部分立杆安装微芯链。

进一步的，所述扣件的拧紧力矩统一规定为40N﹒m。

进一步的，所述加载分为预加载和正式加载。所加荷载利用油压表(试验前进行标定)量测。在试验正式开始前，对架体进行预加载，以检查分配梁、工字钢与横向水平杆之间是否有较大空隙，各扣件是否拧紧，各仪器是否正常工作，以及监测部分的位移、挠度有无异常现象。然后卸载，检查各仪器的读数是否归零。正式加载过程中，每施加一级荷载，荷载持续40s以采集相关数据。

进一步的，所述架体破坏为满堂脚手架立杆位移不断增加但千斤顶出现卸载的情况时，即认为架体发生整体失稳。

进一步的，所述参数相同的满堂脚手架试验模型，选取一个或多个位置的节点，同时松开横向水平杆、纵向水平杆与立杆相连的直角扣件，重复上述试验。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：通过进行直角扣件失效直角扣件失效下满堂脚手架极限承载能力的试验，得到不同位置直角扣件失效下满堂脚手架的失稳形式与极限承载力，分析对满堂脚手架稳定性影响最大的直角扣件的位置；对有剪刀撑的满堂脚手架和无剪刀撑的满堂脚手架极限承载力进行对比，得到剪刀撑在直角扣件失效下对满堂脚手架稳定性的影响，为施工过程中满堂脚手架的监测与日常检查能提供一定指导作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为实施例满堂脚手架稳定性试验的正立面图；

图2为实施例满堂脚手架稳定性试验试验的左立面图；

图3为对接扣件；

图4为直角扣件；

图5为旋转扣件；

图中，1、复合反力框架；2、液压千斤顶；3、箱型分配梁；4、20a工字钢；5、立杆；6、横向水平杆；7、纵向水平杆；8、剪刀撑；9、扫地杆；10、微芯链。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。如图1、图2所示，一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，包括以下步骤：

1)、搭设满堂脚手架试验模型；

2)、在所述满堂脚手架试验模型顶部架设工字钢、箱型分配梁和千斤顶；

3)、在所述满堂脚手架试验模型的立杆上布置位移传感器；

4)、采用电子数显扭力扳手调整扣件的拧紧力矩；

5)、在所述箱型分配梁顶部施加荷载直至架体破坏，并采集数据、观察杆件变形；

6)、搭设参数相同的满堂脚手架试验模型，松开不同位置处的直角扣件，改变试验工况，重复上述试验。

所述满堂脚手架试验模型的特征在于，包括立杆5、横向水平杆6、纵向水平杆7、剪刀撑8、扫地杆9、对接扣件、直角扣件和旋转扣件，立杆5、横向水平杆6和纵向水平杆7通过对接扣件接长，横向水平杆6、纵向水平杆7通过直角扣件分别与立杆5相连接，立杆5和剪刀撑8通过旋转扣件相连接。为了保证试验结果的可靠性和通用性，所用钢管及扣件均取自施工现场，并对试验中所用钢管的内、外径和壁厚等数值进行实测，取外径48.3mm(允许偏差±0.5mm)，壁厚3.6mm(允许偏差±0.3mm)的钢管。满堂脚手架试验模型立杆5横距和纵距均为1200mm，步距为1500mm，扫地杆9的高度为200mm。

所述工字钢采用20a工字钢4。20a工字钢4均匀铺设在满堂脚手架的顶层受力横向水平杆6上，再在20a工字钢4上部按比例摆放好两道箱型分配梁3，最后将8个液压千斤顶2放置在复合反力框架的垂直投影与箱型分配梁的交点处。液压千斤顶2采用并联同步加载的方法，将荷载均匀分配到受力横向水平杆6上，实现满堂脚手架顶部全区域加载。

所述位移传感器采用微芯链10。微芯链10适用于各类工程中的沉降、变形监测，该装置采用细直径设计，具有较大幅度的任意角度柔性适应能力。如图1所示，由于架体搭设和荷载的对称性，事先无法预测满堂脚手架的失稳方向，故在架体相邻两个方向选取2根立杆5安装微芯链。

所述扣件的拧紧力矩统一规定为40N﹒m。

所述加载分为预加载和正式加载。所加荷载利用油压表(试验前进行标定)量测。在试验正式开始前，对满堂脚手架试验模型施加10kN，进行预加载，以检查箱型分配梁3、20a工字钢4和横向水平杆6之间是否有较大空隙，各扣件是否拧紧，各仪器是否正常工作，以及监测部分的位移、挠度有无异常现象。然后卸载，检查各仪器的读数是否归零。正式加载过程中，每级荷载为20kN，且荷载持续40s以采集相关数据。

所述架体破坏为满堂脚手架立杆5位移不断增加但液压千斤顶2出现卸载的情况时，即认为架体发生整体失稳。

所述参数相同的满堂脚手架试验模型，选取边跨、内跨、底层或中间层等一个或多个位置的节点，同时松开横向水平杆6、纵向水平杆7与立杆5相连的直角扣件，重复上述试验。如表1所示，选取部分满堂脚手架稳定性试验数据，结合图1、图2，发现架体不同节点处的直角扣件失效时，满堂脚手架的极限承载力会有不同程度的降低。在2节点处直角扣件失效时，满堂脚手架的极限承载力下降最明显，下降幅度达到了19.85％，一定程度上说明了中间跨中间层的直角扣件对满堂脚手架的稳定性影响较大。

表1满堂脚手架试验架体不同工况下的稳定性分析

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于：该方法包括下列步骤，

1)、搭设满堂脚手架试验模型；

2)、在所述满堂脚手架试验模型顶部架设工字钢、箱型分配梁和千斤顶；

3)、在所述满堂脚手架试验模型的立杆上布置位移传感器；

4)、采用电子数显扭力扳手调整扣件的拧紧力矩；

5)、在所述箱型分配梁顶部施加荷载直至架体破坏，并采集数据、观察杆件变形；

6)、搭设参数相同的满堂脚手架试验模型，松开不同位置处的直角扣件，改变试验工况，重复步骤1)-5)进行试验。

2.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，实现该方法的满堂脚手架试验模型包括立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、扫地杆、对接扣件、直角扣件和旋转扣件，立杆、横向水平杆和纵向水平杆通过对接扣件接长，横向水平杆、纵向水平杆通过直角扣件分别与立杆相连接，立杆和剪刀撑通过旋转扣件相连接；为了保证试验结果的可靠性和通用性，所用钢管及扣件均取自施工现场，并对试验中所用钢管的内、外径和壁厚数值进行实测。

3.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，工字钢均匀铺设在满堂脚手架的顶层受力水平杆上，再在工字钢上部按比例摆放好箱型分配梁，最后将千斤顶放置在复合反力框架的垂直投影与箱型分配梁的交点处；千斤顶采用并联同步加载的方法，将荷载均匀分配到顶层受力水平杆上。

4.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，位移传感器采用微芯链；微芯链适用于各类工程中的沉降、变形监测；根据架体搭设和荷载的对称性，选取部分立杆安装微芯链。

5.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，扣件的拧紧力矩定为40N﹒m。

6.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，加载分为预加载和正式加载；所加荷载利用油压表量测；在试验正式开始前，对架体进行预加载，以检查分配梁、工字钢与横向水平杆之间是否有较大空隙，各扣件是否拧紧，各仪器是否正常工作，以及监测部分的位移、挠度有无异常现象；然后卸载，检查各仪器的读数是否归零；正式加载过程中，每施加一级荷载，荷载持续40s以采集相关数据。

7.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，架体破坏为满堂脚手架立杆位移不断增加但千斤顶出现卸载的情况时，即认为架体发生整体失稳。

8.如权利要求1所述的一种直角扣件失效下满堂脚手架稳定性试验方法，其特征在于，参数相同的满堂脚手架试验模型，选取一个或多个位置的节点，同时松开横向水平杆、纵向水平杆与立杆相连的直角扣件，重复试验。