CN110735525A - 一种预制装配式自立钢管脚手架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种预制装配式自立钢管脚手架系统，将格构柱式竖向立杆单元下端固定在预制装配基础单元中，增加架体抗倾覆能力，在竖向立杆之间架设斜缀钢管、横缀钢管，能够防止竖向立杆单元的高向变形，通过横向水平杆将多列竖向立杆单元连接为一体，使多个竖向立杆单元作为传统架体的柱，将多个柱通过剪力撑连接，防止架体横向方向变形，改善了传统脚手架由于扣件抗转动刚度变化性较大，整个架体结构属于几何可变形体的现状。同时由于预制装配基础单元具有可拆卸结构，利于自立脚手架的拆卸和循环周转利用。

Description

一种预制装配式自立钢管脚手架系统

技术领域

本发明涉及老旧建筑脚手架技术领域，具体涉及一种预制装配式自立钢管脚手架系统。

背景技术

随着改革的深入，房屋建筑的老化问题日益凸显。老旧建筑加固改造的项目越来越多。因老旧建筑物改造项目往往涉及结构整体拆迁或者大面积拆除施工，故部分项目为满足扬尘控制要求及减少社会不良效应影响在全施工周期内采用外脚手架对改造建筑进行围护及遮挡。同时由于加固改造项目存在结构拆除施工阶段内围护架体无结构附墙问题，故此类围护架体需通过自身结构构造满足架体自身稳定和抵御外界(冲击)受力变形要求。而传统外架随着架体自由高度升高，架体抵抗变形能力急剧下降，必须按规范要求增设与邻近结构的附墙构造。如图1～2，传统脚手架若没有连墙件5，其自立高度不超过2步高度(约4米)。基本无法用于常规高度建筑物的拆迁改造工程。

发明内容

本发明旨在解决传统脚手架自立高度不足，易变形失稳的问题，提供一种格构柱式脚手架结构，并为格构柱式脚手架单元配置易于拆卸的装配式基础单元，得到一种预制装配式自立钢管脚手架系统，它便于拆卸，整体结构可回收循环利用，同时解决双排脚手架在无结构附墙的情况下自由高度过低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种预制装配式自立钢管脚手架系统，包括预制装配基础单元和竖向立杆单元，多个预制装配基础单元平行于建筑物改造面在地面上首尾榫卯连接，排列成一行方墩形基座，每个预制装配基础单元的四周被至少一组支撑框包覆并锚固在地面上，所述支撑框具有一对自底面向两侧延展的翼板，和一对连接翼板与竖直侧面的牛腿，所述预制装配基础单元由多个具有两排多列通孔的预制板自下向上叠砌组成，使各层预制板的通孔一一对应形成贯通预制装配基础单元上下端面的钢管承插通道，每层预制板首尾两端分别布置有榫头和榫槽，用于与相邻预制装配基础单元的同层预制板榫卯连接；

多个竖向立杆单元平行于建筑物改造面等距承插在所述的钢管承插通道中，每个竖向立杆单元包括2排2列竖向立杆；

每个竖向立杆单元沿高度方向在四个竖直侧面架设多根首尾衔接的斜缀钢管，每根斜缀钢管沿竖向立杆高度方向的跨距为一步，每根斜缀钢管两端分别与竖向立杆通过钢管扣件连接；

在垂直于建筑物改造面的竖直侧面内，相邻竖向立杆之间沿高度方向每隔一三步架设纵向水平横杆，并在上下相邻的纵向水平横杆间每隔一步增加横缀钢管；

在竖向立杆单元远离建筑物改造面的遮挡面，相邻竖向立杆单元之间沿高度方向每隔一步布置一层横向水平杆，至少两个竖向立杆单元在该遮挡面内被交叉布置的剪力撑固定，沿竖向立杆方向每隔3步距离，剪力撑与横向水平杆通过钢管扣件连接；在竖向立杆单元靠近建筑物改造面的作业面，相邻竖向立杆单元之间沿高度方向每隔三步布置一层横向水平杆，并在上下相邻的横向水平杆间每隔一步布置一层横缀钢管，每层横向水平杆及横缀钢管与各排中的每列竖向立杆通过钢管扣件连接。

优选地，上下相邻的所述预制板在相邻面各布置有定位柱、定位孔中的任一项或两项。

优选地，所述支撑框包括顶板、和位于两侧与底板垂直连接的竖板，所述竖板与顶板可拆卸连接，所述底板与地面锚固连接。

进一步地，所述竖向立杆、横向水平杆、纵向水平杆、斜缀钢管、横缀钢管采用普通建筑脚手架钢管。

优选地，所述竖向立杆采用灌注水泥浆的实心钢管。

优选地，所述竖向立杆单元中竖向立杆间距按照常规架体立杆间距1.5米设置。

优选地，所述竖向立杆单元中竖向立杆高度大于8米时，竖向立杆间距按小于1.5米设置。

优选地，所述竖向立杆单元布置间距不大于3米。

优选地，所述竖向立杆单元布置间距不大于1.5米。

优选地，所述竖向立杆单元在顶部区域斜缀钢管的步距增大，相邻横缀钢管的步距大于竖向立杆单元在下部区域内相邻横缀钢管的步距。

优选地，所述预制装配基础单元钢管承插孔径比竖向立杆管径大3mm，其他通过榫卯连接的部位均预留6mm间隙，所有榫卯连接部位经调试后用细沙将缝隙填堵密实。

本发明的有益效果是：通过将格构柱式竖向立杆单元下端固定在预制装配基础单元中，增加架体抗倾覆能力，在竖向立杆之间架设斜缀钢管、横缀钢管，能够防止竖向立杆单元的高向变形，通过横向水平杆将多列竖向立杆单元连接为一体，使多个竖向立杆单元作为传统架体的柱，将多个柱通过剪力撑连接，防止架体横向方向变形，改善了传统脚手架由于扣件抗转动刚度变化性较大，整个架体结构属于几何可变形体的现状。实现了改进的脚手架在无结构附墙的条件下具备极强的抗倾覆及变形的效果，能达到远超出传统架体的自立高度。区别于传统脚手架仅能借助连墙件与结构形成依附来抵抗外界受力，一种预制装配式自立钢管脚手架系统在加固改造施工工程中应对无结构附墙及外界对架体的冲击及破坏等不利施工环境均有着更强的抵抗性和适用性，在加固改造项目应用前景更广阔。再者，整个架体系统取材方便、搭设简单，仅在传统架体基础上增加抗倾覆预制装配基础单元及简单的横缀钢管、斜缀钢管构造，且搭设材料全部可重复周转利用，极其利于普及推广。

格构柱式竖向立杆单元的遮挡面和作业面的横向水平杆的布置密度不同，作业面横向水平杆布置的较少，可兼具部分的操作架功能。

预制装配基础单元可拆卸装配，利于自立脚手架的拆卸和循环周转利用，而未设置预制装配基础单元的自立脚手架系统，需将脚手架预埋在抗倾覆基础中，形成整体，该脚手架的竖向立杆在拆除时只能锯掉，不在能循环周转利用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为传统脚手架系统正面示意图；

图2为传统脚手架系统节点A-A面示意图；

图3为本发明预制装配式自立钢管脚手架系统的遮挡面示意图；

图4为本发明预制装配式自立钢管脚手架系统的作业面示意图；

图5为本发明预制装配式自立钢管脚手架系统节点B-B面的剖面示意图；

图6为本发明预制装配式自立钢管脚手架系统的预制装配基础单元平面图、剖面图；

图7为本发明预制装配式自立钢管脚手架系统的预制装配基础单元的顶板示意图；

图8为本发明的竖向立杆及水平横杆扣件对接示意图；

图9为本发明预制装配基础单元的支撑框的底板与竖板装配后的立面及平面示意图。

其中，1为纵向水平杆，2为竖向立杆，3为横向水平杆，4为主体结构，5为连墙件，6为横向扫地杆，7为横缀钢管，8为斜缀钢管，9为顶板，10为钢管扣件，11为预制装配基础单元，12-C为预制底板、12-A为预制A板、12-B为预制B板，13为通孔，14为定位柱，15为定位孔，16为榫槽、17为榫头，18为牛腿，19为支撑框，20为钢管承插通道，21为翼板，22底板，23为竖板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图3，一个可拼装自立式钢管脚手架系统，包括预制装配基础单元11和格构柱式竖向立杆单元。如图6和图5，预制装配基础单元11包括均具有两排多列通孔13的预制底板12-C、预制A板12-A、预制B板12-B，预制A板12-A和预制B板12-B在预制底板12-C上自下向上交替叠砌，预制底板12-C、预制A板12-A、预制B板12-B之间的相邻面各布置有定位柱14、定位孔15中的任一项或两项，使预制底板12-C、预制A板12-A、预制B板12-B相互定位对接，使各层通孔13一一对应形成贯通预制装配基础单元11上下端面的钢管承插通道20，每层预制底板12-C、预制A板12-A、预制B板12-B的首尾两端分别布置有榫头17和16榫槽，用于与相邻预制装配基础单元11的同层预制底板12-C、预制A板12-A、预制B板12-B榫卯连接，如图3和图4，多个预制装配基础单元11平行于建筑物改造面在地面上首尾榫卯连接，排列成一行方墩形基座，每个预制装配基础单元的四周被一组支撑框19包覆并锚固在地面上，如图5，支撑框19具有一对自底面向两侧延展的翼板21，和一对连接翼板21与竖直侧面的牛腿18，如图7和图9支撑框19还包括顶板9、和位于两侧与底板22垂直连接的竖板23，所述竖板23与顶板9可拆卸连接，底板22与地面锚固连接。如图3和图4，多个竖向立杆单元平行于建筑物改造面等距固定在的钢管承插通道20中，每个竖向立杆单元包括2排2列竖向立杆2；每个竖向立杆单元沿高度方向在至少三个竖直侧面架设多根首尾衔接的斜缀钢管8，每根斜缀钢管8沿竖向立杆2高度方向的跨距为一步，每根斜缀钢管8两端分别与竖向立杆2通过钢管扣件10连接；在垂直于建筑物改造面的竖直侧面内，相邻竖向立杆之间沿高度方向每隔三步架设纵向水平横杆1，并可在每个格构柱式钢管单元内纵向水平横杆1间每隔一步增加横缀钢管7；在格构柱式钢管单元远离建筑物改造面的遮挡面，至少两个格构柱式钢管单元在共用的竖直侧面内被交叉布置的剪力撑12固定，沿竖向立杆2方向每隔3步距离，剪力撑12与横向水平杆3通过钢管扣件10连接；在格构柱式钢管单元靠近建筑物改造面的作业面，相邻格构柱式钢管单元之间沿高度方向每隔3步布置一层横向水平杆3，并在每个格构柱式钢管单元内的横向水平杆3间每隔一步增加横缀钢管7，每层横向水平杆3及横缀钢管7与各排中的每列竖向立杆2通过钢管扣件10连接。预制装配基础单元11与所述竖向立杆通过预留钢管插孔进行承插式固定连接。

附图3和图4只是示意图，并非整体构造，具体数据和架体高度及长度有关。如图8，上下相邻的竖向立杆2通过钢管扣件10对接增长。竖向立杆2可采用灌注水泥浆的实心钢管，防止竖向立杆2弯曲变形。

这种式布置将传统脚手架体分解成多个独立格构柱式竖向立杆单元，每个格构柱式竖向立杆单元通过增加横缀钢管7和斜缀钢管8将每个单元体形成柱形式构造，通过架体的各个柱式单元体构造极大增强架体整体结构刚度、稳定性能。柱式架体通过与抗倾覆架体基础相连形成可以无需结构附墙而独立存在的预制装配式自立钢管脚手架系统。

以上预制装配式自立钢管脚手架系统的安装过程，其步骤为：

(1)在基面弹线定位，整平基面，摆放及组装预制底板12-C，交替叠砌预制A板12-A、预制B板12-B形成预制装配基础单元11，随后适当调整预制装配基础单元11并在榫卯处位间隙填入细沙稳固.

(2)在预制装配基础单元11的预留钢管插通道20内插入竖向立杆2，在竖向立杆2距离钢制架体基础单元11上表面200mm高处搭设横向水平杆3作为扫地杆6，然后依次搭设纵向水平1；

(3)搭设下一步横向杆水平杆3并与竖向立杆2扣紧，搭设纵向水平杆1并与竖向立杆2扣紧；

(4)搭设至5米高度后，竖向立杆单元的三个竖直侧面自扫地杆6开始每一层高度布置斜缀钢管8及横缀钢管7；

(5)调整竖向立杆后在承插间隙内填入细沙稳固，后续架体参照上述架体搭设工序采用竖向钢管对接的方式持续加高直至施工要求高度；

(6)根据实际情况在预制装配基础单元11横截面四周增设由竖板、底板、顶板、牛腿组成的支撑框，用支撑框将预制装配基础单元11锚固在地面上，可采用膨胀螺栓锚固；

(7)最后沿竖向立杆单元的遮挡面和作业面按规范要求布置剪刀撑12，以上为预制装配式自立钢管脚手架系统完成，后续即可布置其他辅助设施如挂安全网、踢脚线、警示标志、铺设施工跳板等。

本发明一种预制装配式自立钢管脚手架系统，通过改变架体结构构造形式及增加抗倾覆预制装配式架体基础以达到架体可以通过自身构造达到整体结构稳定性及极佳的抵抗变形能力。再者，架体及基础形式新颖、施工及取材方便，材料重复利用率及高，受力形式安全可靠，可方便有效的解决加固改造工程常遇到的外架无附墙悬空问题及极大增强抵抗拆除施工过程中对架体的冲击破坏，并且是外脚手架架体受力形式的一个新突破，可供后续类似改造工程(特别是沿街改造项目)参考借鉴，因外架安全影响范围较广且本方案施工简单、材料可全部周转，其社会效益及经济效益尤为显著。

利用工程计算软件PKPM钢构设计软件第10版V4.3计算架体抗风压情况，计算参数：排间宽度为900mm，相邻竖向立杆间距为1500mm，预制装配基础单元11高1000mm，宽1400mm，架体高13米，风压按城市郊区风压取值，钢材Q235，梁柱自重计算增大系数:1.20，梁刚度增大系数:1.00，支座约束数:1，结构重要性系数:1.00，标准截面总数:1，活荷载计算信息:考虑活荷载不利布置，节点总数:2，柱数:1，竖向立杆截面48*2.7。

风荷载作用下柱顶最大水平位移dx＝32.749(mm)<柱顶位移容许值:H/200，H＝13米，抗倾覆力矩：119.08*0.7＝83.356KN.m＞67.18KN.m,故基础满足抗倾覆要求

以上所述的本发明的一种自立式钢管脚手架系统的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，任何在本发明的精神和原则之内所作的修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制装配式自立钢管脚手架系统，包括预制装配基础单元和竖向立杆单元，其特征在于，多个预制装配基础单元平行于建筑物改造面在地面上首尾榫卯连接，排列成一行方墩形基座，每个预制装配基础单元的四周被至少一组支撑框包覆并锚固在地面上，所述支撑框具有一对自底面向两侧延展的翼板，和一对连接翼板与竖直侧面的牛腿，所述预制装配基础单元由多个具有两排多列通孔的预制板自下向上叠砌组成，使各层预制板的通孔一一对应形成贯通预制装配基础单元上下端面的钢管承插通道，每层预制板首尾两端分别布置有榫头和榫槽，用于与相邻预制装配基础单元的同层预制板榫卯连接；

多个竖向立杆单元平行于建筑物改造面等距承插在所述的钢管承插通道中，每个竖向立杆单元包括2排2列竖向立杆；

每个竖向立杆单元沿高度方向在四个竖直侧面架设多根首尾衔接的斜缀钢管，每根斜缀钢管沿竖向立杆高度方向的跨距为一步，每根斜缀钢管两端分别与竖向立杆通过钢管扣件连接；

在垂直于建筑物改造面的竖直侧面内，相邻竖向立杆之间沿高度方向每隔一三步架设纵向水平横杆，并在上下相邻的纵向水平横杆间每隔一步增加横缀钢管；

在竖向立杆单元远离建筑物改造面的遮挡面，相邻竖向立杆单元之间沿高度方向每隔一步布置一层横向水平杆，至少两个竖向立杆单元在该遮挡面内被交叉布置的剪力撑固定，沿竖向立杆方向每隔3步距离，剪力撑与横向水平杆通过钢管扣件连接；在竖向立杆单元靠近建筑物改造面的作业面，相邻竖向立杆单元之间沿高度方向每隔三步布置一层横向水平杆，并在上下相邻的横向水平杆间每隔一步布置一层横缀钢管，每层横向水平杆及横缀钢管与各排中的每列竖向立杆通过钢管扣件连接。

2.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，上下相邻的所述预制板在相邻面各布置有定位柱、定位孔中的任一项或两项。

3.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，，所述支撑框包括顶板、和位于两侧与底板垂直连接的竖板，所述竖板与顶板可拆卸连接，所述底板与地面锚固连接。

4.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆、横向水平杆、纵向水平杆、斜缀钢管、横缀钢管采用普通建筑脚手架钢管。

5.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆采用灌注水泥浆的实心钢管。

6.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆单元中竖向立杆间距按照常规架体立杆间距1.5米设置。

7.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆单元中竖向立杆高度大于8米时，竖向立杆间距按小于1.5米设置。

8.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆单元布置间距不大于3米。

9.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆单元布置间距不大于1.5米。

10.根据权利要求1所述的预制装配式自立钢管脚手架系统，其特征在于，所述竖向立杆单元在顶部区域斜缀钢管的步距增大，相邻横缀钢管的步距大于竖向立杆单元在下部区域内相邻横缀钢管的步距。

Images