脚手架连墙件设置的探究

覃 明

广东水电二局股份有限公司

脚手架应用于各行各业，尤其在建筑施工行业广泛使用。随着经济与科技的发展，脚手架也从木、竹、钢管等材质向强简结合的方向发展。脚手架的出现，解决了纵向高度施工的诸多难题，方便了施工人员高处作业，但脚手架的安全关系到作业人员和工程质量的安危。连墙件是脚手架设计与构造的关键构配件之一，是连接脚手架与建筑物的构件，是防止架体倾覆、抵抗水平风荷载的必要杆件，同时可以作为脚手架的中间约束，提高承载力，保证其稳定性。连墙件的设置直接关系到施工脚手架的使用安全，国内外发生的脚手架倒塌事故，大部分是连墙件设置不足或连墙件被拆除后未及时补设引起的[1-2]。近几年来，人们对连墙件的改进与研发取得了49项专利发明成果，《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016等各类脚手架安全技术规范对连墙件杆件的强度及稳定计算、连墙件布置最大间距与最大覆盖面积、布置形式等作出了规定[3-5]，但连墙件的材质与设置方法尚无具体规定，而施工现场却又出现了多种类型的连墙件。为此，有必要系统地对连墙件的定义、作用、分类、设置方法、标识等方面进行研究，以指导脚手架施工安全管理。

1 连墙件的定义

JGJ128-2010、JGJ130-2011对连墙件作出的定义为：将脚手架与建筑主体结构可靠连接，并能够传递拉、压力的构件[3-4]。

2 连墙件的作用

脚手架是由多个稳定结构单元组成的，而连墙件是将架体分割成若干个相对独立的稳定结构单元的重要构配件之一。

（1）将架体与建筑结构可靠连接，并能承受拉力和压力。

（2）连墙件的水平反力抵抗竖向荷载作用下立杆产生的偏心倾覆力矩，约束脚手架在竖向荷载作用下的变形。

（3）连墙件被用作减小架体立杆轴心受压构件自由长度的侧向支撑，增强脚手架横向刚度，提高其向内或向外的抗倾覆能力和承载稳定性。

（4）抵抗风荷载及其他水平荷载作用并传给工程结构，消除风荷载及其他水平荷载作用下的立杆附加轴向力，也可增强架体抗倾覆能力。

（5）抵抗因地基不均匀沉降引起的内力，使内力重新分布，以降低架体内部的集中应力，避免架体出现局部破坏[6]。

（6）加强脚手架整体或局部或薄弱方向刚度。

（7）有效提高模板支架侧向刚度，提高支承系统的承载能力。

3 连墙件的分类

3.1 刚柔分类法

连墙件是一种脚手架与墙体之间的特殊杆件，一般分为柔性连墙件和刚性连墙件，见表1。柔性连墙件，一般采用细钢筋、绳索、双股或多股铁丝。刚性连墙件采用钢管、扣件或预埋件等刚性拉杆或构件组成[7]。虽连墙件有刚柔之分，但目前各类脚手架安全技术规范均规定连墙件为刚性连墙件。当脚手架搭设大于24m时，均须采用刚性连墙件，严禁在24m以下只采用柔性连墙件，到24m以上才采用刚性连墙件做法[8]。

表1 柔性连墙件和刚性连墙件

3.2 预连接法、预埋后连接法与后连接法

根据连墙件设置与混凝土浇筑先后的关系，将连墙件设置方法分为预连接法、预埋后连接法与后连接法[9]，见表2。

（1）预连接法：先将连墙件固定端预埋并同时连接脚手架，建筑物混凝土浇筑在后的方式，称之为预连接法。

（2）预埋后连接法：先将连墙件固定端预埋，建筑物混凝土再浇筑，然后将连墙件固定端预埋件通过管件与脚手架进行连接的方式，称之为预埋后连接法。

（3）后连接法：建筑物混凝土先浇筑施工，连墙件再行设置的方式，称之为后连接法。

表2 预连接法、预埋后连接法与后连接法

3.3 柱、梁、墙、板、洞连接法

《建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范》DB45/T618-2009将使支架与建筑物的结构构件连结，将支架中的水平内力传至建筑结构，是从外部防止支架发生侧移的装置称之为外连装置，分为抱柱装置、连墙装置、连板装置、连梁装置与辅助装置，此外，还有连洞装置[10]，见表3。

表3 柱、梁、墙、板、洞连接法

通过以上分类与分析，可以得知目前连墙件做法众多，各有所长，各有缺陷，在施工中应根据实际情况合理选用，且应采用能承受压力和拉力的构造，并应与建筑结构和架体连接牢固。

4 连墙件的设计计算与布置

4.1 连墙件的设计计算的内在因素与外在因素

连墙件的设计计算的内在因素为杆件毛截面面积、杆件净截面面积、竖向间距、水平间距等。

连墙件的设计计算的外在因素为风荷载和附加水平力等[5]。

4.2 连墙件的设计计算

脚手架连墙件主要需从以下几方面进行计算[3-5,8]：

（1）连墙件杆件的强度及稳定。

（2）连墙件与脚手架架体、连墙件与建筑结构连接的连接强度。

（3）当采用钢管扣件做连墙件时，验算扣件抗滑承载力，扣件抗滑承载力设计值应满足一个直角扣件取值8.0kN，双扣件取值12.0kN。当不能满足以上要求时，可在连接扣件外再增加一个抗滑扣件（与连接扣件必须顶紧），并应注意，墙、柱、梁等部位内外均应增加抗滑扣件。

（4）当采用在墙、柱、梁等部位埋以铁件等构件做埋件式连墙件时，验算焊缝抗拉承载力。

（5）当采用由M12～M16螺杆和套管组成套管式连墙件时（注：此为柔性连结，不建议使用），验算螺杆抗拉强度及螺纹的抗剪强度；当采用标准螺纹、螺帽时，螺纹的抗剪与螺栓的抗拉能力是相匹配的，不必计算。

（6）当采用由钢丝或钢筋和水平横杆组成顶拉式连墙件时（注：此为柔性连结，不建议使用），验算钢丝或钢筋抗拉承载力。

（7）对于连洞装置（无斜撑）或穿窗口连墙件，尚应验算墙内、外面立杆（也可为水平杆）的抗弯能力和挠度。

（8）对于有斜撑的连大洞装置（连墙件），应近似按桁架予以验算，验算内容包括：桁架各杆件内力计算，受力杆件的抗拉强度，受压杆件的稳定性验算（杆件长度、杆件长细比），位移验算等。

4.3 连墙件的最大间距、最大覆盖面积与布置形式

JGJ128-2010条款6.5.2、JGJ130-2011条款6.4.2对连墙件的最大间距与最大覆盖面积作出了规定，其他类型脚手架规范尚无这方面的规定，但基本参照了以上两个规范的要求。此外，连墙件设置的位置、数量应根据架体高度、建筑结构形状、楼层高度、荷载等因素经设计计算和专项施工方案确定。

连墙件的布置形式应优先采用菱形布置，或采用方形、矩形布置。

5 连墙件的制作、进场与检验

5.1 连墙件的制作

JGJ128-2010、GB51210-2016将连墙件纳入脚手架构配件的范畴，虽然在国家知识产权局专利公布公告查询到多达49种连墙件的发明专利，但基于以上连墙件的分类可知，选择何种类型的连墙件在各类脚手架安全技术规范中并未给出具体的规定，仅JGJ128-2010条文说明6.5.2中有关于工具式连墙件选择的表述，即“单根连墙件承受的水平力较大时，应考虑采用工具式连墙件”，但对工具式连墙件的定义和材料性能等均未作相关规定。故此，JGJ 128-2010条款3.0.9作出“连墙件宜采用钢管或型钢制作，其材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591中Q345级钢的规定”。

5.2 连墙件的进场

对于在市场上购买的连墙件，其进场核验尚无具体标准，仅JGJ 128-2010条款8.1.7对连墙件作出应检验产品质量合格证和外观质量，与相应产品标准对照核验，必要时取样测试等规定。

5.3 连墙件的使用前检验

目前，各类脚手架安全技术规范基本上尚无对连墙件使用前的检验标准，仅GB51210-2016对工具式连墙件力学性能试验方法作出了具体规定，即采用连墙杆试验工装将试件夹持在万能试验机的钳口上进行抗极限拉承载力和极限抗压承载力等破坏性试验，测定连墙杆的抗拉强度和抗压稳定承载力。

6 连墙件的安装与拆除

6.1 连墙件安装基本要求

（1）作业脚手架（运料斜道、作业平台）连墙件安装基本要求。主要是对连墙件设置的初始位置、随架同步、水平间距、竖向间距、悬臂高度、连墙杆设置角度，以及转角处或开口架端增设与垂直间距、抗上升翻流作用等的规定。

（2）满堂脚手架连墙件安装基本要求。根据高宽比，对连墙件设置的水平间隔、竖向间隔、张拉固定措施等作出规定。

（3）满堂支撑架连墙件安装基本要求。根据跨数、高宽比，对连墙件设置的刚性连接、水平间隔、竖向间隔等作出规定。

6.2 连墙件的安装后检验

目前，各类脚手架安全技术规范基本上尚无对连墙件安装后的检验标准，JGJ 128-2010在门式脚手架与模板支架搭设的技术要求、允许偏差及检验方法中，利用观察、扭力测力扳手检查连墙件与架体、建筑结构连接的牢固情况，利用尺量检查连墙件纵、横向间距（±300mm）和与门架横杆距离（≤200mm）。

6.3 连墙件的标识

连墙件的标识有标明连墙件的位置、形式、编号等信息，同时起到醒目警示、方便检查、防止拆除等作用。连墙件的标识采取挂牌标识、刷色标识和挂牌与刷色相结合的方式[11]。

6.4 连墙件拆除基本要求

连墙件拆除基本要求是对连墙件拆除的时间、顺序及加固措施作出规定。

7 结论

（1）明确连墙件的定义与作用，是连墙件构造安全、改进与研发的基本定位与出发点，同时也是架体设计计算的主要基本假定条件和边界条件。

（2）将连墙件分成三大类，即柔性连接法与刚性连接法，预连接法、预埋后连接法和后连接法，与柱、梁、墙、板、洞的连接及保险装置。这有助于在工程施工实际中合理选用相应的连墙件，同时也有助于认清连墙件改进与研发的进程，了解连墙件正从拉接、扣接、焊接、螺栓铆接等方式向安全、节材、施工方便、防渗防火等方向发展。

（3）确定连墙件的内在和外在因素，计算连墙件的抗拉（压）强度、抗压稳定承载力、连接强度等。根据架体高度、建筑结构形状、建（构）筑物高度、荷载等因素，并按照连墙件的最大间距、最大覆盖面积和布置形式要求，设计计算并确定连墙件设置的位置、数量。

（4）基于多种连墙件分类分析，以及当前规范缺少对连墙件的制作、进场与使用前检验的详细规定，仅能从宜采用钢管或型钢制作，进场检验产品质量合格证、外观质量、对照核验、取样测试，工具式连墙件抗拉强度、抗压稳定承载力力学性能试验等方面加以约束连墙件使用前的质量要求。

（5）连墙件的安装、安装后检验、标识与拆除，是连墙件发挥作用的重要阶段过程，其直接关系到脚手架搭设、使用与拆除的安全。

综上所述，连墙件是作业脚手架、支撑架必不可少的重要构配件，连墙件的种类繁多，尽管现行各类脚手架安全技术规范对连墙件作了相应的规定，但对连墙件仍缺少系统性的详细的规范规定，故此建议对连墙件应以钢管、扣件、钢丝绳等构配件一样的高度，制定一部关于连墙件的安全技术规范。

[1] 秦桂娟,任嘉智,张学锋.超高层建筑施工脚手架连墙件风载作用分析[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2015,(2):306-312

[2] 芮道宏,王世芳,芮海田,等.一种建筑脚手架连墙件[P].中国:CN 102102439 B,2013-05-15

[3] 住房和城乡建设部.JGJ 128-2010 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010

[4] 住房和城乡建设部.JGJ 130-2011 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011

[5] 住房和城乡建设部.GB 51210-2016.建筑施工脚手架安全技术统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2017

[6] 何勇.多层建筑落地式双排扣件式钢管脚手架连墙件的设置探讨[J].建筑安全,2002,(4):16-18

[7] 何子明.一种对拉连墙件[P].中国:CN 106245899 A,2016-12-21

[8] 王玉龙.扣件式钢管脚手架计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

[9] 陈小俊.新型外脚手架连墙件的开发应用[J].建筑技术,2011,(8):714-717

[10] 广西壮族自治区质量技术监督局.DB45/T 618-2009 建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范[S].2009

[11] 刘新胜.对连墙件设置及标识的浅析[J].建筑安全,2012,(3):54-55