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摘要：由于扣件式钢管脚手架所表现出的灵活性和安全性，在模板支撑体系中的使用一直处于主导地位，尤其在高大模板支撑体系中，使用占比80%以上。尽管扣件式钢管脚手架的使用安全性高，但安全事故依旧时常发生，如何保障脚手架的搭设和使用安全，一直是被工程界研究的课题，尤其是钢管扣件的材质、安装技术措施等。
关键词：扣件式钢管脚手架；扣件螺栓扭力矩；抗滑承载力
引言
直角扣件，在扣件式钢管脚手架中被用于横、立杆的链接，较旋转扣件和对接扣件相比，用量上占比80%；且在模板支撑体系中直角扣件是架体的关键受力节点，承担着大部分荷载力的传导；而扣件螺栓的紧固程度，直接关系着扣件节点抗滑承载力和架体节点抗扭力矩，对架体的搭设质量产生重大影响，是管理的关键所在。
一、扣件的质量对架体安全的影响：
目前市面上所能买到的扣件，有相当一部分是不符合规范要求的，通常扣件采用可锻铸铁铸造，理论上单个重量约1.35㎏，但通过抽查市场上购买的国标扣件发现大部分重量为1.1㎏左右，且国标扣件的市场占有率不高，部分非国标扣件重量仅在0.9㎏左右，仅通过这一点可以看出扣件市场存在的普遍问题，对扣件质量的影响极大。
扣件的质量缺陷在使用时产生的安全隐患，当扣件式钢管支架受到上部荷载时，其扣件受力传导，整体结构将产生一定的变形，当个别扣件存在肉眼不可见的瑕疵时，如微口、微裂、锈蚀、变形等，很有可能在理论受力范围内会发生脆性破坏，表现在扣件的突然崩裂和螺栓的滑丝，达到一定比例时造成架体失稳垮塌；脆性破坏具有突发性，比塑性变形（扣件的扭曲变形等）更具有危险性。因此，严格把控扣件本身的质量关，是控制架体搭设质量的重点之一。
在扣件进场后应对扣件外观质量进行筛选，并应按照一定比例对扣件进行抽样检测；使用前应将检测数据与计算数据进行比对，如果发现实际检测数据低于计算数据，必须采取整改措施，确保计算数据可靠。
二、扣件的不正确计算产生的安全隐患：
在编写计算书的过程中，扣件实际受到的承载力为R，最大承载力为Rc，那么R≤Rc才能保证节点的稳定。从规范中查到直角扣件的抗滑承载力为Rc=8KN，但在实际施工中，扣件的抗滑承载力受到诸多的因素影响，如扣件本身材质缺陷使得摩擦系数不足、新扣件的防锈漆或周转保养用的防锈油降低了摩擦力等，所以为了保证扣件节点的安全，提高架体的稳定性，满足实际使用需求，计算时应结合实际情况考虑对抗滑承载力数值进行折减，乘以一定的安全系数计算；如果扣件抗滑移折减系数取0.8，计算得出的数值应为Rmax=Rc×0.8=8KN×0.8=6.4KN。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过查阅一些建筑工地的模板支撑计算方案时发现，80%仍使用8.0KN的抗滑承载力进行计算，并未考虑扣件本身的质量缺陷，这对使用的扣件质量是一个极大的考验。
关于计算方案中安全系数的取值，规范中规定：静荷载的安全系数取值最少为1.2，活荷载的安全系数取值最少为1.4，这是因为活荷载的计算中拥有更多不确定因素造成。在计算荷载时除了一些规范中可以查到的固定数值外，根据现场的实际情况，如浇筑的混凝土板厚度、混凝土型号、钢筋粗细、绑扎疏密、浇筑的工艺方法、使用的机具种类，振捣的方式等，视情况不同而产生较大变化，尤其是在机具的使用、砼浇筑的方式和现场管理、振捣方式等活荷载的考虑上，在安全系数取值时，必须切合实际适当增加，防止意外事故的发生。
三、扣件螺栓扭力矩对架体质量的影响：
扣件螺栓扭力矩关系到扣件节点的抗滑系数和抗扭力矩。节点的抗滑系数越高，架体的承载力就越高；节点的抗扭力矩越大，架体稳定性越好；而扣件螺栓扭力矩的大小，对节点抗滑承载力和抗扭力矩有着重要影响。
扣件螺栓扭力矩与抗滑承载力的关系，根据JGJ130-2011规范，扣件螺栓扭力矩应在40-65N?M之间，理论上扣件螺栓扭力矩越大其抗滑承载力就越大，螺栓扭力矩分别为30N?M、40N?M、50N?M的扣件，理论上抗滑承载力计算数值应为：6KN、8KN、10KN。但实际并非如此，通过“参考文献[1]”发现，扣件螺栓扭力矩在0-40N?M时摩擦系数增长明显，但40-50N?M时增长系数开始减弱，且大部分扣件螺栓扭力矩在达到60N?M是就会发生破损、滑丝等现象，达不到规范要求的最大值。
扣件螺栓扭力矩与节点抗扭力矩的关系，根据“参考文献[2]”的实验资料发现，扣件螺栓扭力矩在10N?M、20N?M、30N?M、40N?M、50N?M的扣件，扣件转角在0.1时，其节点抗扭力矩分别为400N?M、500N?M、600N?M、650N?M、800N?M，增长曲线相当明显，证明扣件螺栓扭力矩越大，其节点抗扭性能就越大，越能保持架体的稳定性。
四、对扣件螺栓扭力矩检查时发现的问题：
施工现场脚手架实际搭设验收时，时常发现在各项要求都符合要求的情况下，扣件螺栓扭力矩不足规范和搭设方案要求的40-65N?M，在对4个建筑工地的模板支撑系统中，各抽取50-100个扣件用扭力扳手进行实际检测时发现，数值在20N?M左右的占65%，30N?M左右的占20%，大部分分布在扫地杆及中央横杆位置，仅15%的扣件螺栓扭力矩数值接近最低要求的40N?M，分布在顶部最后一道水平杆连接处或防滑扣件处。这样做虽然满足了最顶层模板的承载能力，但脚手架整体的抗扭性能不足，极易使得在浇筑过程下方的横、立杆位移，轻则发生局部变形，重则发生垮塌事故。
针对扣件螺栓扭力矩不达标这个“通病”，其根本原因还是在作业人员身上。①作业人员使用的搭设工具限制了架体搭设质量，一般的测扭力的扭力扳手轴距约40㎝，通俗上说在握住扭力扳手时，要使扣件螺栓达到40N?M的要求，在手柄处需要施加相当于提起约10KG的物体的力量；而作业过程中，作业人员为了携带和使用方便，扳手都较为短小，大大缩短了轴距，这导致在作业过程中需要更大的力去扳动扳手，极大的考验了作业人员的体力和耐心，在这样的情况下想要使每一个扣件螺栓扭力矩达标不切合实际。甚至有使用电动扳手的情况，扣件螺栓扭力矩更是远远无法达标。②搭设行为问题，在对一个扣件螺栓紧固时，会对周边扣件螺栓的紧固造成一定影响，单个扣件螺栓的扭力矩并非一次性紧固到位的，还必须在搭设过程中不断进行调整，而个别作业人员会忽视这一点；还发现一部分作业人员对扣件咬口与钢管间的缝隙视而不见，认为螺栓扭力矩达标就可以了。针对以上情况，为保证架体的搭设质量：①改善作业人员工具，配备长柄扳手，减少作业人员体力的损耗。②加强对作业人员的安全意识教育和技术交底，增强作业人员自身的责任感。
五、结论
1、扣件受力计算应切合实际取合理的安全系数；确保计算书中扣件数据取值高于或等于检测报告中的数据值，保证计算数据安全可靠。
2、螺栓扭力矩并非越大越好，保持在40N?M的数值足以，过大反而会使扣件发生损伤的概率增加。
3、对扣件的搭设使用进行动态监管，受力后重新暴露的缺陷逐一进行整改。为保证扣件螺栓扭力矩的合格率，须加强对作业人员的安全技术培训，督促其使用高效、合理的工具作业。
参考文献
[1]蔡雪峰等.钢管扣件节点抗滑性能研究[J].土木工程学，2009.
[2]蔡雪峰等.直角扣件钢管节点抗扭性能试验研究[J].工程力学，2012.
[3]王兵等.考虑初始缺陷的扣件式钢管模板支架极限承载力研究[J].西安建筑科技大学学报，2012.
[4]邱云峰等.扣件式钢管模板支撑系统倒塌事故原因分析[J].山西建筑，2005.
[5]JGJ130-2011，j84-2011，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，2011.
论文作者:杨琨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/10
标签：扣件论文; 扭力论文; 螺栓论文; 作业论文; 承载力论文; 节点论文; 钢管论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;