安徽省第二建筑工程公司 安徽合肥 230011
摘要：盘扣式脚手架节点自松弛问题会导致其结构中立杆的位移乃至倾倒，严重影响到了工程整体稳定性。本文就基于以上因素，对盘扣式脚手架节点自松弛问题进行相关研讨，并以此提出改进设计方案，以供参考。
关键词：盘扣式脚手架；节点；自松弛问题；设计
前言：随着建筑工程数量及规模的快速增长，盘扣式脚手架被广泛应用在各形式建筑结构中，并为保证工程稳定性奠定了坚实的基础。但就目前来看，在盘扣式脚手架实际应用过程中依然存在着节点自松弛问题，因此这就需要相关工作人员能够结合工程实际需求，对盘扣式脚手架节点的设计方案进行不断优化及完善，并以此充分发挥出盘扣式脚手架的积极作用。
1、盘扣式脚手架改进设计必要性
盘扣式脚手架作为建筑工程内重要辅助设备之一，对工程整体质量及施工效率具有重要的影响。当前有关部门针对工程建设标准制订了明确法律规定，大大降低了工程事故的发生几率，但由于盘扣式脚手架使用量激增，使得因盘扣式脚手架而出现的施工风险性居高不下。举例来说，某工程在建设期间因盘扣式脚手架倒塌而造成7人死亡，34人受伤的悲剧[1]。因此这就需要相关工作人员能够将工作重点放在盘扣式脚手架及其自松弛问题的改进上，同时结合日趋成熟的网络技术，构建起更加完善的三维立体模型计算出盘扣式脚手架实际稳定系数，并基于此对盘扣式脚手架结构进行不断的完善及升级，以达到提升盘扣式脚手架整体安全性的目的。
2、盘扣式脚手架节点自松弛因素
盘扣式脚手架主要由立杆、横杆、接头、圆盘及插销等构件组成，其中，圆盘与插销在相互作用下形成几何不变关系[2]。依据当前国家针对工程盘扣式脚手架结构所制定的安全技术规程，在盘扣式脚手架内插销连接构件与锤击自锁之间的抗拔力应保持在一定标准水平之内，以更好的提升盘扣式脚手架整体的稳定性。不仅如此，由于盘扣式脚手架自身具有半刚性连接特征，因此在较强的冲击荷载力作用下，其插销受力作用会受到多种因素影响造成松弛现象的出现。具体来说，造成盘扣式脚手架节点自松弛问题出现的症结主要体现在以下几个方面：
2.1正向弯矩下节点受力
在盘扣式脚手架应用期间，其横杆会受到顺时针的正向弯矩力作用，使得圆盘节点的受力情况发生明显的转变。横杆与接头结构内插销也会以圆盘为基本支撑点进行顺时针的正向转动[3]。不仅如此，在正向弯矩小节点受力的情况下，横杆端头结构与接头结构之间相互作用的力会推动插销向下移动，减少插销内部空隙，使其形成较为稳定的结构。
同时，当正向弯矩下节点的接触摩擦角基本相同的情况下，盘扣式脚手架内圆盘与插销楔紧阻力之间无明显变化。而当增加圆盘与插销之间的摩擦角度之后，圆盘与插销之间的楔紧阻力明显增强，并将摩擦角达到最大时，插销则会与横杆接头接触面之间产生滑动作用。因此从一定角度上来说，在正向弯矩下节点作用出现的情况下，圆盘与插销之间的摩擦系数应控制在一定范围之内，以保证盘扣式脚手架整体及局部的稳定性。
2.2反向弯矩下节点受力
盘扣式脚手架中圆盘反向弯矩作用力的情况下，横杆端与接头插销之间的受力作用会发生明显的变化，其中插销以圆盘之间的接触面为主要支撑点进行反向转动。盘扣式脚手架端口与圆盘之间的作用带会促使插销向上移动而出现松弛现象；圆盘作用在插销上方的力将会阻止插销的向上移动，并产生一定的阻力。
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2.3接触面摩擦受力
在盘扣式脚手架受到反向弯矩作用力的情况下，提升圆盘结构与插销之间的摩擦力可增加盘扣式脚手架整体稳定性。而为更好的证明此点理论，可应用构建模型的方式分析盘扣式脚手架节点在不同方向作用力下摩擦系数与其楔紧度之间的关系[4]。具体而言，在所构建的盘扣式脚手架节点模型中将立杆两端，横圆盘与插销相连接，通过输入不同数量的系数，分析盘扣式脚手架楔紧度的变化程度。结果表明，当立杆与接头之间的接触面应力数值较大的情况下，插销最大应力则相对降低，提升，盘扣式脚手架节点发生松弛问题的风险性。
与此同时，盘扣式脚手架反向弯矩作用力下会使得插销自身出现向上滑动的现象，使得圆盘与接头构件之间挤压力降低，从而改变插销受到应力的作用。因此插销楔紧度与其所受应力之间具有正向关系，插销所受到的应力越大，则说明其内部楔紧度越高，故在设计盘扣式脚手架改进方案额过程中，相关工作人员也应从调整及规范盘扣式脚手架内插销受力大小入手。
3、盘扣式脚手架改进设计
3.1双圆盘脚手架节点结构设计
为从根本上提升盘扣式脚手架在受到一定冲击荷载力情况下的稳定性，应从增加盘扣式脚手架在正、反方向作用力小弯矩作用及其抵御节点自松弛问题的能力。同时，由于增加圆盘与插销虹之间的摩擦系数可达到提升插销楔紧度的效果，但此反向作用力对正向插销的自楔具有严重的不利影响，因此在改进设计方案时就可针对双圆盘脚手架节点结构进行设计，使得承插盘由两个圆盘组成，合理安排圆盘自身的受力情况。
3.2双圆盘脚手架受力作用设计
在盘扣式脚手架改进设计过程中，也可针双圆盘脚手架受力作用进行设计，应用插销与圆盘接触面为插销转动支点的原理，使盘扣式脚手架双圆盘在受到的正向、反向两种作用力的情况下均能够保持良好的稳定性与自锁能力。
3.3增加横向剪刀撑和水平剪刀撑
剪力撑主要就是指盘扣式脚手架的斜向支撑，具有提升脚手架整体刚度的作用。同时，在盘扣式脚手架中，不同形式及高度脚手架对剪力撑也具有不同需求。举例而言，24m以上的脚手架应在外侧立面的高度及长度上均设置水平横向剪力撑及水平撑，充分发挥出三角形的稳定作用，以保证盘扣式脚手架的稳定性，有效控制节点松弛问题发生。
总结：总而言之，为从根本上改善盘扣式脚手架节点自松弛问题，相关设计人员需结合先进的信息技术对脚手架节点的自锁性及构件连接处等定量关系构建起新型盘扣式脚手架模型，并以此设计出更加完善的脚手架改建设计方案，提升盘扣式脚手架内部圆盘与插销之间的摩擦力，确保盘扣式脚手架结构整体的稳定性符合工程实际需求。
参考文献
[1]邓应平,张永坡,张宝利,王振普.盘扣式脚手架在大跨度椭圆形弦支穹顶结构施工中的应用[J].施工技术,2017,46(14):39-41.
[2]王启东.盘扣式架体在防护脚手架工程中的应用[A].中国建设科技集团股份有限公司、《施工技术》杂志社.全国模板脚手架工程创新技术交流会论文集[C][3]何竞飞,吕志海.盘扣式脚手架节点自松弛问题研究及改进设计[J].
[4]时炜,温晓龙.承插型盘扣式脚手架在高大模板支撑中的应用[J].建筑施工,2015,37(09):1091-1093.
论文作者:赵东民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/23
标签：脚手架论文; 插销论文; 圆盘论文; 节点论文; 弯矩论文; 松弛论文; 横杆论文; 《基层建设》2018年第27期论文;