一种节能环保型球状刚结点脚手架结构及施工方法技术

本发明专利技术为一种节能环保型球状刚结点脚手架结构及施工方法，利用球状刚结点与法兰刚性连接杆件组成脚手架，达到理论设计计算与实际可实现的连接结构，保证连接后的脚手架全部结点固接，形成整体稳定、可靠的结构体系与重复利用的功能，充分发挥每根杆件材料的力学性能指标，达到有效节省材料，且节能、安全。本发明专利技术结构为各结点固结，不会出现压缩变形，在地基可靠的场地上安装使用，不需要进行支架预压；同时结合房屋建筑层高、施工荷载特点和道桥、地下工程等行业特点与作用，生产定型普通、轻型、重型球状节点脚手架结构装备，替代木制脚手架和针对工程类别使用，进一步保护环境、减少劳动力投入，提高脚手架装备的经济性、安全性及抗风险能力。性及抗风险能力。性及抗风险能力。

【技术实现步骤摘要】
一种节能环保型球状刚结点脚手架结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及土木结构建筑施工领域，尤其是一种节能环保型球状刚结点脚手架结构及施工方法。

技术介绍

[0002]在所有土木结构建筑施工领域，当结构高度超过1.5米之后，需要搭设脚手架工作平台提供施工操作作业和材料堆放空间，如砖、石、混凝土块、农村土坯墙等构件砌体，房屋内、外墙装饰装修，道路墩台模板安装、桥梁隧道施工与修复加固、电力线路架设等的施工作业脚手架平台。特别由于现浇钢筋、预应力钢筋混凝土结构的整体性与抗震性、抗灾性均优于预制安装结构，房屋建筑、市政及公路异型桥梁大量使用了现浇钢筋、预应力钢筋混凝土，现浇承重结构均使用木制、钢管等材料进行承重脚手架搭建。目前农村房屋现浇钢筋混凝土承重脚手架常用树木制作，外墙装饰多用扣件式钢管脚手架；城镇房屋及道桥脚手架常用扣件、盘扣、门式、碗扣等脚手架，由于这些脚手架在结构上属单枝受力，是通过一定的纵、横、斜向杆件连接成一个结构，连接结点的力学结构各异，难于达到半铰结构，计算模型与实际搭设还有较大差异，无法充分发挥材料极致功能，为保安全，现场不断增加搭设材料，增加了制造成本和能源消耗，且一但外部环境或偶然受力发生变化，人为因素无法察觉的缓慢变形出现，支架就会快速失稳跨塌，危及施工人员生命及财产安全。特别农村大量使用木材制作脚手架，浪费资源，对环境保护不利。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的旨在克服上述现有技术存在的不足，通过分析脚手架空间结构和当前脚手架结构受力特点，提供一种节能环保型球状刚结点脚手架结构及施工方法，利用球状刚结点与法兰刚性连接杆件形成脚手架体系，达到理论设计计算与实际可实现的连接模型结构，保证连接后的脚手架全部结点固结，形成整体稳定、可靠的结构体系，充分发挥每一杆件材料的力学性能指标，达到有效节省材料的节能、安全目的，且本专利技术结构为各结点固结结构体系，不会出现压缩变形，在地基可靠的场地上安装使用本专利技术，不需要进行支架预压；同时结合房屋建筑层高、施工荷载特点和道桥、地下工程等行业特点与作用，生产定型普通、轻型、重型球状节点脚手架结构装备，替代木制脚手架和针对工程类别使用，进一步保护环境、减少劳动力投入，提高脚手架装备的经济性、安全性及抗风险能力。
[0004]本专利技术通过如下技术方案予以实现：一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，包括球状刚节点、上支座和下支座、支撑连接杆、对角连接杆，所述上支座和下支座通过若干球状刚节点、支撑连接杆、对角连接杆进行连接组成节能环保型球状节点脚手架结构；所述球状刚节点由多个法兰盘和球状刚结点上杆件组成的节点单元制造连接而成，所述球状刚结点上杆件在上、下、左、右、前、后及相互45
°
的空间通过中心相连，所述法兰盘安装在每根球状刚结点上杆件的端头；所述对角连接杆由四根对角杆件通过中心相连，对角杆件端头安装法兰盘；
所述支撑连接杆由一根两端端头安装法兰盘的长杆件组成，支撑连接杆、对角连接杆和球状刚节点间通过法兰盘连接，法兰盘上的螺栓或铆栓孔为三个及以上；所述上支座包括上螺杆、套筒、凹槽螺母、紧固螺母、支撑座、上弹簧垫圈、盖板、上刻度标尺、支承盘和径向凸缘，所述上螺杆上依次安装套筒、凹槽螺母、上弹簧垫圈和紧固螺母，支撑座与上螺杆为一个整体件，所述套筒前端有支承盘，后端有径向凸缘，通过盖板将径向凸缘固定在凹槽螺母中，所述支承盘与法兰盘连接；所述下支座包括下螺杆、连接套、调节螺母、固定螺母、下弹簧垫圈、下刻度标尺、底座、排水孔和加劲勒板，所述下螺杆上依次安装连接套、调节螺母、下弹簧垫圈、固定螺母，下刻度标尺标刻在下螺杆底部，底座与下螺杆为一个整体件，所述连接套呈“工”字型，前端有前支承盘，后端有后支承盘，前支承盘与法兰盘连接，后支承盘与调节螺母接触，所述底座上开有若干排水孔和四片加劲勒板；所述上支座的上螺杆和支承盘与球状刚节点的法兰盘连接，所述下支座的下螺杆和前支承盘与球状刚节点的法兰盘连接，所述球状刚节点之间通过法兰盘与支撑连接杆、对角连接杆连接。
[0005]进一步的，所述支撑连接杆还可设置为长度可调型，包括外套杆、内套杆和插销孔，所述内套杆的外径小于外套杆内径，外套杆、内套杆上开有若干插销孔，通过插销将内套杆按所需长度灵活固定于外套杆中。
[0006]进一步的，所述对角连接杆的对角杆件可如支撑连接杆的形式制作为长度可调式。
[0007]进一步的，所述球状刚节点、上支座和下支座均采用铝合金等轻型材质制作，或与对角连接杆、支撑连接杆采用同种满足力学指标的材料制作，断面按兼顾最大受压与材料最省设置。
[0008]进一步的，所述球状刚节点为四个平面构成，每个面由八根球状刚结点上杆件组成，各根球状刚结点上杆件之间呈45
°
夹角，一个球状刚节点共有二十二根球状刚结点上杆件组成一个整体，形成球状刚节点单元，二十二根球状刚结点上杆件的交叉点为实心，其余部份为空心。
[0009]进一步的，所述支承盘、前支承盘上均开有和法兰盘对应的螺栓孔或铆栓孔，支承盘、前支承盘与法兰盘之间的连接可以是螺接、铆接或销接等，便于安装与拆除。
[0010]进一步的，所述支撑座为矩形，每边上开有螺栓孔不少于两个，用于连接模板支撑梁或背梁。
[0011]本专利技术一种节能环保型球状刚节点脚手架结构的施工方法，包括如下步骤：（1）依据混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土材料及结构断面尺寸、行业对施工荷载、模板与支架的计算规定和支架预压荷载要求，计算支架承受的最大荷载，按照最大荷载与最不利位置情况，初拟节能环保型球状刚节点脚手架的下支座平面纵向、横向间距和球状刚结点的高程间距，并按三角形稳定结构和对角连接杆、支撑连接杆模数配置支撑连接杆、对角连接杆组成节能环保型球状刚节点脚手架结构，对结构进行力学验算，保证结构各杆件的各项力学指标符合容许力学指标要求，如果不符合，调整下支座平面纵向、横向间距或球型刚结点的高程间距至满足要求，同时计算出上支座、下支座的最大受力位置及数值；结合支架地基土壤类别、含水量、触探承载力数值，拟定支架地基处理硬化方案；
（2）按照拟定的支架地基处理硬化方案，对地基进行地表水排除、降低地下水位、清除表土、压路基碾压地基、片石垫层铺筑碾压、碎石垫层铺筑碾压、混凝土浇筑硬化等单一或组合方式对支架地基进行处理。如处理后不能满足下支座承载力要求，可铺设通长纵、横向板分散受力，保证地基承载力符合受力要求；对于工业与民用建筑具有多个标准层及有可靠地基承载力的节能环保型球状刚节点脚手架结构，可以进行标准化定型，便于安装、拆除和本专利技术施工标准化、程序化、模块化、数字化、简便化；（3）下支座放样，使用全站仪按设计的下支座位置在经硬化的地坪上进行下支座安装放样、测量下支座安装位置地坪标高，并以钢尺复核，准确定出平面位置和进行标记，计算各下支座前支承盘的标高与下刻度标尺位置；（4）将若干下支座组装好，按放样标记放置于经过处理硬化的地坪上，按设计下支座纵、横向间距精确放置，通过调节螺母和下刻度标尺位置调节到所需高度，拧紧固定螺母；（5）将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，包括球状刚节点（3）、上支座（1）和下支座（2）、支撑连接杆（5）、对角连接杆（4），所述上支座（1）和下支座（2）通过若干球状刚节点（3）、支撑连接杆（5）、对角连接杆（4）进行连接组成节能环保型球状节点脚手架结构体系；所述球状刚节点（3）由多个法兰盘（6）和球状刚结点上杆件（8）组成的节点单元制造连接而成，所述球状刚结点上杆件（8）在上、下、左、右、前、后及相互45
°
的空间通过中心相连，所述法兰盘（6）安装在每根球状刚结点上杆件（8）的端头；所述对角连接杆（4）由四根对角杆件（7）通过中心相连，对角杆件（7）端头安装法兰盘（6）；所述支撑连接杆（5）由一根两端端头安装法兰盘（6）的长杆件组成，支撑连接杆（5）、对角连接杆（4）和球状刚节点（3）间通过法兰盘连接，法兰盘（6）上的螺栓或铆栓孔为三个及以上；所述上支座（1）包括上螺杆（11）、套筒（12）、凹槽螺母（13）、紧固螺母（14）、支撑座（15）、上弹簧垫圈（16）、盖板（17）、上刻度标尺（18）、支承盘（121）和径向凸缘（122），所述上螺杆（11）上依次安装套筒（12）、凹槽螺母（13）、上弹簧垫圈（16）和紧固螺母（14），支撑座（15）与上螺杆（11）为一个整体件，所述套筒（12）前端有支承盘（121），后端有径向凸缘（122），通过盖板（17）将径向凸缘（122）固定在凹槽螺母（13）中，所述支承盘（121）与法兰盘（6）连接；所述下支座（2）包括下螺杆（21）、连接套（22）、调节螺母（23）、固定螺母（24）、下弹簧垫圈（29）、下刻度标尺（25）、底座（26）、排水孔（27）和加劲勒板（28），所述下螺杆（21）上依次安装连接套（22）、调节螺母（23）、下弹簧垫圈（29）、固定螺母（24），下刻度标尺（25）标刻在下螺杆（21）底部，底座（26）与下螺杆（21）为一个整体件，所述连接套（22）呈“工”字型，前端有前支承盘（221），后端有后支承盘（222），前支承盘（221）与法兰盘（6）连接，后支承盘（222）与调节螺母（23）接触，所述底座（26）上开有若干排水孔（27）和四片加劲勒板（28）；所述上支座（1）的上螺杆（11）和支承盘（121）与球状刚节点（3）的法兰盘（6）连接，所述下支座（2）的下螺杆（21）和前支承盘（221）与球状刚节点（3）的法兰盘（6）连接，所述球状刚节点（3）之间通过法兰盘（6）与支撑连接杆（5）、对角连接杆（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述支撑连接杆（5）还可设置为长度可调型，包括外套杆（51）、内套杆（52）和插销孔（53），所述内套杆（52）的外径小于外套杆（51）内径，外套杆（51）、内套杆（52）上开有若干插销孔（53），通过插销将内套杆（52）按所需长度灵活固定于外套杆（51）中。3.根据权利要求2所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述对角连接杆（4）的对角杆件（7）可如支撑连接杆（5）的形式制作为长度可调式。4.根据权利要求1所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述球状刚节点（3）、上支座（1）和下支座（2）均采用铝合金类轻型材质制作，或与对角连接杆（4）、支撑连接杆（5）采用同种满足力学指标的材料制作，断面按兼顾最大受压与材料最省设置。5.根据权利要求1所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述球状刚节点（3）为四个平面构成，每个面由八根球状刚结点上杆件（8）组成，各根球状刚结点上杆件（8）之间呈45
°
夹角，一个球状刚节点（3）共有二十二根球状刚结点上杆件（8）组成一
个整体，形成球状刚节点单元，二十二根球状刚结点上杆件（8）的交叉点为实心，其余部份为空心。6.根据权利要求1所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述支承盘（121）、前支承盘（221）上均开有和法兰盘（6）对应的螺栓孔或铆栓孔，支承盘（121）、前支承盘（221）与法兰盘（6）之间的连接可以是螺接、铆接或销接。7.根据权利要求1所述的一种节能环保型球状刚节点脚手架结构，其特征在于，所述支撑座（15）为矩形，每边上开有不少于两个用于连接模板支撑梁或背梁的螺栓孔。8.一种节能环保型球状刚节点脚手架结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）依据混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土材料及结构断面尺寸、行业对施工荷载、模板与支架的计算规定和支架预压荷载要求，计算支架承受的最大荷载，按照最大荷载与最不利位置情况，初拟节能环保型球状刚节点脚手架的下支座（2）平面纵向、横向间距和球状刚结点（3）的高程间距，并按三角形稳定结构和对角连接杆（4）、支撑连接杆（5）模数配置支撑连接杆（5）、对角连接杆（4）组成节能环保型球状刚节点脚手架结构，对结构进行力学验算，保证结构各杆件的各项力学指标符合容许力学指标要求，如果不符合，调整下支座（2）平面纵向、横向间距或球型刚结点（3）的高程间距至满足要求，同时计算出上支座（1）、下支座（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵先光，姚永琼，唐怡峰，沈靖尧，吴永能，安风明，毕小丽，饶文俊，朱敏，陈艳，孙浩，冯君行，李荣盛，
申请(专利权)人：云南海德信建设有限公司，
类型：发明
国别省市：