施工架壁連座使用膨脹螺栓之安全性探討

 

目前結構體施工,普遍已改採符合國家標準CNS4750施工架,而且由於在施工架每個構件上,都有打上CNS的記號及認證號碼,辨識上相當的方便。但是在使用上爭議較多的常是固定施工架的繫牆牽條。符合CNS標準的繫牆牽條,在CNS的名稱則稱之為壁連座。由於繫牆牽條或壁連座,在施工架使用的過程中,用來傳遞垂直施工架的水平力量,如風力、震動等至結構體,是保持施工架穩定不至於倒塌的主要構件,因此其施作的好壞,影響施工架安全甚為巨大。

根據CNS標準[1],壁連座試驗的抗拉壓強度,平均需9,807牛頓(1,000kg)、最小值在8,826牛頓(900kg)以上。壁連座安裝時,與施工架角度,並非剛好90度,考量分力造成的效應,以及施工上的誤差等情形,所以建議施工架分析時,單一壁連座設計承受之水平力,不宜超過500kg。

一般在模板拆除清理完成後,將原本固定施工架的鋼筋切除,更換成符合標準之壁連座。所以壁連座的固定方式與預留鋼筋的方式不同,都採用後鑽孔的方式固定。固定的方法很多,多使用膨脹螺栓(照片1),也有少數使用化錨的。不論使用何種方式,都必須注意錨定強度是否足夠的問題。

以膨脹螺栓而言,極限抗拉力於靜態載重下,需考慮4~5倍的安全係數,而動態載重的話,安全係數為8~10倍[2][3]。如果以短期構造物僅考慮安全係數為4、而設計使用強度不超過500kg的話,膨脹螺栓極限抗拉強度至少應為2,000kg以上。因此按照廠商型錄[2],不論是內牙或內迫式膨脹螺栓,若混凝土強度為3,000psi時,至少應採用4分(1/2英吋)或以上牙徑的膨脹螺栓。

如果是既有結構物的施工架搭設時,更要考慮埋設時,原有混凝土強度及粉刷層的厚度。甚至有補強工程,打除粉刷層後,整個膨脹螺栓外露情形,不得不盡快植筋,作為替代措施的(照片2)。建議若無法確認混凝土強度時,可以加大膨脹螺栓直徑,以確保其安全性。

參考文獻

1.CNS4750「鋼管施工架」,民國103年6月10日。

2.新生五金股份有限公司「中文目錄」,111年1月12日。

3.中華民國結構工程學會,「鋼結構設計手冊—容許應力法」,民國86年8月8日。

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照片1 一般常見的壁連座

 

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照片2 粉刷層打除後壁連座之膨脹螺栓外露

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