固螺栓拉力强度之探讨

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1、
固螺栓拉力強度之探討綠十字GREENCROSS三月/四月Mar/Apr2005○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○香港科技大學土木工程學系　張志成博士及施健慰先生竹棚架是一種為施工人員提供臨時通道或工作平台的結構。其應用範圍很套管擴展套管抵抗力螺絲帽廣，從施工、結構翻新及修補到拆除違規建築物等都會使用到。最近，一結構物種結合竹棚及金屬桁架（俗稱「狗臂架」

2、）的工作平台發生一連串意外，甚至F導致人命傷亡，引起了各界關注，更被各方面指為高度危險性結構。根據錐狀部份抵抗力墊圈最近的調查報告，大部分意外的造成都是在金屬桁架的錨固部分。金屬桁架是以膨脹螺栓（俗稱「爆炸螺絲」）錨固在結構物上，並把荷載從竹棚傳到圖1錨固螺栓嵌入結構物的解說圖結構物上。這類竹棚結構通常都用於高齡樓宇的維護及翻新方面，而這種樓宇結構大多都有老化的現象，所以錨固之強度就更需要關注。錨固之強不同結構物的影響度可以說是整個金屬桁架支撐之竹棚結構最關鍵的部分，而一些技術上的在舊式樓房的外牆結構上，

3、磚和疏失如使用不足夠數量的螺栓或不足夠的嵌入深度等等都會影響到錨固的○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○混凝土是兩種很常見的材料。在本研強度。這些疏失對此類竹棚結構的安全性構成一定的威脅，所以研究以及究中，我們設計了數個混凝土及磚牆增加一些相關技術層面的知識是很迫切的。職業安全健康局針對此類金屬板塊來測試膨脹螺栓錨固在這些板塊桁架支撐之竹棚結構的安全性及可靠性邀請香港科技大學作學術上的研

4、究後的拉力強度。其中混凝土板塊是根及探討。此文綜述在此研究項目下第一期及第二期針對錨固螺栓拉力強度據CP114(1967)[3]和LondonBuilding的一些重要結果。(Constructional)By-law(1956)[4]來設計，其抗壓強度在22到35MPa之間。緊，令錐狀部份因扭緊的壓力而向前而磚牆板塊則以佛蘭德式的建磚技術錨固螺栓的力學行為端拉出，套管的擴展部份則像殖入結來建造的，其水泥沙漿比為1:4（水泥:錨固螺栓種類繁多，在香港，金構物中一樣與之鎖緊。從這個原理出沙)。同時因為混凝土

5、及磚牆結構並非屬桁架支撐之竹棚結構通常都以扭力發，明顯地螺栓的材質跟結構物的強均勻結構，所以有必要測試螺栓錨固控制的膨脹螺栓來錨固的。圖1顯示膨度以及它們之間鎖緊的強度等都是決在不同位置下的拉力強度。圖2及圖3脹錨固螺栓嵌入結構物的受力及結構定螺栓錨固強度的主要因素。錨固強分別顯示在混凝土板塊及磚板塊上選圖。該螺栓擁有一個向外展開呈錐體度指的是螺栓在錨固後所能承受的定的4個錨固住置。拉力測試的結果則狀的尾端及一個可向外擴展的套管。力，當中包括了拉力和剪力強度。根列於表1中。該套管只略大於錐狀部份的最小直據

6、簡單的結構力學分析，這類金屬桁徑。在螺栓前端的一對螺絲帽及墊圈架在錨固後螺栓所要承受的拉力通常結果顯示膨脹螺栓錨固在混凝土則是用以完成錨固的。而實際的錨固是比剪力來得大。所以，本文會主要板塊及磚板塊中之拉力強度約分別為原理如下：以扭力在螺絲帽上把它扭考慮螺栓在錨固後的拉力強度。10kN及4kN。錨固在混凝土板塊中的錨固螺栓拉力強度之探討綠十字GREENCROSS三月/四月Mar/Apr2005強度約為錨固在磚板塊中的2.5倍。值○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○

7、○○○○○○○○低至0.8kN。在下一階段的試驗中，我○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○個。拉力強度是建基於螺栓擴展套得注意的是錨固在混凝土板塊中的拉力們將研究把磚牆嵌固於混凝土樑柱下之管嵌入混凝土材料中所產生的阻力強度變化遠小於錨固在磚板塊中的拉力錨固螺栓的拉力強度。及摩擦力。過大的鑽孔顯然會減弱強度變化。這顯示錨固螺栓在混凝土板螺栓和混凝土之間的嵌入阻力及摩塊中之拉力強度較具一致性。反之，在鑽孔尺寸的影響擦力。當鑽孔尺寸比擴展套管所能磚板塊中

8、之拉力強度則較為參差。須要開展的尺寸更大時，錨固螺栓擴展指出的是，如果將螺栓錨固在兩磚之間影響錨固螺栓拉力強度的因素套管將不足以擠進混凝土之內以承的水泥砂漿中，其拉力強度將明顯的降有很多，鑽孔尺寸是其中主要的一受任何的力。一份近期的報告指出很多金屬桁架支撐之竹棚結構的意外都是由於錨固時使用過大的鑽孔所致。事實上，當工人們認為鑽孔過大時，通常都會用一些尼龍條（本用以扎緊竹棚）、竹或木屑等塞進過大的孔內以令螺栓能緊鎖於結構物之內。