王學(xué)榮

【摘要】中國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出快速穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢，高層建筑逐漸增多而且呈規(guī)模化、復(fù)雜化發(fā)展。外爬式升降腳手架作為輔助性的施工工具，不僅使用方便，而且成本低。但是，在高層建筑施工中使用這種腳手架，有很高的技術(shù)要求，而且對(duì)于安全性能也有著較高的要求。因此這就需要對(duì)此類腳手架的安全性和經(jīng)濟(jì)性有一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)，對(duì)外爬式腳手架穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以使腳手架使用中安全事故的發(fā)生率有所降低。本論文針對(duì)高層建筑外爬式腳手架穩(wěn)定性展開研究。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；外爬式腳手架；穩(wěn)定性

高層建筑施工中，外爬式腳手架是臨時(shí)性結(jié)構(gòu)物，在建筑施工中起到了重要的支撐作用，給施工帶來了方便。特別是高空作業(yè)的時(shí)候，使用這種腳手架可以滿足特殊的施工需求。目前的高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，不僅跨距大，而且建筑結(jié)構(gòu)面積也大，使得施工的危險(xiǎn)系數(shù)增加。架設(shè)這種外爬式腳手架不僅方便施工，而且還可以在一定程度上保證施工安全。

1、安全互鎖式電動(dòng)腳手架的基本構(gòu)成

安全互鎖式電動(dòng)腳手架的基本構(gòu)成包括四個(gè)部分，即腳手架的框架體系、腳手架的承力結(jié)構(gòu)、腳手架的電氣控制系統(tǒng)以及腳手架的安全保險(xiǎn)裝置。

1.1腳手架的框架體系

腳手架的框架體系是用于建筑施工當(dāng)中的外圍防護(hù)作用，也可以在施工中作為平臺(tái)使用。腳手架的豎向主框架組合情況來看，槽鋼、鋼管與角鋼之間用m24絲桿穿墻絲穿墻螺栓聯(lián)接。腳手架的水平支撐框架是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)定型組合，用m24絲桿穿墻絲穿墻螺栓聯(lián)接。

1.2腳手架的承力結(jié)構(gòu)

從受力結(jié)構(gòu)上來看，所采用的是升降架懸空的方式發(fā)返回支撐作用，用于承重的滑輪和導(dǎo)輪不僅穩(wěn)定，而且具有很大的承載力。墊板的規(guī)格為80毫米×80毫米×5毫米，螺栓為m24絲桿穿墻絲穿墻螺栓，連接到主體結(jié)構(gòu)上。導(dǎo)軌槽中安裝有端頭雙導(dǎo)輪，可以實(shí)現(xiàn)縱向升降，不會(huì)產(chǎn)生傾覆的現(xiàn)象。

1.3腳手架的電氣控制體系

腳手架是自動(dòng)化運(yùn)行的，通過電動(dòng)葫蘆正向運(yùn)轉(zhuǎn)和反向運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，所有的這些都是在電纜電柜的控制下完成的。電動(dòng)葫蘆在架體吊點(diǎn)上懸掛，升降都是自動(dòng)隨著架體運(yùn)行的。施工的過程中，無須搬移電動(dòng)葫蘆，電氣控制系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

1.4腳手架的安全保險(xiǎn)裝置

從腳手架的安全保險(xiǎn)裝置設(shè)計(jì)情況來看，所采用的是雙防墜連鎖機(jī)構(gòu)，設(shè)置有三道導(dǎo)向梁，防墜器就安裝在最下面的導(dǎo)向梁上，兩者連接為一體，共同發(fā)揮作用?；喤c電動(dòng)葫蘆相互聯(lián)接，滑輪鑲套滾針軸承提升，使得提升滑輪與輪軸之間不會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力。安全保險(xiǎn)裝置中的掛繩棒用彈簧彈起，啟動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)，摩擦輪就會(huì)進(jìn)入到剎車區(qū)域中，就可以避免架體出現(xiàn)墜落的現(xiàn)象。

2、SAPZO00軟件的穩(wěn)定性分析

SAPZO00軟件的新功能是用于分析結(jié)構(gòu)的非線性時(shí)程反應(yīng)，還可以對(duì)材料所具備的特性進(jìn)行分析，諸如阻尼構(gòu)材、減震器以及Gap構(gòu)材等等，對(duì)于局部結(jié)構(gòu)的非線性予以分析。SA2P00O軟件不僅具有分析功能，還可以應(yīng)用于建模、編輯文本，還具備荷載功能、設(shè)計(jì)功能等等。

2.1 SA2P00O軟件所具備的建模功能

SA2P00O軟件是用于分析有限元結(jié)構(gòu)的軟件，一般的軟件程序無法實(shí)現(xiàn)的模型以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型都可以提供。從建模的界面來看，是非常簡單的圖形化界面，在模塊庫有也預(yù)設(shè)的模型，修改對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)就可以使用了，非常方便。SAZPO00建模中，要對(duì)材料的性質(zhì)定義，之后將對(duì)應(yīng)的幾何分布圖畫出來，將材料的屬性和荷載類型確定下來，將構(gòu)件的模型建立起來。SA2P00O軟件建模中，所包含的對(duì)象類型主要為4種：第一種為點(diǎn)對(duì)象；第二種為線對(duì)象、第三種為面對(duì)象、第四種為實(shí)體對(duì)象。

使用SAPZ000軟件建模，所需要遵循的原則是，建模對(duì)象的幾何特性要對(duì)應(yīng)于研究的實(shí)際構(gòu)件，采用這種方式可以將模型簡化，而且在進(jìn)行模型分析的時(shí)候會(huì)更容易一些。

SAPZ000軟件的圖形界面中上為建模提供了各種可以利用的工具，可以對(duì)基本的模型進(jìn)行修改，也可以根據(jù)自己的需要對(duì)模型進(jìn)行修正，以優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 SA2P00O軟件所具備的分析功能

SAPZ000軟件與其他的有限元分析軟件有所不同，其最大的特點(diǎn)就是在分析的過程中，可以將所有的分析方法都充分利用起來。其分析功能之強(qiáng)大，除了時(shí)程分析之外，包括動(dòng)力分析、模態(tài)分析、靜力分析、反應(yīng)譜分析以及靜力彈塑性分析等等都可以使用SA2P00O軟件完成。分析方法不同，卻可以在運(yùn)行程序的過程中同時(shí)進(jìn)行，而且所獲得的分析結(jié)果經(jīng)過綜合后傳輸出來。

3、外爬式腳手架主要承重部件進(jìn)行有限元分析

3.1外爬式腳手架的輪滑受力情況分析

外爬式腳手架的輪滑處于腳手架框架的下方，連接在導(dǎo)軌上，主要包括6個(gè)組成部分，即側(cè)板、銷軸、加強(qiáng)筋、滑輪、擋板和頂板。

當(dāng)外爬式腳手架處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，整體架體的荷載以及施工的荷載都是采用鋼絲繩穿過滑輪的方法承擔(dān)，這樣可以將荷載減輕。計(jì)算腳手架的承重部件，就可以明確滑輪部分要低于屈服應(yīng)力，在槽鋼肢尖位置為滑輪軸、底板連接到雙槽鋼的位置，這里會(huì)存在滑輪部分承重超過屈服應(yīng)力的現(xiàn)象。而存在這種現(xiàn)象的主要原因是這個(gè)位置的應(yīng)力比較集中。

外爬式腳手架的輪滑受力情況進(jìn)行優(yōu)化處理，可以采用兩種方法。

其一，給滑輪軸位置施加力，此為使用腳手架的時(shí)候的最大力，在具體的工作中，就會(huì)相應(yīng)地干山受力情況，通常不會(huì)超過最大的屈服應(yīng)力，這就意味著滑輪部分承重符合要求。在施工中還要對(duì)這個(gè)位置的變形情況進(jìn)行檢查，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

其二，肢尖處也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題。對(duì)于這個(gè)位置的受力情況進(jìn)行處理，就可以使用頂板厚度加厚的方法。如果用這種方法依然不奏效，還可以在肢尖處倒角處理，這樣就可以緩解應(yīng)力集中的問題。

3.2外爬式腳手架的承力梁受力情況分析

腳手架的支撐需要承力梁發(fā)揮作用。底板與主體結(jié)構(gòu)使用m24絲桿穿墻絲穿墻螺栓聯(lián)接，架體與鋼絲繩使用支撐板連接，導(dǎo)軌槽中安裝有端頭雙導(dǎo)輪，確保架體可以縱向升起和降落，這樣可以避免出現(xiàn)傾覆的問題。承力梁的應(yīng)力要低于屈服應(yīng)力，支撐板軸孔處的應(yīng)力要相對(duì)集中一些，會(huì)出現(xiàn)超過屈服應(yīng)力的問題。

外爬式腳手架的承力梁受力情況進(jìn)行優(yōu)化處理，可以采用的方法是，將底板的寬度增加，軸孔處的集中應(yīng)力問題就會(huì)有所緩解，會(huì)大大低于屈服應(yīng)力。

結(jié)語：

綜上所述，本文針對(duì)高層建筑外爬式腳手架的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，可以明確，要使得這種腳手架的作用得以充分發(fā)揮，就要嚴(yán)格按照要求使用規(guī)范，還要根據(jù)工程施工實(shí)際需要做好腳手架的架體穩(wěn)定性分析工作，對(duì)腳手架不斷完善，以切實(shí)地發(fā)揮其安全性作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張劼，葉中豹，費(fèi)家倉，等.扣件式滿堂腳手架穩(wěn)定性非線性分析[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（01）：87-88.