導語：整體附著式爬架優化設計與應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對整體附著式爬架，利用TeklaStructures軟件進行構件建模，并以具體工程為依托模擬布架與設計優化，通過總價對比分析法對優化設計前后進行經濟對比分析，達到經濟效益的最優。

關鍵詞：爬架;TeklaStructures;設計優化

整體附著式爬架具有成本低，使用方便，適應性強等特點，當建筑物的高度大于80m時，其經濟效益明顯優于其它型式的腳手架，是超高層建筑腳手架的主要型式，因而近年來在高層和超高層建筑施工中的應用發展迅速[1]。然而尚處于發展和完善之中的整體附著式爬架，在設計和使用安全性以及部件標準化、模數化方面，還存在著諸多不容忽視和急需解決的問題[2]。TeklaStructures是一款多模塊集成化的鋼結構深化設計軟件，自帶的諸多功能能夠滿足從初步設計一深化設計一施工管理等一系列要求。其不僅能有效地控制整個結構設計的流程，而且用戶可通過創建鋼結構和混凝土結構的三維模型生成制造和架設階段使用的輸出數據[3]。

1TeklaStructures爬架構件建模

整體附著式爬架一般由架體結構（含豎向導軌、標準框、腳手板、立網框等）、附著支撐結構、提升設備、防傾、防墜裝置和控制系統等組成。通常爬架設計資料都是平面的，在進行爬架深化設計過程中，若是不能解決此類問題，不僅對爬架構件的制作與安裝帶來很大麻煩，而且因未能標準化、模數化設計帶來構件的不能重復利用，造成很大的間接經濟損失。運用TeklaStructures軟件創建所有爬架構件的三維模型，并將其定義為零件儲存，以備后續組裝爬架時調用。這樣可將二維的藍圖設計資料在三維模型中進行表達，不僅能準確反映藍圖中已包含的全部信息，還能及時發現存在的信息缺失等問題[4]。1.1架體結構。架體結構由豎向導軌、標準框、腳手板、立網框等組成。豎向主框架由兩根6.3#槽鋼背靠背焊成的導軌和40×60方管焊接成的框架加工而成，在導軌的背面焊有防墜條。其分上、中、下三節，通過4套M14螺栓固定連接，并按架體1.8m設計步高，寬度為0.8m，每步內側斜桿使用40×40×3方管，長度為1.570米，總高度小于5倍樓層高。標準框是由40×40×3.0mm方管、6.3#槽鋼和40×40×5角鋼焊接成整體的單片式框架。也分上、中、下三節，通過4套M14螺栓固定連接，按平臺步高1.8m設計步高，立桿間距最大2m,寬度為0.8m，并與豎向主框架外排高度一致。鋼腳手板使用2.0mm沖壓鋼板制作，底部采用同規格的沖壓鋼板焊接縱向及橫向的龍骨，用來增加鋼腳手板的整體剛度。翻板選用2.0mm沖壓鋼板焊接，底部用同規格的沖壓鋼板焊接縱向及橫向的龍骨，增加翻板的整體剛度立網框由0.6mm厚的鍍鋅板、20×20×2.0mm方管、80×25×2mm不等邊角鋼組成的龍骨和斜拉桿焊接而成。分上、下立網框，安裝時與標準框、豎向導軌用螺栓進行連接，立網框相互之間使用合頁進行連接。1.2附著支撐結構。附著支撐結構所用材料使用國標型槽鋼焊接制成，是整個架體的受力點。附墻支座螺栓孔分布于支座底部上下部，外側使用墊塊開橫向孔直接焊接與支座底部，內側墊板使用100×100×10鋼板加工而成，內側受拉螺栓螺母加墊彈簧墊圈。1.3提升設備。提升設備由上牽引件、下牽引件、提升支座、懸掛架、吊桿、電動葫蘆組成。上牽引件是由40×3的方管和100×50×3的矩形管焊接而成，主要作用為懸掛電動葫蘆，它與豎向導軌使用三套M16×110的高強螺栓進行固定連接。下懸掛件由40×3的方管和8mm厚牽引板組合而成，主要作用為傳遞電動葫蘆產生的力，是平臺做勻速升降運動，它與豎向導軌使用五套M14×110的高強螺栓進行固定連接。1.4防傾、防墜裝置。防傾導向架由80×80×10mm角鋼、6mm厚鋼板和直徑50mm的導輪組裝而成。主要防止組合式施工防護升降平臺內外傾翻。導向架與附墻支座通過兩套M20×50的六角頭標準件固定連接，共設置三組防傾導向裝置，導向架上的導輪與豎向導軌上的導軌形成導輪導軌裝置，在提升過程中，保證平臺垂直滑移并起到防傾作用。1.5控制系統。采用同步荷載控制系統，包括荷載傳感器、分控箱、主控柜、遙控器和智能控制電腦。

2TeklaStructures爬架應用組裝與設計優化

本文以某工程3#住宅樓項目為工程實例，介紹運用TeklaStructures在爬架深化設計中的應用。該工程位于江蘇省無錫市新吳區，為地下一層地上二十七層的住宅樓建筑，建筑面積11765m2,建筑高度78.45m，樁基筏板基礎，剪力墻結構體系。2.1爬架初步設計。該工程標準層周長133.3m，面積472.5m2,爬架初步設計共布置33個機位，腳手板共140塊，規格有450,600,650,800,1200,1500,2000等7種（圖1）。2.2爬架組裝。本工程外防護設備擬從4層開始使用整體附著式升降爬架，4層以下用鋼管搭設，鋼管搭設高度≥13.50米，具體機位布置見機位布置圖。本工程爬架全高14.4m，擬分三次吊裝，吊裝高度分別為下節5.34米、中節5.4米、上節3.89米,安裝操作平臺時根據現場情況加固，3道附墻支座根據現場條件進行安裝，待土建施工到6層后附墻支座安裝結束，為操作平臺提供可靠的結構附著點。利用創建好的爬架構件在TeklaStructures進行各部位的組裝，組裝后的局部示意圖如圖2。2.3碰撞檢測。通常碰撞問題可分為兩種：一是實體構件之間的碰撞，為硬碰撞；二是構件之間距離不滿足相關安裝要求，為間隙碰撞[5]。TeklaStructures軟件自帶有碰撞檢查功能，可以在優化過程中對部分模型或整體模型進行碰撞檢測，并及時對構件的碰撞進行檢查與修改，避免因施工時發現問題造成費用和工期的增加。2.4爬架優化設計。通過若干次調整優化后，優化后的爬架最終設計共布置31個機位，腳手板共100塊，規格有600,800,1000,1150,1500,1550,1600,1750,1800,2000等10種。盡管優化后腳手板規格多出了3種，但標準規格卻由2種增加到3種，且腳手板塊數由140塊減少到100塊，另外優化后機位少布置了2個。因此，優化后無論是從生產、運輸、安裝和材料使用上均產生了明顯的經濟效益。初步估算，優化設計后可直接或間接節約成本約10%左右。

3結論

3.1在設計階段，利用TeklaStructures軟件自帶的碰撞檢測功能，對爬架各部件之間以及組裝后的爬架整體與結構之間進行全面碰撞檢查，及時發現問題并迅速糾正，避免施工時才發現問題引起工期延誤以及成本的增加。運用軟件同步生成材料清單。與傳統設計相比，既可大幅縮減工期，也減少了不必要的成本支出。3.2運用TeklaStructures進行三維建摸設計，促進對爬架整體構架和軟件功能的初步了解。當模型發生變動時，即可對相應圖紙、清單等重新出圖，避免因模型改動出現相互關聯改動的遺漏與缺失，造成不必要的工期延誤。3.3利用Tekla軟件可以將爬架構件信息輸出為用于加工的數控文件，從而實現工廠標準化和自動化生產。通過將Tekla軟件引入爬架深化設計中，在初步設計→深化設計→出圖→管理等方面取得了顯著的成效，也取得了更好的經濟效益。

參考文獻

[1]吉北.高層建筑工具式外腳手架施工技術及發展趨勢[J].建筑安全,2000(8)36-41.

[2]金萬成.高層建筑升降腳手架系統兩類事故的分析與對策[J].建筑技術,2000(8)540-541.

[3]馬山玉.鋼結構深化設計軟件TeklaStructures應用綜述[J].山西建筑,2010,36(6).56-57.

[4]曾國華,史金棟,臺啟民.地下綜合管廊與地鐵車站同期建設方案優化研究[J].市政技術,2017,35(3):72-76.

[5]張磊,周東明.TeklaStructures軟件在鋼結構工程中的應用[J].鋼結構,2015,30(11).98-100.

作者:陳旭元 徐衛星 趙正炳 單位:江蘇工程職業技術學院建筑工程學院