導(dǎo)語：整體附著式爬架優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)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(gòu)件建模，并以具體工程為依托模擬布架與設(shè)計優(yōu)化，通過總價對比分析法對優(yōu)化設(shè)計前后進行經(jīng)濟對比分析，達到經(jīng)濟效益的最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：爬架;TeklaStructures;設(shè)計優(yōu)化

整體附著式爬架具有成本低，使用方便，適應(yīng)性強等特點，當建筑物的高度大于80m時，其經(jīng)濟效益明顯優(yōu)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(yīng)用發(fā)展迅速[1]。然而尚處于發(fā)展和完善之中的整體附著式爬架，在設(shè)計和使用安全性以及部件標準化、模數(shù)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(jié)構(gòu)深化設(shè)計軟件，自帶的諸多功能能夠滿足從初步設(shè)計一深化設(shè)計一施工管理等一系列要求。其不僅能有效地控制整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的流程，而且用戶可通過創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的三維模型生成制造和架設(shè)階段使用的輸出數(shù)據(jù)[3]。

1TeklaStructures爬架構(gòu)件建模

整體附著式爬架一般由架體結(jié)構(gòu)（含豎向?qū)к墶藴士?、腳手板、立網(wǎng)框等）、附著支撐結(jié)構(gòu)、提升設(shè)備、防傾、防墜裝置和控制系統(tǒng)等組成。通常爬架設(shè)計資料都是平面的，在進行爬架深化設(shè)計過程中，若是不能解決此類問題，不僅對爬架構(gòu)件的制作與安裝帶來很大麻煩，而且因未能標準化、模數(shù)化設(shè)計帶來構(gòu)件的不能重復(fù)利用，造成很大的間接經(jīng)濟損失。運用TeklaStructures軟件創(chuàng)建所有爬架構(gòu)件的三維模型，并將其定義為零件儲存，以備后續(xù)組裝爬架時調(diào)用。這樣可將二維的藍圖設(shè)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(fā)現(xiàn)存在的信息缺失等問題[4]。1.1架體結(jié)構(gòu)。架體結(jié)構(gòu)由豎向?qū)к?、標準框、腳手板、立網(wǎng)框等組成。豎向主框架由兩根6.3#槽鋼背靠背焊成的導(dǎo)軌和40×60方管焊接成的框架加工而成，在導(dǎo)軌的背面焊有防墜條。其分上、中、下三節(jié)，通過4套M14螺栓固定連接，并按架體1.8m設(shè)計步高，寬度為0.8m，每步內(nèi)側(cè)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(jié)，通過4套M14螺栓固定連接，按平臺步高1.8m設(shè)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(guī)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(guī)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(wǎng)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(wǎng)框，安裝時與標準框、豎向?qū)к売寐菟ㄟM行連接，立網(wǎng)框相互之間使用合頁進行連接。1.2附著支撐結(jié)構(gòu)。附著支撐結(jié)構(gòu)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(cè)使用墊塊開橫向孔直接焊接與支座底部，內(nèi)側(cè)墊板使用100×100×10鋼板加工而成，內(nèi)側(cè)受拉螺栓螺母加墊彈簧墊圈。1.3提升設(shè)備。提升設(shè)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?qū)к壥褂萌譓16×110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(chǎn)生的力，是平臺做勻速升降運動，它與豎向?qū)к壥褂梦逄譓14×110的高強螺栓進行固定連接。1.4防傾、防墜裝置。防傾導(dǎo)向架由80×80×10mm角鋼、6mm厚鋼板和直徑50mm的導(dǎo)輪組裝而成。主要防止組合式施工防護升降平臺內(nèi)外傾翻。導(dǎo)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(shè)置三組防傾導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向架上的導(dǎo)輪與豎向?qū)к壣系膶?dǎo)軌形成導(dǎo)輪導(dǎo)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(tǒng)。采用同步荷載控制系統(tǒng)，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(yīng)用組裝與設(shè)計優(yōu)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(shè)計中的應(yīng)用。該工程位于江蘇省無錫市新吳區(qū)，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(chǔ)，剪力墻結(jié)構(gòu)體系。2.1爬架初步設(shè)計。該工程標準層周長133.3m，面積472.5m2,爬架初步設(shè)計共布置33個機位，腳手板共140塊，規(guī)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(shè)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(shè)，鋼管搭設(shè)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(jié)5.34米、中節(jié)5.4米、上節(jié)3.89米,安裝操作平臺時根據(jù)現(xiàn)場情況加固，3道附墻支座根據(jù)現(xiàn)場條件進行安裝，待土建施工到6層后附墻支座安裝結(jié)束，為操作平臺提供可靠的結(jié)構(gòu)附著點。利用創(chuàng)建好的爬架構(gòu)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(gòu)件之間的碰撞，為硬碰撞；二是構(gòu)件之間距離不滿足相關(guān)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(yōu)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(gòu)件的碰撞進行檢查與修改，避免因施工時發(fā)現(xiàn)問題造成費用和工期的增加。2.4爬架優(yōu)化設(shè)計。通過若干次調(diào)整優(yōu)化后，優(yōu)化后的爬架最終設(shè)計共布置31個機位，腳手板共100塊，規(guī)格有600,800,1000,1150,1500,1550,1600,1750,1800,2000等10種。盡管優(yōu)化后腳手板規(guī)格多出了3種，但標準規(guī)格卻由2種增加到3種，且腳手板塊數(shù)由140塊減少到100塊，另外優(yōu)化后機位少布置了2個。因此，優(yōu)化后無論是從生產(chǎn)、運輸、安裝和材料使用上均產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。初步估算，優(yōu)化設(shè)計后可直接或間接節(jié)約成本約10%左右。

3結(jié)論

3.1在設(shè)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(jié)構(gòu)之間進行全面碰撞檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題并迅速糾正，避免施工時才發(fā)現(xiàn)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(tǒng)設(shè)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(shè)計，促進對爬架整體構(gòu)架和軟件功能的初步了解。當模型發(fā)生變動時，即可對相應(yīng)圖紙、清單等重新出圖，避免因模型改動出現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)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(gòu)件信息輸出為用于加工的數(shù)控文件，從而實現(xiàn)工廠標準化和自動化生產(chǎn)。通過將Tekla軟件引入爬架深化設(shè)計中，在初步設(shè)計→深化設(shè)計→出圖→管理等方面取得了顯著的成效，也取得了更好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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作者:陳旭元 徐衛(wèi)星 趙正炳 單位:江蘇工程職業(yè)技術(shù)學院建筑工程學院