張樂坤

(身份證號：320802198607122010)

超高層建筑施工腳手架連墻件風(fēng)載作用分析

張樂坤

(身份證號：320802198607122010)

連墻件作為腳手架的基本組成部分之一，它與支撐架體的安全性緊密相關(guān)，其設(shè)計方法直接關(guān)乎著腳手架的使用效果，然而，我國在連墻件方面的研究卻較少，針對其設(shè)置尚未給出具體的方法。本文將結(jié)合具體事例，著重分析連墻件的風(fēng)載作用。

超高層；施工腳手架；連墻件；風(fēng)載

前言：伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了突破性成績，建筑規(guī)模逐漸擴(kuò)大，樓層數(shù)量日益增加，涌現(xiàn)出了較多的超高層建筑，這對工程施工提出了更高的要求。腳手架是超高層建筑施工中必不可少的工具，而連墻件直接決定著腳手架的使用情況。因此，本文對于連墻件風(fēng)載作用的具體分析對于超高層建筑施工具有深遠(yuǎn)的影響。

一、腳手架概述

腳手架是一種臨時性結(jié)構(gòu)，不可或缺。近幾年，扣件式鋼管腳手架憑借便于裝卸、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)合理、穩(wěn)固性較高、可反復(fù)周轉(zhuǎn)等優(yōu)勢被大面積應(yīng)用在建筑施工中，它隸屬于懸挑架的范疇，該種腳手架的所有負(fù)載主要經(jīng)由懸挑結(jié)構(gòu)傳送至建筑結(jié)構(gòu)。伴隨著建筑物樓層數(shù)量的增加，腳手架工程事故日益增多，出現(xiàn)傾覆以及倒坍的可能性越來越大，而連墻件作為連接架體與結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件，它是規(guī)避架體傾覆以及倒坍的關(guān)鍵，它可有效抗衡水平負(fù)載，并可充當(dāng)中間約束，增強(qiáng)腳手架的負(fù)載能力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對于腳手架而言，連墻件屬于主要構(gòu)件，其設(shè)置與腳手架的使用效果密切相關(guān)，分析腳手架事故可知，連墻件設(shè)置不合理是引發(fā)這一事故的主要原因。現(xiàn)階段，我國在連墻件設(shè)置中尚未制定具體的方法，在腳手架的實際施工過程中，連墻件種類多樣，缺少標(biāo)準(zhǔn)性，同時還面臨施工程序較多、結(jié)構(gòu)繁瑣、所花費的時間較多等問題[1]。因此，急需研制出一種便于操作、結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)安全的連墻件，規(guī)范設(shè)置，充分考慮結(jié)構(gòu)的具體受力性能，并將其有效應(yīng)用到工程施工中。本文將結(jié)合工程實例，同時參照現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范計算分析連墻件風(fēng)負(fù)載作用，進(jìn)而為超高層建筑施工提供幫助，提高連墻件的設(shè)計水平。

二、工程實例

當(dāng)?shù)啬骋痪频旯こ?，其懸挑腳手架主要朝著建筑物外側(cè)明顯突起，呈現(xiàn)拋物線，架頂與建筑物相距3米，架中間位置與建筑物墻面相距6米，架底與挑梁連接出現(xiàn)斷裂，在測量環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)挑架整體朝著外側(cè)傾斜，在 2小時后再次測量發(fā)現(xiàn)與原來相距0.5米。在施工現(xiàn)場經(jīng)過認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)架體整體存在墜落的可能性。同時，架體下方存在高壓線，一旦墜落會毀壞高壓線，將會帶來嚴(yán)重的損失。

觀察腳手架可知，連墻件設(shè)置不合理，數(shù)量不充足，在建筑工程施工過程中，連墻件的設(shè)置直接關(guān)乎著腳手架的整體穩(wěn)定性，且相關(guān)技術(shù)規(guī)范中針對鋼管腳手架進(jìn)行了具體規(guī)定?，F(xiàn)階段，對于總建筑高度大于 100米的腳手架尚未給出具體的風(fēng)載取值以及設(shè)置規(guī)范，相關(guān)方法與設(shè)計相對較少。同時，位于型鋼支撐架上方的懸挑腳手架且高度超過20米的也未能給出具體規(guī)定。綜合來說，我國在腳手架施工方面的研究較少，特別是超高層建筑施工存在較大的盲目性，施工方法不合理，缺少科學(xué)的依據(jù)，或者雖然參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計算，但計算結(jié)果缺少合理性。

分析風(fēng)載力學(xué)可知，在超高層建筑施工中所使用的腳手架的負(fù)載作用十分繁瑣。伴隨著建筑高度的增加，風(fēng)負(fù)載也隨之顯著增加，風(fēng)振作用十分明顯。因現(xiàn)行的建筑負(fù)載規(guī)范中所規(guī)定的各項數(shù)據(jù)均是依據(jù)氣象臺與地面距離相距特定高度且在空曠地帶中測算出來的。在實際施工中，因風(fēng)面積的作用以及體型的差別，外加腳手架結(jié)構(gòu)內(nèi)部各點分別處在不同的高度，因此，一定要考慮因體型差異而變化的各個系數(shù)。

三、風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值分析

（一）風(fēng)載體型系數(shù)

在超高層建筑施工中，主要使用懸挑腳手架，幾乎不使用敞開式腳手架，密目力網(wǎng)架體比較常見，它可有效防護(hù)施工安全，同時，也使得架體受到較大的風(fēng)載作用，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范中給出了具體的風(fēng)載體型系數(shù)，對于擋風(fēng)系數(shù)因未給出詳細(xì)的計算方法，在實際施工中通常選擇0.8，然而，因在超高層建筑施工中，風(fēng)力對腳手架的影響較大，所以，應(yīng)重視安全網(wǎng)的影響，規(guī)避以往按照習(xí)慣選擇擋風(fēng)系數(shù)的作法，以免對架體以及連墻件產(chǎn)生不利影響[2]。

對于密目式安全網(wǎng)腳手架而言，在選取擋風(fēng)系數(shù)的過程中，網(wǎng)體擋風(fēng)面積的明確是主要內(nèi)容，在使用新型密目式安全力網(wǎng)之前，應(yīng)認(rèn)真檢查產(chǎn)品的基本指標(biāo)，主要包含規(guī)格、網(wǎng)目數(shù)量與重量等內(nèi)容。待確定每一項均合格后方可使用。

（二）風(fēng)振系數(shù)

風(fēng)振指代壓強(qiáng)，它具體是指風(fēng)速脈動過程中建筑結(jié)構(gòu)所受到的壓強(qiáng)。其中縱向風(fēng)振指代順著來流方向所表現(xiàn)的脈動風(fēng)振，這也被稱為順風(fēng)向風(fēng)振。眾所周知，大量頻率存在差異的脈動振動因子共同組成風(fēng)速，在短時間內(nèi)其振動并不規(guī)律可循，但伴隨著時間的延長，次數(shù)積累，可通過數(shù)學(xué)函數(shù)來表述這一規(guī)律。通常借助結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動來分析脈動風(fēng)速作用規(guī)律。

在超高層建筑施工中，因腳手架連接于建筑物并利用建筑物充當(dāng)基礎(chǔ)，在計算其風(fēng)振系數(shù)時，可依據(jù)處于此點的風(fēng)振系數(shù)進(jìn)行計算。

（三）風(fēng)壓變化系數(shù)

現(xiàn)行的風(fēng)負(fù)載與風(fēng)壓均是按照特定高度與風(fēng)速得到的，然而，在實際工程施工中，建筑物高度通常較高且各不相同，因此，對于處于不同高度的風(fēng)速應(yīng)參照地面摩擦層風(fēng)速在高度變化中所表現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行確定。

四、風(fēng)載作用分析

（一）立桿內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值計算

以超高層建筑物所處地區(qū)為例，合理計算風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，依據(jù)樓層高度科學(xué)選擇基本風(fēng)壓，也可依據(jù)兩步兩跨進(jìn)行計算，并嚴(yán)格參照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范計算出風(fēng)負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)值。

（二）連墻件內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值計算

經(jīng)由風(fēng)載作用的架體，其水平力從連墻件轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)中，應(yīng)確保連墻件與結(jié)構(gòu)緊密相連，進(jìn)而提高傳力的可靠性[3]。在水平風(fēng)載作用中，對于連墻件而言，主要承受軸向力，因風(fēng)向不固定，所以對連墻件的作用情況也各不相同，主要存在受拉、受壓這兩種情況，在受拉情形中僅需要計算強(qiáng)度；在受壓情形中，處計算強(qiáng)度外，還應(yīng)計算穩(wěn)定性，在連墻件負(fù)載能力計算環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)軸壓桿件，同時，還應(yīng)確保剛度充足。在實際施工過程中應(yīng)依據(jù)具體情況合理選擇連墻件，其設(shè)置方式應(yīng)參照風(fēng)負(fù)載進(jìn)行計算，相應(yīng)的水平風(fēng)載作用標(biāo)準(zhǔn)值也各不相同。

綜上所述，腳手架作為超高層建筑施工的重要組成部分，連墻件直接決定著腳手架的使用情況，因此，應(yīng)認(rèn)真計算風(fēng)載作用，確保計算結(jié)果合理、可靠[4]。在實際計算環(huán)節(jié)，選擇風(fēng)振系數(shù)時，不能簡單地將其選作1，應(yīng)在現(xiàn)行的風(fēng)載作用計算公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。在超高層建筑物中，連墻件屬于架體和結(jié)構(gòu)的有效銜接構(gòu)件，它是水平受力構(gòu)件，如若縫載作用較大，應(yīng)合理縮減步距，這有利于架體的整體穩(wěn)定性。對于雙排架式連墻件，在計算軸力設(shè)計值時應(yīng)參照軸壓構(gòu)件，并依據(jù)高度的實際分布進(jìn)行計算，對于位于不同位置的架體連墻件，在其設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)合理設(shè)定間距值。

結(jié)語：現(xiàn)階段，對于腳手架連墻件而言，尚未制定統(tǒng)一的設(shè)置方法，在以往的搭設(shè)過程中過度依賴工作經(jīng)驗，缺少對工程結(jié)構(gòu)受力性能的具體考慮，進(jìn)而涌現(xiàn)出了較多的質(zhì)量安全事故。因此，在超高層建筑施工中，應(yīng)結(jié)合實際風(fēng)載作用合理裝設(shè)連墻件，確保使用安全，進(jìn)而為社會打造更多的安全、優(yōu)質(zhì)的超高層建筑物。

[1]王朝暉,曹陽,段藝飛等.風(fēng)荷載及連墻件對扣件式雙排鋼管腳手架承載能力的影響研究[J].施工技術(shù),2014,43(20):118-121.

[2]張建忠,周健.大空間排架結(jié)構(gòu)腳手架在風(fēng)荷載作用下架體穩(wěn)定技術(shù)措施探討[J].江蘇建筑,2013,(6):18-19.

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