文/王學(xué)榮 青建集團(tuán)股份公司 山東青島 266000

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(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)程中，無(wú)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(lái)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(wú)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(lái)看，是非常簡(jiǎn)單的圖形化界面，在模塊庫(kù)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(huà)出來(lái)，將材料的屬性和荷載類型確定下來(lái)，將構(gòu)件的模型建立起來(lái)。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(jiǎn)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(guò)程中，可以將所有的分析方法都充分利用起來(lái)。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(guò)程中同時(shí)進(jìn)行，而且所獲得的分析結(jié)果經(jīng)過(guò)綜合后傳輸出來(lái)。

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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題及時(shí)處理。

其二，肢尖處也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)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(wèn)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(wèn)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(guò)屈服應(yīng)力的問(wèn)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(wèn)題就會(huì)有所緩解，會(huì)大大低于屈服應(yīng)力。

結(jié)語(yǔ)：

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(cāng)，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.