TEKLA環境下整體附著式爬架優化設計與應用

李正陽

摘要：近年來，我國的工程建設有了很大進展，工程施工也越來越多。本文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

引言

爬架施工屬于一級危險施工，半鋼爬架在傳統爬架的基礎上采用特制鏈接件，將鋼網片連接于外側豎向或者橫向的大橫桿上，替換原來安全網。Tekla Structures 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。

1裝配式建筑發展趨勢及外圍護體系現狀

發展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措，有利于節約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產效率和質量安全水平，有利于促進建筑業與信息化工業化深度融合、培育新產業新動能、推動化解過剩產能。裝配式建筑適應性強，生產工藝簡單，施工簡便，造價較低，還可利用地方材料和工業廢料，此外還具有建造速度快，受氣候條件制約小，節約勞動力并可提高建筑質量的特點。傳統爬架通常設置有多層，以適應建筑外墻的大面積作業，但裝配式建筑外墻的外圍件基本已施工好，需要進行作業的工序較小，目前市場上存在附著式升降腳手架，根據使用材料的不同分為傳統附著式升降腳手架、半集成附著式升降腳手架、全鋼集成式附著升降腳手架，因此，使用當前市場上的爬架進行裝配式建筑外墻的作業時無法滿足裝配式建筑結構的施工要求，往往會造成資源浪費，增加施工成本和施工難度，而現在一些可用于裝配式建筑的爬架使用的是懸挑臺式爬架，需要使用塔吊提升，費時費力，施工成本高且施工效率低，因此，實有必要提供一種適用于裝配式建筑的專用爬架技術。

2架體布置原則

（1）架體任意兩點間布置距離滿足以下要求：直線布置的架體支承跨度不應大于架體支承跨度不應大于7m;折線或曲線布置的架體支承跨度不應大于不應大于5.4m（指兩榀相鄰主框架沿架體外排水平投影距離）;架體分組端部水平懸挑長度不得大于架體分組端部水平懸挑長度不得大于1/2水平支承跨度水平支承跨度和2m，架體全高與支承跨度的乘積不應大于架體全高與支承跨度的乘積不應大于110㎡;（2）架體外皮宜盡量布置成大平面，避免出現多處拐角，以方便剪刀撐搭設，增強架體整體性。（3）按照塔吊布設位置及塔吊附臂水平及垂直位置，若附臂安裝時穿過架體內部，則主框架布點需錯開附臂位置。（4）如裝修使用本架體，則需考慮施工電梯位置的留設，電梯位置處架體在裝修階段拆除后，兩側端部懸挑需滿足要求。

3TEKLA應用現狀

Tekla軟件作為我國最早引入的BIM技術軟件之一，其在實際工程中的應用還是比較成熟，很多大型公共建筑都采用tekla軟件進行深化設計。表。。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。

4TeklaStructures爬架構件建模

（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。（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。（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。（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。

5適用于裝配式建筑施工的新式爬架技術應用

裝配式結構施工中外墻板安裝采用預留錨固用于裝配式建筑的爬架，其特征在于，包括爬升導軌、固定在爬升導軌上的施工架體、用于爬升導軌附著在建筑墻面上的附墻裝置以及用于驅動爬升導軌上下移動的驅動裝置，其中，施工架體包括一層或兩層施工平臺，兩層施工平臺之間的距離與裝配式建筑的層高相匹配，爬架的高度在7.6～7.8m，爬架材料逐漸向環保節能材料方向發展，采用高強度的鋁合金制作爬架，不僅具有強度高、重量輕、可回收、殘值高的特點。用于裝配式建筑施工的爬架，其施工架體還包括連接上下兩層施工平臺的立桿，左右相鄰的立桿之間通過水平桁架相連。

結語

綜上所述，目前BIM技術在工程結構上的應用，大都集中在對工程混凝土結構的應用，而在工程鋼構上的應用研究不多，事實上工程鋼構比裝配式混凝土結構更具優勢，基于BIM技術理念的Tekla Structures軟件與實際裝配式鋼構工程相結合，在實際鋼構工程深化設計上還是有很大優勢，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。

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（作者單位：泰安高新區建設局）