我国是 建筑业大国,尤其近几年我国建筑规模在不断增大。从古代亭台楼阁到如今的高楼大厦,施工工具式脚手架无时不在。伴随着建筑业的发展,施工工具式脚手架也在不断更新完善,以适应施工中较高的技术要求。本文简要介绍了施工工具式脚手架的定义及发展历程,提出了脚手架的发展趋势。
一、工具式脚手架定义
施工工具式脚手架是 临时架设在建造中的建筑物或结构物周园,是 为方便施工人员的结构施工或外墙装饰作业以及作为在操作时堆放建筑材料的辅助施工设施,或在混凝土浇注过程中为固定模板而架设的临时支撑系统。脚手架主要受竖向荷载作用,对于超高层建筑而言,水平风荷载亦起主要作用。
二、工具式脚手架发展
脚手架的发展基本可以分为四个阶段,第 一个阶段主要以木竹脚手架为主,它是 依靠木棍或竹竿搭接起来的,随着建筑业和铸造业发展;第 一阶段出现了钢管扣件,后期衍生出来钢管扣件搭接起来,随主体的升高不断的搭高;第 二阶段以挑架或挂架为主,此类架体也是 由 建筑扣件搭接而成,但不同之处在于搭设高度不同;第 四阶段以附着式升降脚手架为主,它依附于主体,靠自身升降系统进行提升或下降。下面对外用工具式脚手架的不同发展阶段和不同阶段产品特点做简要总结。
1、第 一阶段:木竹结构脚手架
在以往建筑施工时,根据建筑施工的要求,最 甲出现了由木棍或竹竿绑接的施工工具脚手架。这类脚手架所需材料为木杆或竹竿,取材广泛,结构上由内外排立杆及横杆组成,为了结构稳定性,适当添加剪刀撑,搭接尺寸依据现场情况而定,一般立杆间跟不超眨m,宽度一般不超0.8m。此类脚手架在我国乃至世界都是 几千年的历史,其特点在于取材方便,能够依据主体结构进行自由搭接,但是 其本身也存在较大缺陷,例如此类脚手架需从建筑物底层逐层搭设,用材量很大,转运成本也较高,搭设所需工时较大,且砍伐树木及竹子在一定程度上破坏生态环境,此外由于其材料本身原因,不具备防火条件,当搭设高度较大时稳定性无法保证,安全系数较低。
2、第 二阶段:钢管扣件式脚手架
上个世纪四五十年代,随着建筑工业的不断发展,加之钢铁铸造水平的提高,行业提出以钢代木的方针,促使一种新的脚手架的诞生和发展,那便是 钢管扣件脚手架。 国标扣件是 一种通过铸造或锻打的钢管连接构件,一般配合钢管一起使用,分为直角 扣件、旋转扣件和对接扣件二种。后期衍生出钢板冲压扣件、轮扣、碗扣等多种形式,但是 外部施工脚手架搭设仍以普通扣件为主。
钢管扣件式工具脚手架一般有内立杆、外立杆、横杆和剪刀撑组成,一般立杆及长横杆为直径48mm、长6m的钢管,立杆搭设间跟不大于1.5m,每步步跟不大于1.8m,剪刀撑角 度一般在45°至60°之间。钢管扣件式脚手架相比木竹结构脚手架有了较大进步,不仅在材米斗上节能环保,在架体的安全性和承载力都有了很大提高,此外,此类脚手架可完成一些复杂结构施工的要求,搭设更加便捷。不足之处在于每层需要人工搭设,成本较高;由于其自贡原因,搭设高度不易过高,无法满足超高层的建筑结构施工,且外园防护一般为塑料网,防火性能不佳。
3、第 三阶段:挑架和挂架
伴随着-发展,高层或超高层建筑不断出现,原有的钢管扣件式脚手架由于其本身特点原因,无法满足施工要求,于是 在原有基础之上出现了一种衍生产品,那就是 挑架和挂架。所谓挑架(挂架)是 指架体搭设在固定在建筑主体的悬挑钢梁(外挂架)之上的钢管扣件脚手架,一般高度不大于20m。
此类脚手架是 在钢管扣件落地架的基础上衍生的。除具备原有钢管扣件脚手架特点外,主要优点就是 能够一栋主体多层搭设,满足高层和超高层施工要求。但由于其结构原因,对于悬挑梁(外挂架)有严格要求。此外,由于高空多层搭设,所以存在的安全隐患也较多,例如对于挑梁或挂架的固定和安装,预埋件的稳定性可靠性等提出了新的要求。在钢材用量上没有减少,搭设成本也较高。
4、第 四阶段:附着式升降脚手架
附着式升降脚手架,顾名思义即附着于主体之上,能够依靠自身提升系统和导向系统进行自由升降的工具式脚手架。附着式升降脚手架一般由水平支承衍架、竖向主框架和架体构架二大部分,其中还包括卸荷、荷载自控和防坠落等结构部件。如图5所示。根据JGJ202-2010《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》要求,搭设高度不大于5倍楼层高,最 大支承跨度不大于7m,架体宽度不大于1.2m,全高和跨度乘积不大于110㎡。
附着式升降脚手架是 一种新型的建筑施工工具,是 我国施工人员发明的具有独 立知识 产权的高层建筑施工工具。20世纪80年代中期,针对高层建筑,广西一建研制了“整体提升脚手架”,上海和汀苏地区推出了“套管”。这类脚手架仅需搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,结构施工时可随结构施工逐层爬升,装修作业时一丙逐层下降。如年代初,高层、超高层建筑急速增加,这一技术也迅速发展,其结构形式和种类越来越多,出现了全钢架、铝合金架等新产品。同传统的落地式脚手架相比,其可依据不同结构制定不同施工搭设方案,具有总体成本低、使用方便、适用性较强、安全可靠、防火等特点,在我国乃至世界建筑业得到广泛应用。
但此类脚手架加工成本较高,企业前期投入较大,对于现场的技术人员素质要求也较高,施工过程很难按照标准严格执行,因此,也存在着一定的安全隐患。在施工使用过程中应该加强管理,做好日常维护保养,确保其安全性。
三、展望
随着我国超高层综合体建筑的不断增加,对于施工工其式脚手架提出了新的要求,在功能上要求其更加完善,在成本上要求更加低廉,目前在原有满足正常施工的基础上,出现了自动升降爬升模板和空中加工平台等大型工具式施工工具。相信在不久将来,我国建筑施工工具脚手架必将有新的突破,创造出更加完 美的产品,以适应决速发展的建筑大潮。
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