承插式盘扣外架在圆弧形结构的运用与分析

承插式盘扣外架在圆弧形结构的运用与分析【摘要】由于承插式盘扣架有众多优点，包括安全度高、方便性、灵活性、支撑性好、易于搭拆等等，越来越多的地方政府要求采用盘扣架进行工程中支撑架、防护架的搭设。但是当“方正规矩”的盘扣架遇上弧形结构，架体往往难以布置排列。此文从实际项目施工角度出发，以江苏常熟某商业项目中弧形外立面结构为研究对象，系统性阐述并解决承插式盘扣外架在圆弧结构中遇到的搭设问题。【关键词】承插式盘扣架；外架；圆弧结构；架体布置排列1前言随着社会发展，人们对建筑物的追求不仅仅停留在使用功能这一方面，越来越多地关注到建筑的形态美感。于是，越来越多“个性化”的建筑不断产生，弧形建筑占据其中相当一部分（在建筑设计中，许多弧形曲线也是由一段段不同直径的圆弧组合而成）。相反地，对于建筑施工来说，“规矩”、“保守”、“方正”、“便捷”、“统一”、“固定化”的施工体系才是安全的、可靠的，被建筑行业所需要的。所以，符合条件的承插式盘扣架作为防护外架，越来越受建筑行业所推崇。但是圆弧形结构与承插式盘扣架的似乎天然存在着一点矛盾。当圆弧形结构、盘扣架两者碰到一起的时候，如何将两者组合，将是本文所解决的重点。2圆弧外立面结构与双排盘扣外架的矛盾分析双排外架有内立杆、内侧大横杆、外立杆、外侧大横杆、小横杆等等。对于一般建筑，一根内侧大横杆与其对应的外侧大横杆是平行且长度相等的，如下图所示。而对于圆弧结构的双排外架，有以下两个问题存在：（1）大横杆与其前后大横杆之间不将是180度的关系，小横杆与相交的4根大横杆之间也不能都是90度的关系。（2）若是盘扣架能够绕圆弧结构连成一圈双排外架，那么内侧大横杆组成的内圈的周长一定是小于外侧大横杆组成的外圈周长。这就表明对于圆弧结构，不可能每根内侧大横杆都与其对应的外侧大横杆平行且相等长度（存在周长差），否则无法形成一个封闭完成的双排架体系。3、盘扣外架在圆弧结构中使用的解决思路3.1大横杆之间以及大小横杆之间角度问题的解决。首先盘扣式架体有一个约10度的转动量，使得在弧形部位，架体可以按照80度~110度进行搭设（即可搭设近似长方形的平行四边形），如下图示。3.2双排架内外周长差问题的解决思路圆形或弧形外立面，外架内周长和外架外周长始终有2π(R-r)的周长差（其中R-r=0.9m，2π(R-r)≈5.65m），根据外立面弧形（圆形）周长大小，每隔一段距离外架外横杆长于外架内横杆0.3m，以此闭合周长差。具体设置还需要注意以下几点:a、因为3.1中提到的角度问题，所以应该尽量选用1.8m外横杆与1.5m的内横杆搭配（确保转角10度以内）。b、需要消除的周长差为5.65m，一次组合（1.8m外横杆与1.5m的内横杆的组合）可以消除0.3m的周长差，一个圆弧形外立面结构，共需要设置5.65/0.3≈19次组合（以此类推，半圆外立面结构设置约9个，1/3圆外立面结构......）c、1.8m外横杆与1.5m的内横杆的组合应均匀间隔设置，圆弧的半径决定间隔数量。以半径18m的圆弧结构双排外架举例，外架离墙300mm，纵距主要为1.5m。外架内圆周长C=2πr≈113m，内横杆（1.5m长）个数约为113/1.5=75个，1.5m长外横杆的个数为75-19=56个，外圈每隔4个1.5m的大横杆设置一根1.8m的大横杆。4、具体施工方法施工前，应将盘扣架的立杆布置用cad在图纸中画出。再按照cad图中立杆位置与结构关系，在施工现场对外架立杆进行定位放点，建议套出立杆坐标，用RTK进行放点。由于外架距离建筑物结构外边线理论上应为固定值（例如300mm），所以在立杆布置时（cad作图布置），应先确定所有内立杆位置。由于小横杆是定值900mm，如果直接确定所有外立杆位置，内外立杆连线可能超过900mm。所以（在cad上）进行外立杆布置时，应先确定一个外立杆点（与对应内立杆连线长度900mm），下一个外立杆点位应由三个点做辅助线得出（三个点为内立杆点，前一个内立杆点，前一个内立杆点对应的外立杆点），以此类推，完成整个立杆布置。最终“投影”到实际场地中去实施效果该外架搭设方式在常熟市UWC+创新岛多个圆弧形外立面楼栋运用效果良好，证明该理论能够在工程中进行实际操作并完整实现，对圆弧形结构搭设盘扣式外架具有很强的指导性。该理论能够使得圆弧形结构外盘扣架的搭设难度大大降低。虽然搭设前的准备工作比较长，但是为其整体搭设明确了道路，降低了搭设过程中施工时间的浪费，且系统性的施工流程(包括前期准备工作)大大降低施工中的错误率。对节约工期以及减少返工具有很大的帮助。不足之处及总结文中的理论，对于半径较小的圆弧结构实用性不强，尤其是弧度半径小于15m的结构，因为偏转角度过大，基本不适用。相反，当圆弧结构弧度半径越大，1.5m的弦长与其对应的弧长越接近时，文中的外架布置及搭设方式越能更好的运用。对于半径较大的圆弧外架，甚至可以得出以下理论：圆弧半径为r的圆弧结构，其外架绕其一圈时（外架纵距主要为1.5m），每隔2πr/1.5/19=0.22r个横杆设置一个1.8m外横杆与1.5m的内横杆的组合（0.22r灵活取整），能够完成外架的布置。参考文献：[1]《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手