关于整体式建筑外架的研究

林其涛 邵光可

摘要：随着高层建筑的日益增多，对于施工时建筑外架的要求也越来越高，现有的建筑外架大多数都是单独放置的，当需要使用外架进行施工的时候，使用者通过人工将外架搬运至施工地点，由于外架体积比较大，不方便使用者的搬运，而且由于建筑物比较大，一个外架不便于进行操作，需要多个外架进行组装施工，由于多个外架之间没有固定，对于多个外架的拆装十分的麻烦，需耗费大量的人力物力。本文对此进行了比较深入的研究，致力于设计一种实用性强的建筑外架，以应对逐渐增多的建筑需求。

关键词：建筑外架；拆卸

1引言

1.1研究背景

随着社会经济的突飞猛进，建筑行业高速发展，建筑也越来越多，在建筑施工中，为方便工程施工，需要在建筑的墙体外部搭设建筑外架。

建筑外架统指在建筑物外围所搭设的脚手架，是为建筑施工而搭设的上料、堆料与施工作业用的临时结构架，外脚手架使用广泛，各种落地式外脚手架、挂式脚手架、挑式脚手架、吊式脚手架等，一般均在建筑物外围搭设，外脚手架多用于外墙砌筑、外立面装修以及钢筋混凝土工程。

现有的建筑外架大多数都是单独放置的，由于外架体积比较大，不方便使用者的搬运，而且由于建筑物比较大，会同时需要多个外架进行组装施工。

1.2研究内容及目的

对于现有的建筑外架通常是单独个体，通过相互组装完成较大面积的使用，但是现今所使用的外架中，大多是多个外架之间没有固定的，所以在施工时就需要耗费大量的人力物力对多个外架进行拆装，工作内容比较枯燥繁琐，很可能会影响施工时的安全，所以设计一种便于拆卸同时也非常牢固的建筑外架则成为本文的主要研究方向。

2.相关技术内容

针对当前的建筑外架所出现的问题，本文设计了一种便于拆卸的整体式建筑外架，该建筑外架包括多个结构相同的外架单元，每个外架单元会包括底座和两个支架。

两个支架竖直设置且分别固定在底座上端的两侧，其中一个支架的外侧面自上而下设有多个第一滑动槽，每个第一滑动槽内分别设有结构相同的连接结构，另一个支架的外侧设有多个固定块，这些固定块与第一滑动槽在竖直方向的高度一一对应。

外架之间的连接结构包括第一螺纹杆，第一螺纹杆两端分别设有螺纹且两端的螺纹旋向相反，第一螺纹杆设置在第一滑动槽内，第一螺纹杆与支架可转动连接，第一螺纹杆的两端分别设有与第一螺纹杆螺纹连接的滑动块，滑动块的外侧与L型夹块的短边固定连接，两个L型夹块的长边相向设置，支架的外侧设有第一电机，第一电机的输出轴与第一螺纹杆固定连接。固定块的横截面为T形，固定块包括与支架外侧面垂直的垂直边以及与支架外侧面平行的平行边，每个固定块的垂直边与支架外侧面固定连接, 每个固定块的平行边与支架外侧面形成两个卡槽；相邻两个外架单元中，一个外架单元中的两个L型夹块的长边与另一个外架单元中对应的两个卡槽滑动配合。

在实际使用中，使用者将相邻两个外架单元中一个外架单元的固定块卡入另一个外架单元的第一滑动槽内，然后使用者通过第一电机带动第一螺纹杆转动，通过第一螺纹杆外侧两端螺纹旋向相反的设置以及与滑动块之间的螺纹连接，能有效的带动与其固定的两个L型夹块做相向运动，使得L型夹块的长端卡入至卡槽内，从而使两个单元连接牢固的连接在一起，。本文所阐述提供的整体式建筑外架只需将固定块插入至第一滑动槽内后，控制第一电机正转即可实现多个单元之间的安装；反之拆卸时，只需控制第一电机反转，就能将两个本发明提出的建筑外架拆卸，整个过程不超过一分钟，大大降低了拆装的时间，从而节省了大量的人力和物力。

在整个设计中，还包括以下结构：

移动结构：在底座下端设置限位槽，槽内设有转动轴和可沿限位槽上下滑动的滑动套，滑动套的上方有转动轴，下端沿滑动套长度方向依次设有多个万向轮，且两端设有与滑动套螺纹连接的第三螺纹杆，第三螺纹杆的下端与底座可转动连接，而上端则固定套设有第三锥齿轮；转动轴的两端固定套设有第四锥齿轮，第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合运动。

使用时通过电机带动转动轴转动，从而带动第四锥齿轮转动，进而带动第三螺纹杆转动，通过第三螺纹杆与滑动套之间的螺纹连接带动滑动套向下移动，从而可以调节万向轮与地面的间距，使得万向轮将底座支撑而离开地面，通过原本的滑动摩擦变成滚动摩擦，大大减小了与地面的摩擦力，使用者通过推动本装置即可实现本装置的便捷搬运，节省了大量人力物力。

支撑结构：两个支架的内侧竖直方向分别开有第二滑动槽，槽内设有第二螺纹杆，承载板的两端与对应的第二螺纹杆螺纹连接，第二螺纹杆的上端与支架可转动连接，其下端固定套设有第一锥齿轮；限位槽内设有转动杆且位于转动轴上方，转动杆的两端固定套设有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合运动。

使用时通过电机带动转动杆转动，随即带动第一锥齿轮转动，进而带动第二螺纹杆的转动，通过第二螺纹杆与承载板之间的螺纹连接带动承载板的升降，可避免使用者直接攀爬至承载板上，有效的避免了安全事故的发生。

防护结构：防护结构包括竖杆、横杆和伸缩架；竖杆上开有竖直的长槽，且下端与承载板固定连接；横杆的两端设于长槽内且可沿长槽上下滑动；伸缩架的下端与承载板固定连接，上端则与横杆固定连接，左右两端则设于长槽内可沿竖杆上下滑动。

使用时可通过上下拉伸横杆，从而带动伸缩架在竖杆上的长槽内上下滑动与伸缩，便于使用者进出同时保护使用者的人身安全。

3.结论

首先，拆装便捷。

实际使用过程中，将相邻两个外架单元中一个外架单元的固定块卡入另一个外架单元的第一滑动槽内，然后使用者通过第一电机带动第一螺纹杆转动，通过第一螺纹杆外侧两端螺纹旋向相反的设置以及与滑动块之间的螺纹连接，能有效的带动与其固定的两个L型夹块做相向运动，使得L型夹块的长端卡入至卡槽内，从而实现两个本装置之间的安装；同时，只需将固定块插入至第一滑动槽内后，控制第一电机正转即可实现多个本设计中提出的建筑外架的安装；拆卸时，只需控制第一电机反转，就能将两个本设计提出的建筑外架拆卸，整个过程用时很短，这样在降低操作时间的同时，也节省了大量的人力物力。

其次，搬运简单。

使用过程中通过第三电机带动转动轴转动，从而带动与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮转动，第四锥齿轮进而带动第三螺纹杆转动，通过第三螺纹杆与滑动套之间的螺纹连接带动滑动套向下移动，从而可以调节万向轮与地面的间距，使得万向轮将底座支撑而离开地面，通过原本的滑动摩擦变成滚动摩擦，减小了与地面的摩擦力，使得直接推动就可以实现本装置的搬运，相比原本装置的运输，变得更加灵活方便。

最后，有效保障人身安全。

使用过程中，可以通过上下拉伸横杆，进而带动伸缩架在竖杆上的长槽内上下滑动与伸缩，这样不仅便于使用者进出外架，保护自身安全，还会根据压力传感器采集的压力数据对报警器进行控制。因为当压力达到一定阈值时，报警器就会发出警报，这样就会有效防止承载板超重变形，进而保障了使用者的人身安全。

4.参考文献

[1]张红仁.浅谈建筑施工中脚手架安全管理[J].科技创新与应用,2012,(12).207-207.

[2]闫伟，刘辉，孙世梅，张智超，金佩剑，付会龙.建筑施工用脚手架安全现状分析2017 ,第000卷 ,第011期.

[3]程琦.浅谈升降脚手架技术发展现状和安全管理2007,第07期.

[4]附着式整体升降脚手架应用浅析[A].马新峰,吴继锋.土木建筑学术文库（第13卷）[C].2010.

[5]国内外扣件式脚手架安全性能分析研究进展[A].聂亚辉,李娜,王明贤.建设工程安全理论与应用——首届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集[C]. 2011.