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摘 要:近些年我国大力发展装配式建筑,倡导绿色施工,旨在最大限度的节约资源、降低碳排放量。在实现建筑产业规模不断扩大的同时,需要对施工现场临时设施进行科学管理、优化配置,可减小工程的建设成本以及对环境的不利影响。临时作业棚作为施工现场临时设施的一个重要组成部分,有必要对其进行全生命周期的设计、生产、运输、安装、维护和周转。本文针对我国建筑施工现场钢结构临时作业棚使用现状,从专利角度综述了钢结构临时作业棚的进展。
关键词:钢结构;临时作业棚;使用现状;专利综述
引言
钢结构具有良好的机械加工性能,易拼装,轻质高强,适合建筑的模块化、标准化、工厂化、装配化和信息化,符合创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念[1]。近些年国家加大力度支持裝配式钢结构建筑的发展,不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例。为了保障安全、节约成本、节能减排,建筑施工现场临时作业棚采用装配式钢结构,不仅结构受力性能良好、安全可靠而且可以在工厂提前预制,然后运输到现场通过螺栓进行拼接组装。在一个建筑工地施工完成后,方便拆卸运送到下一个施工现场继续使用,重复使用率高,符合我国的可持续发展战略。本文对该领域的使用现状及有关的专利进行了综述。
1.临时作业棚使用现状
目前,我国针对施工现场临时作业棚的设计、施工并没有统一的标准和规范。因此,国内各个施工现场的临时作业棚形式多样。通过实地调研,发现有以下四种主要形式:第一种是将长钢管作为立柱、斜撑、横杆及扫地杆通过扣件连接为矩形框架;第二种是将角钢通过焊接形式组合成格构式立柱,通过膨胀螺栓固定于混凝土基础上,柱上方的防护结构和斜撑杆采用钢管和扣件;第三种是将较大尺寸方钢管作为立柱和横梁,通过螺栓连接为矩形钢框架,较小尺寸方钢管作为上方防护结构;第四种是由方钢管立柱和工字型钢梁构成T型截面,梁柱间连接斜撑,上方布置防护结构。常用的结构形式如图1、2所示。
综上所述,现有的临时作业棚存在以下问题:搭接速度慢、安全性差、重复使用率低、防雨防砸结构不到位、同一施工现场标准不统一、满足不同功能要求的临时作业棚间的主要构件不能相互通用等。
2.临时作业棚专利技术进展
2.1钢筋加工棚
钢筋作为混凝土的骨架构成钢筋混凝土,是建筑结构中使用面广、量大的主材。在浇筑混凝土前,钢筋必须制成一定规格和形式的骨架纳入模板中。制作钢筋骨架,需要对钢筋进行拉伸、调直、切断、弯曲、连接等加工。为了满足施工现场需要、钢材加工器械的放置、保障工人安全作业,在施工组织设计中设置合理的钢筋加工棚是必要的。
重庆城建控股有限责任公司王俊如等[2]发明了一种应用于建筑工地的作业棚,中国建筑第二工程局有限公司魏天伟等[3]发明了一种无侧立杆式钢筋加工棚,两者的结构形式都是采用圆钢管、扣件连接而成。前者结构是传统的矩形框架,后者结构呈T型截面,相比于传统的钢筋加工棚该结构形式四周无侧立杆,方便钢筋的运输。
中冶天工上海十三冶建设有限公司陈守国[4]发明了一种可拆卸式钢筋加工棚,其结构形式类似于门式钢架,该结构形式拆卸组装方便,可多次重复使用。
中国建筑一局有限公司呙启国等[5]发明了一种施工现场可重复使用的工具式栓接钢筋加工棚,中建五局第三建设有限公司周海军[6]公开了一种型钢式单榀工具式钢筋加工棚,中国建筑第四工程局有限公司杨光等[7]发明了一种集成式钢筋加工棚,三者的结构截面形式都是T型,这三种结构的立柱都设置在中间,空间灵活,方便钢筋成品及半成品的运送并可提高施工效率。
合肥深安钢结构建筑系统工程有限公司何志远[8]公开了一种全螺栓连接的钢筋加工棚,其结构形式类似双T型截面,其结构形式稳定,四周无立柱,方便材料的运输,可提高工作效率。
中建七局第一建筑有限公司刘培等[9]发明了一种组装式钢筋加工棚,西安市建筑工程总公司买亚锋等[10]公开了一种装配式钢筋加工棚,两者结构形式都是方管立柱设置在四周,立柱上方连接桁架梁。前者结构形式合理,拆卸方便。后者结构形式需要现场焊接,装拆相对麻烦。
2.2木工加工棚
木材是建筑施工现场大量使用的材料,主要应用于模板、支撑及一些防护结构,运输至现场后需要对其进行二次加工,在施工组织设计中要设置合理的木工加工棚用于加工器械的放置、保障工人安全作业以满足施工现场需要。
中国建筑第八工程局有限公司王伟等 [11]发明公开了一种多功能定型防护棚,该防护棚采用双层梁结构,增加了棚体的稳定性,安装拆除简便而且功能多样化,可用于木工加工棚、钢筋加工棚、安全通道、茶水亭等。
中国建筑第二工程局有限公司郭民等[12]公开了一种周转式木工加工棚,这种结构的加工棚可随施工需要通过塔吊等运输工具直接吊装至合适区域,避免了因场地布置等原因造成的加工棚重复搭设的弊端。
2.3安全通道
施工现场安全通道是保证工人安全的重要措施,是为员工行走、运送材料、工件而设置的。通常布置在建筑物入口处或建筑物周边物体坠落半径范围内的人行通道处,其结构都是周围设置立柱,并在立柱间设置梁构成的矩形框架。
中国建筑第七工程局有限公司邱国豹等[13]公开了一种新型建筑施工用安全通道,其结构形式为矩形框架。该结构安全可靠,但现场焊接量相对较大。
天津天房建设工程有限公司孙月雷等[14]公开了一种定型化可拆卸的建筑安全通道,通州建总集团有限公司瞿启忠等[15]公开了一种工具式安全防护通道,两者的截面形式相似。这两种结构搭建相对方便,基本上无现场焊接。
3.结语
综上所述,国内对施工现场临时作业棚的研究主要集中在实用新型专利技术方面,理论研究相对较少。其中钢筋作业棚和安全通道的实用新型专利较多,木工加工棚相对较少,小型器械防护棚几乎处于空白。无论是施工现场临时作业棚的使用情况,还是专利的研究进展,其结构形式和施工方法各异,没有一个严格统一的设计与施工标准,钢管扣件搭接、现场焊接现象依旧普遍。针对这一问题,有必要根据施工现场临时作业棚的具体使用要求,设计标准的结构形式,并且安全可靠、装拆方便、能够多次循环使用,大幅降低施工现场临时设施产品的能源消耗和碳排放,达到绿色施工的目的。 参考文献
[1] 沈祖炎, 罗金辉, 李元齐. 以钢结构建筑为抓手推动建筑行业绿色化、工业化、信息化协调发展[J]. 建筑钢结构进展, 2016, 18(2): 1-6.
[2] 王俊如, 李洪涛, 洪丽, 赵志军, 秦晓锋. 一种应用于建筑工地的作业棚[P].中国专利: CN201762998U, 2011-03-16.
[3] 魏天伟, 王恒赵, 蔡明远, 李君振. 一种无侧立杆式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202954574U, 2013-05-29.
[4] 陈守国. 可拆卸式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN201826541U, 2011-05-11.
[5] 呙启国, 郭晟, 杨光, 郑宝泉, 等. 建筑施工现场可重复使用的工具式栓接钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202431011U, 2012-09-12.
[6] 周海军. 型钢式单榀工具式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202627582U, 2012-12-26.
[7] 杨光, 孙德刚, 董立建, 梁先军, 等. 一种集成式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN105525756A, 2016-04-27.
[8] 何志远. 一种全螺栓连接的钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN205558302U, 2016-12-28.
[9] 刘培, 任立伟, 等. 一种组装式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202787988U, 2013-03-13.
[10] 买亚锋, 等. 一种装配式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN204326607U, 2015-05-13.
[11] 王伟, 刘海宏, 周孟春, 张建平. 多功能定型防护棚[P]. 中国专利: CN203008439U, 2013-06-19.
[12] 郭民, 曾小辉, 姚鹏万, 侯景强, 等. 一种周转式木工加工棚[P]. 中国专利: CN205445017U, 2016-08-10.
[13] 邱國豹, 王华永, 刘胜强, 邢宝刚, 等. 一种周转式木工加工棚[P]. 中国专利: CN203452399U, 2014-02-26.
[14] 孙月雷, 刘培胜, 温学乐. 一种定型化可拆卸的建筑安全通道[P]. 中国专利: CN203808492U, 2014-09-03.
[15] 瞿启忠, 周志斌, 钱德新, 邱欣, 等. 一种工具式安全防护通道[P]. 中国专利: CN204645698U, 2015-09-16.
作者简介:刘鹏飞(1999. 12. 21-),男,汉族,河南省焦作市人,本科在读,研究方向:钢结构。
关键词:钢结构;临时作业棚;使用现状;专利综述
引言
钢结构具有良好的机械加工性能,易拼装,轻质高强,适合建筑的模块化、标准化、工厂化、装配化和信息化,符合创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念[1]。近些年国家加大力度支持裝配式钢结构建筑的发展,不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例。为了保障安全、节约成本、节能减排,建筑施工现场临时作业棚采用装配式钢结构,不仅结构受力性能良好、安全可靠而且可以在工厂提前预制,然后运输到现场通过螺栓进行拼接组装。在一个建筑工地施工完成后,方便拆卸运送到下一个施工现场继续使用,重复使用率高,符合我国的可持续发展战略。本文对该领域的使用现状及有关的专利进行了综述。
1.临时作业棚使用现状
目前,我国针对施工现场临时作业棚的设计、施工并没有统一的标准和规范。因此,国内各个施工现场的临时作业棚形式多样。通过实地调研,发现有以下四种主要形式:第一种是将长钢管作为立柱、斜撑、横杆及扫地杆通过扣件连接为矩形框架;第二种是将角钢通过焊接形式组合成格构式立柱,通过膨胀螺栓固定于混凝土基础上,柱上方的防护结构和斜撑杆采用钢管和扣件;第三种是将较大尺寸方钢管作为立柱和横梁,通过螺栓连接为矩形钢框架,较小尺寸方钢管作为上方防护结构;第四种是由方钢管立柱和工字型钢梁构成T型截面,梁柱间连接斜撑,上方布置防护结构。常用的结构形式如图1、2所示。
综上所述,现有的临时作业棚存在以下问题:搭接速度慢、安全性差、重复使用率低、防雨防砸结构不到位、同一施工现场标准不统一、满足不同功能要求的临时作业棚间的主要构件不能相互通用等。
2.临时作业棚专利技术进展
2.1钢筋加工棚
钢筋作为混凝土的骨架构成钢筋混凝土,是建筑结构中使用面广、量大的主材。在浇筑混凝土前,钢筋必须制成一定规格和形式的骨架纳入模板中。制作钢筋骨架,需要对钢筋进行拉伸、调直、切断、弯曲、连接等加工。为了满足施工现场需要、钢材加工器械的放置、保障工人安全作业,在施工组织设计中设置合理的钢筋加工棚是必要的。
重庆城建控股有限责任公司王俊如等[2]发明了一种应用于建筑工地的作业棚,中国建筑第二工程局有限公司魏天伟等[3]发明了一种无侧立杆式钢筋加工棚,两者的结构形式都是采用圆钢管、扣件连接而成。前者结构是传统的矩形框架,后者结构呈T型截面,相比于传统的钢筋加工棚该结构形式四周无侧立杆,方便钢筋的运输。
中冶天工上海十三冶建设有限公司陈守国[4]发明了一种可拆卸式钢筋加工棚,其结构形式类似于门式钢架,该结构形式拆卸组装方便,可多次重复使用。
中国建筑一局有限公司呙启国等[5]发明了一种施工现场可重复使用的工具式栓接钢筋加工棚,中建五局第三建设有限公司周海军[6]公开了一种型钢式单榀工具式钢筋加工棚,中国建筑第四工程局有限公司杨光等[7]发明了一种集成式钢筋加工棚,三者的结构截面形式都是T型,这三种结构的立柱都设置在中间,空间灵活,方便钢筋成品及半成品的运送并可提高施工效率。
合肥深安钢结构建筑系统工程有限公司何志远[8]公开了一种全螺栓连接的钢筋加工棚,其结构形式类似双T型截面,其结构形式稳定,四周无立柱,方便材料的运输,可提高工作效率。
中建七局第一建筑有限公司刘培等[9]发明了一种组装式钢筋加工棚,西安市建筑工程总公司买亚锋等[10]公开了一种装配式钢筋加工棚,两者结构形式都是方管立柱设置在四周,立柱上方连接桁架梁。前者结构形式合理,拆卸方便。后者结构形式需要现场焊接,装拆相对麻烦。
2.2木工加工棚
木材是建筑施工现场大量使用的材料,主要应用于模板、支撑及一些防护结构,运输至现场后需要对其进行二次加工,在施工组织设计中要设置合理的木工加工棚用于加工器械的放置、保障工人安全作业以满足施工现场需要。
中国建筑第八工程局有限公司王伟等 [11]发明公开了一种多功能定型防护棚,该防护棚采用双层梁结构,增加了棚体的稳定性,安装拆除简便而且功能多样化,可用于木工加工棚、钢筋加工棚、安全通道、茶水亭等。
中国建筑第二工程局有限公司郭民等[12]公开了一种周转式木工加工棚,这种结构的加工棚可随施工需要通过塔吊等运输工具直接吊装至合适区域,避免了因场地布置等原因造成的加工棚重复搭设的弊端。
2.3安全通道
施工现场安全通道是保证工人安全的重要措施,是为员工行走、运送材料、工件而设置的。通常布置在建筑物入口处或建筑物周边物体坠落半径范围内的人行通道处,其结构都是周围设置立柱,并在立柱间设置梁构成的矩形框架。
中国建筑第七工程局有限公司邱国豹等[13]公开了一种新型建筑施工用安全通道,其结构形式为矩形框架。该结构安全可靠,但现场焊接量相对较大。
天津天房建设工程有限公司孙月雷等[14]公开了一种定型化可拆卸的建筑安全通道,通州建总集团有限公司瞿启忠等[15]公开了一种工具式安全防护通道,两者的截面形式相似。这两种结构搭建相对方便,基本上无现场焊接。
3.结语
综上所述,国内对施工现场临时作业棚的研究主要集中在实用新型专利技术方面,理论研究相对较少。其中钢筋作业棚和安全通道的实用新型专利较多,木工加工棚相对较少,小型器械防护棚几乎处于空白。无论是施工现场临时作业棚的使用情况,还是专利的研究进展,其结构形式和施工方法各异,没有一个严格统一的设计与施工标准,钢管扣件搭接、现场焊接现象依旧普遍。针对这一问题,有必要根据施工现场临时作业棚的具体使用要求,设计标准的结构形式,并且安全可靠、装拆方便、能够多次循环使用,大幅降低施工现场临时设施产品的能源消耗和碳排放,达到绿色施工的目的。 参考文献
[1] 沈祖炎, 罗金辉, 李元齐. 以钢结构建筑为抓手推动建筑行业绿色化、工业化、信息化协调发展[J]. 建筑钢结构进展, 2016, 18(2): 1-6.
[2] 王俊如, 李洪涛, 洪丽, 赵志军, 秦晓锋. 一种应用于建筑工地的作业棚[P].中国专利: CN201762998U, 2011-03-16.
[3] 魏天伟, 王恒赵, 蔡明远, 李君振. 一种无侧立杆式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202954574U, 2013-05-29.
[4] 陈守国. 可拆卸式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN201826541U, 2011-05-11.
[5] 呙启国, 郭晟, 杨光, 郑宝泉, 等. 建筑施工现场可重复使用的工具式栓接钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202431011U, 2012-09-12.
[6] 周海军. 型钢式单榀工具式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202627582U, 2012-12-26.
[7] 杨光, 孙德刚, 董立建, 梁先军, 等. 一种集成式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN105525756A, 2016-04-27.
[8] 何志远. 一种全螺栓连接的钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN205558302U, 2016-12-28.
[9] 刘培, 任立伟, 等. 一种组装式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN202787988U, 2013-03-13.
[10] 买亚锋, 等. 一种装配式钢筋加工棚[P]. 中国专利: CN204326607U, 2015-05-13.
[11] 王伟, 刘海宏, 周孟春, 张建平. 多功能定型防护棚[P]. 中国专利: CN203008439U, 2013-06-19.
[12] 郭民, 曾小辉, 姚鹏万, 侯景强, 等. 一种周转式木工加工棚[P]. 中国专利: CN205445017U, 2016-08-10.
[13] 邱國豹, 王华永, 刘胜强, 邢宝刚, 等. 一种周转式木工加工棚[P]. 中国专利: CN203452399U, 2014-02-26.
[14] 孙月雷, 刘培胜, 温学乐. 一种定型化可拆卸的建筑安全通道[P]. 中国专利: CN203808492U, 2014-09-03.
[15] 瞿启忠, 周志斌, 钱德新, 邱欣, 等. 一种工具式安全防护通道[P]. 中国专利: CN204645698U, 2015-09-16.
作者简介:刘鹏飞(1999. 12. 21-),男,汉族,河南省焦作市人,本科在读,研究方向:钢结构。