1.本发明属于建筑工程施工技术领域，具体涉及一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构及方法。
背景技术：
2.目前在常规项目钢管扣件式双排脚手架搭设方案设计时，连墙件基本都是参照jgj 130《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，按两步三跨或三步三跨进行布置，且连墙件覆盖面积一般不超过40m2。两步三跨是指扣件式钢管脚手架的连墙件的布置，两步是指两个步距高，三跨是横杆三跨距离。根据规范6.4.3条，连墙件的布置应优先采用菱形布置，或采用方形、矩形布置。
3.在常规项目中，上述连墙件的布置较容易满足规范要求。但在柱跨较大且层高较高混凝土厂房项目中，由于梁与梁之间、柱与柱之间间距太大，主体结构无法按常规的两步三跨或三步三跨要求提供连墙件附着点；若仅仅在楼层标高设置连墙件，双排脚手架立杆计算长度系数将会变得较大，且无法根据规范计算长度系数表格查表取值，设计变得复杂，不适合施工现场使用。所以针对超高超跨结构项目脚手架搭设时，连墙件设置方式需调整。
4.现有技术中，针对超高超跨结构项目脚手架搭设较常用的方法是：(1)在楼板设置预埋件，利用斜杆对脚手架立杆进行侧向支撑，发挥连墙件作用；(2)从框架柱中引出水平斜杆，支撑脚手架立杆，发挥连墙件作用；(3)在楼层柱之间设置刚性柱，解决柱距较大问题，再从刚性柱上设置水平连墙件，约束脚手架。以上方法可以解决连墙件设置难题，但斜杆需要设置为刚性杆件，对长度较大的斜杆，单根钢管可能难以满足，同时由于这些斜杆均在室内，会影响后期施工工序，例如外墙砌筑等；若采用刚性柱方案，施工措施费较高。因此，亟需设计一种针对超高超跨建筑的外脚手架搭设结构，在降低施工费用的基础上，提高脚手架的强度。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于解决现有技术中的问题，针对柱跨较大且层高较高的建筑结构无法设置连墙件的情况，具体提供一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构及方法。
6.本发明所采用的具体技术方案如下：
7.本发明提供一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构，包括若干水平层、立杆、斜杆、抱柱件和中间竖腹杆。外脚手架搭设结构通过水平层两端的抱柱件固定于相邻的两个框架柱之间。抱柱件包括至少两根抱柱竖杆和抱柱横杆，抱柱竖杆垂直设置于框架柱的左右两侧。抱柱竖杆的一端通过第一连接件与水平层固定连接，另一端通过第一连接件与设置于框架柱的前后两侧的抱柱横杆固定连接，抱柱竖杆和抱柱横杆紧密贴合于框架柱四周，形成抱柱结构。
8.相邻的水平层之间通过若干第一连接件和垂直于地面的立杆固定连接。每层水平
层包括平行间隔设置的第一纵向水平杆、第二纵向水平杆、第三纵向水平杆，以及垂直设置的中间竖腹杆。第一纵向水平杆、第三纵向水平杆、中间竖腹杆的两端分别通过第一连接件与立杆固定连接。第二纵向水平杆通过第一连接件与垂直设置的中间竖腹杆固定连接。第一连接件的尺寸与其连接的杆件外径匹配。
9.水平层上，相邻的中间竖腹杆之间通过设置斜杆组成水平桁架层，且斜杆设置在水平层的下侧。斜杆的一端通过第二连接件固定于一根中间竖腹杆和第一纵向水平杆接触处，另一端通过第二连接件固定于另一根中间竖腹杆和第三纵向水平杆接触处。第二连接件的尺寸与第一纵向水平杆、第三纵向水平杆和中间竖腹杆的外径匹配。
10.作为优选，上述第一纵向水平杆、第二纵向水平杆、第三纵向水平杆均采用材质为q235的钢管，钢管的钢管外径范围为42～50mm，壁厚范围为3～4mm。
11.进一步的，上述第一纵向水平杆、第二纵向水平杆和第三纵向水平杆采用材质为q235的φ48.3mm
×
3.6mm钢管，其中48.3mm为钢管外径，3.6mm为壁厚。
12.作为优选，上述立杆、斜杆、抱柱竖杆、抱柱横杆和中间竖腹杆均采用材质为q235的钢管，钢管的钢管外径范围为42～50mm，壁厚范围为3～4mm。
13.进一步的，上述立杆、斜杆、抱柱竖杆、抱柱横杆和中间竖腹杆均采用材质为q235的φ48.3mm
×
3.6mm钢管，其中48.3mm为钢管外径，3.6mm为壁厚。
14.作为优选，上述第一连接件采用直角扣件，第二连接件采用旋转扣件。
15.作为优选，上述第一连接件和第二连接件的材质为可锻铸铁或铸钢，第一连接件和第二连接件能承受拧紧扭力矩65n
·
m以上。
16.作为优选，上述外脚手架搭设结构外立面设置剪刀撑。
17.第二方面，本发明提供一种搭设第一方面所述的超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构的施工方法，具体步骤如下：
18.s1：将需要设置外脚手架搭设结构的场地平整夯实，在框架柱的左右两侧设置抱柱竖杆，框架柱的前后两侧抱柱横杆，采用第一连接件将抱柱竖杆和抱柱横杆之间固定，使得抱柱竖杆和抱柱横杆紧密贴合于框架柱四周，形成抱柱结构。根据框架柱的高度，间隔设置多个抱柱结构。
19.s2：在相邻两根框架柱的抱柱结构之间搭设水平层，采用第一连接件依次将第一纵向水平杆和第三纵向水平杆与抱柱竖杆固定连接。第一纵向水平杆和第三纵向水平杆之间相互平行且留有设置第二纵向水平杆的间隔。
20.s3：垂直方向上，在第一纵向水平杆的内侧以及第三纵向水平杆的外侧按设计跨距设置垂直于地面的立杆，立杆与第一纵向水平杆和第三纵向水平杆之间采用第一连接件固定连接。水平方向上，第一纵向水平杆和第三纵向水平杆之间设置中间竖腹杆，中间竖腹杆两端采用第一连接件与立杆固定连接。
21.s4：在同一层水平层的下方设置斜杆，斜杆设置于水平方向相邻的立杆之间。每根斜杆的一端通过第二连接件与立杆和第一纵向水平杆连接处固定连接，另一端通过第二连接件与另一根立杆和第三纵向水平杆连接处固定连接。
22.s5：在每层水平层的第一纵向水平杆和第三纵向水平杆之间设置第二纵向水平杆，且第二纵向水平杆与中间竖腹杆之间采用第一连接件固定连接。
23.s6：在第三纵向水平杆所在立面的外侧设置剪刀撑，完成超高超跨建筑双排抱柱
式外脚手架搭设结构。
24.本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
25.(1)本发明提供的外脚手架搭设结构在水平层下侧增加了斜杆，形成抗侧刚度较好的水平桁架层，作为脚手架立杆的侧向支撑，发挥连墙件作用；由于水平桁架层充当脚手架立杆的连墙件，外脚手架搭设结构在施工时可不用预埋连墙件。与现有技术中采用从框架柱中引出水平斜杆来支撑脚手架立杆的方式相比，避免了外设斜杆对后期施工工序的影响；与两个跨度较大的框架柱之间设置刚性柱，再从刚性柱上设置水平连墙件的方式相比，降低了施工成本，并缩短施工工期。
26.(2)本发明提供的外脚手架搭设结构的水平层两端的通过设置抱柱竖杆和抱柱横杆与框架柱形成抱柱结构，抱柱竖杆和抱柱横杆的间距可根据需要连接的框架柱的尺寸进行调节，可灵活适用于各种柱截面。
27.(3)本发明提供的外脚手架搭设结构中所有立杆侧向支撑方式相同，立杆失稳模态清晰，且可选择单榀立杆模型进行分析，简化施工前的计算。
附图说明
28.图1为本实施例提供的一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构示意图；
29.图2为本实施例提供的一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构俯视图；
30.图3为图2的局部放大图；
31.图4为本实施例提供的水平层与框架柱抱柱连接示意图；
32.图中：水平层1、第一纵向水平杆101、第二纵向水平杆102、第三纵向水平杆103、立杆2、斜杆3、抱柱件4、抱柱竖杆401、抱柱横杆402、中间竖腹杆5、框架柱6、第一连接件7、第二连接件8。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
35.连墙件一般是指通过与可靠固定端连接来加强其他结构的稳定性的构件，在建筑工程中用于将脚手架架体与建筑主体结构连接，能够传递拉力和压力的构件。采用连墙件实现的附壁连接，对于加强脚手架的整体稳定性，提高其稳定承载能力和避免出现倾倒或坍塌等重大事故具有很重要的作用。在现有的常规项目搭设扣件式钢管脚手架是，通常采用两步三跨或者三步三跨的方式布置连墙件。其中两步三跨中的“步”是指水平杆之间的距离，“跨”是指立杆之间的距离。
36.但是，针对柱跨较大且层高较高的建筑结构，由于梁与梁之间、柱与柱之间间距太
大，主体结构无法按常规的两步三跨或三步三跨要求提供连墙件附着点，甚至有些梁与梁之间、柱与柱之间根本没有连接结构用于设置连墙件。
37.针对上述问题，本实施例作为具体实施方式中的优选，提供了一种超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构。
38.如图1所示，该外脚手架搭设结构包括若干水平层1、立杆2、斜杆3、抱柱件4和中间竖腹杆5。如图2所示，外脚手架搭设结构设置于两个框架柱6之间，两个框架柱6之间间距大于12m且中间没有连接结构可供预埋连墙件。
39.每层水平层1包括两端的抱柱件4、若干中间竖腹杆5，以及第一纵向水平杆101、第二纵向水平杆102和第三纵向水平杆103。需要搭设的外脚手架搭设结构通过水平层1两端的抱柱件4固定于相邻的两个框架柱6之间。
40.为保证满足两个框架柱6之间设置外脚手架搭设结构的强度，根据计算，本实施例中的第一纵向水平杆101、第二纵向水平杆102、第三纵向水平杆103、立杆2、斜杆3、抱柱竖杆401、抱柱横杆402和中间竖腹杆5均采用材质为q235的钢管，且钢管的参数为φ48.3mm
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3.6mm钢管，其中48.3mm为钢管外径，3.6mm为壁厚。需要说明的是，在实际施工中，上述杆件均可采用其他材质的钢管。并且可考虑搭设脚手架的场地、气候等因素，选择其他外径和壁厚的钢材。
41.如图3和图4所示，抱柱件4包括两根抱柱竖杆401和两根抱柱横杆402。抱柱竖杆401设置于框架柱6的左右两侧并紧密贴合，抱柱竖杆401垂直于框架柱6的纵向设置。抱柱横杆402设置于框架柱6的前后两侧并紧密贴合，抱柱横杆402垂直于框架柱6的纵向设置。抱柱竖杆401和抱柱横杆402连接处采用第一连接件7固定连接，使得抱柱竖杆401和抱柱横杆402紧密贴合于框架柱6四周，形成抱柱结构。
42.抱柱竖杆401的一端在框架柱6的后方与抱柱横杆402固定连接，另一端延伸至框架柱6的前方，通过第一连接件7与水平层1固定连接。
43.水平层1相对于框架柱6，从内向外依次平行间隔设置第一纵向水平杆101、第二纵向水平杆102和第三纵向水平杆103，同时垂直设置若干中间竖腹杆5。每根中间竖腹杆5的两端分别通过第一连接件7与第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103固定连接，第二纵向水平杆102通过第一连接件7与垂直设置的中间竖腹杆5固定连接。相邻的水平层1之间通过若干第一连接件7和垂直于地面的立杆2固定连接。
44.本实施例中，两两相互垂直的杆件之间均采用第一连接件7进行连接。第一连接件7为直角扣件，材质为可锻铸铁或铸钢。直角扣件的尺寸需要与其连接的杆件外径相匹配，其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》gb15831的要求，扣件在螺栓拧紧扭力矩达65n
·
m时，不得发生破坏。
45.为了解决超高超跨结构之间无法设置连墙件导致脚手架存在不稳定的问题，本实施例在水平层1下方设置若干斜杆3，形成抗侧刚度较好的水平桁架层。斜杆3设置于相邻的中间竖腹杆5之间，斜杆3的一端通过第二连接件8固定于一根中间竖腹杆5和第一纵向水平杆101接触处，另一端通过第二连接件8固定于另一根中间竖腹杆5和第三纵向水平杆103接触处。
46.本实施例中，两两斜交的杆件之间均采用第二连接件8进行连接。第二连接件8为旋转扣件连接，材质为可锻铸铁或铸钢。旋转扣件的尺寸需要与其连接的第一纵向水平杆
101、第三纵向水平杆103和中间竖腹杆5的外径相匹配，其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》gb15831的要求，扣件在螺栓拧紧扭力矩达65n
·
m时，不得发生破坏。
47.根据计算，本实施例中斜杆3的布置方式采用两步一跨，如图1所示，即斜杆3布置在间隔的水平层1下侧，且该层水平层1的相邻立杆2之间均设有斜杆3。需要说明的是，斜杆的布置方式可根据实际施工情况决定，在需要抗侧向强度较大的情况下，也可采用一步一跨的方式布置斜杆，即在每一层水平层的下侧都固定斜杆。为了进一步加强该脚手架的稳定性，上述第三纵向水平杆103所在立面的外侧设置剪刀撑。
48.本实施例提供的脚手架中间隔的水平层1为水平刚度较大的水平桁架层，水平层1两端与框架柱牢固抱柱连接，这样由于支撑于框架柱的水平层1在面内具有较大的抗侧刚度，可视作脚手架立杆的不动铰支座；且该方案下，所有立杆2在水平层均得到有效的侧向约束，即水平层1充当脚手架立杆的连墙件，从而满足规范连墙件设置要求。
49.本实施例还提供一种搭设超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构的施工方法，具体步骤如下：
50.s1：将需要设置所述外脚手架搭设结构的场地平整夯实，在框架柱6的左右两侧设置抱柱竖杆401，框架柱6的前后两侧抱柱横杆402，采用第一连接件7将抱柱竖杆401和抱柱横杆402之间固定，使得抱柱竖杆401和抱柱横杆402紧密贴合于框架柱6四周，形成抱柱结构；根据框架柱6的高度，间隔设置多个抱柱结构；
51.s2：在相邻两根框架柱6的抱柱结构之间搭设水平层1，采用第一连接件7依次将第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103与抱柱竖杆401固定连接；第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103之间相互平行且留有设置第二纵向水平杆102的间隔；
52.s3：垂直方向上，在第一纵向水平杆101的内侧以及第三纵向水平杆103的外侧按设计跨距设置垂直于地面的立杆2，立杆2与第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103之间采用第一连接件7固定连接；水平方向上，第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103之间设置中间竖腹杆5，中间竖腹杆5两端采用第一连接件7与立杆2固定连接；
53.s4：在同一层水平层1的下方设置斜杆3，斜杆3设置于水平方向相邻的立杆2之间；每根斜杆3的一端通过第二连接件8与立杆2和第一纵向水平杆101连接处固定连接，另一端通过第二连接件8与另一根立杆2和第三纵向水平杆103连接处固定连接；
54.s5：在每层水平层1的第一纵向水平杆101和第三纵向水平杆103之间设置第二纵向水平杆102，且第二纵向水平杆102与中间竖腹杆5之间采用第一连接件7固定连接；
55.s6：在第三纵向水平杆103所在立面的外侧设置剪刀撑，完成超高超跨建筑双排抱柱式外脚手架搭设结构。
56.本实施例在间隔的水平层中相邻中间竖腹杆之间设置斜杆，从而形成水平抗侧刚度较大的水平桁架层。为方便施工人员行走，斜杆设置在纵向水平杆的下侧。本实施例提供的外脚手架搭设结构中的水平桁架层作为立杆的刚性侧向支座，充当脚手架连墙件，从而无需设置其他连墙件。与现有技术相比，避免了外设斜杆等对后续施工工序带来的影响，降低了施工成本，并缩短施工工期。
57.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保
护范围内。