預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝及鋼扁擔(dān)受力計(jì)算

齊 甦 莊 萌 潘明楊

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074; 2.中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司(滬)，上海 200333)

0 引言

目前國內(nèi)正大力推廣綠色節(jié)能類建筑，例如預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。對(duì)比傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)更為復(fù)雜[1]。PC構(gòu)件的吊裝施工是整個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中非常重要的一項(xiàng)[2,3]。直接影響PC構(gòu)件吊裝速度和質(zhì)量的是完善的吊裝工藝[4]。本工程預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)數(shù)量較多、構(gòu)件質(zhì)量較重，合理的選擇吊裝設(shè)備和吊裝工藝十分重要。

1 工程概況

上海市普陀區(qū)真如鎮(zhèn)街道WO60802-B03-01a東北塊(地塊)住辦項(xiàng)目位于上海蘭溪路以東、規(guī)劃固川路以南，規(guī)劃南石路以西、固川路以北。項(xiàng)目總建筑面積為23 060.3 m2，總建筑面積109 252.95 m2。本地塊共包含：高層住宅2幢，洋房住宅4幢，辦公塔樓2幢，高層商業(yè)用房1幢。

該工程3號(hào)樓、6號(hào)樓、7號(hào)樓、A1號(hào)～A8號(hào)樓(除A4號(hào)樓外)均采用裝配式結(jié)構(gòu)。預(yù)制構(gòu)件主要為裝配式剪力墻、樓梯及陽臺(tái)，疊合樓板。3號(hào)樓從第2層開始進(jìn)行PC結(jié)構(gòu)施工，6號(hào)、7號(hào)樓從8層開始進(jìn)行PC結(jié)構(gòu)施工，A1號(hào)～A8號(hào)樓(除A4號(hào)樓)則從第4層開始裝配式結(jié)構(gòu)的施工。

2 塔吊選型

本工程由中聯(lián)重科股份有限公司生產(chǎn)，南通龐源租賃機(jī)械工程有限公司進(jìn)行安裝，針對(duì)本工程PC構(gòu)件分布情況，對(duì)本工程布置7臺(tái)塔吊，具體塔吊安裝情況如表1所示。

表1 塔吊安裝情況表

3 構(gòu)件吊裝工藝

3.1 吊裝流程

引測控制軸線→樓面彈線→水平標(biāo)高測量→預(yù)制外墻板、預(yù)制凸窗板、預(yù)制剪力墻逐塊安裝→現(xiàn)澆柱、墻板鋼筋綁扎(機(jī)電暗管預(yù)埋)→內(nèi)側(cè)支模架搭設(shè)→柱、墻板模板→疊合板、陽臺(tái)板安裝→現(xiàn)澆樓板鋼筋綁扎(機(jī)電暗管預(yù)埋)→混凝土澆搗→養(yǎng)護(hù)→預(yù)制樓梯吊裝→拆除模板排架結(jié)構(gòu)→灌漿施工(按上述工序繼續(xù)下層施工)。

3.2 吊裝流程分解

測量放線：用經(jīng)緯儀引出軸線，并彈好軸線和200控制線，通過軸線沿各層四周邊梁，結(jié)合PC,PCF板的長度測放出PC,PCF板位置線，畫在四周邊梁側(cè)。用水準(zhǔn)儀測量好標(biāo)高，并沿各層四周邊梁彈出各層的H-0.2的標(biāo)高，以控制PC,PCF板的水平標(biāo)高。

構(gòu)件吊裝機(jī)械主要采用塔吊，并確保在有效半徑內(nèi)具有吊裝最重構(gòu)件的能力?；趯?duì)預(yù)制板受力情況的考慮，以及確保吊點(diǎn)垂直，本工程將鋼扁擔(dān)用做起吊工具，在使用前必須做好加載試驗(yàn)。因?yàn)椴扇〉觞c(diǎn)能夠調(diào)整形式，鋼扁擔(dān)的適用性很強(qiáng)。

鋼扁擔(dān)實(shí)物圖如圖1所示，長5 m，采用20號(hào)a工字鋼。為了滿足不同規(guī)格PC構(gòu)件的垂直吊裝要求，鋼絲繩(A26)與構(gòu)件相聯(lián)的吊點(diǎn)使用可移動(dòng)的鋼板活動(dòng)吊鉤。鋼扁擔(dān)主要用來吊裝預(yù)制剪力墻以及預(yù)制樓梯。

陽臺(tái)、疊合樓板的安裝在搭設(shè)完成土建樓層模板排架之后，預(yù)制樓梯待該樓層混凝土澆筑完成后進(jìn)行吊裝。在對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行吊裝、校正完畢之后，進(jìn)行剪力墻、柱子的鋼筋的綁扎，支撐排架搭設(shè)，陽臺(tái)板、疊合板吊裝及樓面混凝土澆筑，預(yù)制樓梯吊裝和模架拆除及灌漿施工。

4 鋼扁擔(dān)受力計(jì)算

4.1 內(nèi)力計(jì)算

根據(jù)工具工作的性質(zhì)和情況，分析梁在使用過程中的最不利受力，20號(hào)工字鋼每延米自重為27.9 kg，自重為27.9 kg/m×5 m=139.5 kg。

計(jì)算依據(jù)：GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。

1)基本參數(shù)如表2所示。

2)梁截面計(jì)算結(jié)果如表3所示。計(jì)算簡圖如圖2所示。

表2 鋼扁擔(dān)內(nèi)力計(jì)算基本參數(shù)表

表3 梁截面計(jì)算表

承載能力極限狀態(tài)：

P=γG×Pgk+γQ×Pqk=1.2×3.5+1.4×2.5=7.7 kN。

正常使用極限狀態(tài)：

P′=Pgk+Pqk=3.5+2.5=6 kN。

抗彎驗(yàn)算:

滿足要求。

抗剪驗(yàn)算：

。

滿足要求。

撓度驗(yàn)算：

。

滿足要求。

支座反力：

M=FL=3.85×5=19.25 kN·m。

4.2 截面計(jì)算

M=τXWXFf=1.05×237×21.5=53.50 kN·m。

G=2Fmax=2×10.7=21.4 t。

4.3 剛度計(jì)算

承受彎矩為扁擔(dān)的12.5/15.38=0.813。

最不利狀態(tài)下所能承受的重量為:21.4×0.813=17.398 2 t,而本工程PC樓預(yù)制構(gòu)件最大重量在5.9 t(樓梯)左右。

5 現(xiàn)場起吊

5.1 起吊

吊裝準(zhǔn)備主要分為PC構(gòu)件的進(jìn)場驗(yàn)收和編號(hào)以及施工控制線。本工程設(shè)計(jì)單件板塊最大重量約6 t，采用TC6517/TC7035型塔吊吊裝，為防止構(gòu)件容易在空中脫落，故在設(shè)計(jì)時(shí)單根鋼絲繩承重量應(yīng)按照最重PC板塊的1.25倍考慮，手拉葫蘆主要是調(diào)節(jié)板水平向位置，通過計(jì)算本工程應(yīng)采用A26鋼絲繩(壓接)。若墻長大于5.5 m時(shí)應(yīng)考慮鋼扁擔(dān)。

5.2 構(gòu)件加固

1)采取三角疊合筋加固疊合板，將疊合筋與板內(nèi)主筋焊接。疊合筋示意圖如圖3所示。

2)減重塊設(shè)置。

利用設(shè)置剪力槽提高剪力墻抗剪性能，同時(shí)減輕墻體重量，剪力槽示意圖如圖4所示。

6 結(jié)語

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)作為目前建筑領(lǐng)域比較新穎的形式，有關(guān)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝及管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范卻不夠成熟和完善，施工經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)欠缺[5,6]。

本工程的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)數(shù)量較多、構(gòu)件質(zhì)量較重，因此合理的選擇吊裝設(shè)備和吊裝工藝顯得尤為重要。本工程通過著重控制預(yù)制裝配式構(gòu)件的吊裝施工工藝，很好的提高了工程施工質(zhì)量，同時(shí)積累了一定的PC構(gòu)件吊裝施工經(jīng)驗(yàn)，可為以后的類似工程提供參考。

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