郭子州 (安徽省第一建筑有限工程,安徽 合肥 230001)
合肥市某醫(yī)院大樓工程,總建筑面積約41227m2,其中地上建筑面積34606 m2,地下建筑面積6621 m2??拐鹪O(shè)防類別為乙類,抗震設(shè)防烈度7度。采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,裙房采用框架結(jié)構(gòu)體系。總床位數(shù)600床。地上停車(chē)數(shù)148輛,地下停車(chē)庫(kù)停小型機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)271輛。病房綜合大樓為耐火等級(jí)為一級(jí)的高層建筑,地上19層,地下1層,地上1~3層為門(mén)診和醫(yī)技,3~18層為40床標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元(13~16層護(hù)理單元為32床)。
室內(nèi)地坪±0.000相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高14.110,室內(nèi)地坪與室外地坪高差為0.15m。地下室層高4.5m,1層層高4.5m,2~4層每層3.9m,5~17層每層3.6m,18層層高4.0m,19層層高4.5m,建筑高度病房綜合大樓74.35m(室外地坪至女兒墻頂)。
本工程主樓和裙樓包含石材幕墻、玻璃幕墻、鋁板幕墻、裝飾格柵等。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和工程的具體情況,采用ZLP630規(guī)格的吊籃進(jìn)行幕墻施工。
主樓屋面(19層頂)標(biāo)高71.5m,長(zhǎng)56.5m,寬26.47m;裙樓屋面(4層頂、5層頂)標(biāo)高16.2m、20.1m,長(zhǎng)59.7m,寬31.85m。主樓檐口高400、600;構(gòu)架高2.7m、8.5m;裙樓檐口高700;女兒墻高1.2、1.95(局部小屋面)。
主樓屋面(19層頂)標(biāo)高71.5m,在檐口高400、600時(shí),吊籃架設(shè)較為方便。但根據(jù)江陰市路達(dá)機(jī)械制造有限公司的產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū),ZLP630吊籃架設(shè)最大調(diào)節(jié)高度為1.75m。屋面構(gòu)架高2.7m、8.5m,采用吊籃架設(shè)在71.5m處屋面,外裝飾無(wú)法施工。
圖1 主樓層頂面平面圖
圖2 裙樓屋面平面圖
主樓吊籃先期架設(shè)在塔樓71.5m標(biāo)高位置,待71.5m標(biāo)高以下外裝飾施工完畢后,在屋面構(gòu)架處的屋面上搭設(shè)鋼管架平臺(tái),再將吊籃架設(shè)在鋼管架平臺(tái)上,進(jìn)行71.5m標(biāo)高以上構(gòu)架外裝飾施工。
裙樓屋面吊籃可直接架設(shè)在裙樓屋面上施工,局部(東南角)屋面女兒墻高1.95m,采用50厚木跳板墊高的方法,將吊籃支腿架設(shè)在其上,但應(yīng)確保木跳板墊平墊穩(wěn)。
吊籃按照樓體外型,籃體分別組裝成2.0m、4.0m、5.0m、6.0m,以達(dá)到外墻作業(yè)施工要求。
吊籃架設(shè)高度1.5m,前梁一般部位伸出1.3m,轉(zhuǎn)角部位伸出1.5m,吊籃離墻間距200mm,前后支架間距均為4.6m,每個(gè)支腿配18塊配重塊,每個(gè)配重塊25kg,選用4×31SW+FC-8.3鋼絲繩,吊籃尺寸為2m、4m、5m、6m(長(zhǎng))×0.76m(寬)×1.25m(高),吊籃允許載重量為1kN/m2。兩臺(tái)吊籃之間間距800mm。
標(biāo)高80.00m構(gòu)架裝飾采用7m高扣件式鋼管滿膛架支架平臺(tái),標(biāo)高74.2構(gòu)架采用1.2m高扣件式鋼管滿膛架支架平臺(tái)。吊籃在平臺(tái)上架設(shè)高度為1.5m。鋼管平臺(tái)采用的鋼管規(guī)格為∮48×3.5,先將跳板滿鋪在鋼管立桿下,立桿間距900×900,步距不大于1.5m,在前后支腿的位置立桿加密至450×450,填芯橫桿間距225,在小橫桿上鋪設(shè)200寬50厚木跳板,木跳板與小橫桿方向垂直,吊籃支腿與木跳板方向垂直。7m高支架平臺(tái)垂直剪刀撐沿外圍和中間每隔4跨縱橫方向設(shè)置,1.2m高支架平臺(tái)之子撐沿外圍和中間每隔4跨縱橫方向設(shè)置,詳見(jiàn)圖3。
圖3 鋼管滿膛架局部立桿平面布置圖
圖4 7m高滿堂架支架平臺(tái)立面圖
6.1.1 前梁伸出長(zhǎng)度1.5m吊籃驗(yàn)算
圖5 1.2m高滿堂架支架平臺(tái)立面圖
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和設(shè)計(jì)圖紙,吊籃最大架設(shè)高度為80.50m,前梁伸出長(zhǎng)度1.5m,前后支架間距4.6m,吊籃最大尺寸為6m(長(zhǎng))×0.76m(寬)×1.25m(高),每個(gè)支架配18塊配重塊,每塊配重塊重0.25kN,允許載重量為4.56kN。
圖6 吊籃受力計(jì)算簡(jiǎn)圖
6.1.1.1 荷載參數(shù)
①根據(jù)產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū):6m鋼平臺(tái)重量(包括提升機(jī)、安全鎖、電控箱、靠墻論、繩墜鐵、緊固件等)為480kg。
Gk1=480kg=4.80kN
②每臺(tái)吊籃共計(jì)4根鋼絲繩,每根鋼絲繩長(zhǎng)度按照100m考慮,按照0.27kg/m計(jì)取
Gk2=100×4×0.27=108kg=1.08kN
③每臺(tái)吊籃1根電纜線,按照0.30kg/m計(jì)取
Gk3=100×1×0.30=30kg=0.30kN
④恒載標(biāo)準(zhǔn)值:Gk=Gk1+Gk2+Gk3=4.80+1.08+0.30=6.18kN
⑤活載標(biāo)準(zhǔn)值:
規(guī)范中規(guī)定施工活荷載取1kN/m2,允許載重量為0.76×6×1=4.56kN
⑥風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Qwk=ωk×F
ωk=βzμzμsω0
風(fēng)振系數(shù)βz=1
高度變化系數(shù)μz=1.62(按照C類取值)
體形變化系數(shù)μs=0.3(參照外架無(wú)安全網(wǎng)時(shí)0.276)
根據(jù)規(guī)范要求:工作狀態(tài)取ω0=0.5kN/m2,非工作狀態(tài)取
ω0=1.915+0.165×(80.5-60)÷30=2.028kN/m2
工作狀態(tài)時(shí):ωk=βzμzμsω0=1×1.62×0.3×0.50=0.243kN/m2
非工作狀態(tài)時(shí)ωk=βzμzμsω0=1×1.62×0.3×2.028=0.986kN/m2
吊籃受風(fēng)面積F=6×1.25=7.50m2
工作狀態(tài)時(shí):Qwk=ωk×F=0.243×7.50=1.823kN
非工作狀態(tài)時(shí):Qwk=ωk×F=0.986×7.5=7.395kN
6.1.2 鋼絲繩驗(yàn)算
①鋼絲繩豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q1
工作狀態(tài)時(shí)Q1=(Gk+Qk)/2=(6.18+4.56)/2=5.37kN
非工作狀態(tài)時(shí)Q1=Gk/2=6.18/2=3.09kN
②鋼絲繩水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q2
吊籃在工作狀態(tài)時(shí),風(fēng)荷載Q2=Qwk/2=1.823/2=0.912kN
吊籃在非工作狀態(tài)時(shí),風(fēng)荷載Q2=Qwk/2=7.395/2=3.698kN
③鋼絲繩所受拉力QD
K——安全系數(shù),取9
選用特制∮8.3鋼絲繩,其破斷拉力為53kN>49.02kN,滿足要求!
6.1.3 吊籃抗傾覆驗(yàn)算
抗傾覆安全系數(shù)=T×L2/(QD×L1)
T——每個(gè)支架配重塊重量,18塊×0.25kN/塊=4.5kN
L1——懸掛橫梁前支架支撐點(diǎn)至吊籃吊點(diǎn)的長(zhǎng)度(m)
L2——懸掛橫梁前支架支撐點(diǎn)至后支架支撐點(diǎn)之間的長(zhǎng)度(m)
QD——吊籃動(dòng)力鋼絲繩所受拉力(kN),取49.02kN÷9=5.45kN
抗傾覆安全系數(shù)=T×L2/(QD×L1)=4.5×4.6/(5.45×1.5)=2.53>2(抗傾覆安全系數(shù))滿足要求!
由以上計(jì)算可知:吊籃工作狀況時(shí),前支架對(duì)架體的荷載最大,最大荷載為:(4.6+1.5)÷4.6×5.45kN=7.227kN,則:在900×900立桿區(qū)域,每m2荷載為7.227÷0.9÷0.9=8.92kN/m2
吊籃非工作狀況時(shí),后支架對(duì)架體的荷載最大,最大荷載為:18塊×0.25kN÷0.9÷0.9=5.56kN/m2<8.92/kN/m2,故按工作狀況時(shí)驗(yàn)算架體。
在前支架和后支架擱置處,立桿間距加密按照450×450布置(詳見(jiàn)下圖),計(jì)算如下:
計(jì)算依據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2011)。
計(jì)算參數(shù):
模板支架搭設(shè)高度為7.0m,
立桿的縱距b=0.45m,立桿的橫距l(xiāng)=0.45m,立桿的步距h=1.50m。
腳手板自重0.30kN/m2,欄桿自重0.15kN/m,材料最大堆放荷載8.92kN/m2,施工活荷載2.00kN/m2。
采用的鋼管類型為48×3.0。
經(jīng)計(jì)算符合要求(具體計(jì)算略)。
從節(jié)約成本角度,目前施工現(xiàn)場(chǎng)外墻裝飾采用電動(dòng)吊籃已成為一種習(xí)慣做法,但由于對(duì)前期的策劃不足、對(duì)吊籃結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不清,在安裝使用過(guò)程中帶來(lái)一些安全隱患,提出以下幾點(diǎn)思考。
圖7 落地平臺(tái)支撐架立面簡(jiǎn)圖
圖8 落地平臺(tái)支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計(jì)算單元
①由于建筑造型的需要,屋面構(gòu)架幕墻高度從幾米到十幾米高度不等,存在將吊籃橫梁直接架設(shè)在構(gòu)架梁上等錯(cuò)誤做法,或者“想當(dāng)然”加高前后支腿立柱而忽略支柱的長(zhǎng)細(xì)比要求。這些區(qū)域應(yīng)利用外架(搭設(shè)時(shí)提前預(yù)留外裝操作面)或者搭設(shè)吊籃操作平臺(tái)進(jìn)行吊籃作業(yè)。
②對(duì)于一些特殊部位如斜坡式電梯、樓梯頂,如采用外墻涂料時(shí),應(yīng)在拆除外架前施工完畢,避免這些特殊部位的架設(shè)。
③吊籃所使用的四根鋼絲繩均需在離地面附近加裝墜繩塊,墜繩塊一般是離地面20cm左右保證鋼絲繩垂直,根據(jù)實(shí)際情況建議墜繩塊一端懸空一端不離開(kāi)地面,防治使用過(guò)程中鋼絲繩不纏繞。
④吊籃的荷載限值不僅僅要滿足產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求,還要滿足規(guī)范規(guī)定的1kN/m2,這里的面積指吊籃底部面積。
⑤吊籃內(nèi)有且只能有2人,不能多也不能少。
⑥吊籃的安全繩、配重塊、機(jī)械裝置的銹蝕程度等應(yīng)作為日常檢查的重點(diǎn)。
[1]JGJ202—2010,建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.
[2]GB19155—2003,高處作業(yè)吊籃標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[3]JGJ130-2011,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.
[4]杜榮軍.扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全[J].施工技術(shù),2002(3).