賁翔

摘 要：本文主要以某工程為論述對象，對預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析，并協(xié)助相關(guān)人員在施工中密切合作，從而確保設(shè)計(jì)與施工實(shí)現(xiàn)一體化的目的。對此，主要從吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主要構(gòu)件計(jì)算進(jìn)行分析，筆者依據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)合理化建議，提供給相關(guān)人士，旨在促進(jìn)我國工業(yè)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝；設(shè)計(jì)；分析

某工業(yè)建筑的總體結(jié)構(gòu)形式為多層剪刀墻-板柱結(jié)構(gòu)，由于設(shè)備的因素要求提供大的空間，并且設(shè)備應(yīng)當(dāng)在上部完成吊裝以后，相關(guān)人員就可以將上部的樓板做好相應(yīng)的封閉工作，與此同時不允許在設(shè)備層上面放置心相應(yīng)的工具。所以，相關(guān)人員需要采取預(yù)制蓋板的方案設(shè)計(jì)。然而當(dāng)使用該方案時，依然會存在一些不足之處，由于短邊跨度在13.84米，而長邊已經(jīng)到達(dá)16.24米，與此同時上面依然具有一些樓層當(dāng)作應(yīng)用空間并且有著較大的荷載力，因此該方便又可以分成兩種形式：一種是梁板體系的形式，主要使用鋼結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員在鋼梁上放置相應(yīng)的鋼板組合樓板，將剪力墻當(dāng)作支撐系統(tǒng)，所采取的鋼梁截面大概在0.8m～1.2m的范圍內(nèi)；而另一種是無梁體系，主要使用預(yù)制混凝土疊合樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于設(shè)備層相應(yīng)要求，決定采取第二種方案。

1、吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)條件

由于工藝專業(yè)已經(jīng)明確規(guī)定無法在設(shè)備層上開展?jié)褡鳂I(yè)，因此設(shè)備層的主要施工次序是：相關(guān)人員首先對設(shè)備層的地板進(jìn)行安裝，然后在對剪力墻進(jìn)行安裝，最后在對層頂板進(jìn)行安裝。相關(guān)人員通過對相應(yīng)的頂板按雙向板進(jìn)行研究，當(dāng)符合一定強(qiáng)度、撓度等有關(guān)規(guī)定時，板厚大概是0.5米，并使用適當(dāng)尺寸的預(yù)制混凝土疊合板。為了符合計(jì)算假定及其施工具有可操作行的目的，采取疊合形式當(dāng)作中間部分，并且樓板使用的板厚大概在0.5米，而四周疊合部分板厚采取0.16米，倘若周邊的板厚不夠，那么就需要進(jìn)行二次澆筑，待吊裝以后澆筑成型即可。

1.2吊裝系統(tǒng)方案

本文中的吊裝系統(tǒng)采取“梁板體系”方案，相關(guān)人員將鋼梁的反面放置到預(yù)制混凝土板的上方，并利用鋼梁懸掛預(yù)制板，這樣做不僅將原本不足的空間加以解決，而且還在某種程度上協(xié)助了吊裝無法完成的問題。而吊裝系統(tǒng)主要包含諸多構(gòu)件，如連接件、吊裝耳板等，

2、主要構(gòu)件計(jì)算

2.1.1吊裝階段

恒載主要包含以下兩方面：一方面是預(yù)制板；另一方面是吊裝系統(tǒng)構(gòu)件自重，而吊裝期間不將活載考慮在內(nèi)，然而需要對動力系數(shù)進(jìn)行考慮，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，吊裝動力系數(shù)應(yīng)當(dāng)為1.3。不管哪一塊預(yù)制板的重量大概在70.4t左右，而且折算厚度通常在377mm的范圍內(nèi)，折算中相應(yīng)的布恒載為9.5kN/m2。

對于預(yù)制板自身的重量來說，相關(guān)人員可以把預(yù)制板依據(jù)吊桿所在的地方分成適當(dāng)?shù)膮^(qū)域，假設(shè)5組中間吊桿所產(chǎn)生的負(fù)荷值應(yīng)當(dāng)在這5個區(qū)域內(nèi)，而余下的兩組所產(chǎn)生的負(fù)荷值應(yīng)當(dāng)在端部的地方。

中間區(qū)預(yù)制板自重：96.57kN；端部區(qū)預(yù)制板自重：110.62kN；預(yù)制板總重：704.09kN。

吊裝系統(tǒng)自重。鋼梁自重：鋼梁，假定采用HN1000×300×21×40，g1=345kg/m；長度14.8m，2根，345×14.8×2=10212kg=102.12kN；考慮吊桿、墊梁、壓桿、支撐、耳板及加勁肋等鋼構(gòu)件自重，預(yù)估吊裝系統(tǒng)自重為：127.63kN。設(shè)計(jì)值=1459.66kN

2.1.2二次成型階段

部分吊裝系統(tǒng)構(gòu)件仍然處在工作狀態(tài)，恒載包括預(yù)制板、二次澆筑的混凝土和吊裝系統(tǒng)構(gòu)件自重，考慮部分區(qū)域需澆筑混凝土，活載取為2.0kN/m2，此階段可不考慮動力系數(shù)。每塊預(yù)制疊合板重約為93.4t，疊合板厚度為500mm，均布恒載為12.5kN/m2。

疊合板自重。二次成型后，混凝土板自重：934.20kN；其中中間區(qū)自重：124.88kN；端部區(qū)自重：154.91kN。疊合板活載。中間區(qū)活載：19.98kN；端部區(qū)活載：24.79kN；總活載：149.47kN。設(shè)計(jì)值：1579.95kN根據(jù)以上計(jì)算可知，二次成型階段的總荷載設(shè)計(jì)值大于吊裝階段，因此對于第二類構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)采用二次成型階段荷載。

2.2構(gòu)件計(jì)算

懸掛式吊架鋼梁通過連接件下掛預(yù)制板，鋼梁在吊裝階段，吊索拉力分別轉(zhuǎn)化為豎向荷載和水平荷載，豎向荷載通過鋼梁腹板抗剪，水平荷載通過鋼梁翼緣和加勁肋傳遞給壓桿；二次成型階段，鋼梁主要承受豎向荷載，包括預(yù)制板、二次澆筑區(qū)混凝土、吊裝系統(tǒng)自重以及施工活載等，以上荷載全部由鋼梁傳遞給梁端支座。

其中R2k=198.0kN，R2=258.0kN，R3k=163.1kN，R3=212.8kN。鋼梁選用標(biāo)準(zhǔn)H型鋼HN1000×300×21×40，查《熱軋H型鋼及部分T型鋼》（GB/T11263-2010），截面特性：

鋼梁強(qiáng)度：Mx/γx Wx=205N/mm2< 265N/mm2，滿足要求。

2.2.2連接件

主要連接件包括吊桿、墊梁。吊桿僅考慮受拉，采用Q345圓鋼加工成直徑20mm的螺栓，二次成型階段為不利工況，取不利區(qū)端部區(qū)的吊桿荷載計(jì)算，荷載包括預(yù)制板（含后澆疊合區(qū)）自重、吊裝系統(tǒng)自重以及施工活載，可推導(dǎo)出荷載設(shè)計(jì)值T=61kN，則吊桿拉應(yīng)力為：

吊桿拉力傳至墊梁，墊梁以鋼梁翼緣作為支座，計(jì)算簡圖如圖3。墊梁彎矩：Mx=TL=61×（0.2-0.15）=3.05kN-m；需要提供的截面模量：Wx=Mx/f=3.05×106/215=14186mm3=14.2cm3；選取[20a，Wx=178.0cm3。

2.2.3水平壓桿

水平壓桿僅在吊裝階段承受壓力，二次成型階段起鋼梁平外面穩(wěn)定作用。共4個受力點(diǎn)，每個受力點(diǎn)通過2根鋼索連接耳板與平衡梁，則每個受力點(diǎn)豎向力F=1459.66/4=365.0kN，傳遞至水平壓桿的軸力為F/2=182.5kN，初選壓桿為Q235熱軋無縫鋼管O245×8，長度l0=2.1m，截面面積A=59.56cm2，截面特性I=4186.87cm4，W=341.79cm3，i=8.38cm。

則壓桿強(qiáng)度為：σ=F/2An=30.6N/mm2<215N/mm2，滿足要求；長細(xì)比：λ=l0/i=2.1×102/8.38=25.1<150；查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄C，ψ=0.972；穩(wěn)定性：F/2ψAn=182.5×103/0.972×59.56×102=31.5N/mm2<295N/mm2，滿足要求。

2.2.4吊裝耳板

吊裝耳板采用Q345鋼板，板厚30mm。開孔處為最不利截面，凈截面面積為：Ae=4500mm2，則不利截面剪應(yīng)力：τ=F/2Ae=40.6N/mm2<170N/mm2，滿足要求。

3、結(jié)語

通過上述論述，可以得知：相關(guān)人員在對吊裝系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對概念設(shè)計(jì)引起必要的重視，距離計(jì)算假定以及力學(xué)模型實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的效果。不同工程中所具有的荷載取值、相應(yīng)的組合系數(shù)、安全系數(shù)等都應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)施工要求，并且需要結(jié)合具體的施工情況進(jìn)行恰到的設(shè)計(jì)，只有這樣才能夠從整體上促進(jìn)我國工業(yè)建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，從而為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

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