林吉樂，韋應(yīng)彬

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518048）

在裝配式建筑應(yīng)用過程中，常規(guī)疊合板吊裝所使用方法包括鋼絲繩單點起吊、分配梁起吊、分配桁架起吊，但實際應(yīng)用中疊合板大小不一，吊點位置、吊點數(shù)量也有所不同。如在吊裝過程中，未找到適宜的吊點和吊具進(jìn)行吊裝，極易導(dǎo)致疊合板吊裝操作過程中因穩(wěn)定性不佳產(chǎn)生意外安全事故，或因吊裝時疊合板受力不均而產(chǎn)生構(gòu)件的質(zhì)量問題。本文主要介紹裝配式建筑中疊合板吊裝的吊點受力情況分析及吊具設(shè)計思路。

1 工程概況

廣州市某工程1#住宅樓為裝配式建筑，最大建筑高度78.3m，共計23 層，裝配式建筑面積9 809.19m2。工程采用廣東省《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行裝配率計算，并滿足裝配率不小于50分的要求，達(dá)到基本級裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)，滿足相關(guān)規(guī)劃的要求。1#裝配式住宅樓涉及預(yù)制疊合板、預(yù)制沉箱、預(yù)制樓梯的吊裝施工。本文就該工程1#裝配式住宅樓預(yù)制疊合板吊裝施工和吊具應(yīng)用做簡要分析。

2 疊合板吊裝時吊點確定

預(yù)制疊合板吊點位置的選擇不僅與構(gòu)件截面受力相關(guān)，還需要考慮吊裝過程的穩(wěn)定平衡。當(dāng)預(yù)制疊合板的跨度比較大時，如果吊點數(shù)量不足，易導(dǎo)致每個吊點均分的荷載較大而損壞吊點；當(dāng)預(yù)制疊合板吊點設(shè)置的位置離重心較近時，吊點處負(fù)彎矩值過大，易引起吊點附近的混凝土開裂、脫落；當(dāng)預(yù)制構(gòu)件吊點位置太靠近構(gòu)件邊緣時，構(gòu)件跨中正彎矩值較大，易引起構(gòu)件跨中附近的混凝土開裂。綜上所述，在吊裝動荷載的影響下，當(dāng)預(yù)制構(gòu)件吊點位置設(shè)置不合理時，會增加疊合板結(jié)構(gòu)開裂風(fēng)險。為了保證預(yù)制構(gòu)件在吊裝過程中不偏載、不集重、不出現(xiàn)施工安全質(zhì)量隱患，因此需對疊合板吊裝合理位置進(jìn)行計算。

2.1 疊合板合理吊點計算

從預(yù)制疊合板吊裝施工時的受力角度出發(fā)，為保證吊點附近及疊合板中部位置較大彎矩處不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞，以彎矩最小原理來看，可得到預(yù)制疊合板吊裝的最佳吊點位置。

兩點吊裝常用于各類預(yù)制構(gòu)件吊裝，假設(shè)兩處吊點為A 和B。則吊點A 與吊點B 處反力

危險截面處最大彎矩

選擇合理吊點位置時，令MA=Mmax，則

可得l1=l3=0.207l，l2=0.586l，最合理吊點位置為上邊緣負(fù)彎矩與疊合板板底跨中正彎矩相等的位置，即適宜吊點選擇在距板邊0.207l處，l為疊合板邊長，在該位置取點的情況下，可確保施工吊裝平穩(wěn)的同時，疊合板所受彎矩最小。

2.2 疊合板吊點實例驗算

以1#裝配式住宅樓預(yù)制疊合板DBS01 為例（圖1），疊合板長邊板長2 795mm，吊點距短邊580mm。根據(jù)最合理吊點位置在距板邊0.207l 處可得，DBS01 疊合板最合理吊點距板短邊578.56mm，該疊合板設(shè)計吊點已十分接近最合理吊點。

圖1 1#住宅樓預(yù)制疊合板DBS01板圖

3 鋼絲繩容許拉力計算

預(yù)制疊合板吊裝施工過程中，鋼絲繩的選擇是至關(guān)重要的一環(huán)。預(yù)制疊合板吊裝施工通常使用塔機(jī)或其他起重吊裝機(jī)械配合來進(jìn)行。塔機(jī)及其他起重吊裝機(jī)械的吊鉤需經(jīng)過鋼絲繩和有效連接構(gòu)件來提拉起預(yù)制疊合板，并吊送至施工作業(yè)面進(jìn)行安裝。

對鋼絲繩的容許拉力進(jìn)行簡要計算，以保證鋼絲繩在疊合板吊裝過程中可以承受來自疊合板的拉力。以全新6×37-17.5 鋼絲繩為例，鋼絲繩容許拉力可按下式計算[1]

其中：[Fg]為鋼絲繩的容許拉力；Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，取Fg=156.00kN；α為考慮鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)，α=0.85；K為鋼絲繩使用安全系數(shù)，取K=7.00，經(jīng)計算得[Fg]=1.89t。

已知1#裝配式住宅樓單塊疊合板最大重量為3.03t，采用4 根6×37-17.5 鋼絲繩進(jìn)行吊裝時，鋼絲繩承載能力完全可以滿足吊裝需要。

4 疊合板吊裝施工時吊具選擇

在裝配式建筑的常規(guī)施工中，為保證預(yù)制構(gòu)件吊裝的平衡性，對于較小預(yù)制構(gòu)件的吊裝施工可采用4 根鋼絲繩點式起吊。但根據(jù)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程要求，吊具應(yīng)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件形狀、尺寸及重量等參數(shù)進(jìn)行配置，吊索夾角不宜小于60°，且不應(yīng)小于45°[2]。如考慮預(yù)制疊合板較大，對起吊和下降穩(wěn)定性要求較高的情況下，可采用分配梁吊具進(jìn)行吊裝；若考慮疊合板較大、鋼絲繩長度不足、吊裝空間受限不得不縮短鋼絲繩等情況下，需優(yōu)先考慮使用矩形框狀分配桁架吊具。在分配桁架吊具與疊合板形狀尺寸一致的情況下，吊具與疊合板吊點相連的鋼絲繩可做到垂直起吊，吊索夾角達(dá)到理想的90°（疊合板只受鋼絲繩向上拉力）；若分配桁架吊具與疊合板形狀尺寸相差較大，則需適當(dāng)延長鋼絲繩長度，或更換更大的分配桁架吊具，以保證吊索夾角滿足規(guī)范要求，確保施工的安全性和疊合板結(jié)構(gòu)不會因吊裝施工操作不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫及結(jié)構(gòu)破壞。

5 疊合板施工吊裝驗算

以1 號樓住宅樓典型60 厚預(yù)制疊合板DBS01為例，疊合板大小為3 200×2 060mm，板厚為60mm，混凝土強(qiáng)度設(shè)計值14.3N/mm2，鋼筋等級HRB400，鋼筋直徑8mm，鋼筋雙向間距150mm 布置。吊裝動力系數(shù)取值1.5。板跨吊點設(shè)置如圖2 所示。

圖2 疊合板跨吊點設(shè)置

根據(jù)兩點起吊疊合板構(gòu)件彎矩計算

式中：D為吊裝時砼強(qiáng)度；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；αs為混凝土的計算保護(hù)層厚度；α1為截面曲率修正系數(shù)；b為矩形截面寬度；h0為截面有效高度；ξ為界限條件下截面受壓區(qū)高度；fy為鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。則：

Y方向（短邊）As=18.98，X方向（長邊）As=46.98；根據(jù)檢驗計算可得吊裝時疊合板上下方受力滿足要求。

6 吊具設(shè)計思路總結(jié)

結(jié)合上述工程實例的吊點選擇、疊合板施工吊裝驗算分析和施工過程中吊具的選擇應(yīng)用，預(yù)制疊合板施工吊裝吊具設(shè)計思路總結(jié)如下。

1）優(yōu)先考慮矩形框狀分配桁架吊具作為設(shè)計基礎(chǔ)模板。分配桁架吊具因其自平衡能力，具備起吊平穩(wěn)、疊合板吊裝過程中受力均勻、疊合板吊裝施工穩(wěn)定易調(diào)節(jié)等優(yōu)點，分配桁架吊具也是裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件吊裝施工中最常用的吊具之一。

2）疊合板吊點位置的計算僅適用于吊點處鋼絲繩對疊合板的拉力垂直于疊合板的水平方向。如果鋼絲繩與疊合板平面夾角角度并非90°，吊裝施工時，鋼絲繩將會對吊點位置疊合板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次應(yīng)力，進(jìn)而改變疊合板的彎矩分布情況，這個時候合理的吊點也會發(fā)生改變，不再是距板邊0.207l位置。在一棟裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件深化過程中，同層預(yù)制疊合板樓板構(gòu)件往往大小不一，要想同時達(dá)成合理吊點起吊與鋼絲繩對預(yù)制疊合板拉力垂直于疊合板水平面的理想吊裝條件，就要求吊具的鋼絲繩要在保證鋼絲繩連接牢固的前提下，具備可移動可調(diào)節(jié)的功能，以便鋼絲繩調(diào)整至預(yù)制疊合板的合理吊點位置。

綜合以上考慮，在矩形框狀分配桁架吊具的基礎(chǔ)上，對吊具進(jìn)行深化設(shè)計。設(shè)計包含但不限于以下3 點：①在適宜范圍內(nèi)加寬分配桁架吊具框架，以此保證吊具可通過調(diào)節(jié)鋼絲繩位置來適應(yīng)吊裝更大的預(yù)制疊合板；②增加機(jī)械滑輪，且滑輪可在吊具框架暗槽內(nèi)滑動，外露部分可與鋼絲繩有效連接，以此達(dá)成調(diào)節(jié)吊具鋼絲繩位置便可適配不同大小疊合板吊裝施工的目的；③滑輪數(shù)量可增加，以備吊裝較長跨度疊合板時，需要增加額外吊點。

7 結(jié)語

裝配式建筑在現(xiàn)代建筑施工中具有經(jīng)濟(jì)性高、施工便捷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，且其與國家未來綠色環(huán)保的發(fā)展理念一致的情況下，全國多省出臺裝配式建筑政策和工作要點。這代表著裝配式建筑將在施工中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。本文重點對裝配式建筑中疊合板吊裝施工的吊點確定及吊具選擇分析，并由實例總結(jié)出可調(diào)節(jié)疊合板吊具的設(shè)計思路，為建筑企業(yè)對于裝配式建筑施工提供了可靠的經(jīng)驗。