羅獻金 滕尚永 韓大象 馬鼎然 李靜文 蘇 陽

(徐州新盛彭寓置業(yè)有限公司，江蘇 徐州 221116)

1 概述

隨著國家發(fā)展的需要和建筑行業(yè)的變革使得傳統(tǒng)建筑逐漸向工業(yè)化生產(chǎn)方向過渡，因此裝配式建筑成為中國未來建筑行業(yè)發(fā)展的大趨勢。傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)成熟，施工經(jīng)驗豐富，然而存在資源浪費、污染環(huán)境、耗費勞動力、機械化水平低等問題。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑在施工工序、工藝上存在著較大的差異，施工現(xiàn)場所使用的PC構(gòu)件均采用工廠機械化生產(chǎn)，在節(jié)能環(huán)保的同時提高了施工效率，節(jié)約了勞動力。國內(nèi)傳統(tǒng)建筑行業(yè)發(fā)展至今取得了豐碩的成果，但是面對國內(nèi)勞動力短缺、環(huán)境污染等現(xiàn)狀其發(fā)展受到制約，而裝配式建筑將現(xiàn)澆與PC構(gòu)件相結(jié)合，在一定程度上很好的解決了傳統(tǒng)建筑施工過程中出現(xiàn)的短板。

本文以徐州新盛彭寓置業(yè)有限公司負責(zé)建造的淮?？萍汲琼椖績蓷澭b配式辦公樓的施工與現(xiàn)場情況為研究背景(如圖1所示)?；春？萍汲琼椖績蓷澭b配式辦公樓所采用的PC構(gòu)件主要為預(yù)制柱、預(yù)制板、預(yù)制梁、預(yù)制樓梯板、預(yù)制雙T板，現(xiàn)場施工將裝配式建筑新興工藝引進的同時也涵括了傳統(tǒng)施工技藝。對于裝配式建筑施工而言PC構(gòu)件的吊裝是施工的關(guān)鍵性工序，也是控制要點之一。

晏金洲[1]結(jié)合工程實例對PC構(gòu)件的運輸及吊裝給出相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)。王從峰[1]根據(jù)理論公式推導(dǎo)及計算對PC構(gòu)件吊裝位置的選取給出了依據(jù)。梁燕[3]針對PC構(gòu)件吊裝過程中的吊具、吊點問題進行了相應(yīng)的研究與分析。丁羽明[4]將實際工程與理論相結(jié)合，分析了裝配式建筑中PC構(gòu)件吊裝的技術(shù)難點以及吊裝旋轉(zhuǎn)問題。丁曉欣等[8]通過理論計算與分析得出PC構(gòu)件吊裝最佳吊點位置，從而避免了吊裝過程中由于構(gòu)件受力不均而出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷問題。裝配式建筑施工過程中由于構(gòu)件的尺寸、形狀、質(zhì)量都不相同，因此施工過程中PC構(gòu)件的吊裝問題對工程的施工進度、質(zhì)量有著十分重要的意義，而對于PC構(gòu)件吊裝技術(shù)的研究更加可以保證施工現(xiàn)場的安全，并且提高施工質(zhì)量。

2 PC構(gòu)件吊裝吊點位置的確定

裝配式建筑施工現(xiàn)場所使用的PC構(gòu)件規(guī)格不一，構(gòu)件的尺寸、幾何外形有所差異，不同構(gòu)件的重心位置有所差異，吊裝過程中吊點的選取將直接導(dǎo)致整個吊裝的平穩(wěn)與安全，因此吊裝吊點的確定對于PC構(gòu)件的吊裝而言十分重要。

2.1 構(gòu)件重心位置確定

在對PC構(gòu)件吊裝過程中吊點位置依據(jù)于構(gòu)件的重心，否則可能因為構(gòu)件荷載偏向某一方向?qū)е掳踩鹿?，而PC構(gòu)件并非全部是規(guī)則的幾何形狀，非規(guī)則形狀的構(gòu)件需要進行重心位置的確定。一般對于重心位置的確定采用稱重法、懸掛法、理論計算法，而由于PC構(gòu)件的尺寸相對較大，稱重法與懸掛法操作不便，對于現(xiàn)場的吊裝難以實施，因此需采用理論計算的方式進行確定。

1)規(guī)則的平面板D。

(1)

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2)對于不規(guī)則的組合板V。

(3)

(4)

隨著裝配式建筑施工技術(shù)的成熟與不斷發(fā)展PC構(gòu)件的類型不斷增多，涉及到精裝部分的衛(wèi)生間、廚房等均可以采用裝配式構(gòu)件進行完成。而對于精裝部分的PC構(gòu)件大多為不規(guī)則的，對于其重心位置的確定同樣可以采用理論計算的方法進行確定，計算公式如下：

(5)

2.2 PC構(gòu)件吊點位置確定

PC構(gòu)件尺寸與幾何形狀不一，吊裝過程中構(gòu)件容易出現(xiàn)碰撞或者由于吊點位置選取不當(dāng)從而導(dǎo)致破損、斷裂，因此在吊裝過程中吊點位置的確定尤為重要。

淮?？萍汲琼椖績蓷澽k公樓采用裝配整體式框架—現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)形式，工程在采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上對于部分豎向與水平結(jié)構(gòu)采用PC構(gòu)件。

PC構(gòu)件主要涉及到預(yù)制柱、預(yù)制樓梯、疊合梁、疊合板、挑板、女兒墻(見圖2)，施工現(xiàn)場所采用的PC構(gòu)件幾何形狀不一，自重有所差異，因此在吊點的選取上也有所區(qū)別。

對于裝配式建筑而言PC構(gòu)件在施工過程中的吊裝不僅僅要通過理論計算與分析規(guī)避不合理的吊裝方式，同時要結(jié)合不同構(gòu)件的安裝工序與要求進行吊點的確定，從而在保證構(gòu)件的完整性的同時能夠更好的保證施工過程中的安裝?；春？萍汲琼椖克褂玫腜C構(gòu)件中僅預(yù)制柱為豎向構(gòu)件，考慮到預(yù)制柱的安裝過程較為復(fù)雜和構(gòu)件自重較大，為方便后續(xù)的安裝施工采用豎向兩點起吊的方式進行吊裝(如圖3所示)，由于預(yù)制柱自重較大，采用單點起吊鋼絞線所受到的拉力較大，且吊裝過程中容易造成構(gòu)件的擺動，兩點起吊通過力學(xué)知識進行理論分析塔吊在豎向所受的力均為預(yù)制柱自重，但是鋼絞線所受到的拉應(yīng)力為單點起吊的1/2，且吊裝過程中構(gòu)件搖擺幅度減小，從而降低吊裝風(fēng)險。而采用豎向吊裝方式預(yù)制柱內(nèi)部主要受到自重引起的剪力影響，受彎矩影響較小，與水平吊裝方式相比構(gòu)件受到破壞的可能性較小。

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其中，F(xiàn)A,FB為支點A,B兩點的支反力，kN；m為PC構(gòu)件的質(zhì)量，kg；g為重力加速度，m/s2；q為單位長度構(gòu)件荷載，kN/m；MA，MB均為吊點A,B兩點的彎矩，MPa；Mmax為跨中最大彎矩，MPa。

由于疊合梁、挑板、女兒墻截面尺寸較為均勻，基本上未涉及變截面問題，且吊點位置處與跨中配筋情況相同，吊點位置處與跨中位置處構(gòu)件截面抗矩相近，通過理論分析得出當(dāng)?shù)觞c位置處與跨中彎矩相等時此時的吊點位置最為合理，從而求得最佳吊點，保證構(gòu)件吊裝的平衡與減小彎矩過大造成構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力損傷。

而對于疊合板、樓梯而言由于構(gòu)件的尺寸較大，按照同一軸線布置吊點無法保證吊裝過程的平衡與穩(wěn)定，需要對吊點進行平面布置，結(jié)合施工安裝要求選取四點平面吊裝方式進行吊裝(如圖6所示)。對于疊合板、樓梯構(gòu)件而言由于構(gòu)件的寬度相對較大，在同一平面上選取四個吊點能夠確保吊裝的平穩(wěn)，與疊合板相比預(yù)制樓梯構(gòu)件的厚度相對較大，尺寸較大，吊裝過程中不易出現(xiàn)破損，而疊合板由于長度較大，板厚偏小，截面的抗矩較小，吊裝過程中容易出現(xiàn)斷裂、破損等情況，因此對于吊點的選取十分重要。

疊合板、預(yù)制樓梯吊點的確定需要在平面上進行兩個方向上的彎矩驗算從而確定吊點的最佳位置，如圖7所示，將疊合板或者預(yù)制樓梯簡化成平面，分別按照x,y方向進行驗算[10]。結(jié)合圖5的荷載分布及彎矩較大位置處的分析與計算書從而確定吊點的具體位置。

3 吊裝過程中吊具的選取

裝配式建筑施工過程中PC構(gòu)件的吊裝對工程現(xiàn)場的施工進度、質(zhì)量有著重要的影響。吊裝過程中不僅僅要考慮施工的要求，同時還要保證吊裝的平穩(wěn)，避免構(gòu)件出現(xiàn)碰撞，由于構(gòu)件的幾何外形、質(zhì)量差異，從而導(dǎo)致其吊裝方式、吊點和吊具的選擇有所不同。

對于采用單點、兩點吊裝的PC構(gòu)件吊裝方式相對簡單，直接采用鋼絞線進行吊裝即可。選用鋼絞線直接吊裝時根據(jù)構(gòu)件自重與力學(xué)知識對吊裝過程中鋼絞線所承受的拉應(yīng)力進行計算，將計算結(jié)果同表1進行對照，選取合適吊裝的鋼絞線進行構(gòu)件的吊裝，從而確保吊裝過程中安全。

表1 鋼絞線強度標準值

若構(gòu)件長度較大，需要沿著構(gòu)件長度方向選取多個吊點來保證吊裝的平穩(wěn)，僅僅依靠鋼絞線來進行構(gòu)件的吊裝無法保證吊裝要求，需要采用橫梁吊具配合鋼絞線進行構(gòu)件的吊裝(如圖8a)所示)，橫梁吊具將鋼梁與鋼絞線進行結(jié)合，能夠滿足多點吊裝的要求。而對于疊合板等長度與寬度均較大的PC構(gòu)件吊點需要進行平面布置，在長度與寬度方向上均需要布置吊點，為保證吊裝過程中構(gòu)件的平衡與穩(wěn)定，減小碰撞與損壞采用平面吊裝吊具(如圖8b)所示)，該吊具在縱向與橫向均設(shè)置吊鉤，能滿足多點起吊的要求。

4 結(jié)論

本文結(jié)合淮?？萍汲琼椖垦b配式辦公樓的施工過程與裝配式建筑相關(guān)知識對PC構(gòu)件吊裝技術(shù)進行相關(guān)的分析與研究，得到如下結(jié)論：1)PC構(gòu)件幾何外形與質(zhì)量不一，吊裝前通過相應(yīng)的分析與計算確定構(gòu)件重心位置，從而為吊裝位置的選取做好準備。2)吊點位置的選取對于構(gòu)件的吊裝而言具有十分重要的意義，合理選取吊點能夠減小構(gòu)件的破損和應(yīng)力損傷。3)根據(jù)吊點數(shù)量與布置方式合理選取吊裝方式與吊具，從而確保吊裝過程的穩(wěn)定與安全。