裝配式框架混凝土結(jié)構(gòu)安裝
裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般在固定的工廠預(yù)制,然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。
裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝的特點(diǎn):
①房屋高度大而占地面積較小
②構(gòu)件類型多
③數(shù)量大
④接頭復(fù)雜、技術(shù)要求高等。
因此,在考慮結(jié)構(gòu)安裝方案時(shí),應(yīng)著重解決起重機(jī)械的選擇和布置、預(yù)制構(gòu)件的供應(yīng)、現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件的布置、吊裝順序和吊裝方法等問(wèn)題。
1.起重機(jī)械的選擇
目前,裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝常用的起重機(jī)械有三類:自行式起重機(jī)、軌道式塔式起重機(jī)和自升式塔式起重機(jī)。
(1)5層以下的民用建筑和高度在18m以下的多層工業(yè)廠房及外形不規(guī)則的房屋,多采用自行式起重機(jī)。
(2)10層以下或高度在25m以下,寬度在15m以內(nèi),構(gòu)件重量在2~3t以內(nèi),一般可采用QT1-6型塔式起重機(jī)或具有相同性能的其他輕型塔式起重機(jī)。
(3)10層以上的高層裝配式結(jié)構(gòu),一般采用自升式塔式起重機(jī)。
選擇塔式起重機(jī)型號(hào)時(shí),主要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、平面尺寸、高度、構(gòu)件重量和大小及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件、現(xiàn)有的技術(shù)力量和機(jī)械設(shè)備等選擇。
選擇時(shí),首先分析結(jié)構(gòu)情況,繪出剖面圖,確定起重機(jī)的最高起升高度,在圖上注明各種主要構(gòu)件的重量Q,及吊裝時(shí)所需的起重半徑R(如圖);然后根據(jù)起重機(jī)械性能,驗(yàn)算其起重量、起重高度和起重半徑是否滿足要求。
塔式起重機(jī)工作參數(shù)計(jì)算見(jiàn)圖
2.起重機(jī)械的布置
塔式起重機(jī)的布置由建筑物的平面形狀、構(gòu)件重量、起重機(jī)工作性能及施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等因素確定。其布置方式有單側(cè)布置、雙側(cè)布置、跨內(nèi)單側(cè)布置、跨內(nèi)環(huán)形布置,見(jiàn)圖所示。
塔式起重機(jī)布置方案
(a)、(b)單側(cè)布置;(c)雙側(cè)布置;(d)跨內(nèi)單側(cè)布置
(1)單側(cè)布置
單側(cè)布置是最常用的布置方案。該布置方案具有軌道長(zhǎng)度較短,構(gòu)件的堆放場(chǎng)地較寬等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物寬度小于15m、構(gòu)件的重要小于3t時(shí),采用單側(cè)布置較合適。此時(shí),塔式起重機(jī)的起重半徑應(yīng)滿足下式條件:
式中
R—塔式起重機(jī)安裝最遠(yuǎn)構(gòu)件時(shí)起重半徑(m);
a—建筑物外側(cè)至塔軌中心線的距離(a=3~5m);
b—建筑物寬度(m)。
(2)雙側(cè)布置(或環(huán)形布置)
當(dāng)單側(cè)安裝不能滿足最遠(yuǎn)構(gòu)件的安裝要求,建筑物寬度大于17m或構(gòu)件重量大于3t時(shí),此時(shí)采用雙側(cè)布置。其起重半徑應(yīng)滿足下式條件:
式中 R、a、b含義同上。
(3)跨內(nèi)環(huán)形布置
當(dāng)房屋較寬、構(gòu)件較重、起重機(jī)跨內(nèi)單行布置不能起吊全部構(gòu)件,而受場(chǎng)地限制又不可能跨外環(huán)形布置時(shí),則宜采用跨內(nèi)環(huán)形布置。
(4)跨內(nèi)單側(cè)布置
這種方案往往是因場(chǎng)地狹窄,在房屋外側(cè)不可能布置起重機(jī),或由于房屋寬度較大、構(gòu)件較重時(shí)才采用。其優(yōu)點(diǎn)是可減少軌道長(zhǎng)度,并節(jié)約施工用地。缺點(diǎn)是只能采用豎向綜合安裝,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定件差;構(gòu)件多布置在起重半徑之外,需增加二次搬運(yùn);對(duì)房屋外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)吊裝也較困難。
3.預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)布置
構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)布置是否合理,對(duì)提高吊裝效率、保證吊裝質(zhì)量及減少二次搬運(yùn)都有密切關(guān)系。因此,構(gòu)件的布置也是多層框架吊裝的重要環(huán)節(jié)之一。其原則是:
①盡可能布置在起重半徑的范圍內(nèi),以免二次搬運(yùn);
②重型構(gòu)件靠近起重機(jī)布置,中小型則布置在重型構(gòu)件外側(cè);
③構(gòu)件布置地點(diǎn)應(yīng)與吊裝就位的布置相配合,盡量減少吊裝時(shí)起重機(jī)的移動(dòng)和變幅;
④構(gòu)件迭層預(yù)制時(shí),應(yīng)滿足安裝順序要求,先吊裝的底層構(gòu)件在上,后吊裝的上層構(gòu)件在下。
裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱一般需在現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制外,其他構(gòu)件一般都在工廠集中預(yù)制后運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)安裝,布置時(shí)應(yīng)先予考慮柱。其布置方式,有與塔式起重機(jī)軌道相平行、傾斜及垂直三種方案(如圖)。
平行布置的優(yōu)點(diǎn)是可以將幾層柱通長(zhǎng)預(yù)制,能減少柱接頭的偏差。傾斜布置可用旋轉(zhuǎn)法起吊,適用于較長(zhǎng)的柱。當(dāng)起重機(jī)在跨內(nèi)開(kāi)行時(shí),為了使柱的吊點(diǎn)在起重半徑范圍內(nèi),柱宜與房屋垂直布置。
使用塔式起重機(jī)吊裝柱的布置方案
(a)平行布置;(b)傾斜布置;(c)垂直布置
4.結(jié)構(gòu)安裝方案
裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝方法:分件安裝法;綜合安裝法
(1)分件安裝法是起重機(jī)每開(kāi)行一次吊裝一種構(gòu)件,如先吊裝柱,再吊裝梁,最后吊裝板。分件安裝法又分為分層分段流水作業(yè)及分層大流水兩種。
(2)采用綜合安裝法吊裝構(gòu)件時(shí),一般以一個(gè)節(jié)間或幾個(gè)節(jié)間為一個(gè)施工段,以房屋的全高為一個(gè)施工層來(lái)組織各工序的施工,起重機(jī)把一個(gè)施工段的所有構(gòu)件按設(shè)計(jì)要求安裝至房屋的全高后,再轉(zhuǎn)入下一個(gè)施工段施工。
5.結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝
(1)柱子的安裝與校正
框架結(jié)構(gòu)柱截面一般為方形或矩形,為了預(yù)制和安裝的方便,各層柱截面應(yīng)盡量保持不變。柱長(zhǎng)度一般1~2層樓高為一節(jié),也可3~4層為一節(jié),視起重性能而定。當(dāng)采用塔身起重機(jī)進(jìn)行吊裝時(shí),以1~2層樓高為宜;對(duì)4~5層框架結(jié)構(gòu),采用履帶式起重機(jī)進(jìn)行吊裝時(shí),柱長(zhǎng)可采用一節(jié)到頂?shù)姆桨浮?/p>
1)柱的綁扎
多層框架柱,由于長(zhǎng)細(xì)比較大,吊裝時(shí)必須合理選擇吊點(diǎn)位置和吊裝方法。一般情況下,當(dāng)柱長(zhǎng)在12m以內(nèi)時(shí)可采用一點(diǎn)綁扎,旋轉(zhuǎn)法起吊。對(duì)14~20m的長(zhǎng)柱則應(yīng)采用兩點(diǎn)綁扎起吊。
應(yīng)盡量避免采用多點(diǎn)綁扎,以防止在吊裝過(guò)程中構(gòu)件受力不均而產(chǎn)生裂縫或斷裂。圖為一點(diǎn)綁扎和兩點(diǎn)綁扎的示意圖。
(a)一點(diǎn)綁扎;(b)兩點(diǎn)綁扎
1-吊索;2-活絡(luò)卡環(huán);3-柱;4-棕繩;5-鉛絲;6-滑車
2)柱的吊升
柱子的吊升方法,根據(jù)柱子的重量、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件情況和起重機(jī)性能而定,按起重機(jī)的數(shù)量可分為單機(jī)起吊和雙機(jī)抬吊;按吊裝方法分為旋轉(zhuǎn)法和滑行法。
采用單機(jī)吊裝時(shí)一般采用旋轉(zhuǎn)法和滑行法。
預(yù)制框架柱的吊升
①旋轉(zhuǎn)法(見(jiàn)圖5.1.25)起重機(jī)邊起鉤、邊旋轉(zhuǎn),使柱身繞柱腳旋轉(zhuǎn)而逐漸吊起的方法稱為旋轉(zhuǎn)法。其要點(diǎn)是保持柱腳位置不動(dòng),并使柱的吊點(diǎn)、柱腳中心和杯中心三點(diǎn)共圓。
旋轉(zhuǎn)法吊柱示意圖
(a)旋轉(zhuǎn)過(guò)程;(b)平面布置
1-柱子平臥時(shí);2-起吊中途;3-直立
②滑行法。起吊時(shí)起重機(jī)不旋轉(zhuǎn),只起升吊鉤,使柱腳在吊鉤上升過(guò)程中沿著地面逐漸向前滑行,直至柱身直立的方法稱為滑行法。其要點(diǎn)是柱的吊點(diǎn)要布置在杯旁,并與杯口中心兩點(diǎn)共圓。ㄒ(jiàn)圖)。
滑行法吊柱示意圖
(a)旋轉(zhuǎn)過(guò)程;(b)平面布置
1-柱子平臥時(shí);2-起吊中途;3-直立
3)柱的臨時(shí)固定與校正
柱子安裝就位后需立即進(jìn)行臨時(shí)固定,目前工程上大多采用環(huán)式固定器或管式支撐進(jìn)行臨時(shí)固定。
柱的校正一般需要3次,第1次在脫鉤后電焊前進(jìn)行初校;第2次在接頭電焊后進(jìn)行校正,并觀測(cè)由于鋼筋電焊受熱收縮不均勻而引起的偏差;第3次在梁和樓板安裝后校正,以消除梁柱接頭因電焊產(chǎn)生的偏差。
柱的校正包括垂直度校正和水平度校正。其垂直度的校正一般采用經(jīng)緯儀、線墜進(jìn)行。見(jiàn)圖所示。
柱子的垂直度校正
(2)梁、板安裝
框架結(jié)構(gòu)的梁有普通梁和疊合梁兩種?蚣芙Y(jié)構(gòu)的樓板一般根據(jù)跨度和樓面荷載選擇,可分為預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力密肋樓板等。板一般都擱在梁上,用細(xì)石混凝土澆灌接縫以增強(qiáng)期結(jié)構(gòu)的整體性。梁的安裝過(guò)程一般有梁的綁扎、起吊、就位、校正和最后固定。板的安裝過(guò)程與柱和梁的安裝過(guò)程基本相同。
將預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土薄板吊裝到預(yù)制梁之間
(3)墻板結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝
墻板安裝前應(yīng)復(fù)核墻板軸線、水平控制線,正確定出各樓層標(biāo)高、軸線、墻板兩側(cè)邊線、墻板節(jié)點(diǎn)線、門(mén)窗洞口位置線、墻板編號(hào)及預(yù)埋件位置。
墻板安裝順序一般采用逐間封閉法。當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí),墻板安裝宜由房屋中間開(kāi)始,先安裝兩間,構(gòu)成中間框架,稱標(biāo)準(zhǔn)間,然后再分別向房屋兩端安裝。當(dāng)房屋長(zhǎng)度較少時(shí),可由房屋一端的第二開(kāi)間開(kāi)始安裝,并使其閉合后形成一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),作為其他開(kāi)間安裝時(shí)的依靠。
墻板安裝時(shí),應(yīng)先安內(nèi)墻,后安外墻,逐間封閉,隨即焊接。這樣可減少誤差累計(jì),施工結(jié)構(gòu)整體性好,臨時(shí)固定簡(jiǎn)單方便。
墻板安裝的臨時(shí)固定設(shè)備有操作平臺(tái)、工具式斜撐、水平拉桿、轉(zhuǎn)角固定器等。在安裝標(biāo)準(zhǔn)間時(shí),用操作平臺(tái)或工具式斜撐固定墻板和調(diào)整墻的垂直度。其他開(kāi)間則可用水平拉桿和轉(zhuǎn)角器進(jìn)行臨時(shí)固定,用木靠尺檢查墻板垂直度和相鄰兩塊墻板板面的接線。
墻板的工具式斜撐
(4)構(gòu)件接頭
在裝配式框架結(jié)構(gòu)中,構(gòu)件接頭形式和施工質(zhì)量直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度。因此,要選好柱與柱、柱與梁的接頭形式。在柱頭施工時(shí),應(yīng)保證鋼筋焊接和二次灌漿的質(zhì)量。
柱接頭的形式有榫式接頭、插入式接頭和漿錨式接頭三種。
①榫式接頭是上柱和下柱外露的受力鋼筋用剖口焊焊接,配置一定數(shù)量的箍筋,最后澆灌接頭混凝土以形成整體。見(jiàn)圖5.1.28所示。
②插入式接頭是將上柱做成榫頭,下柱頂部做成杯口,上柱插入杯口后用水泥砂漿灌筑填實(shí)。見(jiàn)圖5.1.29所示。
③漿錨式接頭是將上柱伸出的鋼筋插入下柱的預(yù)留孔中,然后用澆筑柱子混凝土所用的水泥配制1:1水泥砂漿,或用52.5MPa水泥配制不低于M30的水泥砂漿灌縫錨固上柱鋼筋形成整體。見(jiàn)圖5.1.30所示。
圖5.1.28 榫式接頭
1-上柱;2-上柱榫頭;3-下柱; 4-剖口焊;5-下柱外伸鋼筋;6-砂漿; 7-上柱外伸鋼筋;8-后澆接頭混凝土
圖5.1.29 插入式接頭
1-榫頭縱向鋼筋;2-下柱杯口
圖5.1.30 漿錨式接頭
1-上柱;2-上柱外伸錨固鋼筋;3-漿錨孔;4-下柱
2)梁柱的接頭
裝配式框架結(jié)構(gòu)中,柱與梁的接頭可做成剛接,也可做成鉸接。接頭做法很多,常用的有明牛腿式剛性接頭、齒槽式梁柱接頭、澆筑整體式梁柱接頭、鋼筋混凝土暗牛腿梁柱接頭、型鋼暗牛腿梁柱接頭等。最常用的接頭形式為澆筑整體式。整體式接頭將梁與柱、柱與柱節(jié)點(diǎn)整體澆筑在一起。
預(yù)制框架柱和預(yù)制框架梁的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)鋼筋構(gòu)造