摘要　預制構件吊裝是裝配式建筑施工的重要環(huán)節(jié)之一。在實際吊裝過程中,施工人員應結合構件種類和吊裝環(huán)境,合理選用吊具和布置吊點位置,以保證構件吊裝的平穩(wěn)性,避免因局部受力過大導致吊釘拔出或構件開裂損壞。基于此,本文以預制凸窗為例,綜合考慮構件重心與吊具重心的重合度以及構件的受力狀態(tài),淺析異形構件的吊點布置方法,旨在達到保障異形預制構件吊裝安全的目的。

隨著我國城鎮(zhèn)化建設的不斷推進,裝配式混凝土建筑的梁、柱以及墻板等部件均實現(xiàn)了工廠預制化,現(xiàn)場施工人員可以像“搭積木”一樣對預制構件進行吊運和拼裝。憑借現(xiàn)場濕作業(yè)少、對環(huán)境影響小的優(yōu)勢,裝配式建筑受到國家的大力推廣。因此,國內(nèi)多名學者有針對性地研究了標準構件的吊裝技術。其中,趙勇等人討論了預制構件吊裝施工驗算的控制標準、荷載取值、計算模型等問題,并通過算例加以說明。彭春生對預制混凝土吊車梁和大跨度混凝土屋架構件吊裝施工技術進行了一些分析。 邵子洋對預制混凝土疊合樓板結構的吊裝系統(tǒng)設計進行了研究。以上學者都未對異形構件的吊裝進行重點分析。而隨著建筑形式和構件形式的復雜化,異形預制構件（如預制凸窗和預制陽臺等）吊裝越來越普遍,施工現(xiàn)場頻繁出現(xiàn)傾斜吊裝導致構件開裂、吊釘拔出導致構件高空墜落等問題。因此,為保證裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,業(yè)界學者及建筑企業(yè)有必要針對異形預制構件的吊裝施工進行深入分析與研究。

1 預制構件吊釘系統(tǒng)

預制構件自重大且種類繁多,施工人員往往需要采用特制的預埋吊釘和配套的吊具才能進行吊裝。施工人員可以針對不同的構件種類和吊裝環(huán)境選擇合適的吊釘系統(tǒng),目前常用的吊釘系統(tǒng)有圓頭吊釘系統(tǒng)、螺紋吊釘系統(tǒng)和平板吊釘系統(tǒng)。

1.1 圓頭吊釘系統(tǒng)

圓頭吊釘系統(tǒng)包括預埋于構件內(nèi)部的圓頭吊釘和用于連接吊具的鴨嘴扣。其中,圓頭吊釘通過半球形套頭固定在混凝土表面上；吊裝荷載由吊釘另一端的圓形固定端錨傳遞至混凝土,進而實現(xiàn)快速掛鉤。

1.2 螺紋吊釘系統(tǒng)

螺紋吊釘系統(tǒng)包括螺紋吊釘和配套外螺紋吊具。螺紋吊釘?shù)陌惭b與固定相對簡便,通常可直接錨固在混凝土內(nèi),不需要特制凹槽。吊裝時,施工人員可將外螺紋吊具擰入吊釘套筒,并在構件的螺紋與混凝土之間錨入錨固件,以提高承載力。常見的螺紋吊釘錨固形式有鋼筋直錨、鋼筋彎錨以及鋼板端錨這三種。

1.3 平板吊釘系統(tǒng)

平板吊釘系統(tǒng)包括平板吊釘以及帶有轉動銷的專用吊具。平板吊釘由鋼板組合而成,底部鋼板錨固于混凝土內(nèi)部并由扁球形的成型器來固定,同時在混凝土表面形成凹槽。外露鋼板通過端部孔洞與平板吊釘系統(tǒng)中帶有轉動插銷的專用吊具進行連接與固定,在此過程中,施工人員應轉動插銷,以防二者脫落。

2 預制構件吊點布置原則

預制構件的吊裝過程應滿足現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工規(guī)范》（GB 50666—2011）的規(guī)定 ,在具體操作時,施工人員還應結合實際的施工情況對預制構件的吊點位置、數(shù)量及預埋吊件性能等方面進行驗算。此外,在構件吊裝過程中,工作人員應確保起重設備的吊鉤、吊具及構件三者在一條垂直線上,并且確保吊索與構件之間的水平夾角不小于 45°。疊合板的吊點應對稱布置,以確保疊合板受力均勻,此時,施工人員可采用 4 吊點、6 吊點或 8 吊點的方式來進行吊裝。需要注意的是,垂直于鋼筋桁架方向的吊點的間距不應大于平行于鋼筋桁架方向的吊點的間距。

3 預制異形構件吊點布置分析

預制異形構件是指形狀不規(guī)則的預制混凝土構件。與規(guī)則構件不同的是,異形構件的重量分布不均勻,如果施工人員在脫模起吊和運輸起吊過程中采用常規(guī)方式布置吊點,將有很大可能導致構件重心與吊具重心不在同一鉛垂線上,進而發(fā)生傾斜。在具體的安裝過程中,一旦發(fā)生傾斜,將導致構件安裝產(chǎn)生較大誤差,進而造成相鄰構件之間的拼接縫寬度增大,構件平整度和垂直度難以達到預期效果,最終嚴重影響鋼筋與構件底部灌漿套筒對位的精準性（見圖 1）。為避免這類問題的發(fā)生,施工人員必須科學布置異形預制混凝土構件吊點的預埋位置,同時明確構件的重心位置,進而確保吊裝過程中吊具重心和構件重心位于同一鉛垂線上。

下文以項目常用的預制飄窗為例,分析了預制異形構件吊點布置情況。

3.1 預制飄窗重心位置計算

預制飄窗是一種典型的異形預制混凝土構件,通常具有采光面積大、通風效果好等優(yōu)勢,但同時由于凸窗的存在,其構件重心免不了要向凸窗一側偏移。筆者以預制飄窗為例對異形預制混凝土構件吊點布置位置進行分析計算（見圖 2、圖 3）,具體內(nèi)容如下。

式（1）中,x 1 為飄窗主視圖中整個墻面的重心坐標,x 2 為飄窗主視圖中凸窗面的重心坐標,A 1 為飄窗主視圖中墻面的總面積,A 2 為飄窗主視圖中凸窗面的總面積。

式（2）中,y 1為飄窗剖面圖中整個墻面的剖面重心坐標,y 2 為飄窗剖面圖中凸窗面的上部重心坐標,y 3 為飄窗剖面圖中凸窗面的下部重心坐標,A 3 為飄窗剖面圖中墻面的總面積,A 4 為飄窗剖面圖中上部凸窗面的總面積,A 4 為飄窗剖面圖中下部凸窗面的總面積。

經(jīng)計算,當凸窗重心在構件內(nèi)時,施工人員可以通過調(diào)整吊點的位置使構件重心和吊具重心在吊裝過程中處在同一鉛垂線上；當凸窗重心在構件外時,施工人員無法通過調(diào)整吊點位置來達到平穩(wěn)吊裝的目的。此時,施工人員可將專用調(diào)節(jié)裝置固定在構件上,并結合手拉葫蘆來調(diào)整構件的狀態(tài),待構件平穩(wěn)后再進行吊裝。

3.2 預制飄窗吊點受力分析

吊裝過程中,構件將在吊點位置產(chǎn)生負彎矩,為避免構件因局部受力過大導致吊釘拉出,工作人員除了確保吊點的布置滿足構件平穩(wěn)吊裝這一要求外,還應盡量減小構件在吊裝過程中所產(chǎn)生的負彎矩。

假設吊點位置彎矩與最大彎矩相等,筆者計算出吊點 A、B 兩處的反力 RA、RB,以及在危險截面處的最大彎矩ι1=ι3=0.207ι,ι2=0.586ι。

3.3 預制飄窗兩個吊點的吊具強度驗算

假設預制飄窗有兩個吊點, 這兩個吊點的吊環(huán)由HPB300 級鋼材制成,吊環(huán)直徑為 16mm,吊環(huán)鋼筋截面面積為 201.1mm2,混凝土容重為 25kN/m3。具體的計算過程如下所示。

4 常見預制構件吊點質(zhì)量控制措施

（1）為了降低安全隱患,避免螺栓無法完全擰入套筒或者螺栓旋入長度不夠等問題的出現(xiàn),相關人員除了要在吊點預埋套筒出廠前檢查其是否存在形心偏移等質(zhì)量問題外,還應對其進行錐絲、刷黃油、塞泡沫板等處理。

（2）現(xiàn)場施工人員應在科學計算的基礎上,合理設置預制疊合板吊環(huán)預埋高度,以免掛鉤無法完全勾住吊環(huán)引發(fā)脫鉤等問題。

（3）現(xiàn)場施工人員不要將吊環(huán)布置在箍筋加密區(qū),否則在實際吊裝作業(yè)時將面臨掛鉤無法與吊環(huán)相連接的難題。

5 結語

在裝配式混凝土結構的施工過程中,施工人員應結合預制構件的重量和類型選擇合適的吊釘形式,并在科學計算的基礎上確定吊點的位置,進而確保吊裝過程中吊具的重心和構件重心處在同一鉛垂線上。本文以異形預制構件為例,對其重心位置的計算過程進行了詳細展示,并通過受力分析確定了合適的吊點位置。計算結果表明,兩個吊裝構件的吊點應分別布置在距構件邊緣 0.207 倍邊長的位置上。此外,筆者還總結出常見的預制構件吊點質(zhì)量控制措施,希望能為類似的裝配式建筑的吊裝施工提供參考。

（責任編輯：何雯麗）

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