住宅工程大坡度斜屋面吊籃安裝固定優(yōu)化研究

牛曉暢　王龍　吳婧

摘要：斜屋面具有造型美觀、防排水效果好等優(yōu)點(diǎn)。但隨著住宅工程設(shè)計(jì)多樣化，越來(lái)越多的大坡度斜屋面造型出現(xiàn)在實(shí)際生活中，使得房屋造型日益美觀，但隨之而來(lái)的是大坡度斜屋面屋面無(wú)法安裝上懸掛機(jī)構(gòu)，影響外墻保溫，外墻涂料的正常施工。采用足夠數(shù)量的吊籃作為外立面裝飾涂料的作業(yè)平臺(tái)，但面對(duì)坡度較大的斜屋面，傳統(tǒng)使用的掛壁式吊籃無(wú)法固定安裝，基于此，創(chuàng)新提出一種斜屋面吊籃特制懸掛支架固定工藝。

關(guān)鍵詞：住宅工程;大坡度斜屋面 ;特制懸挑支架 ;吊籃

1? 引言

本文以施工圖紙等相關(guān)文件為依據(jù)，并經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的考察和標(biāo)準(zhǔn)層面平面圖紙進(jìn)行研究和分析后，因建筑物為坡屋頂，無(wú)法安裝上懸掛機(jī)構(gòu)，現(xiàn)將鋼絲繩固定于主體結(jié)構(gòu)剪力墻、橫梁及支柱上，鋼絲繩從大房檐異型支架（異型支架：平板與工字鋼焊接成形）處垂下，許根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，圖紙規(guī)范要求特制懸挑支架。

2? 施工準(zhǔn)備

2.1? 策劃

根據(jù)項(xiàng)目施工工期和施工圖紙外立面施工面積，綜合考慮布置適量的吊籃，結(jié)合施工圖紙，根據(jù)建筑物外形尺寸、斜面板斜長(zhǎng)、斜屋面檐溝節(jié)點(diǎn)做法，確定吊籃的安裝并做好各特制懸挑支架相應(yīng)的埋件預(yù)埋。

2.2? 斜屋面抗傾斜覆力矩驗(yàn)算

2.2.1? 受力分析簡(jiǎn)圖

按現(xiàn)場(chǎng)吊籃安裝及吊籃受力狀況，作受力分析示意圖，及力學(xué)計(jì)算模型如下圖所示，將吊籃傳遞到鋼絲繩的力分解到工字鋼的受壓及屋面板的受沖切兩個(gè)力。

2.2.2? 受力計(jì)算

吊籃荷載與自重：吊籃懸吊平臺(tái) 460KG+鋼絲繩 200KG+額定載重 630KG，共計(jì)1290KG。

考慮吊籃抗傾覆安全系數(shù)為 2;

故重力G=2mg=2*1290*10=25.8KN，取30KN，

則作用于單側(cè)鋼絲繩荷載為15 KN

根據(jù)受力簡(jiǎn)圖，受力分析得：

單側(cè)鋼絲繩所受拉力F=G/2sin30°=15*2KN=30KN

每根工字鋼所受壓力：N=G/2sin30°=25.98KN

①計(jì)算工字鋼面：

按工字鋼軸心受壓，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)N/φAf≤1

規(guī)范7.2.1計(jì)算：

A≥N/φf(shuō)=51.96*10?/305=1.7cm?

其中φ查表取1.

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范查表得，選取熱軋普通工字鋼20a，截面200*100。

②計(jì)算鋼板與螺栓連接螺栓抗剪

由圖受力分析得：

f=sin30°*N=26KN

選用A級(jí)普通螺栓M16，孔徑d=18mm，板選用16*200*240

單個(gè)螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值

Nv=nvπd?/4*fv=64.4KN

Nc=dΣtfc=130.6KN

故取Nbmin=64.4KN>f/4=6.5KN

連接一側(cè)螺栓需要的數(shù)目：

N=N/Nbmin=0.4個(gè)，取4個(gè)。

③計(jì)算鋼絲繩與樓板連接的受沖切承載力

已知F=30KN

cos60°=N1/F，故N1=F*cos60°=15KN

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范6.5.1得，

Fl≤（0.7bhft+0.25spc，m）hmmh0

鋼絲繩與樓板連接處背熱軋槽鋼20a，截面200*100*7.

其中bh =1，ft=1.43，bs取2，spc，m取1，則

h1=0.4+1.2/bs=1，mm=2*（200+100）=600m，

h2=0.5+ash0/4mm=0.5+0.8=1.3

故取η=1

Fl≤（0.7bhft+0.25spc，m）hmmh0

=（0.7*1*1.43+0.25*1）*1*600*200

=150.12KN

N1=Fl=15KN≤150.12KN

故受沖切承載力滿足要求。

2.3? 材料準(zhǔn)備

本工藝主要材料包括工字鋼Q235截面200mm*100mm：平板為240mm*200mm*16mm， 穿墻螺栓：φ16*180mm及配套螺帽、加強(qiáng)鋼絲繩、工作鋼絲繩。

3? 施工工藝

ZLP系列高處作業(yè)吊籃的簡(jiǎn)介

ZLP630型高處作業(yè)吊籃為電動(dòng)爬升式裝修機(jī)械，主要適用于高層及多層建筑物的外墻施工、裝修、清洗與維護(hù)工程;也可應(yīng)用于電梯安裝、船舶修造、大型罐體、橋梁、水壩、煙囪等工程的作業(yè)。該產(chǎn)品操作簡(jiǎn)便、安全可靠、可重復(fù)使用，從而降低施工成本，提高工作效率。其主要結(jié)構(gòu)為：

3.1? 懸吊平臺(tái)

懸吊平臺(tái)由1m，1.5m，2m基本節(jié)拼裝而成，其平臺(tái)長(zhǎng)度可按建筑物外形組合為1.5m至6m、等不同長(zhǎng)度。特殊部位還可作特殊處理，可以很好地滿足施工需要。

3.2? 懸掛機(jī)構(gòu)

因建筑物為坡屋頂，無(wú)法安裝上懸掛機(jī)構(gòu)，根據(jù)樓體結(jié)構(gòu)剪力墻及支柱部位說(shuō)明（詳見(jiàn)吊籃安裝固定部位說(shuō)明）?，F(xiàn)將鋼絲繩固定于主體樓頂結(jié)構(gòu)剪力墻、橫梁及支柱上，鋼絲繩從大房檐異型支架處（見(jiàn)附圖）垂下（鋼絲繩固定部位盡量與籃體安裝部位處于同一垂直線上），異型支架鋼板與工字鋼斷面或者側(cè)面焊接成形固定。

3.3? 特殊安裝方式：取消懸掛機(jī)構(gòu)，采用特制鋼梁支撐鋼絲繩

鋼梁前端鋼絲繩采取可靠防脫措施，鋼梁長(zhǎng)度≤1.7m，鋼梁規(guī)格20#工字鋼，與結(jié)構(gòu)采用四根直徑M16mm穿墻螺栓固定，螺帽與混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合處設(shè)墊板，鋼梁與檐溝頂間隙采用木方楔緊。

工作繩與安全繩分開(kāi)設(shè)置，后端與建筑砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接，并采取防滑移措施?？刂平Y(jié)構(gòu)集中荷載，防止超過(guò)結(jié)構(gòu)承載能力，鋼絲繩間應(yīng)有隔離措施。防止相互摩擦;鋼絲繩不得施加任何不利于承載能力的額外荷載，并經(jīng)常檢查防止意外破壞，特別預(yù)防屋頂作業(yè)對(duì)鋼梁、鋼絲繩及其固定措施的影響;每臺(tái)吊籃鋼絲繩最后換向點(diǎn)間距應(yīng)與吊籃提升點(diǎn)間距一致，保持鋼絲繩豎向受力細(xì)化鋼絲繩換向措施施工方法，確保固定牢固。

保持鋼梁前端滑輪潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)動(dòng)靈，鋼絲繩、安全大繩與建筑陽(yáng)角結(jié)合部位應(yīng)采用柔性材料進(jìn)行包裹保護(hù)。

3.4? 特制懸挑支架制作的理由

考慮到斜屋面外側(cè)有寬度400mm的檐溝，若直接從斜屋面梁頂?shù)墓潭摻z繩放下連接吊籃，鋼絲繩勢(shì)必壓在天溝的混凝土陽(yáng)角上。長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，鋼絲繩受吊籃工作平臺(tái)的豎向荷載、工人在平臺(tái)上施工操作以及在平臺(tái)兩端走動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)荷載、高層施工時(shí)橫向的風(fēng)荷載等一系列荷載的作用下，鋼絲繩變相地被檐溝混凝土陽(yáng)角來(lái)回切割、擠壓，非常容易產(chǎn)生安全隱患。

基于以上原因，采用特制懸掛支架固定于斜屋面根部（檐溝上口），支架的懸掛端伸出斜屋面檐溝范圍。吊籃通過(guò)鋼絲繩掛在伸出檐溝的支架端頭鋼繩吊板上，避免了鋼絲繩直接壓在檐溝陽(yáng)角上;懸掛端鋼繩吊板上口通過(guò)加強(qiáng)鋼絲繩與斜屋面頂梁上的固定件連接作為吊籃的配重，安全性能得到滿足。

3.5? 鋼絲繩每與主體物轉(zhuǎn)角處用木方或厚度不小于5mm橡膠墊做防護(hù)處理。

3.6? 吊籃的升降及保護(hù)系統(tǒng)

ZLP系列吊籃采用電動(dòng)方式升降，整個(gè)系統(tǒng)由提升機(jī)、安全鎖、鋼絲繩三大部分組成。提升機(jī)工作速度為8-10m/min，鋼絲繩由工作繩和安全繩組成，配以擺臂式防傾斜安全鎖，保證吊籃在工作鋼絲繩發(fā)生斷繩或平臺(tái)傾斜角度于3-8°自動(dòng)鎖住安全鋼絲繩。

3.7? 電氣控制系統(tǒng)

每臺(tái)吊籃配有一個(gè)獨(dú)立的電氣控制箱，對(duì)吊籃的升降、調(diào)平、超高限位進(jìn)行控制，同時(shí)可方便地從配電箱內(nèi)接取36V和220V電源，用于照明和手持電動(dòng)工具的使用。

3.8? 實(shí)施效果

3.8.1? 安全可靠。特制懸掛支架經(jīng)過(guò)理論計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)，安全可靠。

3.8.2? 組織便利。通過(guò)事先策劃，采用加工好的特制懸掛支架不對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成破壞。同時(shí)特制懸掛支架懸掛梁采用螺栓連接，拆除方便，周轉(zhuǎn)使用率高。

3.8.3? 降低成本。與傳統(tǒng)吊籃相比，本施工工藝減少懸掛機(jī)構(gòu)的租賃費(fèi)、吊籃配重的二次搬運(yùn)費(fèi)及人工安裝費(fèi)。與原設(shè)想采用外墻腳手架相比，費(fèi)用更是大幅降低，經(jīng)濟(jì)效果非?？捎^。

3.8.4? 保證質(zhì)量。使用腳手架施工外墻涂料時(shí)，無(wú)法直觀、整體地檢查外墻質(zhì)量，很容易造成水平色差。使用吊籃施工時(shí)，一面墻使用1-2部吊籃即可覆蓋施工面，施工時(shí)從上到下，不留接茬。同時(shí)，外墻的目測(cè)觀感質(zhì)量檢查十分方便，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)也方便整改，不同于傳統(tǒng)腳手架拆除后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)修復(fù)困難。

4? 結(jié)語(yǔ)

采用特制懸挑支架工藝施工時(shí)，必須做好前期策劃，根據(jù)工程實(shí)際情況合理安排需要的吊籃數(shù)量以及位置，準(zhǔn)確地做好特制懸掛支架的定位施工。在吊籃使用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)做好巡查監(jiān)測(cè)，對(duì)斜屋面水平梁位置鋼絲繩固定件、特制懸掛支架根部焊接、鋼絲繩連接等進(jìn)行重點(diǎn)巡查。

本施工技術(shù)在實(shí)施方便、安全可靠，同時(shí)能有效降低了施工成本，滿足工程施工進(jìn)度要求，在較大坡度斜屋面吊籃安裝工程中得到了廣泛應(yīng)用。

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