CN114046061A - 一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构及其施工方法，包括主梁，所述主梁焊接在建筑物外表面，所述主梁通过连接件与塔机连接，所述主梁水平方向的侧边焊接固定有水平斜撑梁，所述主梁的底部焊接固定有竖向斜撑梁，所述水平斜撑梁与所述竖向斜撑梁两者均与建筑物外表面连接固定。有益效果：该方法利用双向三角形超静定结构，使塔机附着在水平及竖向形成双向支撑，利用三角稳定结构将支撑构件的悬挑型钢受力分解，部分传导至型钢斜撑，减少型钢挠度变化及水平荷载，从而满足附着支撑要求。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体来说，涉及一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构及施工方法。
背景技术
随着建筑业发展及新技术的革新，装配式建筑及BIM技术的应用越来越多的应用到了建筑领域的各个方面，诸如在塔机安装施工过程中，针对原先塔机附着只能固定于主体结构上，如塔机布置遇到地下室设备房位置或装配式料场超过塔机覆盖半径，只能暂缓地下设备房施工及对构件进行二次搬运，大大降低生产效率。若利用BIM技术与悬臂构施工技术结合，可有效扩大塔机安装范围及覆盖面积。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构及其施工方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，包括主梁，所述主梁焊接在建筑物外表面，所述主梁通过连接件与塔机连接，所述主梁水平方向的侧边焊接固定有水平斜撑梁，所述主梁的底部焊接固定有竖向斜撑梁，所述水平斜撑梁与所述竖向斜撑梁两者均与建筑物外表面连接固定。
优选的，所述主梁与所述建筑物的连接端可加焊劲肋，所述主梁、所述水平斜撑梁以及所述竖向斜撑梁三者均由两根方管焊接固定而成。
根据本发明另一个方面，提供了一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，用于装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，包括以下步骤；
定位：根据现场实际地下室设备房与主体结构的位置信息以及塔机吊装构件料场的区域信息，在BIM技术的基础上确定塔机主体基本位置范围，然后选取相应型号的塔机，然后，根据所选型号塔机设备附着安装参数来确定塔身准确安装位置及一端的附着外悬尺寸，确保外悬附着固定点距主体结构距离H≤1.5m，塔身内侧边线距主体结构距离H1≤4m；
型钢材料选择及双向超静定结构复核验算：将两个18a#槽钢在工作台进行对接焊接形成受力杆件，然后，根据附着点高度位置确定塔机附着点最大允许垂直度偏差Δh，作为外悬辅助支撑最大挠度变形距离fAmax，最后，根据悬臂梁挠度计算公式FA=PL3/3EI验算槽钢截面惯性矩是否满足要求；
型钢加工制作：将一组型钢焊件放置在工作台上，并且将焊接部位对接在一起，然后，根据焊件的厚度选择焊接方式，当焊件厚度小于6mm时，采用电弧焊，当焊接厚度大于6mm时，采用开口焊，焊接完成后进行平整度验收，确保焊接对接焊缝余高≤3mm，焊接完成后涂刷防火、防锈漆，最后，根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，确定水平斜撑梁及竖向斜撑梁倾斜角度均为45°；
预埋件加工制作与安装：根据型钢平面及斜面大小，加工与建筑物连接预埋件，预埋件规格不小于400×600，通过BIM技术定位确定位置后，在主体施工时将预埋件埋入墙体，预埋件上的锚固件与墙体内的结构钢筋绑扎，预埋件外表面与结构面平齐；
墙体加固与辅助现浇梁施工：将需固定外悬辅助支撑墙体位置层及下层墙体PC构件由预制改为现浇，配筋不变，该墙体底部与楼板交界处设置加固反梁，梁长同现浇墙宽，端部分别锚入两侧约束边缘构件，塔机附着拆除后剔凿拆除该现浇梁；
型钢焊接安装：通过BIM技术模拟安装流程并进行定位控制，先进行主梁安装，再进行水平斜撑梁安装，最后进行竖向斜撑梁安装，将主梁、水平斜撑梁以及竖向斜撑梁三者加工而成的型钢运送至操作层，分别放置于室内，待安装层外墙强度满足结构强度后开始安装辅助支撑，然后在预埋板上先行放线，确定主梁焊接位置，借助塔吊将悬挑主梁吊至焊接部位进行焊接，在方钢四角加焊劲肋加强角部抗剪力，根据斜撑预埋件与主梁位置焊接斜撑型钢；
塔机附着安装及设备调试：按照规范要求安装塔机附着，辅助支撑端将固定附着板焊接在型钢架上，另一侧采用高强螺栓进行紧固于结构墙体或主梁上，所有焊接接缝进行超声波探伤检测，确保焊缝安全稳。
优选的，所述定位步骤中所述塔机的基础及塔身应避开地下室框架柱及主梁部位，地下室顶板应预留接茬钢筋，待塔机拆除后恢复顶板结构。
优选的，所述型钢材料选择及双向超静定结构复核验算步骤中所述槽钢的翼缘作为受弯构件、所述槽钢的腹板作为抗剪构件。
优选的，所述型钢加工制作步骤中在焊接时，第一层的打底焊道焊接时选用直径较小的焊条，运条方法应以间隙大小而定，当间隙小时可用直线形，间隙较大时则采用直线往返形。
优选的，所述型钢加工制作步骤中根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，包括运用BIM技术绘制型钢分解详图，按照分解图进行型钢切割，机械切割宽度、长度≤±3mm,型钢端部垂直度≤2mm。
优选的，所述预埋件加工制作与安装步骤中拆除辅助支撑后预埋板件不拆除，应打磨后做防腐处理。
优选的，所述型钢焊接安装步骤中悬挑主梁的焊接要求达到二级焊缝要求，不得有漏焊区域，所述斜撑型钢的角度偏差≤5°。
本发明的有益效果为：
该方法运用BIM技术建立塔机与周边建筑构造及临时设施的相互关系，以三维效果精确模拟塔机机身与需附着建筑物的位置情况，避免因悬空测量产生的系统误差与视觉误差；
该方法增大了高层建筑塔机可安装范围，塔机附着支撑点不再局限于建筑物本体，可有效增大塔机工作覆盖面，并合理避开车库设备房等工期较紧的设施；
该方法解决了装配式建筑PC构件墙体支撑力不足的问题，通过加固墙体可将预制墙体作为塔机附着支撑结构；
该方法安拆简便，操作安全，附着辅助支撑构件仅依靠外架及塔机自身即可辅助安装，辅助支撑构件自重较小，可快速拆除；
该方法辅助支撑构件在使用前即可在地面完成焊接组装工作，构件安装于结构墙体埋置的预埋件上，利用建筑物上层结构施工期即可完成安装，不额外占用施工工期；
该方法利用双向三角形超静定结构，使塔机附着在水平及竖向形成双向支撑，利用三角稳定结构将支撑构件的悬挑型钢受力分解，部分传导至型钢斜撑，减少型钢挠度变化及水平荷载，从而满足附着支撑要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑安装施工方法的附着辅助支撑杆件受力分解图;
图2是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑安装施工方法的塔身精确定位图;
图3是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑安装施工方法的槽钢焊接构造示意图;
图4是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑安装施工方法的型钢切割分解深化图;
图5是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑安装施工方法的加固梁大样图；
图6是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的结构示意图一；
图7是根据本发明实施例的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的结构示图二。
图中：
1、主梁；2、水平斜撑梁；3、竖向斜撑梁。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构及其施工方法。
实施例一；
如图1-7所示，根据本发明实施例的装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，包括主梁1，所述主梁1焊接在建筑物外表面，所述主梁1通过连接件与塔机连接，所述主梁1水平方向的侧边焊接固定有水平斜撑梁2，所述主梁1的底部焊接固定有竖向斜撑梁3，所述水平斜撑梁2与所述竖向斜撑梁3两者均与建筑物外表面连接固定。
实施例二；
如图1-7所示，所述主梁1与所述建筑物的连接端可加焊劲肋，所述主梁1、所述水平斜撑梁2以及所述竖向斜撑梁3三者均由两根方管焊接固定而成。
实施例三；
如图1-7所示，根据本发明的实施例，还提供了一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，用于装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，包括以下步骤；
步骤S101，定位：根据现场实际地下室设备房与主体结构的位置信息以及塔机吊装构件料场的区域信息，在BIM技术的基础上确定塔机主体基本位置范围，然后选取相应型号的塔机，然后，根据所选型号塔机设备附着安装参数来确定塔身准确安装位置及一端的附着外悬尺寸，确保外悬附着固定点距主体结构距离H≤1.5m，塔身内侧边线距主体结构距离H1≤4m；
步骤S103，型钢材料选择及双向超静定结构复核验算：将两个18a#槽钢在工作台进行对接焊接形成受力杆件，然后，根据附着点高度位置确定塔机附着点最大允许垂直度偏差Δh，作为外悬辅助支撑最大挠度变形距离fAmax，最后，根据悬臂梁挠度计算公式FA=PL3/3EI验算槽钢截面惯性矩是否满足要求；
步骤S105，型钢加工制作：将一组型钢焊件放置在工作台上，并且将焊接部位对接在一起，然后，根据焊件的厚度选择焊接方式，当焊件厚度小于6mm时，采用电弧焊，当焊接厚度大于6mm时，采用开口焊，焊接完成后进行平整度验收，确保焊接对接焊缝余高≤3mm，焊接完成后涂刷防火、防锈漆，最后，根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，确定水平斜撑梁及竖向斜撑梁倾斜角度均为45°；
步骤S107，预埋件加工制作与安装：根据型钢平面及斜面大小，加工与建筑物连接预埋件，预埋件规格不小于400×600，通过BIM技术定位确定位置后，在主体施工时将预埋件埋入墙体，预埋件上的锚固件与墙体内的结构钢筋绑扎，预埋件外表面与结构面平齐；
步骤S109，墙体加固与辅助现浇梁施工：将需固定外悬辅助支撑墙体位置层及下层墙体PC构件由预制改为现浇，配筋不变，该墙体底部与楼板交界处设置加固反梁，梁长同现浇墙宽，端部分别锚入两侧约束边缘构件，塔机附着拆除后剔凿拆除该现浇梁；
步骤S111，型钢焊接安装：通过BIM技术模拟安装流程并进行定位控制，先进行主梁1安装，再进行水平斜撑梁2安装，最后进行竖向斜撑梁3安装，将主梁1、水平斜撑梁2以及竖向斜撑梁3三者加工而成的型钢运送至操作层，分别放置于室内，待安装层外墙强度满足结构强度后开始安装辅助支撑，然后在预埋板上先行放线，确定主梁焊接位置，借助塔吊将悬挑主梁吊至焊接部位进行焊接，在方钢四角加焊劲肋加强角部抗剪力，根据斜撑预埋件与主梁位置焊接斜撑型钢；
步骤S113，塔机附着安装及设备调试：按照规范要求安装塔机附着，辅助支撑端将固定附着板焊接在型钢架上，另一侧采用高强螺栓进行紧固于结构墙体或主梁1上，所有焊接接缝进行超声波探伤检测，确保焊缝安全稳。
实施例四；
如图1-7所示，所述定位步骤中所述塔机的基础及塔身应避开地下室框架柱及主梁部位，地下室顶板应预留接茬钢筋，待塔机拆除后恢复顶板结构；所述型钢材料选择及双向超静定结构复核验算步骤中所述槽钢的翼缘作为受弯构件、所述槽钢的腹板作为抗剪构件；所述型钢加工制作步骤中在焊接时，第一层的打底焊道焊接时选用直径较小的焊条，运条方法应以间隙大小而定，当间隙小时可用直线形，间隙较大时则采用直线往返形。；所述型钢加工制作步骤中根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，包括运用BIM技术绘制型钢分解详图，按照分解图进行型钢切割，机械切割宽度、长度≤±3mm,型钢端部垂直度≤2mm；所述预埋件加工制作与安装步骤中拆除辅助支撑后预埋板件不拆除，应打磨后做防腐处理；所述型钢焊接安装步骤中悬挑主梁的焊接要求达到二级焊缝要求，不得有漏焊区域，所述斜撑型钢的角度偏差≤5°。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，该方法运用BIM技术建立塔机与周边建筑构造及临时设施的相互关系，以三维效果精确模拟塔机机身与需附着建筑物的位置情况，避免因悬空测量产生的系统误差与视觉误差；
该方法增大了高层建筑塔机可安装范围，塔机附着支撑点不再局限于建筑物本体，可有效增大塔机工作覆盖面，并合理避开车库设备房等工期较紧的设施；
该方法解决了装配式建筑PC构件墙体支撑力不足的问题，通过加固墙体可将预制墙体作为塔机附着支撑结构；
该方法安拆简便，操作安全，附着辅助支撑构件仅依靠外架及塔机自身即可辅助安装，辅助支撑构件自重较小，可快速拆除；
该方法辅助支撑构件在使用前即可在地面完成焊接组装工作，构件安装于结构墙体埋置的预埋件上，利用建筑物上层结构施工期即可完成安装，不额外占用施工工期；
该方法利用双向三角形超静定结构，使塔机附着在水平及竖向形成双向支撑，利用三角稳定结构将支撑构件的悬挑型钢受力分解，部分传导至型钢斜撑，减少型钢挠度变化及水平荷载，从而满足附着支撑要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，其特征在于，包括主梁(1)，所述主梁(1)焊接在建筑物外表面，所述主梁(1)通过连接件与塔机连接，所述主梁(1)水平方向的侧边焊接固定有水平斜撑梁(2)，所述主梁(1)的底部焊接固定有竖向斜撑梁(3)，所述水平斜撑梁(2)与所述竖向斜撑梁(3)两者均与建筑物外表面连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，其特征在于，所述主梁(1)与所述建筑物的连接端可加焊劲肋，所述主梁(1)、所述水平斜撑梁(2)以及所述竖向斜撑梁(3)三者均由两根方管焊接固定而成。
3.一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，用于权利要求2所述的装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构，包括以下步骤；
定位：根据现场实际地下室设备房与主体结构的位置信息以及塔机吊装构件料场的区域信息，在BIM技术的基础上确定塔机主体基本位置范围，然后选取相应型号的塔机，然后，根据所选型号塔机设备附着安装参数来确定塔身准确安装位置及一端的附着外悬尺寸，确保外悬附着固定点距主体结构距离H≤1.5m，塔身内侧边线距主体结构距离H1≤4m。型钢材料选择及双向超静定结构复核验算：将两个18a#槽钢在工作台进行对接焊接形成受力杆件，然后，根据附着点高度位置确定塔机附着点最大允许垂直度偏差Δh，作为外悬辅助支撑最大挠度变形距离fAmax，最后，根据悬臂梁挠度计算公式FA＝PL3/3EI验算槽钢截面惯性矩是否满足要求；
型钢加工制作：将一组型钢焊件放置在工作台上，并且将焊接部位对接在一起，然后，根据焊件的厚度选择焊接方式，当焊件厚度小于6mm时，采用电弧焊，当焊接厚度大于6mm时，采用开口焊，焊接完成后进行平整度验收，确保焊接对接焊缝余高≤3mm，焊接完成后涂刷防火、防锈漆，最后，根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，确定水平斜撑梁及竖向斜撑梁倾斜角度均为45°；
预埋件加工制作与安装：根据型钢平面及斜面大小，加工与建筑物连接预埋件，预埋件规格不小于400×600，通过BIM技术定位确定位置后，在主体施工时将预埋件埋入墙体，预埋件上的锚固件与墙体内的结构钢筋绑扎，预埋件外表面与结构面平齐；
墙体加固与辅助现浇梁施工：将需固定外悬辅助支撑墙体位置层及下层墙体PC构件由预制改为现浇，配筋不变，该墙体底部与楼板交界处设置加固反梁，梁长同现浇墙宽，端部分别锚入两侧约束边缘构件，塔机附着拆除后剔凿拆除该现浇梁；
型钢焊接安装：通过BIM技术模拟安装流程并进行定位控制，先进行主梁(1)安装，再进行水平斜撑梁(2)安装，最后进行竖向斜撑梁(3)安装，将主梁(1)、水平斜撑梁(2)以及竖向斜撑梁(3)三者加工而成的型钢运送至操作层，分别放置于室内，待安装层外墙强度满足结构强度后开始安装辅助支撑，然后在预埋板上先行放线，确定主梁焊接位置，借助塔吊将悬挑主梁吊至焊接部位进行焊接，在方钢四角加焊劲肋加强角部抗剪力，根据斜撑预埋件与主梁位置焊接斜撑型钢；
塔机附着安装及设备调试：按照规范要求安装塔机附着，辅助支撑端将固定附着板焊接在型钢架上，另一侧采用高强螺栓进行紧固于结构墙体或主梁(1)上，所有焊接接缝进行超声波探伤检测，确保焊缝安全稳。
4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述定位步骤中所述塔机的基础及塔身应避开地下室框架柱及主梁部位，地下室顶板应预留接茬钢筋，待塔机拆除后恢复顶板结构。
5.根据权利要求4所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述型钢材料选择及双向超静定结构复核验算步骤中所述槽钢的翼缘作为受弯构件、所述槽钢的腹板作为抗剪构件。
6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述型钢加工制作步骤中在焊接时，第一层的打底焊道焊接时选用直径较小的焊条，运条方法应以间隙大小而定，当间隙小时可用直线形，间隙较大时则采用直线往返形。
7.根据权利要求6所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述型钢加工制作步骤中根据图纸将确定型钢静定结构详细尺寸，包括运用BIM技术绘制型钢分解详图，按照分解图进行型钢切割，机械切割宽度、长度≤±3mm,型钢端部垂直度≤2mm。
8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述预埋件加工制作与安装步骤中拆除辅助支撑后预埋板件不拆除，应打磨后做防腐处理。
9.根据权利要求8所述的一种装配式建筑塔机附着外悬式辅助支撑结构的施工方法，其特征在于，所述型钢焊接安装步骤中悬挑主梁的焊接要求达到二级焊缝要求，不得有漏焊区域，所述斜撑型钢的角度偏差≤5°。
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