(1)PC柱吊点设计
PC柱的吊点包括脱模吊点、吊运吊点、翻转吊点、安装吊点。PC柱的脱模吊点和吊运吊点可以共用;PC柱的翻转吊点和安装吊点可以共用。
1)PC柱吊点布置。吊点的布置原则见本章185问。
①PC柱的脱模吊点。PC柱需要专门设置的脱模吊点,常用的脱模吊点有内埋式螺母(图14-18)、预埋钢筋吊环(图14-19)、预埋钢丝绳索、预埋尼龙绳索等。
图14-18 内埋式螺母
图14-19 预埋钢筋吊环
②PC柱的翻转吊点。柱子大都是“平躺着”制作的,堆放、运输状态也是平躺着的,吊装时则需要翻转90°立起来,须验算翻转工作状态的承载力,PC柱一般为预埋螺母。
③PC柱的吊运吊点。PC柱的吊运吊点与脱模吊点共用。
④PC柱的安装吊点。安装吊点是预制构件安装时用的吊点,构件的空间状态与使用时一致。PC柱的安装吊点与翻转吊点共用。
2)PC柱吊点计算。
①安装吊点和翻转吊点。PC柱安装吊点和翻转吊点共用,设在柱子顶部。断面大的柱子一般设置4个(图14-20)吊点,也可设置3个吊点。断面小的柱子可设置2个或者1个吊点。沈阳南科大厦边长1300mm的柱子设置了3个吊点;边长700mm的柱子设置了2个吊点。
柱子安装过程计算简图为受拉构件;柱子从平放到立起来的翻转过程中,计算简图相当于两端支撑的简支梁(图14-21)。
图14-20 PC柱子安装吊点
图14-21 柱子安装、翻转计算简图
②脱模吊点和吊运吊点。除了要求四面光洁的清水混凝土柱子是立模制作外,绝大多数柱子都是在模台上“躺着”制作,堆放、运输也是平放,柱子脱模和吊运共用吊点,设置在柱子侧面,采用内埋式螺母,便于封堵,痕迹小。
柱子脱模吊点的数量和间距根据柱子断面尺寸和长度通过计算确定。由于脱模时混凝土强度较低,吊点可以适当多设置,不仅对防止混凝土裂缝有利,也会减弱吊点处的应力集中。
两个或两组吊点时(图14-12a、b),柱子脱模和吊运按带悬臂的简支梁计算;多个吊点时(图14-12c),可按带悬臂的多跨连系梁计算。
3)吊点构造见本章186问。
(2)PC柱支承点设计
PC柱支承点包括堆放、运输支承点和安装支承点。
1)构件堆放、运输和吊运。PC柱采用水平堆放,用垫方木支承,水平运输时PC柱的支承点的位置应与堆放时一样,如图14-22所示。
2)安装支承点的设计。PC柱施工环节需要的设置包括:竖向构件连接支点及标高调整、竖向临时斜支承、施工辅助设施固定等。
①竖向构件调整标高支点。PC柱、PC墙板竖向构件的水平连接缝一般为20mm高,所以,在上部构件安装就位时,应当将构件支垫起来。如果下部构件或现浇混凝土表面不平,支垫点还有调整标高的功能。
标高支点有两种办法,预埋螺母法和钢垫片法。
预埋螺母法是最常用的标高支点做法:在下部构件顶部或现浇混凝土表面预埋螺母(对应螺栓直径20mm),旋入螺栓作为上部构件调整标高的支点,标高微调靠旋转螺栓实现。上部构件对应螺栓的位置预埋50mm×50mm×6mm厚的镀锌钢片,以削弱局部应力集中的影响(图14-23、图14-24)。
图14-22 PC柱运输
图14-23 螺栓调整标高支点构造图
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图14-24 螺栓调整标高支点实例
注:左图是下柱顶部,有4个预埋螺母孔,右图是上柱底部,有4个预埋钢片。
左图对角线两个预埋螺母是吊点,左右两图伸出的两根镀锌钢带是防雷引下线。
标高支点也可用钢垫片(图14-25),省去了在PC柱或现浇混凝土中埋设螺母的麻烦。
但钢垫片存在2个问题,一是对接缝处断面抗剪力稍稍有点削弱;二是微调标高要准备不同厚度的钢垫片,不如螺栓微调标高方便。
标高支点一般布置4个,位置如图14-26所示。
图14-25 螺栓调整标高支点钢垫块法
图14-26 调整标高支点数量与位置示意
a)柱子 b)剪力墙
②竖向构件临时斜支撑。柱子和墙板等竖向构件安装就位后,为防止倾倒需设置斜支撑。斜支撑的一端固定在被支撑的PC构件上,另一端固定在地面预埋件上(图14-27)。
图14-27 竖向构件斜支撑
结构设计须对竖向构件临时斜支撑进行计算、布置和构造设计。
竖向构件施工期间水平荷载主要是风荷载。风荷载宜按施工期间最大风荷载取值,据此进行倾覆稳定验算。由于PC构件安装一般不会在大风中或大风前进行,也可根据当地气象情况具体分析如何取值。
断面较大的柱子稳定力矩大于倾覆力矩,可不设立斜支撑。安装柱子后马上进行梁的安装或组装后浇区模板,也不需要斜支撑。需要设立斜支撑的柱子有一个方向和两个方向两种情况。剪力墙板需要设置斜支撑,一般布置在靠近板边的部位,如图14-28所示。
设立斜支撑的构件,支撑杆的角度与支撑面空间有关。斜支撑一般是单杆支撑,也有用双杆支撑的,如图14-29所示。
斜支撑杆件在PC构件上的固定方式一般是用螺栓将杆件连接件与内埋式螺母连接。
图14-28 竖向构件斜支撑方向
a)柱子单方向支撑 b)柱子双方向支撑 c)墙板支撑
③施工辅助设施固定。工地有一些设施需要临时在PC构件上固定,如后浇区模板、提升架、塔式起重机支架、安全护栏等,为此需要在PC构件上埋设预埋螺母。
本书一位编者曾经在一个装配式建筑工地发现,由于PC剪力墙墙板没有预留后浇区模板安装预埋件,现场工人用冲击钻在PC墙板上打眼植入膨胀螺栓,结果把构件内的钢筋都打断了。
工地设施预埋螺母的荷载要求、直径、位置等应当由施工企业技术人员提出,再由结构设计师验算并进行构造设计。
图14-29 竖向构件斜支撑角度
(3)PC柱预埋件
PC柱中除了预埋以上吊点外还需要以下4种预埋件:
1)电气PVC穿线管。
2)预留模板锚栓螺母或穿孔。
3)斜支撑螺母。
4)灌浆套筒。
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