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单层棚式木结构房屋框架安装技术

2018-12-06施林铁刘光伟

建筑施工 2018年8期
关键词:屋架檩条圈梁

施林铁 刘光伟 李 争 李 伟 李 新

中建一局集团装饰工程有限公司 北京 100161

1 工程概况

赤道几内亚克里斯科岛五星级水疗度假酒店项目占地总面积为488 000 m2。本工程为群体建筑项目,主要含118个单体区域,基础为混凝土结构,地上为木结构主体。

2 技术特点

本文所述的施工技术适用于单层(茅草)棚式木结构房屋的房屋骨架安装施工,具有如下特点[1-5]:

1)木结构安装简便,安装操作过程容易掌握。

2)安装构件采用标准件工厂化加工,有效提高工程质量。

3)榫卯与连接件构造节点的连接形式,有效提高了木结构房屋的整体强度。

3 工艺原理

4 工艺流程

本工程木结构房屋的工艺流程为:放线→安装化学锚栓→安桩基础连接柱→安装主地梁→安装次地梁→立柱安装→圈梁安装→屋架人字架安装→屋架脊梁安装→屋架主梁安装→屋架横向檩条安装→屋架竖向檩条安装→屋檐封边及检查。

5 操作要点

5.1 放线

1)对现场混凝土基础进行清理,并采用水准仪检查混凝土基础标高,测出混凝土在同一平面内安装化学锚栓处的表面平整度高差;采用经纬仪检查轴线定位,检查结果均应满足GB 5024—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求。

2)根据轴线控制桩用经纬仪在混凝土基础上放出建筑物轴线,由建筑物轴线位置向两侧引出主地梁边线和主地梁内的U形构件中心线、边线。同时,找出角柱和门柱的位置中心线,柱在混凝土基础上的位置偏差不应大于±5 mm。检查4个角柱的对角线尺寸是否一致,确定对角线在误差范围内,允许偏差±5 mm(图1)。

图1 主地梁、立柱放线定位示意

5.2 安装化学锚栓

用U形连接件在混凝土基础上面放样,画出锚栓的位置,依据设计要求(锚栓规格φ12 mm×160 mm)用φ14 mm的电锤头打孔,在电锤头上面做好深度标记,孔深110 mm。打孔完成后用空气压力机将孔内的灰尘清理干净。先将药剂管插到孔底,然后插入不锈钢螺栓(螺杆上用记号笔画出深度标记),用手电钻夹住螺杆按一个方向慢慢转动,转速不能过快,将药剂管挤碎,使螺杆达到标记位置,承重前不要晃动螺杆(图2)。

图2 化学锚栓施工流程

5.3 安装基础连接柱

化学锚栓的锚固时间达到锚固要求(一般为2 h)后,把不锈钢U形连接件套已预埋的化学锚栓上面,连接件侧面预留螺栓口方向与主地梁方向平行,在混凝土基础上平放并用螺帽将化学锚栓紧固牢靠。将基础连接件(化学螺栓预留孔向下)对齐化学锚栓位置放入U形连接件的开口内放平,用φ16 mm不锈钢螺栓(水平设置的2根)把200 mm×200 mm×290 mm基础连接柱与不锈钢U形连接件贯通连接在一起,通过力矩扳手将两侧螺帽紧固,依次将各个基础连接柱安装完成(图3)。

图3 基础连接柱安装

5.4 安装主地梁

1)实木构件作为木结构房屋的重要结构,在施工时必须按照施工图纸进行施工安装。每一组构件的部件进行编号,构件不要装错,结构确保正确。

2)将双排主地梁按照编号放置在基础连接柱两侧,在主地梁下垫入楔形木垫片。根据之前测得的平整度高差调整垫片高度,最低处高度不少于10 mm,使各个主地梁上口水平标高一致。主地梁内侧边线对齐放线位置。采用φ10 mm×180 mm的不锈钢自攻螺丝(每侧上下各2根)把主地梁紧固在基础连接件上,安装完毕将木垫片取出(图4)。

1.2.2 训练内容 以汪波等[5]编制的“精神分裂症患者社会技能训练模式”为基础,内容适当简化和调整,尽可能符合患者的实际需要和方便易行,主要内容包括5个方面。

图4 主地梁安装

3)双排主地梁端部与单根主地梁连接,形成主地梁框架。单根主地梁采用不锈钢角钢连接件固定在混凝土梁上,并采用M12不锈钢螺栓和φ8 mm×60 mm不锈钢自攻螺丝用连接件与双排主地梁连接成整体(图5)。

图5 双排主地梁与单根主地梁连接

5.5 安装次地梁

1)在主地梁上面放出次地梁位置后,次地梁虚放在主地梁上。由于加工构件长度受限制,长的次地梁需要由2根短梁连接而成,接口位置在长次地梁的中线位置,接口位置的抵承面刨平顶紧。采用2片4 mm×50 mm×130 mm不锈钢连接板进行对接,采用φ8 mm×60 mm自攻螺丝固定对接口,连接时必须保证连接件左右两侧次地梁水平顺直。现场确定次地梁与主地梁上的连接位置后,用铅笔在次地梁上画出连接件边线位置,把L形连接件用φ8 mm×60 mm自攻螺丝固定在次地梁后,对齐主地梁连接位置,再用φ8 mm×60 mm自攻螺丝把次地梁固定在主地梁上面(图6)。

图6 次地梁与主地梁连接

2)在主、次地梁连接完成后,进行次地梁与次地梁连接。次地梁与次地梁之间的直角连接采用2个L形连接件每侧6个φ8 mm×60 mm不锈钢螺丝进行固定;次地梁与次地梁之间的弧形处连接采用上下2个φ10 mm×120 mm不锈钢螺丝进行固定(图7)。

图7 次地梁之间弧形处连接

5.6 立柱安装固定

1)所有吊装作业均需根据方案进行试吊,确认构件吊点的合理性及绳扣的可靠性。先安装角柱,再安装悬挑立柱,便于减少同一排立柱的轴线位置偏差。木柱安装前,在柱侧面和混凝土基础顶面上标出中心线。立柱采用吊车在柱子上部的1/3处采用一点绑扎起吊,每根柱子按照编号,在起吊过程中注意柱子的榫卯方向应与柱上圈梁榫卯方向对应吻合后,方可进行就位。木柱起吊后,当柱脚距地300~400 mm时扶正,使柱脚的安装位置正确,缓慢落钩就位,经过初校待垂直偏差在20 mm内,临时固定后即可脱钩。

2)在混凝土上的角柱采用U形连接件和化学锚栓与混凝土基础锚固。将立柱缓慢放入连接件中,采用经纬仪观察控制柱子边线的垂直度。并采用铅锤和米尺对立柱就位过程进行检测,确保柱子就位准确后,进行螺栓加固。用4根φ12 mm螺栓贯通后,可利用连接件的横向椭圆形预留孔进行左右调整,确定立柱周线位置准确后,将螺栓拧紧。最后在U形连接件四周采用耐候密封胶将25 mm×178 mm装饰板进行密封安装,四面拼缝要贴紧,耐候密封胶的施工厚度应大于3.5 mm。注胶后将胶缝表面刮平,去掉多余的密封胶(图8)。

图8 角柱安装

3)位于混凝土基础外侧的悬挑立柱采用螺栓与两侧次地梁固定。悬挑次地梁上的立柱垂直校正后采用4根φ12 mm螺栓贯通加固,确认无松动后,用圆形木塞封堵螺栓孔,木塞和次地梁表面打磨找平后补刷木蜡油。安装过程中,立柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验,当有偏差时采用千斤顶进行校正,标高校正时用千斤顶将底座少许抬高,然后增减垫板厚度,柱脚校正无误后立即紧固。在矫正过程中,不得损坏木材(图9)。

图9 悬挑立柱安装

5.7 圈梁安装

圈梁吊装在柱子复核完成后进行,圈梁吊装时采用两点对称绑扎吊装。先施工顺直的区域,后施工弧形圈梁区域。圈梁起吊后距柱顶面100 mm时徐徐缓慢就位,按加工时的编号逐一把榫头下入立柱卯槽内,榫头在卯槽内结合面要适中,榫头不能过大,过大会导致安装困难,过小会影响结构的稳定性。相邻圈梁接头顶紧在柱卯槽中线处,待圈梁吊装就位后进行圈梁压顶板安装。圈梁压顶板采用两点对称绑扎起吊,将75 mm×270 mm的圈梁压顶板压在主圈梁上并用φ8 mm×120 mm自攻螺丝固定,自攻螺丝间距400 mm,应注意此压顶板拼缝与圈梁拼缝位置一致,保证弧度整齐一致(图10)。

5.8 屋架人字梁安装

1)屋面人字梁安装前,需按照脚手架专项方案完成脚手架搭设。屋架人字梁在加工车间内进行预拼装,确定无误并打孔精加工后组装成整体采用随车起重运输车运到现场。先在垫板上将人字梁一侧水平下弦板和斜向拉梁用φ8 mm×120 mm和φ8 mm×180 mm的不锈钢螺丝连接固定,保持一水平面。将人字梁正中的竖向板放置于水平下弦板上,对齐螺栓孔位置,形成凸型。然后,将人字梁斜向腹梁、两侧屋架上弦板水平放置在下弦板平面内,对齐螺栓孔位置,通过垫板调整标高,斜向腹梁与竖向板采用φ8 mm×120 mm螺栓连接,确保中心线对接接口处严丝合缝,保证屋面脊梁预留榫槽居中方正。最后,将人字梁另一侧水平下弦板和斜向拉梁对齐螺栓孔位置水平放置在水平梁与边框梁上。全部对齐后,采用不锈钢螺栓进行加固。人字梁拼装的螺栓连接均采用M10不锈钢螺栓。在人字梁顶部对称位置绑紧2根缆绳并运输到施工现场(图11)。

图10 圈梁安装

图11 屋架人字梁

2)根据起重质量及吊装现场情况选择汽车吊型号,现场采用两点对称绑扎吊装。起吊前,在圈梁压顶板上把屋架梁边线位置用铅笔标记出来,用起吊设备把屋架梁吊起缓缓放在标记位置处扶稳。通过两侧缆绳调整人字梁垂直后,采用φ8 mm×120 mm自攻螺丝将屋架在两侧的圈梁压顶板上面和立柱侧面固定。同时将缆绳与地面成30°~45°角固定在地面或地梁上。依次完成2榀屋架人字梁的临时固定后,进行屋架脊梁安装(图12)。

5.9 屋架脊梁安装

屋架脊梁由2块4 950 mm×460 mm×100 mm木板在工厂内打孔加工后,沿长向侧边胶合成一块整板,现场采用两点对称绑扎吊装。把屋脊梁吊起缓缓放入2榀屋架人字梁预留槽内,分别对齐预留孔位置,采用M10不锈钢螺栓贯通紧固,用木塞封堵螺栓孔,木塞和脊梁表面打磨找平后补刷木蜡油(图13)。

图12 人字梁固定节点

图13 屋架脊梁安装节点

5.10 屋架主梁安装

在屋架脊梁和圈梁压顶板上画出屋架主梁边线。先安装平行于屋架人字梁的屋架主梁,后安装其他屋架主梁。现场采用两点对称绑扎吊装。对齐边线位置,使屋面主梁缓慢就位。平行于屋架人字梁的屋面主梁上口采用M10的不锈钢螺栓在屋面脊梁两侧对称固定,下口采用φ8 mm×120 mm自攻螺丝与圈梁压顶板连接(图14、图15)。安装完一侧主梁后,其他屋架主梁上口采用φ10 mm×120 mm与屋面人字梁固定,下口采用φ10 mm×120 mm自攻螺丝与圈梁压顶板连接。检查屋架主梁轴线位置和垂直度,采用倒链进行校正,校正后立即安装屋架横向檩条。

5.11 屋架横向檩条安装

屋架横向檩条按照编号位置由下向上沿水平面安装,先施工直檩条区域,后施工弧形檩条区域,采用两点对称绑扎吊装。将屋架横向檩条缓缓放入相邻屋面主梁预留卯槽内,并采用一根φ8 mm×100 mm的不锈钢螺丝斜向与横向檩条约成30°角固定在每侧屋架主梁上(图16)。

5.12 屋架纵向檩条安装

图14 主梁上口安装节点

图15 主梁下口安装节点

图16 横向檩条安装节点

屋架纵向檩条按照编号位置由屋面人字架一侧开始逐根安装,采用两点对称绑扎吊装。屋架纵向檩条分布在屋架人字梁和圈梁压顶板、屋架主梁和圈梁压顶板之间。在屋架人字梁和屋架主梁的位置上竖向轴线重合,居中贴紧平放,如发现与屋架主梁略有间隙,可现场采用抛光机或手动打磨修正弧度。屋面纵向檩条与屋面脊梁、横向檩条、圈梁压顶板交界处采用φ8 mm×100 mm和φ8 mm×140 mm不锈钢螺丝进行固定(图17)。

5.13 屋檐封边及检查

1)屋架檩条安装完毕后,采用水准仪在所有檩条边口处放出檐口封边水平线,切割檩条过长的部分。屋檐封边板采用φ6 mm×100 mm不锈钢螺丝与每条屋架纵向檩条固定。屋檐封边板应保证与屋架纵向檩条下口下边线平齐安装,局部位置可进行抛光处理,确保接缝平整顺直(图18)。

2)结构框架安装完毕,检查实木构件接缝和卡口处的平整度和密实度,螺栓是否紧固到位。

图17 纵向檩条安装节点

图18 檩条边口节点

6 结语

通过应用上述技术,本工程取得了较好的社会效益和经济效益:

1)操作简便,降低了施工难度,加快了安装速度,减少了劳动力的投入,提高了机械利用率,降低了施工成本。

2)方木框架结构房屋不同于国内常见的轻型木结构房屋,在实际工程中结合木材加工技术,可充分利用当地有限资源,提高木结构施工质量。

3)为类似方木框架结构的广泛使用提供了技术支撑,将对梁柱框架木结构的安装起到指导性作用,为进一步开拓海外市场奠定技术基础。

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