APP下载

综合支架在框架筒体结构中的智慧运用

2021-09-15刘向东冯刚

四川建筑 2021年4期
关键词:布置

刘向东 冯刚

【摘要】现代建筑中各系统所需要的给排水、消防水、空调水、风管、防排烟管、强弱电、电缆桥架在建筑物中交错布置。如果这些管线布置不能利用智慧软件进行综合布置,各自为政,会浪费空间和标高,建筑物的经济性和舒适性将大受影响。文章通过在框架筒体建筑结构中采用BIM技术,对管线支架进行综合支架设计、布置的施工实践总结,对综合支架在框架筒体结构中的智慧运用具有指导意义。

【关键词】综合支架; 框架筒体结构; 布置

【中国分类号】TP317.4【文献标志码】A

1 工程概况

成都仁和春天国际广场1#塔楼于2014年施工,建筑高度为120 m,结构形式为框架筒体结构,核心筒为剪力墙,框架为钢结构。应业主的需求,对1#塔楼机电安装工程进行优化,完成机电专业的综合管线布置工作。结合塔楼的结构形式,决定采取环绕核心筒设置一圈综合支架的形式来布置消防管道、空调风水管、给排水管道、电气桥架等。

2 运用BIM软件进行综合支架优化设计

通过在工程施工前图纸会审,熟悉结构、消防、给排水、暖通、电气及弱电等各专业的施工图纸,复查图纸是否有遗漏、设计是否有缺陷、布局是否合理,及时与业主、设计单位进行沟通。案例工程1~6层裙楼为商业用房,层高为5 m,7~14层、16~27层为写字楼,层高为4 m,15层为设备机房及物管用房。此工程核心筒为钢筋混凝土剪力墙,环绕核心筒是由钢柱、钢梁制作组装而成的钢结构框架承重体系。7~14 层标准层在围绕核心筒环线公共走廊区域有2根DN200消防水管、1根DN125空调水、1根DN100空调水、1根630 mm×320 mm风管、4根DN40给水管、两根200 mm×150 mm弱电金属线槽、一根300 mm×150 mm强电桥架。

按照最初设计图纸,空调水管和消防水管道都是沿着钢梁的跨中进行布置,风管、电缆桥架、给水管道沿着核心筒四周沿梁布置。通过与业主的沟通,结合业主的功能需求和此建筑的结构特点,初步构想利用环绕核心筒一圈的走廊,在走廊顶部设置综合支架,把所有管线的主干管都集中布置在综合支架上,公区走廊高度虽然有所降低,但所有办公用房在装修后净高都会得到提升,还能节省机电各专业的支架总费用。

在征得业主同意后,项目部组织管理人员对1#塔楼进行BIM建模,各专业工程师先绘制各自专业的三维图,然后把所有专业的图纸融合在一张图纸上,按照小管让大管,有压管道让无压管道,冷水管避让热水管、水管让风管,电气让水管,同等情况下造价低的让造价高的、施工简单的避让施工难度大的等管道综合布置避让原则以及管道垂直面排列应遵循保温管道在上不保温管道在下、金属管道在上非金属管道在下、热介质管道在上冷介质管道在下、不经常检修管道在上经常检修的管道在下的原则把各专业的干管移动到综合支架上,综合管线的布置过程中还应考虑后续工序中管道阀门、送回风口、灯具、火警探头、喷淋头等的安装空间以及管道、桥架之间留出合理的间距, 便于工程施工和后期检修。确定了各管线的布置位置后,再检查各种管线的交叉碰撞情况,作出适当调整。主梁梁高为600 mm,通过建模可以达到在950 mm高的综合支架上把风管、空调循环水管、消防水管、给水管、强弱电桥架得以合理布置,但是综合支架底标高只能达到2 450 mm的高度,详见图1。

将上述布置方案报请业主主管工程师审批时,业主认为2 450 mm支架底标使得走廊装修后净高太低,不符合写字楼定位档次,要求将支架的底标高提升到2 700 mm。为了达到业主要求和留有足够的检修空间,经过项目部反复研讨和论证,认为只能把空调循环水管从综合支架上移除,直接布置在办公用房内,由于办公用房区域钢结构主梁达400 mm厚,风机盘管可以尽量利用梁内空间布置,空调循环水管在满足保温要求后紧贴梁底走管,空调循环水主管和消防支管等其它有压管道十字交叉时避开有梁的位置,在满足弯曲半径技术条件下通过在梁内空间翻弯的方法保持管路通畅,满足层高要求。这种做法虽然对办公用房局部装修高度有一定的影响,但是可以通过装修造型来进行弥补。按照业主的要求我们再次对管线综合布置方案进行了调整,详见图2。

通过两次优化设计,管线布置合理,综合支架的使用达到了提升标高的作用,综合支架结构样式设计完成。

3 综合支架固定方式设计

综合支架结构样式已设计完成,下一步就要考虑支架采取什么固定方式。

(1)第一种方式是支架横担梁横跨在H型钢梁上,详见图3。综合管道支架的一端采用焊接形式固定在150 mm ×100 mm ×10 mm钢板上,钢板用台钻开出四个12 mm的通孔,然后采用后埋的方式用4颗M10×100 mm的膨胀螺栓固定在核心筒钢筋混凝土墙体上,每个综合支架固定两处。由于设计要求不能在预制钢结构梁上直接焊接,也不能在钢结构梁上开孔,我们采用8#槽钢横担在两梁翼板上,具体做法为:槽钢横担支架梁两端深入H型钢梁翼板距边缘70 mm,在槽钢下料时精确控制该尺寸。用δ=16 mm厚的钢板加工制作成80 mm×50 mm的小方块,作为压板置于H型钢梁翼板和8#槽钢横担支架梁下方或上方(根据综合支架布置方式选择),压板和槽钢横担支架梁均采用机械开16 mm的通孔,横担支架梁应在槽钢端头中心部位钻通孔,然后用M14 mm×150 mm的双头螺栓固定在钢梁的翼板上。最后再用δ=16 mm厚的钢板加工制作成50 mm×15 mm的矩形垫块,将垫块放置于8#槽钢横担和压板之间,这样通过槽钢横担自身重力和横担承受的综合管道支架垂直方向的负荷就能紧紧地将槽钢横担固定在H型钢梁翼板上。综合管道支架的另一端就可以直接焊接在8#槽钢横担支架梁上了。

(2)第二种方式是支架横担梁反抱在H型钢梁上,详见图4。

4 综合支架制作安装

由于风管采用的是共板法兰风管,每节风管长度为1 160 mm,风管支架间距按规范要求可设置为2 000 mm,电缆桥架支架间距按规范要求设置间距应控制在1 500~3 000 mm,所以综合考虑最终确定综合支架间隔距离为2 000 mm,同时也满足DN200消防水管的支架间距规范要求。每副支架横担梁、管架柱的具体长度都需到现场实际测量,因为H型钢结构梁跨距不尽相同,而且主梁与次梁的梁高也有差异。

支架制作第一步,在施工楼层用红外线水平仪定位放线。在H型钢梁和墙体上弹线,确定横担支架梁轴线和后置埋板的垂直高度及水平位置。由于混凝土剪力墙墙面平整度有误差,综合管道的槽钢横担支架梁距墙面1 900 mm距离有误差也需实际测量尺寸,槽钢横担支架梁下料尺寸应为相邻两H型钢梁翼板边缘水平间距加上140 mm支架锚固尺寸,对每副综合支架测量的尺寸进行编号、记录和汇总;第二步,在加工房加工下料。对槽钢进行除锈、下料、钻孔,钻孔包括各专业管道固定螺栓孔洞,横担支架梁距端头70 mm处钻通孔,然后喷油漆,在钢材焊接位置100 mm范围内先不喷油漆,待支架现场制作完成后再补刷,后置埋件、压板和垫块在场外加工,安装现场钻孔;第三步,现场组对焊接支架,首先用膨胀螺栓把支架两块后置埋件固定在墙体上,用双头螺栓把横担支架梁固定在H钢梁翼板上,然后点焊支架框架,确认支架组装完好后进行焊接;第四步,对制作完成的支架进行调整,确保支架整齐美观,最后进行油漆补刷。

5 结束语

建筑物的高度越来越高,建筑物的功能越来越全,机电管线布置也越来越复杂。为了最大限度地保证建筑内部空间利用率,就需要利用BIM技术辅助完成机电综合管线布置工作。

本工程利用BIM技术,对机电综合管线布置方案进行智慧优化,根据机电综合管线布置的方式再确定综合支架的布置和固定方式,既解决了不能在钢结构框架梁上焊接的难题,又提高了机电各专业支架制作安装的施工效率,大大降低了工程成本,根據施工过程实际测算,通过综合管道支架的布置施工效率提高了30 %左右,综合机电各专业的支吊架工程成本降低了约45 %,效益非常明显。通过综合支架的布置,使得建筑物各功能用房层高更高,由原来的2 450 mm提高到了2 700 mm,建筑更具档次,机电各专业管线布置整齐划一,美观漂亮,工程形象也得到大大提升。

猜你喜欢

布置
严禁布置“家长作业”
先算后剪
特别号都有了
星星同学的解法对吗?
作业多不多
课间十分钟
眼力大搜寻
汉字的故事(十八)
坦克的组成和总体布置