童堕 堕 吊杆式吊顶反支撑的设置与应用 施林铁 刘冰洁 李伟 中建一局集团装饰工程有限公司 北京 １００１６１ 摘要：在总结了传统的吊顶反支撑做法，并对其进行了较为详尽的利弊分析的基础上。提出了吊杆式吊顶反支撑施工 法。通过应用三角形稳定结构，将主吊杆分段，提高了吊杆的抗压承载力。提升了吊杆的稳定性。同时使用可量产的 吊杆构件。避免了现场加工材料，不仅保证质量、加快施工进度，还由于无焊接作业，也消除了安全隐患。 关ｔ调：吊杆式；三角形稳定结构；抗压承载力；吊杆构件 中圈分类号：ＴＵ７５６ 文献标志码：Ａ Ｄ０Ｉ：１０．１４１４４￣．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１７．１２．０２７ Ｓｅｔｔｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｒｒｉｃｋ Ｔｙｐｅ Ｃｅｉｌｉｎｇ Ｂａｃｋｗａｒｄ－Ｂｒａｃｉｎｇ ＳＨＩ Ｌｉｎｔｉｅ ＬＩＵ Ｂｉｎｇｊｉｅ ＬＩ Ｗｅｉ Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｆｉｒｓｔ Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６１，Ｃｈｉｎａ １ 传统的吊顶反支撑做法 ＧＢ ５０２１０－－２００１《建筑装饰装修工程施工质量验收规 １）吊杆加固法：通常将镀锌钢管或角钢等代替 ８ ｍｍ吊杆而作为吊杆，通过改变吊杆的横截面形状以及 加强材料的强度来直接提高吊杆的抗弯曲能力（图２）。 ２）顶板一主龙骨连接加固法：通常采用铆接或焊接的 范》中的６．１．１ｌ条款指出，“当吊杆长度大于１．５ ｒｔｌ时，应 设置反支撑。”而ＪＧＪ ３４５－－２０１４《公共建筑吊顶工程技 术规程》中的４．２－３条款指出，“当吊杆长度大于１ ５００ｍｍ 时，应设置反支撑。反支撑间距不宜大于３ ６００ ｍｍ，距墙 不应大于１ ８００ ｍｍ。反支撑应相邻对向布置。当吊杆长度 方式，将角铁（钢）或主龙骨一端连接结构顶板，另一端 连接吊顶主龙骨（图３）。 大于２ ５００ ｍｍ时，应设置钢结构转换层。”设置反支撑的 目的是为了抵抗面层受到的负风压作用，若不对吊杆进行 加固，时间一长就会出现面板上凹，吊杆弯曲等质量缺陷 （图１）。 图２吊杆加固法 图３顶板一主龙骨连接加固法 ３）吊杆连接加固法：采用焊接的方式，用吊杆作为媒 介，连接２根相邻的主吊杆，形成三角形稳定结构，连接一 ● ● ● ● ● ● ● 负风压 整列的吊杆，形成一个整体稳定结构（图４）。 图１面板上凹、吊杆弯曲示意 ４）转换层加固法：通过在结构顶板下方一定的位置焊 接一层方钢网，再将 ８ ｍｍ吊杆锚固在该方钢网上，保证 吊杆长度小于１．５ ｍ以满足要求（图５）。 因此，可根据吊杆长度Ｊ的不同将传统的吊顶反支撑做 法进行划分：当１．５ ｍ＜ｌ＜２．５ ｍ时，吊顶反支撑做法可分 上述４种方法各有优缺点及适用情况，总结如下： １）吊杆加固法：方法较为简单、易操作；但需对材料 为吊杆加固法、顶板一主龙骨连接加固法、吊杆连接加固 法；当Ｊ＞２．５ ｍ时，吊项反支撑采用转换层加固 。 进行现场加工，减缓施工进度，采用焊接，有动火作业， 增加时间成本和施工成本，存在安全隐患。 ２）顶板一主龙骨加固法：能直接用主龙骨进行施工； 作者简介：施林铁（１９６８一），男，本科，高级工程师。 通信地址：北京市丰台区西四环南路５２号（１００１６１）。 收稿日期：２０１７—１０—１８ 但用钢量较大，并需对材料进行现场加工，减缓施工进 度，采用焊接，有动火作业，增加时间成本和施工成本， 建筑麓工・簟３９誊・ｌｌｌ ｚ２Ｊ ｌ７ 施林铁刘冰洁李伟： 吊杆式吊顶反支撑的设置与应用 ： ’ ． ’ｌｌ１．‘ Ｉ．． ・． 角铁 焊接 、 焊接 ： 【 ｔ＋ｉ ＋● 群艘●●／／／／穰籀 负风压 图６吊杆式吊顶反支撑结构 图４吊杆连接加固法 图５转换层加固法 存在安全隐患。 ３）吊杆连接加固法：用钢量小，施工空间大：但需对 材料进行现场加工，减缓施工进度，采用焊接，有动火作 业，增加时间成本和施工成本，存在安全隐患。 （ａ）梅花状布置反支撑 （ｂ）全布置反支撑 ４）转换层加固法：整体安全性能高；但用钢量巨大， 并需对材料进行现场加工，同时采用焊接方法，需进行动 图７整个框架受力的稳固体系 火作业，也增加了危险因素等。 上述反支撑方式都采用了焊接方式连接，需要进行动 火作业 一方面，焊接质量的好坏很大程度上取决于施工 “面板一副龙骨框架一主龙骨一吊件一竖向吊杆一结构楼 板”传递，在临界值范围内，竖向吊杆可以承受传递的压 力而不发生变形。当压力达到竖向吊杆所能承受的Ｉ临界值 以上时，竖向吊杆将发生弯曲失稳。 在石膏板吊项面板体系中，双层厚ｌ２ ｍｍ石膏板及 面层荷载约２５０ Ｎ／ｍ ，龙骨体系荷载约２０ Ｎ／ｍ ，合计约 ２６５ Ｎ／ｍ 。 工人的技术水平，有一定的不可控性，另一方面，焊接作 业所需的时间较长，影响施工进度，还需要使用防火盆、 准备灭火器具等，增加了施工安全隐患，也在安全管理方 面增加成本。而且上述方式都需要对材料进行现场加工， 材料加工质量难以保证，也极其耗费工时，拖延进度。 由于现行规范、标准并无对室内风压的取值，为 了能明确风压的具体大小，采用《复杂空间金属屋面 ２ 吊杆式吊顶反支撑做法 综合以上反支撑，提出了吊杆式吊顶反支撑，采用可 复合系统应用技术》 中的模拟分析数据。仿真模型 为ｌ６．４０ ｎｌ×２５．４０ ｍ×７．０５ ｍ建筑大堂，开洞率分别取 ０．０２、０．１、０．３，洞口尺寸分别为７５６．７ ｍｍ×３ ０００．０ ｍｍ、 ３ ７８３．５ ｍｍ×３ ０００．０ ｍｍ、１１ ３５０．５ ｍｍ×３ ０００．０ ｍｍ，为符 工厂量产的吊杆及配件作为反支撑系统。该系统应用三角 形稳定结构，且仅采用铆接的连接方式，取消了焊接。在 满足质量安全的条件下，简化了工序，避免了在现场加工 构件，同时不需动火作业，根除了火灾隐患，在经济和安 全上都较好地解决了传统反支撑的问题。 合实际，进风口风力等级取９级烈风，风速为２４．４ ｍ／ｓ，出 风口处默认为标准大气压（图８）。 吊杆式吊顶反支撑采用 １０ Ｉｎｍ膨胀螺栓、２５ ｍｍ× ２５ ｍｍ角铁、Ｌ形转接件和 １２ ｍｍ吊环螺栓（垫片、配套 螺母）相结合的方式将 １０ ｍｍ垂直吊杆和 １０ ｍｍ斜撑吊 杆与楼板固定连接，保证连接点不发生转向和位移而形成 一风速：２４．４ ｍ／ｓ－ 个三角形稳定体系（图６）。通过连接点将主吊杆分段， 图８风压计算建筑大堂仿真模型 降低了上、下２段吊杆的长细比，提升了吊杆的抗压能力， 提高了吊杆的稳定性。同时由主龙骨将若干个稳定的三角 体系进行串联，进而形成整个框架受力的稳固体系（图 ７）。 将模型导入计算软件中并设定边界条件后，计算得出 高７ ｎｌ的建筑大堂在截面３、４、５、６ ｍ及顶部处的最大全压 值（图９）。 由图９可知，截面离地高度越高，截面最大全压值越 ３ 荷载验算 当室内产生负风压的时候，室内结构楼板面板将在 风力作用下产生一个垂直向上托举的力，向上托举的力沿 小。为符合实际，选取开洞率为０．１、截面离地高度为３ ｍ 和４ ｍ时的数据进行分析，截面最大全压值分别为３７４ Ｐａ和 ３２４ Ｐａ，￣Ｐ３７４ Ｎ／ｍ ￣１３２４ Ｎ／ｍ 。若垂直吊杆按１ ０００ ｍｍ× 日２０１７・１２・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ＣｏｎｓｌｒｕｃＵｏｎ Ｂｄ、罩 州 嚼旧衽 施林铁刘冰洁李伟： 吊杆式吊顶反支撑的设置与应用 啪 垂｝ 伽 季； 伽 ０ 截面离地高度 注：・开洞率００２。开洞率０１・开洞率０３ 图９ ９级烈风风速下截面最大全压值 １ ０００ ｍｍ排布，除去吊顶体系自重，截面离地高度为３ ｍ处 每根吊杆需提供１０９ Ｎ的承载压力，截面离地高度为４ ｍ处 每根吊杆需提供５９ Ｎ的承载压力。 竖向压杆临界力采用欧拉公式计算： ＝粤 （１） 式中：只，——压杆临界力，Ｎ； Ｅ——弹性模量，钢的弹性模量为２０６￣１０３ Ｎ／ａｒｍ ； 卜一惯性矩，ｍｍ４，Ｉ＝ｒｕ：ｔ４／６４； ［ｎ＿＿一压杆的计算长度，ｍｍ。 １）不做反向支撑的 １０ ｍｍ吊杆，因其上端固定在 结构顶板上，下端自由，故 ＝２Ｌ，如图１０（ａ）所示。吊 杆长度Ｌ为２．５、２．０、１．５ ｍ时的抗压临界力分别为４０、６２、 １ １ １ Ｎ。 ： Ｐｑ Ｐ Ｈ 【ａ）不做反向支撑 （ｂ）做反向支撑 图１Ｏ压杆计算长度的计算 ２）做反向支撑的 １０ ｍｍ吊杆，因其上端固定在吊 环螺栓上，一端自由，且设吊环螺栓固定在竖向吊杆的 中间，故Ｌ。＝２×０．５Ｌ＝Ｌ，如图１０（ｂ）所示。吊杆长度Ｌ为 ２．５、２．Ｏ、１．５ ｍ时的抗压临界力分别为１５９、２４９、４４３ Ｎ。 当采用的吊杆式吊顶反支撑呈梅花状布置时，即每相 隔１根吊杆做１根反支撑，做反支撑的吊杆为整个吊杆总数 量的一半，因此，以２ ｍ 为１个研究单元（截面离地高度 为３ ｍ处需提供２１８ Ｎ的承载压力：截面离地高度为４ ｍ处 需提供１１８ Ｎ的承载压力），其中１／／１ 不做吊杆反支撑，另 外１ ｍ 做吊杆反支撑，综合能提供的抗压临界力为４０ Ｎ＋ １５９ Ｎ＝１９９ Ｎ、６２ Ｎ＋２４９ Ｎ＝３１１ Ｎ和１１ｌ Ｎ＋４４３ Ｎ＝５５４ Ｎ。 通过分析，得出下列结论： １）当截面离地高度，即吊顶标高在３．０～４．０ ｍ，不做 反支撑时，只有吊杆长度为１．５ ｍ，符合抗压要求；做梅花 状反支撑时，吊杆长度在１．５～２．０ ｍ，符合抗压要求；全部 布置反支撑时，吊杆长度在１．５～２．５ ｍ都符合要求。 ２）当截面离地高度，即吊项标高在为４．０ ｍ及以上， 不做反支撑时，吊杆长度为１．５～２．０ ｍ，符合抗压要求；做 梅花状反支撑时，吊杆长度在１．５～２．５ ＩＴＩ，符合抗压要求。 ４ 吊杆式吊顶反支撑的施工操作要点 ４．１弹线布点、打孔 按照吊顶完成图在顶棚结构面弹出主龙骨布置线， 再由主龙骨布置线标出垂直吊杆及反支撑布置点，垂直吊 杆布置点和反支撑布置点间距０－３～０．５倍的垂直吊杆长， 垂直吊杆布置点和反支撑布置点的连线与主龙骨夹角为 ５０。～７０。（图ｌ１）。用油漆标记清楚，要求横、竖向在 一条直线上。根据已打好的点位，使用电锤进行钻孔，打 孔前按照膨胀螺栓型号调整好电锤打孔深度尺，钻孔不得 倾斜、偏位。 薹ｌ ● 主 布 馥≥蛩 一蕾 骨线；●．Ｓ、 ＾ 盘巍－ｂ 髓 Ｏ 澈口●｝ 匡 蠢ｌ 。 ●耜 ●● ●● ●● 震《 垂 蜒 戆● 谚蕾誓 《精ｊ● 巍● 蔓蓉● ；矗● ？ （ａ）梅花状布置反支撑布置点 【ｂ）全布置反支撑布置点 ０．３～０．５倍垂直 吊杆长 布主龙置骨线 ＼ Ｉ！ 《 玺直吊杆布置点 ◇反支撑布置点 （ｃ）反支撑布置点位置的确定 图１ １反支撑布置点布置与位置确定 ４．２安装垂直吊杆 将组装好的内膨胀螺栓埋入已钻好的孔内，按照要求 将膨胀螺栓螺母拧紧，确保胀管已经胀开，膨胀螺栓抗拉 力值在设计要求的范围内。 ４．３安装角铁、Ｌ形转接件及斜撑吊杆 将２５ ｍｍ×２５ ｍｉｌｌ角铁与 １０ ｍｍ膨胀螺栓及 １０ ｍｍ 斜撑吊杆组装好，斜撑吊杆与Ｌ形转接件拧紧，将角铁和内 膨胀螺栓相连并将内膨胀螺栓埋入己钻好的孔内，按照要 求将膨胀螺栓螺母拧紧，确保胀管已经胀开，角铁与Ｌ形转 接件暂不紧固（图１２）［４ｊ。 ４．４安装吊环螺栓 将吊环螺栓套进垂直吊杆，用螺母将吊环螺栓固定 在吊杆的中间部位，再将吊环螺栓套进斜撑吊杆距离末端 Ｉｌｔｌｉ ｗｒ・第３９誊・１１１２１１ 施林铁刘冰洁李伟： 吊杆式吊顶反支撑的设置与应用 １５ｃｍ左右，先不固定（图１３）。 固，保证斜撑吊杆与主吊杆不发生位移和转动。 至此，吊杆反向支撑工作完成，副龙骨安装及面板安 装在此不作赘述。 杆 ５ 结语 吊杆式吊顶反支撑相对于传统反支撑的优势明显， 施工工序简单、易操作，不用现场加工材料，保证材料质 量、加快施工进度，也没有动火作业，保证施工安全。同 图１２反支撑顶部节点的组装及固定 图１３安装吊环螺栓 时通过荷载验算，吊杆式吊顶反支撑可有效抵抗负风压对 吊顶的上托作用，保证了吊顶的使用安全。因此，在今后 吊杆尺寸在１．５～２．０ ｍ的反支撑措施中，吊杆式吊顶反支撑 具有较大的指导作用和参考价值。 ☆☆参考文献…４．５安装主龙骨吊件及主龙骨 使用配套螺栓将 ５０ ｍｍ主龙骨吊件安装在 １０ ｍｍ 垂直吊杆底部，并紧固到位；通过 ５０ ｍｍ主龙骨吊件将 ５０ ｍｎｑ主龙骨和垂直吊杆进行连接安装，主龙骨间距为 ９０ｏ～１ ２００ ｍｍ，随后将主龙骨调平，主龙骨根据房间走向 ☆☆ 庞俊霞 浅谈装饰吊项反支撑【Ｊ】．山西建筑，２０１１，３７（１１）：２２１—２２２． 按照０．３％向上起拱，设置一个预沉降余量。 【２１宗绪堂，崔爱珍．吊顶反支撑施工技术综合应用【Ｊ】．天津建设科技， ２０１３。２３（６）：１７—１８。４９． ４．６调节吊环螺栓角度，校正固定螺母与吊环螺栓 将吊环螺栓调节好角度，用钳子将螺母与吊环螺丝紧 固，使吊环螺栓与斜撑吊杆和垂直吊杆三者连接固定，并 【３】武恒．大空间吊顶支撑体系设鼍与选型研究【Ｄ１．青岛：青岛理工大 学，２０１５． 保证垂直吊杆、斜撑吊杆夹角在３０。～５０。，吊环螺栓上 下紧固螺丝确保垫片紧固到位，再将角铁与Ｌ形转接件紧 【４１ 曲成平，武恒，夏文，等．大空间吊顶加强型反支撑体系设计Ｉ Ｊ】ｌ施工 技术 ２０１ ６．４５（４）：８９—９１． （上接第１７８０页） 构件式安装工艺的繁琐程序［５－７］。造型铝板通过自身支撑系 统上挂接组件与竖向立柱间设置２道横梁实现挂接，实现了 处打硅酮密封胶密封。打胶时需注意相邻造型铝板的安装 方向，所有螺钉四周均应打胶密封，牛腿处开缺口必须 做二次防水密封处理。镀锌钢板防水层安装完成后，应先 进行淋水试验，在确认密封完好后方可进行下一步安装工 作。 完美的造型效果；通过建立实体模型，将复杂造型分割为 小单元，方便提料、加工和现场管理；数字化定点为连接 件、基层龙骨、面板安装提供依据，保证高精度安装和外 观效果。 ☆☆参考文献…４．５造型铝板挂接安装 在造型铝板挂接安装前对上一道工序中的ｕ形挂座的 坐标进行复核。首先，从实体模型抽取控制点坐标，通 过全站仪定出相应各点的位置，在角钢三角架上标识；然 后，采用钢线连接各控制点，形成控制线网。造型铝板安 ☆☆ 易伟，王何清．侯勇．一种开缝式无横梁半单元铝板幕墙系统： ２０１ ４２００７８７６８．６［ＰＩ ２０１ ４—０８—２７． ｆ２】高树鹏．开放式石材幕墙应用技术探讨【Ｊ】．科技资讯，２０１４，１２（Ｉ １｝： ５３－５５． 装前应认真核对编号、对角线、角度及各细部尺寸等。 造型铝板挂接安装时，在做好各边及角部防护的基础 上，将造型铝板放入专用吊装架，利用电动葫芦将造型铝 板提升至相应的安装位置，将造型铝板背部挂槽插进Ｕ形 挂座，通过手拉葫芦并利用调节螺栓，对照控制线调整进 出位、标高、分格等，在确认位置准确后将螺栓锁紧，完 成造型铝板固定。 １３】高树鹏．复杂空间金属屋面复合系统应用技术 ．建筑科学 ２０１４， ３Ｏ（３）：１０７—１ １２． 【４１高树鹏．直纹渐变扭曲玻璃幕墙设计与施工【Ｊ】．建筑技术，２０１５， ４６（１）：２４—２６． 【５１陈广龙 杨耀宾．小单元式隐框玻璃幕墙的构造设计与运用【Ｊ】．门 窗，２０１ ２（２）：２—４． 【６ｌ王德勤 张洋 杨涛 等．鲁台经贸中心一会展中心异型金属屋面鱼鳞 ５ 结语 造型铝板应用开缝小单元板块挂接方法，具有工厂化 安装、现场工作量少、工序简单的技术优点，避免了采用 状外装饰铝板施工技术【Ｊ】．中国建筑防水，２０１２（２３）：９—１３． ｆ７】梁锐．某高层建筑蜂窝铝板幕墙安装技术及有限元分析【Ｊ】．钢结构， ２０１７（９）：１０６－１０９． ７嘎２０１７‘１２・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ