装配式建筑结构吊装预埋件的应用

装配式建筑结构吊装预埋件的应用

摘要：装配式建筑在现场安装过程中，一个重要的环节就是预制构件的吊装，

它是装配式建筑后续施工的基础，也是施工安全管理中需要重点控制的环节。本

文通过实际工程项目中遇到的吊装预埋件的选用，对常见的几种吊装预埋件进行

了分析，为设计人员在吊装预埋件的选用上提供借鉴。

关键词：装配式建筑；预制墙板；吊装；预埋件

1、引言

装配式建筑指以标准化、工厂化生产的建筑构件，用现场装配的方式建成的

住宅和公共建筑，其优点是质量好、生产效率高、有利于社会可持续发展，可大

大促进我国建筑业的整体发展，实现预定的节能减排目标，近些年，各地政府纷

纷出台政策，大力推进装配式建筑在实际工程中的应用。

2、工程实例

本项目位于慈溪市城北新潮塘片区，由居住建筑、商业、社区配套等组成。

为满足宁波市政府文件中关于新型建筑工业化项目的评定要求及预制率指标，选

取高层住宅8#楼作为装配式建筑实施楼栋，同时，考虑到宁波市政府文件中关于

外墙表面积50%的要求，本次选取的装配式体系为预制外墙-现浇剪力墙体系，主

体结构为剪力墙结构，预制构件由预制外隔墙、预制梁、预制楼梯、预制阳台组成，以下将对典型的预制外隔墙构件进行常见吊装预埋件的分析比较

3、典型预制外隔墙参数

此次选取的典型预制外墙板，为减少墙体总重并降低预制外墙板的刚度对整

体结构造成的不利影响，在窗下墙部分使用聚苯板填充，在墙体预制时，提前布

置吊装预埋件，脱模预埋件，预制隔墙与现浇剪力墙连接预埋件，在墙体两侧梁

高范围内设置键槽结合面。整个预制墙体长度为1800mm，高度2980mm，宽度240mm，重量为2.38吨，体积为0.95m3，由此墙体的参数，最适合选取两点起吊，起吊总重为墙体重量乘上动力系数，根据装配式混凝土结构技术规程《JGJ1-2014》第6.2.2条，构件运输、吊运时，动力系数宜取1.5，故将2.38x1.5=3.57吨做为吊装计算时选取的等效静力荷载标准值。

4、吊装预埋件的选取

（1）、吊环

根据混凝土结构设计规范《GB50010-2010》第9.7.6条，吊环应采用HPB300

级钢筋制作，吊环锚入混凝土中的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋或圆钢的直径，应验算在荷载标准值作用下的吊环应力，验算

时每个吊环可按两个截面计算。对HPB300钢筋，吊环应力不应大于65N/mm2。

构件考虑完动力系数之后的等效静力荷载标准值为35.7kN，选取直径的

HPB300钢筋来进行计算，两点起吊，共有两个吊环共计4根钢筋承受构件吊装

时的重量，由此可知：

每个吊环按两个截面计算的吊环应力经计算为：

经计算吊环应力44.38 N/mm2小于65N/mm2，满足要求。可选用直径的吊

环进行吊装。

此类吊环是一种常用的吊装预埋件，它使用了工程上最常见的HPB300钢筋，在经过了无数次使用和试验之后，可以说这种最常用的HPB300钢筋各种力学性

能相对稳定，提供了最可靠的安全度，且有各种成熟的吊具可与之相配合使用。

当然，在实际的使用过程中，也存在一些缺点，首先，由于现阶段墙板类预制构

件采用水平制作，在实际制作，脱模过程中，吊环的U型钢筋伸出构件表面对构

件的脱模造成了一定的困难，其次，由于吊环的制作过程中，由于需要弯折成一

定的圆弧状，对钢筋有可能造成一定的损伤，留下安全隐患。

（2）、螺杆式预埋件

螺栓式预埋件在构件制作过程中提前在构件顶部预埋提前做好螺杆孔的螺纹钢，在此预埋件根部设置一根300长的钢筋来增强此螺纹钢的抗拉拔破坏锥体的

体积，然后在构件现场吊装前，通过M20的螺杆与带孔螺纹钢进行连接，然后使用相应的吊具形成一个完整的吊装系统，由于采取的一些增强抗拔力的措施，此

预埋件能达到比较高的抗拔力，此次项目所考虑的这一套规格的预埋件，抗拔极

限值可达到400kN，考虑到混凝土结构施工规范《GB50666-2011》中表9.24所要

求的普通预埋件的安全系数为4，此规格的预埋件暂取额定吊重为4吨，两点起吊，满足此墙板吊装的需求。

此类螺杆式预埋件的优点是不影响构件预制时的模板，仅需在模板内固定一

根长度250的螺纹钢，无需突出构件面，在后期吊装前的准备工作时也相对简单，且能提供比较不俗的吊装能力；当然，此类吊装预埋件同样也有一定的缺点，比

如螺纹钢需提前做好螺杆孔，此螺杆孔的精度要求较高，在制作过程中，孔圆心

位置的偏差，以及孔内螺纹的成形质量直接影响到后期螺杆旋紧后两个构件相互

之间的连接，较差的质量会对吊装产生一定的安全隐患，需在采购时严格控制产

品的质量，且由于缺乏十分相符合的计算理论，在此类预埋件使用前，需做好完

整一套的拉拔试验，为工程的实际应用打好基础。

（3）、圆头吊钉

圆头吊钉是现阶段比较常用的成品吊装用预埋件，根据图集装配式混凝土连

接节点构造《15G310》中附录所示的规格，直径18的圆头吊钉，在经过底部扩

头至45mm后，其最小拉断荷载可达到122kN，理论额定吊重可达到4.0吨，安

全系数为3.0，但是由于此次项目所采用的是240厚的墙体，根据混凝土规范的

相关规定，此处由于墙体厚度所受的限制，并不能形成一个完整的破坏锥体，为

解除此处可能造成的隐患，我们选取锚筋端部加焊端板时的破坏锥体强度来近似

计算此处吊钉周边混凝土所能承受的拉拔力。

经计算，

=108kN

由此可知，在240墙厚内预埋的吊钉破坏时混凝土的破坏锥体强度并不能达

到吊钉的破断荷载，因此，考虑原吊钉3.0的安全系数，可取此条件下吊钉的额

定吊重为3.6吨。通过两点起吊，可满足此墙板吊装的需要。

此类专用吊装件的优点是吊装件为一个整体，避免了后期加工所带来的不确

定性，单个吊钉的力学性能可以通过试验来得到比较确定的数值。通过底部的扩头，可以得到比普通预钢筋更大的拉拔力，增强了吊装的额定重量，使一定的重

量的墙板可以使用较少的吊点，可以简化构件生产和方便吊装施工，具有工人操

作时间最短的优势。当然，此类吊装件也有一定的缺陷，专用吊装件缺少理论的

计算依据，在此类预埋件使用前，需做好完整一套的拉拔试验，也需要特别注意

使用的环境，无法达到完整的破坏锥体的情况下，需验算此处的破坏锥体强度，

并对吊钉额定吊重进行相应的折减。

5、结语

通过对三种不同的预埋件的比较分析，最终，此项目选择了圆头吊钉作为吊

装预埋件，此类预埋件受力清晰，使用简单，但同时也应注意使用条件，对额定

吊重进行折减。在接下来的研究应用中，还需对各种预埋件进行完整的试验研究，