专利名称：钢索吊架及其施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工中设备管线的吊架，特别是一种大空间厂房或机房设备管线的吊架及其施工方法。
背景技术：
近年来，随着工业自动化生产的发展，大型自动化生产线对厂房的空间要求越来越大，钢结构厂房柱间隔多在6米以上，特殊要求的达到10到20米，建筑物层高也达到10 到20米。传统机电设计的各系统管线集中敷设在管井、管廊、天花中，目前已被大空间内多层次错综敷设的管线所取代。工程机电各系统及工艺管线、设备在地面至屋顶彩钢整个空间上交错排布，密度大、交叉多。对于这类管线较复杂的施工，多采用槽钢和角钢制作的联合支吊架安装，而支吊架的制作材料仅有槽钢、角钢、吊杆几种。由于钢结构厂房的梁柱一般是严禁焊接的，采用联合支吊架这种传统形式，会因生根点过少而导致支吊架过于巨大， 这对工程造价和钢结构荷载都很不利，难于适用于大空间厂房或机房。
发明内容
本发明提供一种钢索吊架及其施工方法，要解决现有设备管线吊架结构复杂、载荷大、造价高，不适用于大空间厂房或机房的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
这种钢索吊架，由设备管线与立柱相邻位置的钢索吊架，以及设备管线远离立柱位置的钢索吊架两部分构成，所述立柱呈田字形间隔设置，梁纵横连接于各立柱之间；
所述设备管线与立柱相邻位置的钢索吊架包括柱抱箍支架、梁抱箍支架I、设备管线连接件和竖直钢索；柱抱箍支架由两柱上横担、两柱下横担，以及对拉螺栓连接而成；两柱上横担、两柱下横担分别由对拉螺栓连接于立柱相对两侧，两柱上横担与两柱下横担之间由竖向的对拉螺栓相连，两柱上横担一端向立柱外侧延长并支撑于设备管线底部；梁抱箍支架I间隔连接于梁上，由梁上横担I、梁下横担I，以及在梁两侧连接于梁上横担I和梁下横担I之间的对拉螺栓构成，梁下横担I 一端向梁外侧延长并与竖直钢索上端连接；设备管线连接件沿设备管线间隔设置且与梁抱箍支架I上下对应，竖直钢索连接于梁下横担I与设备管线连接件之间；
所述设备管线远离立柱位置的钢索吊架包括梁抱箍支架II、设备管线连接件、水平钢索和斜拉钢索；梁抱箍支架II连接于相互平行且与设备管线走向垂直的梁上，由分置于梁上下的梁上横担II、梁下横担1111，以及在梁两侧连接于梁上横担II和梁下横担II之间的对拉螺栓构成；设备管线连接件沿设备管线间隔分布，斜拉钢索连接于梁下横担II与其下方对应的各设备管线连接件之间，水平钢索连接于各设备管线连接件之间。所述设备管线为插接母线槽、通风管道或桥架或水管。所述设备管线连接件为设备管线抱箍或设备管线下横坦，所述设备管线抱箍由左右两个几字形抱箍扣合后上下由螺栓连接而成，设备管线下横坦横向支撑于设备管线底部。所述设备管线为插接母线槽时，设备管线连接件采用设备管线抱箍，竖直钢索连接于设备管线抱箍上端与梁下横坦I之间，斜拉钢索连接于梁下横担II与其下方对应的各设备管线抱箍之间，水平钢索连接于各设备管线抱箍之间。所述设备管线为通风管道或桥架时，设备管线连接件采用设备管线下横坦，竖直钢索连接于设备管线下横坦两端与梁下横担I之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁上各连接有两个，斜拉钢索连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II与其下方对应的各设备管线下横坦两端部之间；水平钢索连接于各设备管线下横坦之间。所述设备管线为水管时，设备管线连接件采用设备管线下横坦，竖直钢索连接于设备管线下横坦两端与梁下横担I之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁上各连接有两个， 斜拉钢索连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II与其下方对应的各设备管线下横坦两端部之间；水平钢索连接于各设备管线下横坦之间；
所述水管上间隔连接有倒U形水管抱箍，其两端分别由螺栓与支撑于水管底部的柱上横担及设备管线下横坦固定连接。所述设备管线下横坦、梁上横担、梁下横担、柱上横担、柱下横担为槽钢、角钢、方钢或工字钢。所述竖直钢索或斜拉钢索的上端由螺栓性吊环、花篮螺栓或二者配合连接梁下横坦；竖直钢索或斜拉钢索的下端由螺栓性吊环、花篮螺栓或二者配合连接设备管线连接件； 水平钢索两端由螺栓性吊环、花篮螺栓或二者配合连接设备管线连接件。所述竖直钢索、斜拉钢索和水平钢索的端头处均固定有UT线夹。这种钢索吊架的施工方法，施工步骤如下
步骤一，横担的载荷计算，以及竖直钢索、斜拉钢索和水平钢索的内力计算； 步骤二，安装设备管线与立柱相邻位置的钢索吊架，在立柱上安装柱抱箍支架，将设备管线底部支撑于两根柱上横担上，在梁上间隔连接梁抱箍支架I，在设备管线上间隔连接设备管线连接件，并在梁抱箍支架I的梁下横担I与设备管线连接件之间连接竖直钢索；
步骤三，安装设备管线远离立柱位置的钢索吊架，在设备管线上间隔连接设备管线连接件，在相互平行且与设备管线走向垂直的梁上连接梁抱箍支架II ；在梁抱箍支架II的梁下横担II与其下方对应的各设备管线连接件之间连接斜拉钢索，在各设备管线连接件之间连接水平钢索。本发明的有益效果如下
本发明使用钢索为主要连接件，配合其它型钢构成设备管线吊架。采用斜拉钢索可将设备管线上分布的各连接件与同一梁抱箍支架连接，无需在梁上连接多个梁抱箍支架。不仅使吊架固定点的选择更加灵活，也减少了结构载荷、节省了材料。水平钢索连接于各管线连接件之间，可防止管线连接件晃动，增加吊架的稳定性。采用竖直钢索连接设备管线连接件可减轻结构载荷，节省材料。设备管线的连接件可采用管线抱箍或管线下横坦，并根据设备管线的不同选择不同的连接方式，使设备管线与吊架固定牢固。该吊架充分利用了设备管线走向与柱和梁的位置关系，使设备管线的固定更加可靠，并节省了材料。本发明还分别提出了针对不同设备管线如插接母线槽、通风管道、桥架、水管、灯具的吊架结构。该钢索吊架的优点在于A、采用钢索代替传统制作设备管线吊架的槽钢、角钢和吊杆，解决了在大空间厂房或机房内制作设备管线支吊架的难题。B、通过采用钢索吊架，解决了大空间钢结构厂房内安装吊架，固定点少的施工难题。C、通过采用钢索吊架，解决了大量使用联合支架而造成的建筑物荷载增大、材料用量大、施工成本高的问题。本发明的施工方法降低了在大空间建筑物内安装设备管线的工程造价，降低了施工难度，保证了工程的安全和质量。本发明的方法适用于大空间的厂房、机房，特别是大空间的钢结构建筑内机电施工的支吊架安装。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是设备管线走向的示意图。图2是实施例一中图IA-A剖面的结构示意图。图3是实施例一中图IB-B剖面的结构示意图。图4是实施例一中图IC-C剖面的结构示意图。图5是图4的俯视图。图6是实施例二中图IA-A剖面的结构示意图。图7是实施例二中图IB-B剖面的结构示意图。图8是实施例二中图IC-C剖面的结构示意图。图9是图8的俯视图。图10是实施例三中图IA-A剖面的结构示意图。图11是实施例三中图IB-B剖面的结构示意图。图12是实施例三中图IC-C剖面的结构示意图。图13是图12的俯视图。图14是灯具的布置图。图15是灯具吊装的侧视结构示意图。图16是灯具吊装的横剖面结构示意图。图17是轻型方钢与立柱的连接图。图18是图17的侧视图。附图标记1 一立柱、2 —梁、3 一插接母线槽、4 一通风管道或桥架、5 —水管、6 — 柱上横担、7 —柱下横担、8 —梁上横担1、9 一梁下横担1、10 —梁上横担IIUl-梁下横担II、12-对拉螺栓、13-竖直钢索、14-斜拉钢索、15-水平钢索、16-设备管线抱箍、17-设备管线下横坦、18-螺栓性吊环、19-花篮螺栓、20-UT线夹、21-U形水管抱箍、22-设备管线、23-轻型龙骨、24-横托梁、25-U形抱箍、26-钢板、27-钢索、28-线槽灯、29-钢索卡子、 30-紧定螺栓、31-圈板、32-吊杆、33-螺母。
具体实施例方式
实施例一参见图1-5所示这种钢索吊架，由设备管线22与立柱1相邻位置的钢索吊架，以及设备管线22远离立柱1位置的钢索吊架两部分构成，所述立柱1呈田字形间隔设置，梁2纵横连接于各立柱1之间。所述设备管线22与立柱1相邻位置的钢索吊架包括柱抱箍支架、梁抱箍支架I、 设备管线连接件和竖直钢索13 ；柱抱箍支架由两柱上横担6、两柱下横担7，以及对拉螺栓 12连接而成；两柱上横担6、两柱下横担7分别由对拉螺栓12连接于立柱相对两侧，两柱上横担6与两柱下横担7之间由竖向的对拉螺栓12相连，两柱上横担6 —端向立柱1外侧延长并支撑于设备管线22底部；梁抱箍支架I间隔连接于梁2上，由梁上横担I、梁下横担I， 以及在梁2两侧连接于梁上横担I和梁下横担I之间的对拉螺栓12构成，梁下横担I 一端向梁2外侧延长并与竖直钢索13上端连接；设备管线连接件沿设备管线22间隔设置且与梁抱箍支架I上下对应，竖直钢索13连接于梁下横担I与设备管线连接件之间。所述设备管线22远离立柱位置的钢索吊架包括梁抱箍支架II、设备管线连接件、水平钢索15和斜拉钢索14 ；梁抱箍支架II连接于相互平行且与设备管线22走向垂直的梁上，由分置于梁上下的梁上横担II、梁下横担II，以及在梁两侧连接于梁上横担II和梁下横担II之间的对拉螺栓12构成；设备管线连接件沿设备管线22间隔分布，斜拉钢索 14连接于梁下横担II与其下方对应的各设备管线连接件之间，水平钢索15连接于各设备管线连接件之间。所述设备管线22为插接母线槽3时，设备管线连接件采用设备管线抱箍16，设备管线抱箍16由左右两个几字形抱箍扣合后上下由螺栓连接而成，竖直钢索13连接于设备管线抱箍16上端与梁下横坦I之间，斜拉钢索14连接于梁下横担II与其下方对应的各设备管线抱箍16之间，水平钢索15连接于各设备管线抱箍16之间。所述竖直钢索13和斜拉钢索14的上端均由螺栓性吊环18连接梁下横坦；竖直钢索13和斜拉钢索14的下端均由花篮螺栓19连接设备管线抱箍16 ；水平钢索15两端分别由螺栓性吊环18和花篮螺栓19连接设备管线抱箍16。在竖直钢索13、斜拉钢索14和水平钢索15的端头处均固定有UT线夹20。机电设备管线的安装环境较复杂多样，钢索尽可能选取热镀锌软索。实施例二，参见图6-9所示，所述设备管线22为通风管道或桥架4时，设备管线连接件采用设备管线下横坦17，设备管线下横坦17横向支撑于设备管线22底部。竖直钢索 13连接于设备管线下横坦17两端与梁下横担I之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁2上各连接有两个，斜拉钢索14连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II与其下方对应的各设备管线下横坦17两端部之间；水平钢索15连接于各设备管线下横坦17之间。所述竖直钢索13和斜拉钢索14的上端均由螺栓性吊环18连接梁下横坦；竖直钢索13的下端由螺栓性吊环18连接设备管线下横坦17 ；斜拉钢索14的下端由螺栓性吊环 18和花篮螺栓19 二者配合连接设备管线下横坦17 ；水平钢索15 —端由螺栓性吊环18与设备管线下横坦17连接，另一端由花篮螺栓19与螺栓性吊环18配合连接相邻设备管线下横坦17。在竖直钢索13、斜拉钢索14和水平钢索15的端头处均固定有UT线夹20。
实施例三，参见图10-13所示，所述设备管线22为水管5时，设备管线连接件采用设备管线下横坦17，设备管线下横坦17横向支撑于设备管线22底部。竖直钢索13连接于设备管线下横坦17两端与梁下横担I之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁2上各连接有两个， 斜拉钢索14连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II与其下方对应的各设备管线下横坦17两端部之间；水平钢索15连接于各设备管线下横坦17之间。所述水管5上间隔连接有倒U形水管抱箍21，其两端分别由螺栓与支撑于水管5 底部的柱上横担6及设备管线下横坦17固定连接。所述竖直钢索13和斜拉钢索14的上端均由螺栓性吊环18连接梁下横坦；竖直钢索13的下端由螺栓性吊环18连接设备管线下横坦17 ；斜拉钢索14的下端由螺栓性吊环 18和花篮螺栓19 二者配合连接设备管线下横坦17 ；水平钢索15 —端由螺栓性吊环18与设备管线下横坦17连接，另一端由花篮螺栓19与螺栓性吊环18配合连接相邻设备管线下横坦17。在竖直钢索13、斜拉钢索14和水平钢索15的端头处均固定有UT线夹20。所述竖直钢索13或斜拉钢索14的上端由螺栓性吊环18、花篮螺栓19或二者配合连接梁下横坦；竖直钢索13或斜拉钢索14的下端由螺栓性吊环18、花篮螺栓19或二者配合连接设备管线连接件；水平钢索15两端由螺栓性吊环18、花篮螺栓19或二者配合连接设备管线连接件。
上述实施例中钢索吊架的施工方法，施工步骤如下
步骤一，横担的载荷计算，以及竖直钢索、斜拉钢索和水平钢索的内力计算；
1、横担荷载计算
横梁荷载由管线的垂直荷载G及其水平推力pm组成。荷载组成分类
权利要求
1.一种钢索吊架，由设备管线(22)与立柱(1)相邻位置的钢索吊架，以及设备管线 (22)远离立柱(1)位置的钢索吊架两部分构成，所述立柱(1)呈田字形间隔设置，梁(2)纵横连接于各立柱(1)之间，其特征在于所述设备管线(22)与立柱(1)相邻位置的钢索吊架包括柱抱箍支架、梁抱箍支架I、 设备管线连接件和竖直钢索(13)；柱抱箍支架由两柱上横担(6)、两柱下横担(7)，以及对拉螺栓(12)连接而成；两柱上横担(6)、两柱下横担(7)分别由对拉螺栓(12)连接于立柱相对两侧，两柱上横担(6)与两柱下横担(7)之间由竖向的对拉螺栓(12)相连，两柱上横担 (6)—端向立柱(1)外侧延长并支撑于设备管线(22)底部；梁抱箍支架I间隔连接于梁(2) 上，由梁上横担I (8)、梁下横担I (9)，以及在梁(2)两侧连接于梁上横担I (8)和梁下横担I (9)之间的对拉螺栓(12)构成，梁下横担I (9) 一端向梁(2)外侧延长并与竖直钢索(13)上端连接；设备管线连接件沿设备管线(22)间隔设置且与梁抱箍支架I上下对应，竖直钢索(13)连接于梁下横担I (9)与设备管线连接件之间；所述设备管线(22)远离立柱位置的钢索吊架包括梁抱箍支架II、设备管线连接件、 水平钢索(15)和斜拉钢索(14);梁抱箍支架II连接于相互平行且与设备管线(22)走向垂直的梁上，由分置于梁上下的梁上横担II (10)、梁下横担II (11)，以及在梁两侧连接于梁上横担II (10)和梁下横担II (11)之间的对拉螺栓(12)构成；设备管线连接件沿设备管线(22)间隔分布，斜拉钢索(14)连接于梁下横担II (11)与其下方对应的各设备管线连接件之间，水平钢索(15)连接于各设备管线连接件之间。
2.根据权利要求1所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线(22)为插接母线槽 (3)、通风管道或桥架(4)或水管(5)。
3.根据权利要求2所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线连接件为设备管线抱箍(16)或设备管线下横坦(17)，所述设备管线抱箍(16)由左右两个几字形抱箍扣合后上下由螺栓连接而成，设备管线下横坦(17)横向支撑于设备管线(22)底部。
4.根据权利要求3所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线(22)为插接母线槽 (3)时，设备管线连接件采用设备管线抱箍(16)，竖直钢索(13)连接于设备管线抱箍(16) 上端与梁下横坦I (9)之间，斜拉钢索(14)连接于梁下横担II (11)与其下方对应的各设备管线抱箍(16)之间，水平钢索(15)连接于各设备管线抱箍(16)之间。
5.根据权利要求3所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线(22)为通风管道或桥架(4)时，设备管线连接件采用设备管线下横坦(17)，竖直钢索(13)连接于设备管线下横坦(17)两端与梁下横担I (9)之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁(2)上各连接有两个， 斜拉钢索(14)连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II (11)与其下方对应的各设备管线下横坦(17)两端部之间；水平钢索(15)连接于各设备管线下横坦(17)之间。
6.根据权利要求3所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线(22)为水管(5)时， 设备管线连接件采用设备管线下横坦(17)，竖直钢索(13)连接于设备管线下横坦(17)两端与梁下横担I (9)之间；梁抱箍支架II在相互平行的梁(2)上各连接有两个，斜拉钢索(14)连接于两梁抱箍支架II的梁下横担II(11)与其下方对应的各设备管线下横坦(17) 两端部之间；水平钢索(15)连接于各设备管线下横坦(17)之间；所述水管(5)上间隔连接有倒U形水管抱箍(21)，其两端分别由螺栓与支撑于水管(5) 底部的柱上横担(6)及设备管线下横坦(17)固定连接。
7.根据权利要求3所述的钢索吊架，其特征在于所述设备管线下横坦(17)、梁上横担、梁下横担、柱上横担、柱下横担为槽钢、角钢、方钢或工字钢。
8.根据权利要求3所述的钢索吊架，其特征在于所述竖直钢索(13)或斜拉钢索(14) 的上端由螺栓性吊环(18)、花篮螺栓(19)或二者配合连接梁下横坦；竖直钢索(13)或斜拉钢索(14)的下端由螺栓性吊环(18)、花篮螺栓(19)或二者配合连接设备管线连接件；水平钢索(15)两端由螺栓性吊环(18)、花篮螺栓(19)或二者配合连接设备管线连接件。
9.根据权利要求8所述的钢索吊架，其特征在于所述竖直钢索13、斜拉钢索14和水平钢索(15)的端头处均固定有UT线夹(20)。
10.一种如权利要求1 9所述任意一项的钢索吊架的施工方法，其特征在于施工步骤如下步骤一，各横担的载荷计算，以及竖直钢索(13)、斜拉钢索(14)和水平钢索(15)的内力计算；步骤二，安装设备管线(22)与立柱(1)相邻位置的钢索吊架，在立柱(1)上安装柱抱箍支架，将设备管线(22 )底部支撑于两根柱上横担(6 )上，在梁(2 )上间隔连接梁抱箍支架I， 在设备管线(22)上间隔连接设备管线连接件，并在梁抱箍支架I的梁下横担I (9)与设备管线连接件之间连接竖直钢索(13)；步骤三，安装设备管线(22)远离立柱(1)位置的钢索吊架，在设备管线上间隔连接设备管线连接件，在相互平行且与设备管线走向垂直的梁(2)上连接梁抱箍支架II ；在梁抱箍支架II的梁下横担II (11)与其下方对应的各设备管线连接件之间连接斜拉钢索(14)， 在各设备管线连接件之间连接水平钢索(15)。
全文摘要
一种钢索吊架及其施工方法，所述设备管线与立柱相邻位置的钢索吊架包括柱抱箍支架、梁抱箍支架I、设备管线连接件和竖直钢索；柱抱箍支架由两柱上横担、两柱下横担，以及对拉螺栓连接而成；所述设备管线远离立柱位置的钢索吊架包括梁抱箍支架II、设备管线连接件、水平钢索和斜拉钢索；设备管线连接件沿设备管线间隔分布，斜拉钢索连接于梁下横担II与其下方对应的各设备管线连接件之间，水平钢索连接于各设备管线连接件之间。本发明降低了在大空间建筑物内安装设备管线的工程造价，降低了施工难度，保证了工程的安全和质量。本发明的方法适用于大空间的厂房、机房，特别是大空间的钢结构建筑内机电施工的支吊架安装。
文档编号F16L3/14GK102174969SQ20111005185
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者卢庶, 吴月华, 孟祥永, 杜鑫丹, 杨斌, 薛刚, 袁小林, 赵志滨, 陈娣, 齐玉顺 申请人:中国建筑一局(集团)有限公司, 中建一局华江建设有限公司, 中建一局集团第三建筑有限公司