核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统及设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统及设计方法，属于建筑施工防护领域，包括柔性网片、转换框架、环形挂网绳、一级耗能器、二级耗能器、一级拉力传感器、二级拉力传感器、过绳槽、拉锚绳、升降索、柔性垫。系统悬挂于核心筒施工模架下方，随施工模架共同升降，并与数据采集监测系统相连，可对核心筒施工时的高空坠物和人员坠落进行有效防护并预警。本发明专利技术使用轻便快捷、适配性强、防护能力大，可有效防治核心筒施工高坠事故。可有效防治核心筒施工高坠事故。可有效防治核心筒施工高坠事故。

【技术实现步骤摘要】
核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统及设计方法


[0001]本专利技术属于建筑施工防护领域，具体涉及一种核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统及设计方法。

技术介绍

[0002]超高层建筑施工时高空坠物和人员坠落是建筑业安全事故发生的最大源头之一，辅助施工的模架结构整体垮塌、建筑材料坠落、人员坠落等事故常有发生，造成了大量的经济损失和人员伤亡，施工时的防护措施非常重要。
[0003]目前，超高层建筑结构核心筒施工时多采用集成化钢平台、整体爬升模架系统、整体顶升模架系统进行辅助施工。相关研究人员针对这些设备提出了一些先进的锚固措施、防坠措施以及防护措施，但多为主动措施，容错率低，一旦发生事故往往会产生严重后果，因此有必要辅以被动防护措施。柔性防护系统一般由支撑结构、金属拦截网、耗能装置、拉锚结构四个部分组成，通过合理的设计和配置，能够耗散上万千焦冲击能量，已经广泛应用于崩塌落石、雪崩、泥石流、碎屑流等地质灾害防护中，其具有轻质高强、施工便捷、易于维护等特性，非常适合用于超高空的施工作业防护。据此，基于柔性防护系统的设计理念，针对超高层建筑结构核心筒施工防护设计高坠防护系统具有切实可行的技术条件及重大的施工防护意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统及设计方法，以解决高层建筑核心筒施工高坠的问题。
[0005]为实现本专利技术目的，采用的技术方案为：一种核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，包括柔性网片、转换框架、环形挂网绳、一级耗能器、二级耗能器、一级拉力传感器、二级拉力传感器、过绳槽、拉锚绳、升降索、柔性垫；
[0006]所述转换框架为多边形框架，且每个边均设置有所述环形挂网绳和多个过绳槽，环形挂网绳绕设在两过绳槽之间；柔性网片连接在所有环形挂网绳之间，柔性垫铺设在柔性网片上；每个环形挂网绳均设置有所述一级耗能器和一级拉力传感器；拉锚绳和升降索均为分布在转换框架上的多个，每个拉锚绳上均设置有二级耗能器和二级拉力传感器。
[0007]本防护系统有两级耗能机制与两级监测机制：当发生高坠事故时，柔性网片拦截坠落体并将力传递至环形挂网绳，环形挂网绳受力向中部收缩并启动与之相连的一级耗能器，从而第一次耗散冲击能量，同时将力传给转换框架，再传至拉锚绳，从而启动拉锚绳上的二级耗能器进行第二次耗能；通过环形挂网绳上的一级拉力传感器和拉锚绳上的二级拉力传感器实时数据可对事故规模进行初步判定。
[0008]防护系统与核心筒尺寸适配，并采用施工模架系统的预埋锚点，同时可通过升降索与模架系统实现同步升降。
[0009]作为进一步可选方案，所述柔性网片通过卸扣与环形挂网绳的一侧连接，一级耗
能器和一级拉力传感器分别通过卸扣接入环形挂网绳的另一侧。
[0010]作为进一步可选方案，所述柔性垫为上下两层，上层的柔度大于下层的柔度，下层的刚度大于上层的刚度。
[0011]作为进一步可选方案，所述转换框架由四根型钢构件焊接而成，每根型钢构件两端部的下表面分别焊接所述过绳槽。
[0012]作为进一步可选方案，所述转换框架上固定有多个用于连接拉锚绳和升降索的框架连接件，框架连接件包括两块C型板和将两块C型板固定连接的连接件螺栓，两块C型板的开口相对并紧固在转换框架的上下两侧，上侧的C型板具有连接件耳板。
[0013]作为进一步可选方案，所述过绳槽包括两块夹板和固定在两夹板之间的槽体，槽体的外周面为内凹的弧形面，两夹板间还固定有位于槽体外的限位板。
[0014]作为进一步可选方案，所述拉锚绳的上端连接所述二级拉力传感器，二级拉力传感器的上端连接有用于与墙体内预埋件连接的锚固件。
[0015]作为进一步可选方案，所述锚固件为由两块钢板焊接形成的T型构件，两块钢板分别设置有用于连接墙体内预埋件的锚固件高强螺栓和与二级拉力传感器连接的锚固件连接孔。
[0016]本专利技术还提供了一种核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0017]S1.进行防护系统与模架系统适配设计：
[0018]设计初始防护高度h1：h1＝a1+a2+a3，其中，a1是二级拉力传感器竖向投影长度，a2是二级耗能器竖向投影长度，a3是拉锚绳竖向投影长度；
[0019]根据模架系统设计升降索长度l1：l1＝h2，其中，h2是模架系统锚固点到防护系统转换框架的距离；
[0020]根据核心筒大小设计转换框架的长度c和宽度b：c＝x
‑
t，b＝y
‑
t，其中，x是核心筒的长边长度，y为核心筒的短边长度，t为核心筒与转换框架间的间隙；
[0021]S2.进行防护系统设计：
[0022]根据模架系统重量m及模架系统重心到防护系统距离h3确定设计防护能级：E
s
＝mgh3，其中，g为重力加速度；
[0023]根据转换框架的长度和宽度确定柔性网片的大小，并结合设计防护能级确定柔性网片的网环圈径，柔性网片的顶破破断力F
b
应该满足：F
b
＞F
c
，其中，F
c
是坠落体与柔性网片的冲击接触力；
[0024]根据转换框架的长度l3及环形挂网绳最大内力F
1max
、拉锚绳最大内力F
2max
设计转换框架截面大小：
[0025][0026]其中，M
x
和M
y
分别为F
1max
和F
2max
共同作用下转换框架截面x和y方向所产生的弯矩，为转换框架截面绕强轴的稳定系数，γ
y
是对弱轴的截面塑性发展系数，f为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，根据W
x
和W
y
并结合所选截面形式，即可确定截面尺寸；
[0027]根据设计防护能级设计一级耗能器启动力S1和二级耗能器启动力S2,并根据启动
力大小分别选取相应型号的耗能器：
[0028]E
s
＝4(E1+E2)
[0029]E1＝n1S1·
Δl
1 E2＝n2S2·
Δl2[0030]其中，E1、E2分别为每组一级耗能器和每组二级耗能器最大耗能能级，同一根绳索(拉锚绳或环形挂网绳)上所有耗能器为同一组，n1、n2分别为每组一级耗能器和每组二级耗能器耗能单元个数，Δl1、Δl2分别为每组一级耗能器和每组二级耗能器耗能单元的最大行程；
[0031]根据一级耗能器启动力S1和二级耗能器启动力S2选择量程适配的一级拉力传感器和二级拉力传感器。
[0032]根据转换框架截面大小设计适配的框架连接件与过绳槽，根据拉锚绳内力F2设计适配的锚固件。连接件耳板等开孔板件应进行净截面抗拉强度验算、端部截面抗拉强度验算、抗剪强度验算，螺栓应进行抗剪及抗拉验算。
[0033]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，包括柔性网片、转换框架、环形挂网绳、一级耗能器、二级耗能器、一级拉力传感器、二级拉力传感器、过绳槽、拉锚绳、升降索、柔性垫；所述转换框架为多边形框架，且每个边均设置有所述环形挂网绳和多个过绳槽，环形挂网绳绕设在两过绳槽之间；柔性网片连接在所有环形挂网绳之间，柔性垫铺设在柔性网片上；每个环形挂网绳均设置有所述一级耗能器和一级拉力传感器；拉锚绳和升降索均为分布在转换框架上的多个，每个拉锚绳上均设置有二级耗能器和二级拉力传感器。2.根据权利要求1所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述柔性网片通过卸扣与环形挂网绳的一侧连接，一级耗能器和一级拉力传感器分别通过卸扣接入环形挂网绳的另一侧。3.根据权利要求1所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述柔性垫为上下两层，上层的柔度大于下层的柔度，下层的刚度大于上层的刚度。4.根据权利要求1所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述转换框架由四根型钢构件焊接而成，每根型钢构件两端部的下表面分别焊接所述过绳槽。5.根据权利要求1或4所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述转换框架上固定有多个用于连接拉锚绳和升降索的框架连接件，框架连接件包括两块C型板和将两块C型板固定连接的连接件螺栓，两块C型板的开口相对并紧固在转换框架的上下两侧，上侧的C型板具有连接件耳板。6.根据权利要求1所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述过绳槽包括两块夹板和固定在两夹板之间的槽体，槽体的外周面为内凹的弧形面，两夹板间还固定有位于槽体外的限位板。7.根据权利要求1所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述拉锚绳的上端连接所述二级拉力传感器，二级拉力传感器的上端连接有用于与墙体内预埋件连接的锚固件。8.根据权利要求7所述的核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统，其特征在于，所述锚固件为由两块钢板焊接形成的T型构件，两块钢板分别设置有用于连接墙体内预埋件的锚固件高强螺栓和与二级拉力传感器连接的锚固件连接孔。9.核心筒施工用悬挂式缓冲型高坠防护系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.进行防护系统与模架系统适配设计：设计初始防护高度h1：h1＝a1+a2+a3，其中，a1是二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖林绪，张丽君，刘东，杨德帅，余志祥，张军，雷富匀，
申请(专利权)人：华西工程科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：