第八节 单层及多层装配式工业厂房.修改.doc

第八节 单层及多层装配式工业厂房单层工业厂房主要特征是以屋面板、天窗架、屋架、吊车梁、柱、杯形基础形成的排架承重结构，柱子承重是核心。排架的强度与稳定性是决定厂房寿命的重要因素。单层工业厂房由下列部分组成：屋盖结构（包括屋面板、天窗架、屋架等）、吊车梁、柱子、基础（一般由杯形基础和基础梁组成）、支撑（包括屋架水平垂直支撑、天窗架支撑、柱间支撑）、围护结构（主要是指外墙，还有与外墙连在一起的抗风柱及外墙的圈梁）。多层装配式结构，按其装配程度和方式不同，分为全装配式框架（简称装配式框架）和半装配式框架（又称装配整体式框架）两种体系。前者柱、梁、楼板、屋面板均由装配式构件组成，柱是框架结构中的主要构件。多层装配式框架结构体系，在化工、石油、石化工业厂房建筑中得到了较广泛的应用。半装配式框架结构体系，多用于民用高层建筑中。本节主要介绍装配式框架体系施工。一、有关强制性条文在混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（2011版）中涉及强制性条文为：9.1.1预制构件应进行结构性能检验，结构性能检验不合格的预制构件不得用于混凝土结构。二、施工技术要点单层及多层装配式工业厂房的主要工序包括基础施工、构件制作、运输、吊装等。（1） 基础施工 参见第二章（二）预制构件进场验收预制构件的制作的质量监督应侧重于质量控制资料的核查及成品的抽查。1、预制构件应在明显的部位标明生产单位、构件型号、生产日期和质量验收标志。构件上的预埋件、插筋和预留孔洞的的规格、位置和数量应符合标准图或设计要求。2、预制构件的外观质量不应有严重缺陷，对已出现的严重缺陷，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。3、预制构件不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差，对超过尺寸允许偏差且影响结构性能和安装、使用功能的部位，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。4、预制构件的外观质量不宜有一般缺陷，对已出现的一般缺陷，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。5、预制构件的尺寸偏差应符合表9.2.5的规定。表9.2.5 预制构件尺寸的允许偏差及检验方法项目允许偏差（mm）检验方法长度板、梁+10，-5钢尺检查柱+5，-10墙 板5薄腹梁、桁架+15，-10宽度、高（厚）度板、梁、柱、墙 板、薄腹梁、桁架5钢尺量一端及中部，取其中较大值侧向弯曲梁、柱、板l/750且20拉线。钢尺量最大侧向弯曲处墙板、薄腹梁、桁架l/1000且20预埋件中心线位置10钢尺检查螺栓位置5螺栓外露长度+10，-5预留孔中心线位置5钢尺检查预留洞中心线位置15钢尺检查项目允许偏差（mm）检验方法主筋保护层厚度板+5，-3钢尺或保护层厚度测定仪量测梁、柱、墙 板、薄腹梁、桁架+10，-5对角线差板、墙板10钢尺量两个对角线表面平整度板、墙板、梁、柱52m靠尺和塞尺检查预应力构件预留孔位置梁、墙板、薄腹梁、桁架3钢尺检查翘曲板l/750调平尺在两端量测墙板l/1000注：1、l为构件长度（mm） 2、检查中心线、螺栓和孔道位置时，应沿纵横两个方向量测，并取其中的较大值； 3、对形状复杂或有特殊要求的构件，其尺寸偏差应符合标准图或设计的要求。6、预制构件应按标准图或设计要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验。检查内容：钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；不允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和抗裂检验；预应力混凝土构件中的非预应力杆件按钢筋混凝土构件的要求进行检验。对设计成熟、生产数量较少的大型构件，当采取加强材料和制作质量检验的措施时，可仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验；当采取上述措施并有可靠的实践经验时，可不做结构性能检验。检查数量：对成批生产的构件，应按同一工艺正常生产的不超过1000件且不超过3个月的同类型产品为一批。当连续检验10批且每批的结构性能检验结果均符合本规范的要求时，对同一工艺正常生产的构件，可改为不超过2000件且不超过3个月的同类型产品为一批。在每批中应随机抽取一个构件作为试件进行检验。7、预制构件结构性能检验结果按下列规定验收:（1）、当试件结构性能的全部检验结果均符合混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（2015年版）第9.3.29.3.5条的检验要求时，该批构件的结构性能应通过验收。2）、当第一个试件的检验结果不能全部符合上述要求，但又能符合第二次检验要求时，可在抽两个试件进行检验。第二次检验的指标，对承载力及抗裂检验系数的允许值应取GB50204-2002（2015年版）第9.3.2条和9.3.4条规定的允许值减0.05，对挠度的允许值应取GB50204-2002（2015年版）第9.3.3条规定允许值的1.10倍。当第二次抽取的两个试件的全部检验结果均符合第二次检验的要求时，该批构件的结构性能可通过验收。3）、当第二次抽取的第一个试件全部检验结果均已符合GB50204-2002（2015年版）第9.3.29.3.5条的检验要求时，该批构件的结构性能可通过验收。（三）、运输与存放 5、预制构件运送到施工现场后，应按规格、品种、使用部位、吊装顺序分别设置存放场地。存放场地应设置在吊车有效起重范围内，并设置通道。 6、预制墙板可采用插放或靠放，堆放工具或支架应有足够的刚度，并支垫稳固。 7、预制板类构件可采用叠放方式，层与层之间应垫平、垫实，各层支垫应上下对齐，最下面一层支垫应通长设置。（四）单层工业厂房结构的吊装吊装是一个复杂的过程，在此工序中，工程质量监督师应核查吊装的结果，但作为工业厂房施工的一个重大工序，质量监督工程师更应了解吊装的全过程。1、 吊装过程（以柱子为例） 1）、机械的选择 吊装机械是结构安装的重要机械设备，选择吊装机械的依据为：构件的最大重量（单个构件）、数量、外形尺寸、结构特点、安装高度及吊装方法；各类型构件的吊装要求，现场施工条件；选用吊装机械的性能（起重量、起重臂长、起升高度、回转半径、行走方式等）；吊装工程量的大小，工程进度要求；现有机械等；吊装机械应调试合格。2）、吊装方法的选择吊装方法应根据厂房的结构特点，现场场地条件，工程量的大小，起重、运输设备的能力，工程进度要求以及施工力量和技术水平等综合考虑，因工程、条件制宜综合考虑，灵活选择。柱子的吊装方法，按着起吊中柱子运动的状态和特点分为旋转法、滑行法、旋转行走法及递送法等方法；根据使用起重机的数量来分有单机起吊和双（多）机抬吊；根据起吊后柱身是否保持垂直状况来分有垂直吊法和斜吊法等。3）、构件的绑扎构件的绑扎是用吊索、卡环等索具将构件与吊钩连接起来，以便起吊安装就位。构件的绑扎分为翻身绑扎、扶直绑扎（如屋架）和起吊绑扎三种形式，绑扎应根据构件形状、长度、截面尺寸、重量、配筋受力状态，起重机性能，采用的吊具，选择的脱模、吊装方法及现场具体情况等来确定绑扎方式、绑扎位置和点数。要求绑扎的构件，在脱模、翻身、移动、起吊和就位过程中，不发生永久变形，不倾翻，不晃动，构件的表面不出现裂缝，绳索和卡环不脱落，牢固可靠，并且绳索受力合理，绑扎方便，便于安装，易拆易脱钩，确保起吊安全。4）、起吊装配式钢筋混凝土柱子类型很多，轻重长短悬殊。一般工业厂房柱子重量在2-30t之间；大型的工业厂房，柱子重量在30-55t之间，也有的重达100t以上。因此，杯形基础的混凝土强度必须达到设计强度的70%以上方可进行柱子吊装。5）、就位、临时固定和脱钩柱子就位是指将柱子插入杯口，对准基准线的一道工序；临时固定通常采用8个木楔或钢楔子插入柱子与杯形槽口之间的空隙，并打紧楔子；脱钩是指柱子插入杯口后（就位），立即用楔子临时固定，然后松卸吊钩和吊索。6）、校正柱子是建筑物结构中重要的承重构件，其安装质量好坏将会影响整个建筑物的寿命，也会影响其他构件（如吊车梁、柱间支撑、屋架等）的连接。因此，柱子校正是一项相当重要的工作，必须认真做好这项工作。柱子校正包括平面位置，标高及垂直度校正。2、其他部位吊装的技术要点1）、山墙柱的吊装山墙柱的吊装一般分为四种情况：第一种为在屋架未吊装前安装山墙柱，此时吊装较为理想，可按一般柱吊装进行；第二种为屋架安装完，在屋面板吊装之前吊山墙柱，此时吊装的难度较大，可采用直吊法，待柱顶离屋架间隙200mm左右时，柱脚由人工推入杯口，吊钩缓慢下落，当柱脚落至杯口底后进行临时固定，然后立即校正和最后固定；第三种为屋架、屋面板均已安装完，最后吊装山墙柱，此时难度更大，因屋面板一般伸出轴线500mm，吊装时，须将山墙柱翻身，用斜吊法或直吊法（但吊点必须处于柱吊装就位后的外侧）将柱吊起，待柱顶于屋面板间隙为200mm左右时，将柱脚用绳索捆牢，绳索的两头呈八字形分别用两个倒链于地锚相连，拉紧倒链将柱脚移至杯口上方，然后缓慢落钩，将柱脚送入杯口；第四种是在第三种方法的基础上，屋面板吊装时，将柱子上方所对应的屋面板留出位置后吊，山墙柱吊装的方法同第二种，待山墙柱吊完后，最后再吊装屋面板。2）、吊车梁的吊装吊车梁的吊装必须在柱子杯口二次灌浆的混凝土强度达70%后和屋面吊装前进行。特殊情况下，也可在屋面吊装后或与屋面吊装同步进行。吊车梁的堆放位置应布置在靠近安装设备处，尽量使吊车梁的中心对准安装中心。吊车梁一般用多种吊装法从柱列一端向另一端顺序推进，也可以从中间向两端顺序行进。为便于安装，吊车梁的两头须用溜绳控制，以防碰撞柱子；就位时，距支承面100mm左右时，应缓慢落钩，用人工扶正对线。吊车梁校正的内容包括吊车梁的跨距、中心线、垂直度及标高。校正工作宜在屋面结构吊装固定后进行，重型吊车梁也可边吊边校。中心线、垂直度及标高应同时校正。吊车梁校正完毕后，应立即进行固定。首先将吊车梁两端的埋设件及短柱侧面埋设件用连接件施焊，然后将吊车梁的垫板与柱牛腿垫板与梁底埋设件（包括找平）、斜垫铁施焊，最后在梁柱接头处支侧模灌混凝土。3）、屋面结构的吊装屋面构件无天窗厂房结构吊装，包括屋架（屋面梁）、屋面板、天沟板（或挑沿板）及屋面支撑系统（水平支撑、垂直支撑）；有天窗厂房结构吊装中还应包括天窗架（天窗端壁）、天窗垂直和水平支撑、天窗档（上、中、下档）、天窗侧板、天沟板（或挑沿板）和屋面板等。屋架吊装方法分单机旋转吊装、双机抬吊法吊装、桅杆吊装法和天车运行吊装法。单机旋转法吊装时起重机的选用除满足旋转法吊装外，在可能条件下，应尽量选用长一些的臂杆，使在吊装后一榀屋架时，其吊装高度能高于前一榀屋架的屋脊，这样对吊装伸缩缝的后一榀屋架较为方便。双机抬吊法适用于厂房跨度很大，屋架很重，一台起重机起重量不足时，采用两台起重机抬吊（双机抬）。桅杆吊装法是土法吊装的一种。天车运行吊装法系利用厂房内已安装好的桥式天车进行屋面结构的吊装。屋架就位后应立即同时进行校正和临时固定，当校正合格后，临时固定措施也即完成，然后随即进行最后焊接固定。焊接时，屋架端头与柱顶埋设件缝隙可用相应的斜垫铁垫实，然后在屋架的两端同时对称分段进行，焊好后才能脱钩，然后再进行支撑系统和屋面板吊装。屋面吊完一个节间后，才能拆除临时加固措施，以后逐个节间，只要支撑与屋面板安装到加固处，即可拆除。校正临时加固点在屋架上弦的个数，一般15m以下屋架用一个点；18m以下屋架用二个点。屋架校正内容包括支座轴线（位移）、垂直度的校正。大跨度预应力屋架因制作过程中有时产生过大的侧向弯曲，所以还应进行屋架下弦侧向弯曲的校正。校正工作应先使轴线（位移）满足规范要求，再校正侧向弯曲，最后校正垂直度。4）、天窗架的吊装天窗架的拼装在地面进行，天窗端壁的拼装可分块吊到屋架上组装。天窗架的吊装，其临时固定和校正与屋架的方法基本相同，第一榀天窗架（端壁）用缆风绳或杉木杆支撑等与屋面板的预埋吊环相连来临时固定和校正。第二榀天窗架安装完以后，可以前、后稍动起重机来调整校正，并用杉木杆或校正器临时固定，同时安支撑系统各构件；也可在天窗架就位的同时，安装上档，右端（靠起重机一端）装好临时螺栓，另一端暂不装螺栓，并在对好底脚线后，利用上档和白棕绳校正天窗架的垂直度，装上临时固定螺栓，焊接上档两端使天窗架固定；也可在天窗架两侧立柱中部各安一根工具式校正器临时固定，随后脱钩焊接；还可以在地面上将天窗架预先拼装在屋架上（如起重机起重量和起重杆臂长度满足要求时），侧向绑扎两道杉木杆加固，和屋架一起吊装，可减少高空作业，吊装迅速方便。5）、屋面板的吊装屋面板有预应力大型屋面板（1.5m6m，3m6m，3m9m等）、空心板（多孔板）及槽板等。屋面板吊装，一般采用吊装屋架的起重机来进行。安装次序通常由两侧檐头（或称檐口）板开始向屋脊对称由低向高进行。安装时，屋面板依据在屋架上弦弹出的中心线位置（即焊接屋面板的埋设铁件中心）就位，使两端搭接长度和空隙（板之间空隙）均匀。支承处如有缝隙，用钢板块塞垫牢实后即可脱钩，并立即焊接固定，每块板与屋架上弦至少应焊牢三点，靠檐口处四点焊接，以保证屋架的侧向稳定。（五）、多层装配式框架厂房结构的吊装为方便制作、吊装，上、下各层柱的截面一般保持不变，而只改变配筋（也有仅改变上、下柱混凝土强度等级的），以适应不同楼层承载能力的要求，柱的长度有一层一节，也有二、三、四层一节的，主要取决于起重机的起重高度和起重量；后者是柱为现浇，梁、板采取预制吊装。1、吊装方法和顺序吊装顺序应先低跨后高跨，由一端向另一端进行，这样既有利于安装前期间结构的稳定，又有利于设备安装单位的进场施工。根据起重机开行路线和构件安装顺序的不同，吊装方法分为：分件吊装法、综合吊装法。柱、梁、板的吊装方法相同处参见单层工业厂房。2、柱的校正1）每根柱子需重复多次校正和观测垂直偏差值，先在起重机脱钩后电焊前进行初校，由于电焊后钢筋接头冷却收缩会使柱偏移，电焊完后，应再作二次校正，梁、板安装后需再次校正。对数层一节的长柱，在每层梁安装前后均需校正，以免产生误差累积，校正方法与单层工业厂房柱同。2）下柱出现偏差时，一般在上节柱的底部就位时，可对准下节柱中心线和标准中心线的中点，各借一半，而上节柱的顶部，仍应依据标准中心线为准，以此类推。柱子垂直度允许偏差为h/1000（h-柱高），但不大于20mm。中心线对定位轴线的位移不得超过5mm，上、下柱接口中心线位移不得超过3mm。3）、当柱垂直度和水平位移均出现偏差时，如垂直度偏差较大，应先校正垂直度偏差，再校正水平位移，以防柱子校正时失稳。3、构件接头施工1）、接头形式构造多层装配式框架结构房屋，柱较长，常分成多节吊装，柱与柱接头型式和构造由榫接头、钢板接头、浆锚接头等。柱与梁接头型式有简支铰接和刚性接头两类，前者传力简单，只承受垂直剪力，施工较简便；后者既承受竖向剪力，又传递弯矩，甚至能抵抗地震水平力，应用较普遍。常用的柱、梁接头形式有牛腿接头、暗牛腿式接头、齿槽式接头以及浇筑整体式接头等几种。2）接头焊接榫接头钢筋多采用单坡K型坡口焊接。焊接时，由两人分层轮流对称焊接，即焊了一层后，用小锤去焊渣，待钢筋稍冷后，再加焊下一层，以削减温度应力和变形，同时注意使坡口间隙尺寸大小一致；焊接时避免夹渣。如上、下钢筋错位，可用冷弯或氧乙炔焰加热热弯使钢筋轴线对准，但弯曲率不得超过1：6。钢板接头应采用分层轮流施焊。柱、梁接头钢筋焊接，全部采用V型坡口焊，也有采用分层轮流施焊，使钢筋有一定的冷却时间，以减少焊接应力。当接头钢筋间隙为4-5mm时，应加衬垫板焊接，钢筋接头处焊缝截面的加强高度不小于0.2倍钢筋直径，咬边深度不得超过0.5mm，一般不允许气孔出现，个别情况下在两倍直径的长度上气孔不得多于3个。3）、接头混凝土浇筑接头混凝土的二次浇筑是保证接头整体性的重要环节。浇筑接头混凝土前，应将构件接头处混凝土凿毛，用水刷净并润湿，以保证新老混凝土的良好接合。接头模板离底部2/3以上应支成倾斜并湿润。为加速硬化接头混凝土，一般将混凝土强度等级比柱身提高25%。为减少接头混凝土的收缩，避免出现收缩裂缝，混凝土宜采用微膨胀水泥或浇筑水泥配制或在普通水泥中掺加0.2%的铝粉，并注意搅拌均匀。混凝土应分层浇筑捣实，每层间歇10-15mm使前一层混凝土稍沉实后再浇上层，以减少混凝土的累积收缩量。接头混凝土应加强养护，待1天后拆模，将多余部分的混凝土凿去，使与柱表面齐平，表面用水泥砂浆抹光，继续湿润养护不少于7天，待混凝土强度达到10N/mm2以上，或采取足够的支承措施（如加设临时柱间支撑或不拆除临时固定装置等）后，方可吊装上一层柱、梁及楼板构件。4、预制构件安装的质量要求1）、吊装时，构件的混凝土强度，下层结构承受内力的接头（接缝）的混凝土或砂浆的强度须符合设计要求和规范规定。以构件出厂质量证明书或同条件养护的试块试验报告为准。构件安装时的混凝土强度，当设计无具体要求时，不应小于设计的混凝土强度标准值的75%；预应力混凝土构件孔道灌浆的强度，不应小于15.0N/mm2.2）、构件接头（接缝）的混凝土（砂浆）必须计量准确，浇捣密实，认真养护。3）、构件起吊应按设计要求和施工方案进行必要的安装施工验算。4）、构件的型号、位置、支点锚固必须符合设计要求，且无变形损坏现象。5）、构件就位安装标高、座浆及梁柱灌缝或圆孔板堵孔及板缝宽度必须符合设计要求和施工规范的规定。 6）、构件的连接节点及叠合构件的施工应进行隐蔽工程验收。三、质量监督要点单层及多层装配式工业厂房监督要点应放在预制构件验收、预制构件就位后标高和轴线的控制及预制构件的连接上，以保证排架的强度与稳定性。（一）、资料核查1、检查施工部位设计联络单或工程变更单；2、土基坑（槽）验收记录，隐蔽工程验收记录，检查预制构件的进场合格证，预制构件结构性能检测报告；砌体材料的进场合格证、