第六章-房屋结构安装工程(新下)

6.2.3结构安装方案,拟定方案要重点解决问题：结构安装方法、起重机的选择、起重机的开行路线和构件的平面布置等。,单层工业厂房结构特点：平面尺寸大、承重结构的跨度与柱距大，构件种类少，重量大，借助起重机。,一、结构安装方法1分件吊装法,工作过程吊车每次开行吊装一种或几种构件，即第一次开行吊柱子，第二次开行吊连系梁、吊车梁，第三次开行吊装屋架、天窗架、屋面板等构件。开行过程中的其他工作：屋架扶正、堆放，起重臂接长等。,动画,优点每次均吊装同类构件，减少起重机变幅和更换索具次数，提高吊装效率，构件供应与现场平面布置比较简单，同时给构件校正、焊接、浇筑混凝土、养护提供充分时间。施工使用较多的方法。,缺点不能为后续工序尽早提供作业面，起重机开行路线长。,2综合吊装法,工作过程吊车一次开行中，分节间吊装完各种类型构件。首先吊装46根柱子，然后立即校正、固定；接着吊装节间的连系梁、吊车梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。按节间进行吊装，直至整个厂房结构吊装完毕。,动画,优点吊车开行路线短，停机点少。完成一个节间，后续工作可以进入节间展开，进行交叉平行流水作业，有利于缩短工期。,缺点在每个节间工作期间，频繁更换索具，起重机工作效率低；构件供应紧张，平面布置复杂，构件校正困难。施工中较少采用。,二、起重机选择1选择依据厂房的跨度、构件的重量、尺寸、吊装高度、现场施工条件等。,2起重机初步选择,一般中小型厂房多选择履带式等自行式起重机；当厂房的高度和跨度较大时，可选择塔式起重机吊装屋盖结构；在缺乏自行式起重机或受到地形的限制，自行式起重机难以到达的地方，可选择桅杆式起重机。,起重量起重机的起重量Q应满足下式要求：式中Q1构件质量，单位t；Q2索具质量，单位t。,3起重机型号及起重臂长度的选择,起重高度起重高度必须满足所吊构件的吊装高度要求，,式中H起重高度，停机面算至吊钩中心；h1安装支座表面高度，从停机面算起；h2安装间隙，通常0.2m；h3绑扎点至构件吊起后底面的距离；h4索具高度，自绑扎点至吊钩中心。,（1）当起重机可以不受限制地开到构件吊装位置附近吊装构件时，对起重半径没有什么要求；,起重半径（也称工作幅度）,（2）当起重机不能直接开到构件吊装位置附近去吊装构件时，就需要根据起重量、起重高度、起重半径三个参数，查阅起重机的性能表或性能曲线来选择起重机的型号及起重臂的长度；,式中L起重臂的长度，m；h起重臂底铰至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m；h=h1-Eh1停机面至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m；f起重钩跨过已安装结构构件的距离，m；g起重臂轴线与已安装构件间的水平距离；E起重臂底铰至停机面的距离，m；起重臂的仰角。,（3）当起重臂需要跨过已安装好的构件去吊装时，为避免起重臂与已安装的结构构件相碰，可用数解法或图解法算出起重机的最小臂长及相应的起重半径。,1）数解法求所需最小起重臂长,经求导得,根据计算出的起重半径R及已选定的起重臂长度L，查起重机的性能表或性能曲线，复核起重量Q及起重高度H，如能满足吊装要求，即可根据R值确定起重机吊装屋面板时的停机位置。,以求得的角代上式，即可求出起重臂的最小长度，据此，可选择适当长度的起重臂，然后根据实际采用的起重臂及仰角计算起重半径R：,第一步选定合适的比例，绘制厂房一个节间的纵剖面图；绘制起重机吊装屋面板时吊钩位置处的垂线y-y；根据初步选定的起重机的E值绘出水平线H-H；,2）图解法求起重机的最小起重臂长度,第四步AB的实际长度即为所需起重臂的最小长度。,第三步根据式求出起重臂的仰角，过P点作一直线，使该直线与H-H的夹角等于，交y-y、H-H于A、B两点；,第二步在所绘的纵剖面图上，自屋架顶面中心向起重机方向水平量出一距离g，g至少取1m，定出点P；,1吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机宜跨中开行；,三、起重机的开行路线及停机位置,2吊装柱子时，则视跨度大小、构件尺寸、质量及起重机性能，可沿跨中开行或跨边开行。,当起重半径RL/2（L为厂房跨度）时，起重机可沿跨中开行，每个停机位置可吊装两根柱；,当时，则可吊装四根柱；,当RL/2时，起重机需沿跨边开行，每个停机位置吊装1根柱；,当时，起重机需沿跨边开行，每个停机位置吊装2根柱。,四、构件的平面布置与运输堆放,1构件的平面布置原则每跨构件尽可能布置在本跨内，如确有困难也可布置在跨外而便于吊装的地方；构件布置方式应满足吊装工艺要求，尽可能布置在起重机的起重半径内，尽量减少起重机在吊装时的跑车、回转及起重臂的起伏次数；按“重近轻远”的原则，首先考虑重型构件的布置；,构件的布置应便于支模、扎筋及混凝土的浇筑，若为预应力构件，要考虑有足够的抽管、穿筋和张拉的操作场地等；所有构件均应布置在坚实地基上，以免构件变形；构件的布置应考虑起重机的开行与回转，保证路线畅通，起重机回转时不与构件相碰；构件的平面布置分预制阶段构件的平面布置和安装阶段构件的平面布置。布置时两种情况要综合加以考虑，做到相互协调，有利于吊装。,2预制阶段构件的平面布置,柱子的布置柱的预制布置有斜向布置和纵向布置。,（1）柱子斜向布置柱子采用旋转法起吊，可按三点共弧斜向布置。,（2）特殊情况下，也可按两点共弧布置：1）一种是杯口中心与柱脚中心两点共弧，吊点放在起重半径R之外。吊装时，先用较大的起重半径R吊起柱子，并升起重臂，当起重半径变成R后，停止升臂，随之用旋转法安装柱子。,2）另一种方法是吊点与杯口中心两点共弧，柱脚放在起重半径R之外，安装时可采用滑行法。,当采用滑行法安装柱子时，可顺柱列纵向布置，即绑扎点与杯口中心两点共弧。,1）若柱子长度大于12m，柱子纵向布置宜排成两行；,2）若柱子长度小于12m，则可叠浇排成一行。,（2）柱子纵向布置,屋架的布置屋架宜安排在厂房跨内平卧叠浇预制，每叠34榀，布置方式有三种：,斜向布置,正反斜向布置,正反纵向布置,吊车梁的布置当吊车梁安排在现场预制时，可靠近柱基顺纵轴线或略作倾斜布置，也可插在柱子的空当中预制，或在场外集中预制等。,3安装阶段构件的排放布置及运输堆放屋架的扶直排放屋架可靠柱边斜向排放或成组纵向排放。（1）屋架的斜向排放确定屋架斜向排放位置的方法可按下列步骤作图：,1）确定起重机安装屋架时的开行路线及停机点；2）确定屋架的排放范围；3）确定屋架的排放位置。,（2）屋架的成组纵向排放屋架纵向排放时，一般以45榀为一组靠柱边顺轴线纵向排放。,吊车梁、连系梁及屋面板的运输、堆放与排放（1）除了柱和屋架一般在施工现场制作外，其他构件（吊车梁、连系梁、屋面板等）均可在预制厂或附近的露天预制场制作，然后运至施工现场进行安装；（2）构件运输至现场后，应根据施工组织设计规定的位置，按编号及构件安装顺序进行排放或集中堆放；（3）吊车梁、连系梁的排放位置，一般在其吊装位置的柱列附近，跨内跨外均可；（4）屋面板可布置在跨内或跨外。,重点与考点：安装方案要解决的问题，结构安装的方法，优缺点，起重机选择的依据，确定起重机开行路线要考虑的因素。,【例6.1】单层工业厂房结构吊装实例某车间为单层、单跨18m的工业厂房，柱距6m，共13个节间，厂房平面图、剖面图如图所示，主要构件尺寸如图6.41所示，车间主要构件见一览表。1.起重机的选择及工作参数计算根据厂房基本概况及现有起重设备条件，初步选用W1-100型履带式起重机进行结构吊装。主要构件吊装的参数计算如下：,车间主要构件一览表,（1）柱柱子采用一点绑扎斜吊法吊装。柱Z1、Z2要求起重量：Q=Q1+Q2=7.03+0.2=7.23（t）柱Z1、Z2要求起升高度（如图6.42所示）：H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+7.05+2.0=9.35（m）柱Z3要求起重量：Q=Q1+Q2=5.8+0.2=6.0（t）柱Z3要求起升高度：H=h1+h2+h3+h4=0+0.30+11.5+2.0=13.8（m）（2）屋架屋架要求起重量：Q=Q1+Q2=4.95+0.2=5.15（t）屋架要求起升高度（如图6.43所示）：H=h1+h2+h3+h4=10.8+0.3+1.14+6.0=18.24（m）,（3）屋面板吊装跨中屋面板时，起重量：Q=Q1+Q2=1.3+0.2=1.5（t）起升高度（如图6.44所示）：H=h1+h2+h3+h4=（10.8+2.64）+0.3+0.24+2.5=16.48（m）起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已吊装好的屋架上弦中线f=3m，且起重臂中心线与已安装好的屋架中心线至少保持1m的水平距离，因此，起重机的最小起重臂长度及所需起重仰角为,根据上述计算，选W1-100型履带式起重机吊装屋面板，起重臂长L取23m，起重仰角=55，则实际起重半径为R=F+Lcos=1.3+23cos55=14.5（m）查W1-100型23m起重臂的性能曲线或性能表知，R=14.5m时，Q=2.3t1.5t，H=17.3m16.48m，所以选择W1-100型23m起重臂符合吊装跨中屋面板的要求。以选取的L=23m，=55复核能否满足吊装跨边屋面板的要求。起重臂吊装(A)轴线最边缘一块屋面板时起重臂与(A)轴线的夹角，=34.7，则屋架在(A)轴线处的端部A点与起重杆同屋架在平面图上的交点B之间的距离为0.75+3tan=0.75+3tan34.7=2.83m。可得f=3/cos=3/cos34.7=3.65m；由屋架的几何尺寸计算出22剖面屋架被截得的高度h屋=2.83tan21.8=1.13m。,根据得g=2.4m。因为g=2.4m1m，所以满足吊装最边缘一块屋面板的要求。也可以用作图法复核选择W1-100型履带式起重机，取L=23m，=55时能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求。根据以上各种吊装工作参数的计算，从W1-100型L=23m履带式起重机性能曲线表并列表6.9可以看出，所选起重机可以满足所有构件的吊装要求。,表6.9车间主要构件吊装参数,2.现场预制构件的平面布置与起重机的开行路线（1）(A)列柱预制在场地平整及杯形基础浇筑后即可进行柱子预制。根据现场情况及起重半径R，先确定起重机开行路线，吊装(A)列柱时，跨内、跨边开行，且起重机开行路线距(A)轴线的距离为4.8m；然后以各杯口中心为圆心，以R=6.5m为半径画弧与开行线路相交，其交点即为吊装各柱的停机点，再以各停机点为圆心，以R=6.5m为半径画弧，该弧均通过各杯口中心，并在杯口附近的圆弧上定出一点作为柱脚中心，然后以柱脚中心为圆心，以柱脚至绑扎点的距离7.05m为半径作弧与以停机点为圆心，以R=6.5m为半径的圆弧相交，此交点即柱的绑扎点。根据圆弧上的两点（柱脚中心及绑扎点）作出柱子的中心线，并根据柱子尺寸确定出柱的预制位置，如图6.45（a）所示。,（2）(A)列柱预制根据施工现场情况确定(B)列柱跨外预制，由(B)轴线与起重机的开行路线的距离为4.2m，定出起重机吊装(B)列柱的开行路线，然后按上述同样的方法确定停机点及柱子的布置位置。如图6.45（a）所示。（3）抗风柱的预制抗风柱在轴及(14)轴外跨外布置，其预制位置不能影响起重机的开行。（4）屋架的预制屋架的预制安排在柱子吊装完后进行；屋架以34榀为一叠安排在跨内叠浇。在确定屋架的预制位置之前，先定出各屋架排放的位置，据此安排屋架的预制位置。屋架的预制位置及排放布置如图6.45（b）所示。,按图6.45的布置方案，起重机的开行路线及构件的安装顺序如下：起重机首先自(A)轴跨内进场，按(14)的顺序吊装(A)列柱；其次，转至(B)轴线跨外，按(14)的顺序吊装(A)列柱；第三，转至(A)轴线跨内，按(14)的顺序吊装(A)列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第四，转至(B)轴线跨内，按(14)的顺序吊装(B)列柱的吊车梁、连系梁、柱间支撑；第五，转至跨中，按(14)的顺序扶直屋架，使屋架、屋面板排放就位后，吊装轴线的两根抗风柱；第六，按(14)的顺序吊装屋架、屋面支撑、大型屋面板、天沟板等；最后，吊装(14)轴线的两根抗风柱后退场。,6.3.1钢结构单层工业厂房吊装钢结构单层工业厂房的结构、安装工艺、安装设备等与单层钢筋混凝土工业厂房基本相同。,6.3钢结构安装,不同之处：1材料钢结构单层工业厂房常用材料：普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢常用钢材品种：型钢、钢板、钢管2构件的制作多为构件厂制作，少量现场加工3构件的连接方式焊接、铆接、高强螺栓连接,4构件表面处理防腐、防火处理,5钢柱的安装垂直