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建筑施工技术
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目录
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土方施工
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地基施工
基础施工
脚手架施工
起重机械与垂直运输设施施工
砌筑工程施工
模板工程施工
钢筋工程施工
混凝土施工
预应力混凝土施工
钢筋混凝土厂房结构安装工程施工
屋面及防水施工
装饰工程施工
保温工程施工
季节性施工
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单层厂房安装施工
单元11：
学习目标
知识
目标
能制定装配式单层工业厂房结构安装的施工方案；确定起重机械的类型、型号、结构吊装方法；起重机械稳定性验算和构件吊装时的内力验算。
技能
目标
学习目标（Study Objectives）
了解各种起重机械及索具设备的类型、主要构造和技术性能 ；了解单层混凝土结构工业厂房结构安装的工艺过程；掌握柱、屋架、吊车梁等主要构件的绑扎、吊升、就位、临时固定、校正、最后固定方法；掌握结构吊装方案；掌握钢结构吊装的一般方法及大型钢屋盖的结构安装方法；
知识脉络图
单层厂房
安装施工
钢筋混凝土排架结构安装
钢结构单层工业厂房安装
结构安装工程质量要求
构件吊装方法及技术要求
准备工作
结构吊装方案
钢结构构件的连接工艺
钢结构防腐涂装工艺
钢结构连接的基本知识
单层钢结构安装工艺
单层钢结构安装质量要求
钢结构防腐涂装工艺
钢筋混凝土结构安装质量要求
单层钢结构安装工艺
理论知识

【理论知识】
在我国工业行业中，大多数生产车间都是采用的单层工业厂房。在工程生产过程中，工厂中的生产规模、加工工艺以及厂房的结构存在着一定的差异性，导致厂房的平面形式种类有很多种，这也使得单层工业厂房结构安装的施工工艺复杂多样。
目前，单层工业厂房的结构类型主要两种，它们分别是刚架结构和排架结构，这两种结构在不同的生产车间中，有着不同的生产效果，因此我们在对安装施工的时候，一定要根据工程施工的实际情况，来选择具体的单层工业厂房结构安装方法。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
11.1.1 准备工作
吊装前的准备工作包括：清理及平整场地，铺设道路，敷设水电管线，准备吊具、索具，构件的运输、就位、堆放、拼装与加固、检查、弹线、编号，基础的准备等。
1.场地清理与铺设道路
起重机进场之前，按照现场平面布置图，标出起重机的开行路线，清理道路上的杂物，进行平整压实。回填土或松软地基上，要用枕木或厚钢板铺垫。雨季施工，要做好排水工作，准备一定数量的抽水机械，以便及时排水。
2.构件的运输和堆放
在工厂制作或施工现场集中制作的构件，吊装前要运送到吊装地点就位。根据构件的重量、外型尺寸、运输量、运距以及现场条件等选用合适的运输方式。通常采用载重汽车和平板拖车。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
构件运输过程中，必须保证构件不损坏、不变形、不倾覆，并且要为吊装工作创造有利条件。因此，要求路面平整，有足够的路面宽度和转弯半径，并根据路面情况掌握行车速度。构件运输应符合下列规定：
（1）运输时的混凝土强度：构建吊装时混凝土强度标准值的75％；对于屋架、薄腹梁等构件不应小于设计的混凝土强度标准值的100％。
（2）构件装运时应绑扎牢固，防止移动或倾倒。
（3）运输细长构件时，行车应平稳，并可根据需要对构件设置临时水平支撑。
（4）构件的堆放应按平面布置图所示位置堆放，避免二次搬运。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
3.构件的弹线与编号
构件经过检查，质量合格后，可在构件表面弹出安装中心线，作为构件安装、对位、校正的依据。对形状复杂的构件，要标出其重心的绑扎点位置。
(1)柱子弹线
在柱身的三面弹出安装中心线（两个小面，一个大面）。矩形截面柱，按几何中心弹线；工字形截面柱，除在矩形截面部位弹出中心线外，还应在工字形柱的两冀缘部位各弹出一条与中心线平行的线，以便于观测及避免误差。在柱顶与牛腿面上还要弹出屋架及吊车梁的安装中心线。
(2)屋架弹线
屋架上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中向两端分别弹出天窗架、屋面板的安装中心线，在屋架的两端弹出安装准线。
(3)梁弹线
梁的两端及顶面应弹出安装中心线。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
4. 基础的准备
装配式混凝土柱一般为杯形基础。在现场浇筑时应保证定位轴线及杯口尺寸准确，柱子安装之前，对杯底标高要抄平，以保证柱子牛腿面及柱顶面标高符合要求。为了便于调整柱子牛腿面的标高，杯底浇筑后的标高较设计标高低50mm。
测量杯底标高时，先在杯口内弹出比杯口顶面设计标高低100mm的水平线，然后用钢 尺对杯底标高进行测量（小柱测中间一点，大柱测四个角点），得出杯底实际标高，再量出柱底面至牛腿的实际长度，根据制作长度的误差，计算出杯底标高调整值，在杯口内作出标志，用水泥砂浆或细石混凝土将杯底垫平至标志处。标高的允许误差为±5mm。
为便于柱的安装与校正，在杯形基础顶面应弹出建筑物的纵横轴线和柱子的吊装准线，作为柱在平面位置安装时对位及校正的依据。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
①一点绑扎斜吊法。当柱平卧起吊的抗弯强度满足要求时，可采用此法。这种方法起吊柱子不需要将柱子翻身，起吊后柱呈倾斜状态，吊索在柱的一侧，起重钩可低于柱顶，需要的起重高度较小，起重机的起重臂可短些（图11-2 ）。
图11-2 一点绑扎斜吊法
1-吊索 2-卡环 3-卡环插销拉绳 4-柱销
5-垫圈 6-插销 7-柱销拉绳 8.插销拉绳
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
②一点绑扎直吊法
当柱平卧起吊的抗弯强度不足时，需将柱子先翻身成侧立，然后起吊，柱子翻身后刚度大，抗弯能力强，不易产生裂缝；起吊后柱身与基础杯口垂直，容易对位，但需用铁扁担（横吊梁），起重吊钩要超过柱顶，需要的起重高度比斜吊法大，起重臂要比斜吊法长（图11-3）。
图11-3 一点绑扎直吊法
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
③两点绑扎斜吊法。当柱较长时，一点绑扎抗弯强度不够可用两点绑扎。两点绑扎斜吊法，适用于两点绑扎平放起吊，柱的抗弯强度满足要求的情况下采用。（图11-4）。
④两点绑扎直吊法。当柱较长，用两点绑扎斜吊法抗弯强度不足时，可先将柱翻身，然后起吊（图11-4）。
图11-4 两点绑扎斜吊法
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
③两点绑扎斜吊法。当柱较长时，一点绑扎抗弯强度不够可用两点绑扎。两点绑扎斜吊法，适用于两点绑扎平放起吊，柱的抗弯强度满足要求的情况下采用。（图11-4）。
④两点绑扎直吊法。当柱较长，用两点绑扎斜吊法抗弯强度不足时，可先将柱翻身，然后起吊（图11-4）。
图11-4 两点绑扎斜吊法
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(2)柱的起吊
柱子的吊升方法有旋转法和滑行法。根据柱子的重量、长度和现场施工机械条件，又分单机吊装或双机（多机）抬吊。
①旋转法。采用旋转法吊装柱子时，柱的平面布置宜使柱脚靠近基础，柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点宜位于起重机的同一起重半径的圆弧上，如图11-6所示。
图11-6 旋转法吊装过程
(a)旋转过程 (b)平面布置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
②滑行法。 柱吊升时，起重机只升钩，起重臂不转动，使柱顶随起重钩的上升而上升，柱脚随柱顶的上升而滑行，直至柱子直立后，吊离地面，并旋转至基础杯口上方，插入杯口,如图11-7所示。
图11-7滑行法吊装过程
(a) 旋转过程 (b) 平面布置
(a) (b)
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
③双机抬吊旋转法（图11-8）。
图11-8 双机抬吊旋转法（递送法）
1-主机 2-柱 3-基础 4-副机
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
重型柱由于柱的体型大、重量大，当一台起重机不能满足要求时，可用两台起重机抬吊。柱为两点绑扎，一台起重机抬上吊点，另一台起重机抬下吊点，吊装时双机并立在杯口的同一侧，柱的平面布置要求，使柱的绑扎点与基础杯口中心在以相应的起重机起重半径R为半径的圆弧上，起吊时，两台起重机同时升钩，柱离地面一定高度，两台起重机的起重臂同时向杯口方向旋转，下绑扎点处起重机只旋转不升钩，上绑扎点处起重机边升钩边旋转，直至柱竖直在杯口上面，最后两机同时缓慢落钩，将柱插入杯口。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
④双机抬吊滑行法（图11-9）。
柱应斜向布置，一点绑扎，且绑扎点靠近基础杯口，起重机在柱基的两侧，两台起重机在柱的同一绑扎点抬吊。
图11-9双机抬吊滑行法
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(3)柱的就位和临时固定
柱插入杯口后，柱底离杯口底30～50mm时先悬空对位，用八个楔块从柱的四边插入杯口，用撬棍拨动柱脚，使柱的吊装准线对准杯口顶面的吊装准线，略打紧楔块，使柱身保持垂直，放松吊钩将柱沉至柱底，复查吊装准线，然后打紧楔块（两边对称进行，以免吊装准线偏移），将柱临时固定，起重机脱钩（图11-10）。
图11-10 柱的临时固定
1-柱 2-楔子 3-杯形基础 4-石子
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(4)柱的垂直度校正
柱临时固定后用两台经纬仪从柱的相邻两面观测柱子吊装准线的垂直度，其偏差应在允许范围以内，当柱高H≤5m，为5mm，柱高H＞5m时，为10mm，柱高H＞10m时为1/1000，最大不超过20mm.
(5)柱的最后固定
柱校正完毕后，应立即进行最后固定。其方法是在柱子与杯口间的空隙内灌筑细石混凝土。灌筑前，将杯口空隙内的木屑、垃圾清扫干净，并用水湿润柱脚和杯口壁。分两次浇筑，第一次浇筑到楔块底部；第二次在第一次浇筑的细石混凝土强度达到设计强度的25%时，拔去楔块，将杯口混凝土灌满。如图11-11所示。
图11-11 柱子最后固定
(a) 第一次浇注细石混凝土
(b) 第二次浇注细石混凝土
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
2.吊车梁的吊装
(1)绑扎、吊升、对位和临时固定
吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点对称设置，吊钩对准梁的重心，以使吊车梁起吊后能基本保持水平，如图11-12所示。
图11-12 吊车梁的吊装
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(2)校正及最后固定
吊车梁的校正主要包括标高校正、垂直度校正和平面位置校正等。
吊车梁的标高主要取决于柱子牛腿的标高。
平面位置的校正主要包括直线度和两吊车梁之间的跨距。
吊车梁直线度的检查校正方法有通线法、平移轴线法、边吊边校法等。
通线法 如图11-13所示。
平移轴线法 如图11-14所示。
边吊边校法 重型吊车梁校正时撬动困难，可在吊装吊车梁时借助于起重机，采用边吊装边校正的方法。
吊车梁的最后固定，是在吊车梁校正完毕后，用连接钢板等与柱侧面、吊车梁顶端的预埋铁相焊接，并在接头处支模浇筑细石混凝土。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-13 通线法校正吊车梁示意图
1—通线 2—支架 3—经纬仪 4—木桩 5—柱 6—吊车梁 7—圆钢
图11-14 平移轴线法校正吊车梁
1—经纬仪 2—标志 3—柱 4—柱基础 5—吊车梁
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
3.屋架的吊装
(1)屋架绑扎
屋架的绑扎点应选在上弦节点处，左右对称，绑扎中心（即各支吊索的合力作用点）必须高于屋架重心，使屋架起吊后基本保持水平，不晃动、不倾翻。吊索与水平线的夹角不宜小于45°，以免屋架承受过大的横向压力，必要时可采用横吊梁。屋架的绑扎见如图11-15所示。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-15 屋架的绑扎
(a) 屋架跨度小于或等于18m时；(b) 屋架跨度大于18m时；
(c) 屋架跨度等于或大于30m时；(d) 三角形组合屋架
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(2)屋架的扶直与排放
屋架扶直时应采取必要的保护措施，必要时要进行验算。
屋架扶直有正向扶直和反向扶直两种方法。
正向扶直 如图11-16(a)所示
反向扶直 如图11-16(b)所示
屋架扶直之后，立即排放就位，一般靠柱边斜向排放，或以3～5榀为一组平行于柱边纵向排放。
图11-16 屋架的扶直
(a)正向扶直 (b)反向扶直
(a)
(b)
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(3)屋架的吊升、对位与临时固定
屋架的吊升是将屋架吊离地面约300mm，然后将屋架转至安装位置下方，再将屋架吊升至柱顶上方约300mm后，缓缓放至柱顶进行对位。
屋架对位应以建筑物的定位轴线为准。
屋架对位后立即进行临时固定。
工具式支撑的构造如图11-17所示。
图11-17 工具式支撑的构造
1—钢管 2—撑脚 3—屋架上弦
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(4)屋架的校正及最后固定
屋架垂直度的检查与校正方法是在屋架上弦安装三个卡尺，一个安装在屋架上弦中点附近，另两个安装在屋架两端。
屋架垂直度的校正可通过转动工具式支撑的螺栓加以纠正，并垫入斜垫铁。
屋架的临时固定与校正如图11-18所示。
屋架校正后应立即电焊固定。
4.天窗架及屋面板的吊装
天窗架常采用单独吊装，也可与屋架拼装成整体同时吊装。天窗架单独吊装时，应待两侧屋面板安装后进行，最后固定的方法是用电焊将天窗架底脚焊牢于屋架上弦的预埋件上。屋面板的吊装一般采用一钩多块叠吊法或平吊法。吊装顺序应由两边檐口向屋脊对称进行。
图11-18 屋架的临时固定与校正
1—工具式支撑 2—卡尺 3—经纬仪
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
11.1.3 结构吊装方案
在拟定单层工业厂房结构安装方案时，应着重解决起重机的选择、结构安装方法、起重机的开行路线和构件的平面布置等。
1.起重机选择
起重机的选择包括起重机类型、型号和数量的选择。
(1)起重机类型的选择
起重机的类型主要根据厂房结构的特点，厂房的跨度，构件的重量、安装高度以及施工现场条件和现有起重设备、吊装方法确定。
(2)起重机型号的选择
起重机类型确定后，还要根据构件的尺寸、重量及安装高度，选择起重机的型号和验算起重量Q、起重高度H和工作幅度（回转半径）R，三个工作参数必须满足结构吊装要求。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
①起重量Q计算。
所选起重机的起重高度，必须满足所吊装构件的安装高度要求。单机吊装起重量Q，按公式（11-1）计算，双机抬吊起重量Q，按公式（11-2）计算。
（11-1）
K(Q主+Q副)≥Q1+Q2 （11-2）
式中：Q——起重机的起重量（kN）；
Q1——构件的重量（kN ）；
Q2——索具的重量（kN）；
Q主————主机起重量（KN）；
Q副——副机起重量（KN）；
K——起重量降低系数，一般取0.8。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
②起重高度H计算。
所选起重机起重高度，必须满足所吊装构件的安装高度要求（如图11-19所示）。起重机的起重高度按下式计算：
（11-3）
式中：H——起重机起重高度（m），从停机面算起至吊钩中心；
H1——安装支座表面高度（m），从停机面算起；
H2——安装间隙，视具体情况定，一般取0.2～0.3m.
H3——绑扎点至构件吊起后底面的距离（m）；
H4——索具高度（m），绑扎点至吊钩中心的距离，视具体情况定。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
②起重高度H计算。
所选起重机起重高度，必须满足所吊装构件的安装高度要求（如图11-19所示）。起重机的起重高度按下式计算：
（11-3）
式中：H——起重机起重高度（m），从停机面算起至吊钩中心；
H1——安装支座表面高度（m），从停机面算起；
H2——安装间隙，视具体情况定，一般取0.2～0.3m.
H3——绑扎点至构件吊起后底面的距离（m）；
H4——索具高度（m），绑扎点至吊钩中心的距离，视具体情况定。
图11-19起重高度计算简图
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
③起重臂（吊杆）长度计算（分两种情况）：
a起重臂不跨越其他构件的长度计算（图11-20）。
起重机吊装单层厂房的柱子和屋架时，起重臂一般不跨越其他构件，此时，起重臂长度按下式计算：
（11-4）
式中：L——起重臂长度（m）；
H——起重高度（m）；
h0——起重臂顶至吊钩底面的距离（m）；
h——起重臂底铰至停机面距离（m）；
α——起重臂仰角，一般取70°～77°；
图11-20 不跨越其他构件吊装时起重臂长度计算
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
④工作幅度（回转半径）R计算。
起重机工作幅度（回转半径）R，按下式计算：
（11-5）
式中：R——起重机的工作幅度（回转半径）；
F——起重臂下铰点中心至起重机回转中心的水平距离，其数值由起重机技术参数表查得；
α——起重臂仰角。
⑤检查Q、H，最后确定起重机型号。
通过上述计算求出R后，按R及起重臂长度，查起重机的起重性能表或曲线，检查起重量Q及起重高度H，如果能满足结构构件的吊装要求，则起重机起重臂长度的确定即可完成，初选的起重机型号即可确定。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
⑥当起重机的起重臂需要跨过已安装好的结构构件去吊装构件时，为了避免起重臂与已安装的结构构件相碰，则需求出起重机的 最小臂长及相应的起重半径。此时，可用数解法或图解法。
数解法求所需最小起重臂长（图11-21（a））
（11-6）
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-E
h1—停机面至构件（如屋面板）吊装支座的高度，m；
f—起重钩需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；
α—起重臂的仰角。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
（a） （b）
图11-21 吊装屋面板时起重机起重臂最小长度计算简图
（a）数解法求所需最小起重臂长
（b）图解法求起重机的最小起重臂长度
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
以求得的α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α计算起重半径R：
（11-8）
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。
图解法求起重机的最小起重臂长度，如图11-21（b）所示。
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；
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；
第三步根据式 求出起重臂的仰角α，过P点作一直线，使该直线与H—H的夹角等于α，交y—y、H—H于A、B两点；
第四步AB的实际长度即为所需起重臂的最小长度。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
2. 结构安装方法
单层工业厂房的结构安装方法有分件安装法和综合安装法两种。
（1）分件安装法
起重机在车间内每开行一次仅安装一种或两种构件。通常分三次开行安装完所有构件。如图11-22所示。
（2）综合安装法
综合安装法是指起重机在车间内的一次开行中，分节间安装完所有的各种类型的构件。
图11-22分件安装时的构件吊装顺序
图中数字表示构件吊装顺序，其中
1～12—柱 13～32—单数是吊车梁，双数是联系梁
33、34—屋架 35～42—屋面板
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
3.起重机的开行路线及停机位置
起重机的开行路线与起重机的性能、构件的尺寸与重量、构件的平面布置及安装方法等有关。
起重机的开行路线，一般分跨中开行与跨边开行两种。
当R≥L/2（L为厂房跨度）时，起重机跨中开行，每个停机点吊2—4根柱子[图11-25(a)(b)]: (b为厂房柱距)时，一次可吊装四根柱,起重机的停机点在该柱网对角线中点处;当 时，一次可吊装两根柱子，起重机停机点在以杯口为圆心，以R为半径的圆弧与跨中开行路线的交点处；
当吊柱时的起重半径 时，起重机沿跨边开行，每次开行可吊装1—2根柱[图11-23（c）、（d）]。图11-24是一个单跨车间采用分件安装法时起重机的开行路线及停机位置图。

11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-23 吊装柱时起重机开行路线及停机位置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-24 起重机开行路线及停机点位置
柱的开行路线及停机位置
扶直屋架及屋架就位的开行路线
吊装屋架及屋面板的开行路线及停机位置
吊装吊车梁及联系梁的开行路线及停机位置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
4.构件平面布置
(1)构件平面布置的原则
①每跨构件宜布置在本跨内，如场地狭窄，也可布置在跨外便于吊装的地方。
②要满足安装工艺的要求，尽可能布置在起重机的回转半径内，以减少起重机负荷行驶。
③构件布置应“重近轻远”，即将重构件布置在距起重机停机点较近的地方，轻构件布置在距停机点较远的地方。
④要注意构件布置的朝向，特别是屋架，避免安装时在空中调头，影响进度及安全。
⑤构件布置应便于支模与浇灌混凝土，当为预应力混凝土构件时要考虑抽芯穿筋张拉等。
⑥构件布置力求占地最少，以保证起重机的行驶路线畅通和安全回转。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(2)预制阶段构件的平面布置
①柱的布置
柱的布置方式一般有两种：斜向布置、纵向布置。
a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，如图11-25所示。
两点共弧的方法有两种：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，如图11-28所示。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。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，如图11-26所示。
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-25 柱子斜向布置方法之一
图11-26 柱子斜向布置方法之二
（柱脚与柱基两点共弧）
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
图11-27 柱子斜向布置方法之三
（吊点与柱基两点共弧)
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
b柱子纵向布置
对于一些较轻的柱子，起重机能力有富余，考虑到节约场地，方便构件制作，可顺柱列纵向布置。柱子纵向布置，绑扎点与杯口中心两点共弧。
若柱子长度大于12m，柱子纵向布置宜排成两行，如图11-28（a）所示；
若柱子长度小于12m，则可叠浇排成一行，如图11-28（b）所示。
图11-28 柱子纵向布置
（a）双排布置 （b）单排布置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(3)屋架布置
屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠3—4榀，布置的方式有三种：斜向布置、正反斜向布置和正反纵向布置（图11-29）。
(4)吊车梁布置。
吊车梁可布置在柱子与屋架间的空地处，一般可靠近柱子基础，平行于纵轴线或略倾斜，亦可插在柱子间混合布置。
图11-29 屋架预制时的几种平面布置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
(5)安装阶段构件的就位与堆放
安装阶段构件的就位布置，是指柱子已安装完毕其他构件的就位布置，包括屋架的扶直、就位，吊车梁、屋面板的运输就位等。
a屋架的扶直就位。吊屋架前，先将屋架由平卧转为直立，并立即进行就位排放。就位方式有斜向就位和成组纵向就位两种（图11-30）。屋架与屋架之间保持不小于200mm净距，并用支撑及铁丝相互间撑牢拉紧，防止倾斜。

图11-30屋架的就位布置
虚线表示屋架预制位置
11.1钢筋混凝土排架结构单层工业厂房的结构安装
b屋面板的运输和堆放。单层工业厂房除了柱、屋架、吊车梁在施工现场预制外，其他构件如连
系梁、屋面板均在场外制作，然后运至工地堆放。
屋面板的堆放位置，一般布置在跨内，6—8块叠放，若车间跨度在18m以内时，采用纵向堆放，若跨度大于24m时，可采用横向堆放。

常见问题解析
【常见问题解析】
装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距解析：
《混凝土结构设计规范》规定，装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，在室内或土中时为100m；在露天时为70m。对于下列情况，伸缩缝的最大间距宜适当减小：
(1) 从基础顶面算起柱高低于8m；
(2) 屋面无保温隔热措施；
(3) 经常处于高温作用或位于气温干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁的地区。

11.2钢结构单层厂房的制作安装
11.2 钢结构单层工业厂房的制作安装
11.2.1 钢结构连接的基本知识
1.钢结构的连接概述
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件，各构件再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位应有足够的强度、刚度及延性。接连接构件问应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求。钢结构的连接方法可分为焊接、铆接、普通螺栓连接和高强度螺栓连接(如图11-31)。
图11-31 钢结构的链接方法
（a）焊缝链接；（b)铆钉连接；（c)螺栓连接
11.2钢结构单层厂房的制作安装
（1）焊接
焊接连接是钢结构最主要的连接方法，其优点是构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大。缺点是焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，焊接结构的低温冷脆问题也比较突出。
（2）铆钉连接
铆钉连接的优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。缺点是构造复杂，用钢量多，日前已很少采用（本章不做介绍）。
11.2钢结构单层厂房的制作安装
（3）螺栓连接
①普通螺栓连接。普通螺栓连接的优点是施工简单、拆装方便。缺点是用钢量多。适用于安装连接和需要经常拆装的结构。普通螺栓又分为C级螺栓和A级、B级螺栓。C级螺栓一般用Q235钢(用于螺栓时也称为4.6级)制成。 A、B级螺栓一般用45号钢和35号钢(用于螺栓时也称8．8级)制成。A、B两级的区别只是尺寸不同，其中A级包括d 24，且 的螺栓，B级包括 或 的螺栓， d为螺杆直径，L为螺杆长度。C级螺栓加工租糙，尺寸不够准确，只要求II类孔，成本低，栓径和孔径之差，设计规范未作规定，通常多取 mm。
I类孔的精度要求为连接板组装时，孔口精确对准，孔壁平滑，孔轴线与板面垂直。质量达不到I类孔要求的都为II类孔。
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②高强度螺栓连接。高强度螺栓的性能等级有10．9级(有20MnTiB钢和35VB钢)和8．8级（有40B钢、45号钢和35号钢)。40B钢和45号钢已经使用多年，但二者的淬透性不够理想，只能用于直径不大于24mm的高强度螺栓。级别划分的小数点前数字是螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后数字是屈强比(屈服强度fy与抗拉强fu的比值)，如8．8级钢材的最低抗拉强度是800N／mm2，屈服强度是0.8× 800=640N/mm2。高强度螺栓所用的螺帽和垫圈采用45号钢或35号钢制成。高强度螺栓孔应采用钻成孔，摩擦型的孔径比螺栓公称直径大1.5～2.0mm，承压型的孔径则大1.0～1.5mm。
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2.钢结构的焊接
（1）钢结构构件的焊接方法
结构构件主要的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊、自保护电弧焊、埋弧焊、电渣焊、等离子焊、激光焊、电子束焊、栓焊等。
①电弧焊。在钢结构制作和安装领域中，广泛使用的是电弧焊。在某些特殊应用场合，则必须使用电渣焊和栓焊。电弧焊可分为手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊。手工电弧焊(图11-32)是通电后在涂有焊药的焊条。
图11-32 手工电弧焊图 图11-33 自动埋弧焊
1-电源 2-导线 3-夹具 1-焊丝转盘 2-转动焊丝的电动机
4-焊条 5-药皮 6-焊件 3-焊剂漏斗 4-电源 5-融
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手工电弧焊焊条应与焊件金属强度相适应，对Q235钢焊件用43系列型焊条，Q345钠焊件用E50系列型焊条，Q390钢悍件用E55系列型焊条。对不同钢种的钢材连接时，宜用与低强度钢材相适应的焊条。
自动(图11-33)或半自动埋孤焊是将光焊丝埋在焊剂层下，通电后，由电弧的作用使焊丝和焊剂熔化。自动或半自动埋弧焊所采用的焊丝和焊剂要保证其熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值，对Q235钢焊件，可采用H08、H08A等焊丝；对Q345钢焊件可采用H08A、H08MnA和H10Mn2焊丝。对Q390钢焊件可采用H08MnA、H10Mn2和H08MnMoA焊丝。
②电渣焊。电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻来熔化金属，焊丝作为电极伸人并穿过渣池，使渣他产生电阻热将焊件金属及焊丝熔化，沉积于熔池中，形成焊缝。电渣焊一般在立焊位置进行，目前多用熔嘴电渣焊，以管状焊条作为熔嘴，焊丝从管内递进。
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③气体保护焊。气体保护焊是用焊枪中喷出的惰性气体代替焊剂，焊丝可自动送入，如CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体，使被熔化的金属不与空气接触，电弧加热集中，熔化深度大，焊接连度快,焊缝强度高，塑性好。气体保护焊既可用手工操作，也可进行自动焊接。气体保护焊在操作时应采取避风措施，否则容易出现焊坑、气孔等缺陷。
④电阻焊。电阻焊(图11-34)是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。在一般钢结构中电阻焊只适用于板叠厚度不大于12mm的焊接。对冷弯薄壁型钢构件，电阻焊可用来缀合壁厚不超过3．5mm的构件，如将两个冷弯槽钢或C形钢组合为I形截面构件。

图11-34 电阻焊
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（2）悍缝缺陷
焊缝中可能存在裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷。
裂纹(图11-35中a、b)是焊缝连接中最危险的缺陷。按产生的时间不同．可分为热裂纹和冷裂纹，前者是在焊接时产生的，后者是在焊缝冷却过程中产生的。如果采用合理的施焊次序，可以减少焊接应力，避免出现裂纹；进行预热，缓慢冷却或焊后热处理，可以减少裂纹形成。
气孔(图11-35c)是由空气侵入或受潮的药皮熔化时产生气体而形成的，也可能是焊件金属上的油、锈、垢物等引起的。气孔在焊缝内或均匀分布，或存在于焊缝某一部位，如焊趾或焊跟处。
焊缝的其他缺陷有烧穿(图11-35d)，夹渣(图11-35e)，未焊透(图11-35f、g、h)，咬边(图11-35i)，焊瘤(图11-35j)等。
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图11-35焊缝缺陷
（a)热裂纹分布示意 （b)冷裂纹分布示意图 （c)气孔
（d）烧穿 （e）夹渣 （f）根部未焊透 （g)边缘未融合
（h）焊缝层间未融合 （i)咬边 （j）焊瘤
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（3）焊接应力和焊接变形
①焊接变形产生的原因。焊接过程中，焊接热源对焊件进行局部加热，产生了不均匀的温度场，导致材料热胀冷缩的不均匀：处于高温区域的材料在加热（冷却）过程中产生较大的伸长（收缩）量，由于受到周围材料的约束而不能自由伸长（收缩）。于是在焊接中产生内应力，高温区的材料受到挤压（拉伸），产生塑性变形。同时，金属材料在焊接过程中随着温度的变化还会发生相应的应变。不同的金属组织有不同的性能，也会引起体积的变化，对焊接应力及变形产生不同程度的影响。
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②焊接变形的类型及影响因素
a焊接变形的类型：焊接变形可分为线性缩短、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形失稳变形等，如图11-36所示。
图11-36 焊接变形的基本形式
（a）纵向缩短和横向缩短 （b）角变形
（c)弯曲变形 （d)扭曲变形 （e)波浪边形
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③焊接残余变形量的影响因素：焊接残余变形量的主要影响因素有：
a.焊缝截面积的影响：焊缝面积越大，冷却时引起的塑性变形量越大。焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的，是引起焊接残余变形的主要影响因素。
b.焊接热输入的影响：一般情况下，热输入越大时，加热的高温区范围越大，冷却速度越慢，使接头塑性变性区增大。对纵向、横向及角变形都有变形增大的影响。
c.工件的预热、层间温度影响：预热、层间温度越高，相当于热输入增大，使冷却速度变慢，收缩变形增大。
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d.焊接方法的影响：各种焊接方法的热输入差别较大，在其他条件相同情况下 ，收缩变形值不同。
e.接头形式的影响：焊接热输入、焊缝截面积、焊接方法等因素条件相同时，不同的接头形式对纵向、横向及角变形量有不同的影响。
f.焊接层数的影响：横向收缩在对接接头多层焊时，第一道焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变性规律，第一层以后相当于无间隙对接焊，接近于盖面焊道时已与堆焊的条件和变形规律相似，因此收缩变形相对较小；纵向变形，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数越多，纵向变形越小。
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3.焊接残余应力和变形的控制
（1）采用合理的施焊次序；例如钢板对按时采用分段退焊，厚焊缝采用分层焊，工字形截面按对角跳焊等(图11-37)。
（2）施焊前给构件以一个和焊接变形相反的预变形，使构件在焊接后产生的焊接变形与之正好抵消(图11-38a、b)。
（3）对于小尺寸焊件，在施焊前预热，或施焊后回火(加热至6000C左右，然后缓慢冷却)，可以消除焊接残余应力。也可用机械方法或氧—乙炔局部加热反弯(图11-38c)以消除焊接变形。
11.2钢结构单层厂房的制作安装
图11-37 合理的施焊次序
（a）分段退焊 （b)沿厚度分层焊（c）对角跳焊 （d)锅板分块拼凑
图11-38 反变形及局部加热
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4．合理的焊缝设计
为了减少焊接应力与焊接变形，设计时在构造上要采用一些措施。例如：
(1)焊接的位置要合理，焊缝的布置应尽可能对称于构件重心，以减小焊接变形。
(2)焊缝尺寸要适当，在容许范围内，可以采用较小的焊脚尺寸，并加大焊缝长度，使需要的焊缝总面积不变，以免因焊脚尺寸过大而引起过大的焊接残余应力。焊缝过厚还可能引起施焊时烧穿、过热等现象。
(3)焊缝不宜过分集中，图11-39(a)中a2比a1好。
图11-39 合理的焊缝设计
1、2、3—焊缝
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(4)应尽量避免三向焊缝相交，为此可使次要焊缝中断，主要焊缝连续通过 (图11-39 b)。
(5)要考虑钢板的分层问题。本单元第二节已经提到过垂直于板面传递拉力是不合理的，图11-39 (c)中c2比c1好。
此外，为了保证焊接结构的质量、还应注意以下问题：
要考虑施焊时，焊条是否易于到达。图11-39(d)中d1的右侧焊缝很难焊好，而d2则较易焊好。
②焊缝连接构造要尽可能避免仰焊。
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11.2.2钢结构构件的连接工艺
1.钢结构的焊接施工工艺
（1）材料要求
①钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。
②焊件坡口形式的选择。要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊条，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。
③不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差不超过表11-1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3。
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（2）主要机具
依据采用的焊接方法选用机械设备、工厂加工检验设备、仪器、工具等。
（3）作业条件
①焊接区应保持干燥、不得有油、锈、水、氧化皮和其它污物。
②焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过2h（酸性焊条不宜超过4h）。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2次。
③用于埋弧焊的焊剂应按照工艺确定的型号和牌号相匹配。焊剂在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙，不得含灰尘、铁屑和其他杂物。
④施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。焊接连接组装允许偏差值见表11-2的规定。
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（4）操作工艺
①工艺流程
拼装→焊接→校正→二次下料→制孔→装焊其它零件→校正→打磨→打砂→油漆→搬运→贮存→运输
②操作工艺
a.焊接工艺参数的选择，参照规范要求。
b.施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。
c.焊接时不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条。
d.T型接头、十字接头、角接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于25mm。引弧和熄弧板长度应大于或等于60mm，长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度宜不小于6mm。采用自动埋弧焊时焊道两端加引弧板和熄弧板，引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于80mm。引弧和熄弧板长度应大于或等于150mm。引弧和熄弧板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。
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e.焊接区应保持干燥、不得有油、锈和其它污物。
f.焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。
g.不应在焊缝以外的母材上打火引弧。
h.焊接作业区环境温度低于00C时，应将构件焊接区各方向大于或等于钢板厚度且不小于100mm范围内的母材加热到200C以上方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这个温度。
i.定位焊采用的焊材型号应与焊件材质相匹配。定位焊必须由持有相应合格的焊工施焊，定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。
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③对于非密闭的隐蔽部位，应按施工图的要求进行涂层处理后，方可进行组装；对刨平顶紧的部位，必须经质量部门检验合格后才能施焊。
在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。
a.控制焊接变形，可采取反变形措施，其反变形参考值见表11-3。焊接收缩量参见表11-4。
b.在约束焊道上施焊，应连续进行；如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。
c.采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。
④因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。
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（5）质量标准
钢结构构件质量标准按《钢结构工程质量验收规范》GB50205-2015执行。
（6）成品保护
①构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正一般采用热矫正，加热温度不宜大于650℃，构件矫正应符合下列要求（表11-5）：
项 目 允 许 偏 差
柱底板平面度 5.0
桁架、腹杆弯曲 1/1500且不大于5mm，梁不准下挠
桁架、腹杆扭曲 H/250且不大于5.0mm
牛腿翘曲 当牛腿长度≤1000时为2
当牛腿长度＞1000时为3
表11-5 构件矫正允许偏差
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（5）质量标准
钢结构构件质量标准按《钢结构工程质量验收规范》GB50205-2015执行。
（6）成品保护
①构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正一般采用热矫正，加热温度不宜大于650℃，构件矫正应符合下列要求（表11-5）：
② 凡构件上的焊瘤、飞溅、毛刺、焊疤等均应清除干净。要求平的焊缝应将焊缝余高磨平。
③ 零、部件采用机械矫正法矫正，一般采用压力机进行。
④ 根据装配工序对构件标识的构件代号，用钢印打入构件翼缘上，距端500MM范围内。构件编号必须按图纸要求编号，编号要清晰、位置要明显。
项 目 允 许 偏 差
柱底板平面度 5.0
桁架、腹杆弯曲 1/1500且不大于5mm，梁不准下挠
桁架、腹杆扭曲 H/250且不大于5.0mm
牛腿翘曲 当牛腿长度≤1000时为2
当牛腿长度＞1000时为3
表11-5 构件矫正允许偏差
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⑤ 应在构件打钢印代号的附近，在构件上挂铁牌，铁牌上用钢印打号来表明构件编号。
⑥ 用红色油漆标注中心线标记并打钢印。
⑦ 钢构件制作完成后，应按照施工图的规定及《钢结构工程施工及验收规范》进行验收，构件外形尺寸的允许偏差应符合上述规定中的要求。
⑧ 钢结构件在工厂内制作完毕后，根据合同规定或业主的安排，由监理进行验收。验收合格者方可安排运输到现场。验收要填写记录报告。
⑨ 验收合格后才能进行包装。包装应保护构件不受损伤，零件不变形，不损坏，不散失。
⑩ 包装应符合运输交通部门的有关部门规定，超限构件的运输应在制作之前向有关交通部门办理超限货物运输手续。
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2.钢结构高强度螺栓连接施工工艺
高强度螺栓有高强度大六角头螺栓和扭剪型高强度螺栓两种，区别仅是外形和施工方法不同，其力学性能和紧固后的连接性能完全一样。
一种是大六角头高强度螺栓连接副，即由一个大六角头螺栓，一个螺母和两个垫圈组成，图11-40所示。另一种是扭剪型高强度螺栓连接副，即由一个扭剪型高强度螺栓，一个螺母和一个垫圈组成，如图11-41所示。就其连接副的等级来说，按照国际标准，我国分8.8级和10.9级两个级别，对扭剪型高强度螺栓来说只有10.9级一种。高强度螺栓所使用的钢材材质基本上都采用了20MnTiB钢。

图11-40 大六角头高强度螺栓连接副
图11-41 扭剪型高强度螺栓连接副
11.2钢结构单层厂房的制作安装
（1）材料要求
①高强度螺栓的规格数量应根据设计的直径要求，按长度分别进行统计，根据施工实际需要的数量多少、施工点位的分布情况、构件加工质量和运输损坏情况、现场的储运条件、工程难度等因素，考虑2-5%的损耗，进行采购。
②高强度螺栓连接副必须经过以下试验符合规范要求时方可出厂：
a.材料的炉号、制作批号、化学性能与机械性能证明或试验。
b.螺栓的楔负荷试验。
c.螺母的保证荷载试验。
d.螺母及垫圈的硬度试验。
e.连接件的扭矩系数试验（注明试验温度）。大六角头连接件的扭矩系数平均值和标准偏差；扭剪型连接件的紧固轴力平均值和变异系数。
f.紧固轴力系数试验。
g.产品规格，数量，出厂日期，装箱单。

11.2钢结构单层厂房的制作安装
（2）主要机具
①高强度螺栓施工最主要的施工机具就是力矩扳子，根据施工对象分别有：
a.扭剪型高强度螺栓用扳子。
b.扭矩型高强度螺栓扳子（大六角螺栓适用）
电动扭矩扳子一般由机体，扭矩控制盒，套筒，反力承管器，漏电保护器组成。
c.通过机具、手动工具
为提高施工效率，我们一般还可以选用风动扳手进行初拧，根据风动扳手的标准扭矩调节空气压力即可初步设定扳手的输出扭矩，用于螺栓的初拧，可大大提高施工效率。
其他必备的工具有：检测合格的力矩扳手（其中至少一把应送有关部门进行校准，在施工中一般不用于直接施工，专用于其他施工工具的校准和施工检测）、手动棘轮扳手、橄榄冲子（俗称过眼冲钉，形似橄榄）、力矩倍增计、手锤、钢丝刷等。

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（3）作业条件
①高强度螺栓长度的选用。高强度螺栓紧固后，以丝扣露出2-3扣为宜，一个工程的高强度螺栓，首先按直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度：
螺栓长度=板束厚度+附加长度
螺栓长度取整为5mm的倍数，余数2舍3进，对于长度特别长的可以取为10mm的整倍数进行归类。
②施工轴力与终拧力矩的换算。表11-6和表11-7列出了一般国产和进口（日本产）高强度螺栓允许的施工轴力。设计给出了轴力时按设计要求施工，如果设计没有给出高强度螺栓的轴力要求，我们可按该表选用，施工轴力比设计轴力一般要增加5%。

11.2钢结构单层厂房的制作安装
对于大六角高强度螺栓，施工时必须把施工轴力换算为施工扭矩作为施工控制参数，大六角头高强度螺栓施工扭矩可由下式确定：
TC=K·PC·d
式中： TC—施工扭矩（N·m）；
K—高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，该值由复验测得的合格的平均扭矩系数代入；
PC——高强度螺栓施工预拉力（KN）；
d—高强度螺栓螺杆直径（mm）。
③高强度螺栓安装前的试验。高强度螺栓使用前，应按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001的有关规定对高强度螺栓及连接件至少进行以下几项检验：
a.高强度螺栓连接副扭矩系数试验：大六角头高强度螺栓，施工前按每3000套螺栓为一批，不足3000套的按一批计，复验扭矩系数，每批复验8套。
b.紧固轴力试验：扭剪型高强度螺栓施工前，按每3000套螺栓为一批，不足3000套的按一批计，每批复验8套高强度螺栓的紧固轴力，其平均值和变异系数应符合表11-8的规定。

11.2钢结构单层厂房的制作安装
螺栓直径(mm) 16 20 （22） 24
每批紧固轴力平均值 公称 109 170 211 245
最大 120 186 231 270
最小 99 154 191 222
紧固轴力变异系数 ≤10%
表11-8 扭剪型高强度螺栓紧固轴力及变异系数
c.连接件的摩擦系数（又称抗滑移系数）试验及复验：采用与钢构件同材质，同样摩擦面处理方法，同批生产，同等条件堆放的试件，每批三组，由钢构件制作厂及安装现场分别作摩擦系数试验。试件数量，以单项工程每2000t为一批，不足2000t者视作一批。试件的具体要求和检验方法按照《钢结构工程质量验收规范》GB50205——2001的有关要求。
11.2钢结构单层厂房的制作安装
表11-9 高强度螺栓制孔选配表
d.高强度螺栓的制孔按表11-9的要求选配，高强度螺栓连结构件制孔允许偏差见表11-10。
螺栓公称直径mm 12 16 20 22 24 27 30
螺栓孔直径mm 13.5 17.5 21.5 23.5 25.5 30 33
名　　称 直径及允许偏差(mm)
螺栓 直径 12 16 20 22 24 27 30
允许偏差 ±0.43 ±0.52 ±0.48
螺栓孔 直径 13.5 17.5 21.5 23.5 25.5 30 33
允许偏差 +0.43 0 +0.52 0 +0.84 0
圆度 (最大和最小直径差) 1.00 1.50
中心线倾斜度 应不大于板厚的3%且单层板不得大于2.0mm多层板迭组合不得大于3.0mm
表11-10 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差
11.2钢结构单层厂房的制作安装
根据表11-9、11-10检查螺栓孔的孔径尺寸,对孔边毛刺必须彻底清除掉。
e.对螺栓﹑螺母﹑垫圈进行裂纹抽查,重点工程要逐个检查。
f.同一批号﹑规格的螺栓﹑螺母﹑垫圈配套装箱使用。
g.钢结构安装的刚度单元内的框架构件已经吊装到位，校正合格后应及时进行高强度螺栓的施工。
11.2钢结构单层厂房的制作安装
（4） 操作工艺要求
①高强度螺栓的储存
a.高强度螺栓连接副由制造厂按批号，一定数量同一规格配套后装为一箱（桶），从出厂至安装前严禁随意开包。
b.工地储存高强度螺栓时，应放在干燥、通风防雨，防潮的仓库内，并不得损伤丝扣和沾染脏物（即封闭，不吸油，不损伤螺纹）。
c.使用前应进行外观检查，表面油膜正常无污物的方可使用。
d.使用开包时应核对螺栓的直径、长度。
e.使用过程中不得雨淋，不得接触泥土、油污等脏物。
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②高强度螺栓的紧固方法。高强度螺栓的紧固是用专门扳手拧紧螺母，使螺杆内产生要求的拉力。
a.大六角头高强度螺栓一般用二种方法拧紧，即扭矩法和转角法。
扭矩法分初拧和终拧二次拧紧。初拧扭矩用终拧扭矩的30～50%，再用终拧扭矩把螺栓拧紧。如板层较厚，板叠较多，初拧的板层达不到充分密贴，还要在初拧和终拧之间增加复拧，复拧扭矩和初拧扭矩相同或略大。
b.扭剪型高强度螺栓紧固也分初拧和终拧二次进行：
初拧用定扭矩扳手，以终拧扭矩的30～50%进行，使接头各层钢板达到充分密贴，再用电动扭剪型扳子把梅花头拧掉，使螺栓杆达到设计要求的轴力（如图11-42所示）。
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图11-42 扭剪型高强度螺栓的紧固方法
1—梅花头； 2—断裂切口； 3—螺栓螺纹部分； 4—螺母；
5—垫圈； 6—被夹紧的板束； 7—外套筒； 8—内套筒
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图11-43 一般接头紧固顺序
一般接头：应从螺栓群中间向外侧进行紧固，如图11-43箱型接头：螺栓群的A﹑B﹑C﹑D紧固顺序，按箭头方向所示，如图11-44。工字型接头：紧固顺序如图11-45。
图11-44 箱型接头紧固顺序
图11-45 工字型接头紧固顺序
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11.2.3钢结构防腐涂装工艺
1.材料要求
（1）建筑钢结构工程防腐蚀材料品种、规格、颜色应符合国家有关技术指标和设计要求，应具有产品出厂合格证。
（2）建筑钢结构防腐蚀材料有底漆、中间漆、面漆、稀释剂和固化剂等。
（3）建筑钢结构工程防腐蚀材料有油性酚醛涂料、醇酸涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、无机富锌涂料有机硅涂料、过氯乙烯涂料等。
2.主要机具
主要机具有喷砂机、回收装置、气泵、喷漆气泵、喷漆枪、铲刀、手动砂轮、砂布、电动钢丝刷、小压缩机、油漆小桶、刷子等。
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3. 作业条件
（1）图纸会审工作已经完成，具有图纸会审纪录。
（2）根据设计文件要求，编制施工方案、技术交底等技术文件。
（3）根据工程特点及施工进度，进行技术交底。
（4）油漆工施工作业应持有特殊工种作业操作证。
（5）防腐涂装工程前，钢结构工程已检查验收，并符合设计要求。
（6）露天防腐施工作业应选择适当的天气，大风、遇雨、严寒等均不应作业。
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4. 操作工艺
（1）工艺流程（如图11-46所示）
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2）操作工艺
①基面清理
a.建筑钢结构工程的油漆涂装应在钢结构制作安装验收合格后进行。
b.油漆涂刷前，应采取适当的方法将需要涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。
c.基面清理除锈质量的好坏，直接影响到涂层质量的好坏。因此涂装工艺的基面除锈质量等级应符合设计文件的规定要求。钢结构除锈质量等级分类执行《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923标准规定。
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d.为了保证涂装质量，根据不同需要可以分别选用以下除锈工艺。
油污的清除方法根据工件的材质、油污的种类等因素来决定，通常采用溶剂清洗或碱液清洗。清洗方法有槽内浸洗法、擦洗法、喷射清洗和蒸汽法等。
钢构件表面除锈方法根据要求不同可采用手工除锈、机械除锈、喷射除锈、酸洗除锈等方法。
②涂料涂装。 合理的施工方法，对保证涂装质量、施工进度、节约材料和降低成本有很大的作用。所以正确选择涂装方法是涂装施工管理工作的主要组成部分。
常用涂料方法有：刷涂法，手工滚涂法，浸涂法，空气喷涂法，雾气喷涂法。
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11.2.4单层钢结构安装工艺
1. 材料要求
（1）钢构件复验合格，包括构件变形、标识、精度和孔眼等。对构件变形和缺陷超出允许偏差时应进行处理。
（2）高强度螺栓的准备
钢结构设计用高强度螺栓连接时应根据图纸要求分规格统计所需高强度螺栓的数量并配套供应至现场。应检查其出厂合格证、扭矩系数或紧固轴力（预拉力）的检验报告是否齐全，并按规定作紧固轴力或扭矩系数复验。
对钢结构连接件摩擦面的抗滑移系数进行复验。
（3）焊接材料的准备
钢结构焊接施工之前应对焊接材料的品种、规格、性能进行检查，各项指标应符合现行国家标准和设计要求。检查焊接材料的质量合格证明文件、检验报告及中文标志等。对重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验。
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2. 主要机具
（1）主要机具（见表11-11）
序号 名称 规格型号 单位 数量 用 途
1 起重机 根据构件重量进行确定 钢构件拼装、安装
2 千斤顶 螺旋式 20~30t 钢柱校正、构件变形校正
3 交流弧焊机 42KVA 钢构件（柱、屋架、刚梁、支撑）焊接
4 直流弧焊机 28KW 碳弧气刨修补焊缝
5 小气泵 配合碳弧气刨用
6 砂轮 Φ100~120 打磨焊缝
7 全站仪 轴线测量
8 经纬仪 轴线测量
9 水平仪 标高测量
10 钢尺 30~50M 测量
11 拉力计 10kg 测量
12 气割工具
13 倒链
14 滑车
15 高强度螺栓扳手 高强度螺栓终拧
表11-11 主要机具一览表
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3. 作业条件
（1）根据施工图纸及有关技术文件，编制的施工组织设计已审批。
（2）对使用的各种测量仪器及钢尺进行计量检查复验。
（3）根据土建提供的纵横轴线和水准点进行验线有关处理完毕。
（4）按施工平面布置图划分：材料堆放区、杆件制作区、拼装区，构件按吊装顺序进场。
（5）场地要平整夯实、并设排水沟。
（6）在制作区、拼装区、安装区设置足够的电源。
（7）搭好高空作业操作平台，并检查牢固情况。
（8）放好柱顶纵横安装位置线及调整好标高。
（9）对参与钢结构安装人员，安装工、测工、电焊工、起重机司机、指挥工要持证上岗。
（10）检查地脚螺栓外露部分的情况，若有弯曲变形、螺牙损坏的螺栓，必须对其修正。
（11）将柱子就位轴线弹测在柱基表面。
（12）对柱基标高进行找平。
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4. 操作工艺
（1）构件吊装顺序
①并列高低跨的屋盖吊装：必须先高跨安装，后低跨安装，有利于高低跨钢柱的垂直度。
②并列大跨度与小跨度安装：必须先大跨度安装，后小跨度安装。
③并列间数多的与间数少的安装：应先吊装间数多的，后吊装间数少的。
④构件吊装可分为竖向构件吊装（柱、连系梁、柱间支撑、吊车梁、托架、副桁架等）和平面构件吊装（屋架、屋盖支撑、桁架、屋面压型板、制动桁架、挡风桁架等）两大类，在大部分施工情况下是先吊装竖向构件叫单件流水法吊装，后吊装平面构件，叫节间综合法安装（即吊车一次吊完一个节间的全部屋盖构件后再吊装下一节间的屋盖构件）。
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（2）单件构件安装
①钢柱的安装
一般钢柱弹性和刚性都很好，吊装时为了便于校正一般采用一点吊装法，常用的钢柱吊装法有旋转法、递送法和滑行法。对于重型钢柱可采用双机抬吊。
②钢柱的校正
a.柱基标高调整。有钢柱直接插杯口，有钢柱直接与基础预埋件螺栓或焊接连接。根据钢柱实际长度，柱底平整度，钢牛腿顶部距柱底部距离，重点要保证钢牛腿顶部标高值，以此来控制基础找平标高。
b.平面位置校正。在起重机不脱钩的情况下将柱底定位线与基础定位轴线对准缓慢落至标高位置。
c.钢柱校正。优先采用无缆风绳校正（同时柱脚底板与基础间间隙垫上垫铁），对于不便采用无缆风绳校正的钢柱可采用缆风或可调撑杆校正。
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(3)钢吊车梁的安装
①钢吊车梁的安装。钢吊车梁安装一般采用工具式吊耳或捆绑法进行吊装。再进行安装以前应将吊车梁的分中标记引至吊车梁的端头，以利于吊装时按柱牛腿的定位轴线临时定位。
②车梁的校正。钢吊车梁的校正包括标高调整、纵横轴线和垂直度的调整。注意钢吊车梁的校正必须在结构形成刚度单元以后才能进行。
注意吊车梁的垂直度的校正应和吊车梁轴线的校正同时进行。
(4)钢屋架安装
①钢屋架的吊装。钢屋架侧向刚度较差，安装前需要进行强度验算，强度不足时应进行加固（如图11-47所示）。
11.2钢结构单层厂房的制作安装
②钢屋架的校正：钢屋架的垂直度的校正方法如下：在屋架下弦一侧拉一根通长钢丝（与屋架下弦轴线平行），同时在屋架上弦中心线反出一个同等距离的标尺，用线锤校正。也可用一台经纬仪，放在柱顶一侧，与轴线平移a距离，在对面柱子上同样有一距离为a的点，从屋架中线处挑出a距离，三点在一个垂面上即可使屋架垂直（如图11-48所示）。
如图11-47 钢屋架吊装示意图 如图11-48 钢屋架垂直度校正示意图
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(5)门式刚架安装（如图11-49）。
①门式刚架结构示意图：
图11-49 门式刚架结构示意
11.2钢结构单层厂房的制作安装
②刚架柱安装：
a.柱顶标高调整，刚架柱标高调整时，先在柱身标定标高基准点，然后以水准仪测定其差值，调整螺母，当柱底板与柱基顶面高度大于50mm时，几条螺栓承受压力不够时可适当加斜垫铁，以防螺栓失稳。
b.刚架柱垂直度精确校正；在初校正的基础上，安装刚架梁的同时还要跟踪校正刚架柱，当框架形成后，再校正一次，用缆风或柱间支撑固定。
③刚架梁安装：当前最大跨度为72m连跨，当中一根钢柱形成144m钢框架，由于制作、运输所限可将72m分成几段，到现场一般可拼成三段，用一台或两台起重机加可移动式拼装支架安装。
5.成品保护
（1）吊装损坏的防腐底漆应补涂，以保护漆膜厚度能符合规定要求。
（2）钢构件堆放场地要坚硬，构件堆放支垫点要合理，以防构件变形。
（3）对已检测合格的焊缝及时刷上底漆保护
常见问题解析
【常见问题解析】
钢结构厂房耐火性解析：
当钢材表面温度在150℃以内时，钢材的强度变化很小，因此钢结构适用于热车间。当温度超过150 ℃时，其强度明显下降。当温度达到500—600℃时，强度几乎为零。所以，发生火灾时，钢结构的耐火时间较短，会发生突然的坍塌。对有特殊要求的钢结构，要采取隔热和耐火措施。
11.3 结构安装工程质量
11.3 结构安装工程质量要求
11.3.1 钢筋混凝土结构安装质量要求
构件安装的允许偏差，应符合表11-12的规定。
11.3.2单层钢结构安装质量要求
1. 基础和支承面
（1）基础混凝土强度达到设计要求；
（2）基础周围回填夯实完毕；
（3）基础的轴线标志和标高基准点齐备、准确；
（4）基础顶面直接作为柱的支承面和基础顶面预埋钢板或支座作为柱的支承面时，其支承面、地脚螺栓(锚栓)的允许偏差应符合表11-12的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于3个。
检查方法：用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。
（5）采用坐浆垫板时，坐浆垫板的允许偏差应符合表11-13的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于3处。
检查方法：用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。
（6）采用杯口基础时，杯口尺寸的允许偏差应符合表 11.14的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于4处。
11.3 结构安装工程质量
2.钢结构质量检验
（1）运输钢构件时，应根据钢构件的长度、重量选择车辆；钢构件在运输车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢构件不产生变形、不损伤涂层。
（2）钢结构安装前应对钢构件的质量进行检查。钢构件的变形、缺陷超出允许偏差时应进行处理。检查标准见《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001中的附表。支承面、锚栓位置的允许偏差见表11-13、 浆垫板的允许偏差表见11-14、杯口尺寸的允许偏差见表11-5。
（3）钢结构采用扩大拼装单元进行安装时，对容易变形的钢构件应进行强度和稳定性验算，必要时采用加固措施。
采用综合安装时，应划分成若干独立单元。每一单元的全部钢构件安装完毕后，应形成空间刚度单元。
11.3 结构安装工程质量
（4）要求顶紧的节点，顶紧接触面不应小于70％。用0.3mm厚的塞尺检查，可插入的面积之和不得大于接触顶紧面总面积的30％；边缘最大间隙不得大于0.8mm。
检查数量：抽查10％，且不应少于3个。
检查方法：用0．3mm厚和0．8mm厚的塞尺现场检查。
（5）钢屋架、梁及受压杆件的垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差应符合表11-15的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于3个。
检查方法：用吊线、拉线、经纬仪和钢尺现场实测。
钢屋架、梁及受压杆件垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差见表11-16。
整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差见表11-17。
11.3 结构安装工程质量
(6)单层钢结构主体结构的整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差应符合表11-16的规定。
检查数量：对主要立面全部检查。对每个检查的立面，除两列角柱外，尚应至少选取一列中间柱。
检查方法：采用经纬仪、全站仪等测量。
(7)钢柱等主要钢构件的中心线及标高基准点等标志应齐全。
检查数量：抽查10％，且不应少于3件。
检查方法：观察检查。
(8)钢柱安装的允许偏差应符合GB 50205—2001附表的规定。
检查数量：抽查10％，且不少于3件。
检查方法：用吊线、钢尺、经纬仪、水准仪等。
(9)钢吊车梁或类似直接承受动力荷载的构件，其安装的允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001附表E.0.2的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于3榀。
检查方法：用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。
11.3 结构安装工程质量
(10)檩条、墙架等次要构件安装的允许误差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205--2001附表E.0.3的规定。
检查数量：抽查10％，且不应少于3件。
检查方法：用吊线、钢尺、经纬仪等检查。
(11)钢平台、钢梯、栏杆安装应符合现行国家标准《固定式钢直梯》GB4053.1、《固定式钢斜梯》GB 4053.2、《固定式防护栏杆》GB4053.3和《固定式钢平台》GB 4053.4的规定，钢平台、钢梯、防护栏杆安装的允许偏差应符合GB 50205－2001附表E.0.4的规定。
检查数量：钢平台按总数抽查10％，栏杆、钢梯按总长度抽查10％，钢平台不应少于1个，栏杆不应少于5m，钢梯不应少于1跑。
检查方法。：用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。
(12)钢结构表面应干净，结构主要表面不应有疤痕、泥沙等污垢。
检查数量：抽查10％，但不应少于3件。
检查方法：观察检查。
感谢您的聆听！

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