资源简介

(共40张PPT)
项目7 结构安装工程
7.1 起重机具
7.2 构件的吊装方法
7.3 单层工业厂房吊装方案
7.4 单层工业厂房结构安装模拟实训
　　【教学目标】 了解结构安装工程施工中常用的起重机械和索具设备的构造、性能、适用范围和使用要求；掌握装配式单层工业厂房的构件吊装工艺；掌握单层工业厂房结构吊装方案的编制。
　　结构安装工程是将房屋结构设计成各种单独的构件，分别在工厂或现场预制成型，然后在现场用起重设备将各种预制构件安装到设计位置的全部施工工程。用这种施工方法完成的结构，称为装配式结构。结构安装工程是装配式结构房屋的主导工种工程，它直接影响装配式结构房屋的工程进度、工程质量和工程成本。
图7-1 吊索
　　
7.1.1 索具设备
　　1．钢丝绳
　　钢丝绳是吊装工作中的常用绳索，它具有强度高、韧性好、耐磨性好等优点。同时，钢丝绳在磨损后外表会产生毛刺，容易发现，便于预防事故的发生。
7.1 起 重 机 具
　　钢丝绳是先由直径相同的光面钢丝捻成钢丝股，再由六股钢丝股和一股绳芯搓捻而成。钢丝绳按每股钢丝的根数可分为三种规格：① 6 × 19 + 1，一般用作缆风绳；② 6 × 37 + 1，用于穿滑车组和作吊索；③ 6 × 61 + 1，用于重型起重机械。
　　钢丝绳按钢丝和钢丝股搓捻方向不同可分为顺捻绳和反捻绳两种，顺捻绳一般用于拖拉或牵引装置；反捻绳多用于吊装工作。
　　2．吊具
　　在构件安装过程中，常要使用一些吊装工具，如吊索、卡环、钢丝绳卡扣、横吊梁等。
　　1) 吊索
　　主要用来绑扎构件以便起吊，可分为环状吊索(又称万能用索)和开式吊索(又称轻便吊索或8被头吊索)两种，见图7-1。
　　2) 卡环
　　用于吊索与吊索或吊索与构件吊环之间的连接。它由弯环和销子两部分组成，按销子与弯环的连接形式分为卡环和柱绑扎，见图7-2。
图7-2 卡环及柱绑扎
　　活络卡环的销子端头和弯环孔眼无螺纹，可直接抽出，常用于柱的吊装。它的优点是在柱就位后，在地面用系在销子尾部的绳子将销子拉出，解开吊索，避免了高空作业。
　　3) 钢丝绳卡扣
　　钢丝绳卡扣用来连接两根钢丝绳，一般常用夹头固定法。通常用的钢丝绳夹头，有骑马式、压板式和拳握式三种，其中骑马式(见图7-3)连接力最强，应用也最广，压板式其次，拳握式由于没有底座，容易损坏钢丝绳，连接力也差，因此，只用于次要的地方。
　　4) 吊钩
　　吊钩有单钩和双钩两种。在吊装施工中常用的是单钩(见图7-4)，双钩多用于桥式和塔式起重机上。
　　5) 横吊梁
　　横吊梁又称铁扁担，见图7-5(a)。在吊装构件时，吊索与水平面的夹角越小，吊索受力越大。吊索受力越大，则其水平分力也就越大，对构件的轴向压力也就越大。当吊装水平长度大的构件时，为使构件的轴向压力不致过大，吊索与水平面的夹角应不小于45°。但是吊索要占用较大的空间高度，增加了对起重设备起重高度的要求，降低了起重设备的使用价值。
为了提高机械的利用程度，必须缩小吊索与水平面的夹角，因此而加大的轴向压力，由一金属支杆来代替构件承受，这一金属支杆就是所谓的横吊梁(又称铁扁担)。
　　横吊梁的作用有两个：一是减少吊索高度；二是减少吊索对构件的横向压力。
　　横吊梁常用形式有钢板横吊梁和钢管横吊梁。柱吊装采用直吊法时，常用钢板横吊梁，使柱保持垂直；吊屋架时，常用钢管横吊梁，可减小索具高度。
图7-3 钢丝绳卡扣
图7-4 吊钩
　　
图7-5 横吊梁和滑车
　　3．滑车和滑车组
　　滑车(见图7-5(b))是由滑轮做成，滑车组是由一定数量的定滑轮和动滑轮及绕过它们的绳索(钢丝绳)组成的简单起重工具，它既省力又能改变力的方向，主要用在桅杆式起重机上，用卷扬机通过滑车吊装重大构件。
　　4．倒链
　　倒链又称手拉葫芦(见图7-6)，可用来吊起较轻构件，如配合吊装时移动构件等，亦可用它拉紧桅杆的缆风绳，及运输中拉紧捆绑构件的绳索。其起重量一般常用3 t及5 t，大的可达10 t、20 t。现场使用时搭三脚架，在架中心下悬钢丝绳挂吊倒链，倒链的另一钩吊重物。
图7-6 倒链
　　5．卷扬机
　　卷扬机是配合桅杆吊的起重机具，在建筑施工中常用的电动卷扬机有快速和慢速两种。快速电动卷扬机(JJK型)主要用于垂直、水平运输和打桩作业，慢速电动卷扬机(JJM型)主要用于结构吊装、钢筋冷拉和预应力钢筋张拉作业。常用的电动卷扬机的牵引能力一般为1～10 t(10～100 kN)。
　　使用卷扬机时一定要选好位置，在吊装过程中不能移动。因为它需要用地锚等锚固方法固定住，才能平衡起吊构件的重量，以防止在工作时产生滑移或倾覆。
　　6．地锚
　　地锚是拉住卷扬机、缆风绳等的一种固定物件的装置。简单的地锚将木桩、铁棍桩打入土中，拴住钢丝绳拖住物件，见图7-7。还有水平地锚，几根圆木、钢管、型钢用钢丝绳捆绑后，横放在挖开的坑中，一根钢丝绳引出地面，坑用土及石子回填夯实。水平方向需用的圆木量，应根据固定物件需用多少拉力拉住而定。当需要很大拉力时，一般还应在水平方向圆木前，放置竖向圆木或钢管，以阻止圆木向前滑移，放置竖向圆木后可使土的接触面增大，从而加大横向抗拉能力。
　　
图7-7 卷扬机的固定拉锚示意
7.1.2 起重机械
　　在结构安装工程中，常用的起重机械主要有桅杆式起重机、自行式起重机以及塔式起重机。
　　1．桅杆式起重机
　　桅杆式起重机是由桅杆、转盘、底座、吊杆、起伏吊杆的滑车组、起重的滑车组和拉住桅杆的缆风钢丝绳组成。桅杆和吊杆起重量在10 t左右的，可用无缝钢管做成。大多用角钢组成的格构式截面作桅杆及吊杆，起重量最大的可达60 t左右。桅杆及吊杆高度可根据建筑物高度组装，最高的可达80 m左右。
　　在建筑工程中常用的桅杆式起重机有：独脚拔杆(见图7-8)、悬臂拔杆(见图7-9)、人字拔杆(见图7-10)和牵缆式桅杆(见图7-11)等。
　　
　　
图7-8 独脚拔杆
图7-9 悬臂拔杆
　　
　　
图7-10 人字拔杆
图7-11 牵缆式拔杆
　　桅杆式起重机具有制作简单、装拆方便、起重量大的特点，搭设时需设较多的缆风绳，移动较困难，灵活性也较差，所以桅杆式起重机一般多用于缺乏其他起重机械或安装工程量比较集中而构件又较重的工程。一般情况下用电源作动力，无电源时，可用人工绞盘。
图7-12 履带式起重机
　　2．自行式起重机
　　自行式起重机是可以自己行走的起重机，按其行走方式不同可分为履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机。
　　1) 履带式起重机
　　履带式起重机是由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成，见图7-12。行走装置为链式履带，以减少对地面的压力。回转机构为装在底盘上的转盘，使机身可回转360°。机身内部有动力装置、卷扬机及操纵系统。
　　履带式起重机的特点是操纵灵活，本身能回转360°，在平坦坚实的地面上能负荷行驶。由于履带的作用，不仅可在松软、泥泞的地面上作业，还可以在崎岖不平的场地行驶。目前，在装配式结构施工中，特别是单层工业厂房结构安装中，履带式起重机得到了广泛的应用。
　　履带式起重机的缺点是稳定性较差，不能超负荷吊装，行驶速度慢且履带易损坏路面。因此，其转移时多用平板拖车装运。
　　目前，在结构安装工程中常用的国产履带式起重机，主要有以下几种型号：W1-50、W1-100、W1-200、西北78D等。此外，还有一些进口机型。
　　W1-50型的最大起重量为100 kN，采用液压杠杆联合操纵，吊杆可接长到18 m。这种起重机车身小、自重轻、速度快，可在较狭窄的场地工作，适用于吊装跨度在18 m以下、安装高度在10 m左右的小型厂房和做一些辅助工作，如装卸构件等。
　　W1-100型的最大起重量为150 kN，采用液压操纵。与W1-50型相比，这种起重机车身较大，速度较慢，但由于有较大的起重量和接长的起重臂，适用于吊装跨度在18～24 m的厂房。
　　W1-200型的最大起重量为500 kN，主要机构由液压操纵，辅助机械用杠杆和电气操纵，吊杆可接长到40 m。这种起重机车身特别大，适用于大型工业厂房安装。
图7-13 汽车式起重机
　　2) 汽车式起重机
　　汽车式起重机是把起重机构安装在普通载重汽车或专用汽车底盘上的一种自行式起重机，见图7-13。起重臂的构造形式有桁架臂和伸缩臂两种，其行驶的驾驶室与起重操纵室是分开的。
图7-14 轮胎式起重机
　　汽车式起重机的优点是行驶速度快、转移迅速、对路面破坏性小。因此，特别适用于流动性大、经常变换地点的作业。其缺点是安装作业时稳定性差。为增加其稳定性，设有可伸缩的支腿，起重时支腿落地。这种起重机不能负荷行驶，由于机身长，行驶时的转弯半径较大。
　　3) 轮胎式起重机
　　轮胎式起重机是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机，其上部构造与履带式起重机基本相同，见图7-14。
为了保证安装作业时机身的稳定性，起重机设有四个可伸缩的支腿，在平坦地面上可不用支腿进行小起重量吊装及吊物低速行驶。
　　与汽车式起重机相比，其优点有：轮距较宽、稳定性好、车身短、转弯半径小，可在360°范围内工作。
　　其缺点是：行驶时对路面要求较高，行驶速度较汽车式慢，不适于在松软泥泞的地面上工作。
　　3．塔式起重机
　　塔式起重机具有竖直的塔身，其起置臂安装在塔身顶部与塔身组成“Г”形，使塔式起重机具有较大的工作空间，广泛应用于多层及高层建筑工程施工中。
　　塔式起重机种类繁多，常用的类型有附着式塔式起重机和爬升式塔式起重机。
　　1) 附着式塔式起重机
　　附着式塔式起重机是固定在建筑物近旁混凝土基础上的起重机械，它可借助顶升系统随着建筑施工进度而自行向上接高。为了减小塔身的计算长度，规定每隔20 m左右将塔身与建筑物用锚固装置联结起来。
　　这种塔式起重机宜用于高层建筑施工。
　　2) 爬升式塔式起重机
　　爬升式塔式起重机安装在高层建筑的结构部位，每吊装1～2层楼的构件后，向上爬升一次。这类起重机主要用于高层建筑结构安装。其特点是机身体积小、重量轻、安装简单，适于现场狭窄的高层建筑结构安装。
　　4．起重机的参数
　　起重机主要技术性能包括三个参数：起重量Q、起重半径R及起重高度H。
　　其中，起重量Q指起重机安全工作所允许的最大起重重物的质量，起重半径R指起重机回转轴线至吊钩中心的水平距离，起重高度H指起重吊钩中心至停机地面的垂直距离。
　　起重量Q、起重半径R、起重高度H这三个参数之间存在相互制约的关系，其数值的变化取决于起重臂的长度及其仰角的大小变化。
每一种型号的起重机都有几种臂长，当臂长L一定时，随起重臂仰角α的增大，起重量Q和起重高度H增大，而起重半径R减小。当起重臂仰角α一定时，随着起重臂长L增加，起重半径R及起重高度H增加，而起重量Q减小。

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