资源简介

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建筑施工技术
Construction Technology of
Civil Engineering
任务四 钢结构单层工业厂房的制作安装
目录
CONTENTS
一、一般规定
二、钢结构单层工业厂房的安装
01
一般规定
1.轻钢门式刚架的组成
1. 主结构： 横向刚架、支撑体系等；
2. 次结构： 屋面檩条和墙面檩条等；
3. 围护结构： 屋面板和墙板；
4. 辅助结构： 楼梯、平台、扶栏
5. 基础。
Composition of light steel portal frame
（1）单层工业厂房安装前，应按变形缝或空间刚度单元等划分成一个或若干个检验批。
（2）钢结构安装检验批应在进场验收和焊接连接、紧固件连接、制作等分项工程验收合格的基础上进行验收。
（3）安装的测量校正、高强度螺栓安装、负温度下施工及焊接工艺等，应在安装前进行工艺试验或评定，并应在此基础上制订相应的施工工艺或方案。
（4）安装偏差的检测，应在结构形成空间刚度单元连接固定后进行。
一般规定
（5）安装时，必须控制屋面、楼面、平台等的施工荷载和冰雪荷载等，严禁超过桁架、楼面板、屋面板、平台铺板等的承载能力。
（6）在形成空间刚度单元后，应及时对柱底板和基础顶面的空隙进行细石混凝土、灌浆料等二次浇灌。
（7）起重机梁或直接承受动力荷载的梁及其拉翼缘、吊车桁架或直接承受动力荷载的桁架及其受拉弦杆上不得焊接悬挂物和卡具。
02
钢结构单层工业厂房的安装
柱子安装
1、放线
柱子安装前应设置标高观测点和中心线标志：
1）标高观测点的设置应符合下列规定：
（1）标高观测点的设置以牛腿支承面为基准，设在柱的便于观测处。
（2）无牛腿柱，以柱顶端与屋面梁连接的最上一个安装孔中心为基准。
2）中心线标志的设置应符合下列规定：
（1）在柱底板上表面上行线方向设一个中心标志，列线方向两侧各设一个中心标志。
（2）在柱身表面上行线和列线方向各设一个中心线，每条中心线在柱底部、中部（牛腿或肩梁部）和顶部各设一处中心标志。
人字扒杆
3、 吊装
钢柱起吊前，以牛腿支承面为基准在钢柱上划出500~1000mm标高线，以便安装固定前后作复查平面标高基准面。
正式吊装前：为保证钢柱吊装和调整及焊接工作的安全，需在钢柱吊装前把相应的操作平台、上下爬梯、防坠器等固定于钢柱上。
从柱底板向上500mm～1000mm处，划一水平线
吊点的选择
吊点位置及吊点的数量，根据钢柱的形状、断面、长度、重量、吊机的起重性能等具体情况确定。
一般钢柱弹性较好，吊点采用一点起吊，吊耳放置在柱顶处，柱身垂直、易于对线校正，对线校正。
由于通过柱的重心位置，受到起重臂的长度限制，吊点也可设置在柱的1/3处，吊点斜吊，由于钢柱倾斜，但对线校正比较困难。
对于长细钢柱，为防止钢柱变形，可采用二点或三点起吊。
斜吊绑扎法
直吊绑扎法
起吊方法：
根据起重设备和现场条件确定，可用单机、二机、三机吊装等。
A、旋转法
钢柱运输到现场，起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将钢柱吊起。
B、滑行法（常在预制钢筋混凝土单层厂房采用）
单机或双机抬吊钢柱起重机只起钩，使钢柱柱脚滑行而将钢柱吊起方法，在钢柱与地面之间铺设滑行道。
C、递送法
双机或三机抬吊，为减少钢柱脚与地面的摩阻力，其中一台为副机，吊点选择在钢柱下面，起吊柱时配合主机起钩，随着主机的起吊，副机要行走或回转，在递送过程中，副机承担了一部分荷重，将钢柱脚递送到钢柱基础上面，副机摘钩，卸掉荷载，此刻主机满载，将钢柱就位。
吊装前的准备工作就绪后，首先进行试吊。
吊起柱下端距离基础面高度为500mm时应停吊，检查索具牢固和吊车稳定位于安装基础时，可指挥吊车缓慢下降。
当柱底距离基础位置200mm时，调整柱底与基础两基准线达到准确位置，指挥吊车下降就位，并拧紧全部基础螺栓螺母，临时将柱子加固，达到安全方可摘除吊钩。
为避免吊起的钢柱自由摆动，应在柱底上部用麻绳绑好，作为牵制溜绳的调整方向。
4、钢柱调整
钢柱校正工作主要是校正垂直度和复查标高。
注意事项：
1． 柱校正应先校正偏差大的一面，后校正偏差小的一面，如两个面偏差数字相近，则应先校正小面，后校正大面。
2． 柱在两个方向垂直度校好后，应再复查一次平面轴线和标高，如符合要求，则拧紧所有地脚螺栓上的螺母，并按设计要求做好防松措施，使其松紧一致，以免在风力作用下向松的一面倾斜。
3．风力影响。风力对柱面产生压力，柱面的宽度越宽，柱子高度越高，受风力影响也就越大，影响柱子的侧向弯曲也就越甚。因此，柱子校正操作时，当柱子高度在8m 以上，风力超过5 级时不能进行。
4． 温度影响。温度的变化（阳光、温差）会引起柱子侧向弯曲，使柱顶移位。
钢柱的垂直度校正 具体做法
钢柱吊装柱脚穿入基础螺栓就位后，柱子校正工作主要是对标高进行调整和对垂直度进行校正，钢柱垂直度的校正，可采用起吊初校加千斤顶复校的办法，其操作要点如下：
A 起吊初校：
对钢柱垂直度的校正，可在吊装柱到位后，利用起重机起重臂回转进行初校，一般钢柱垂直度控制在20mm之内，拧紧柱底地脚螺栓，起重机方可松钩。
钢柱的垂直度校正 具体做法
B千斤顶校正：在千斤顶校正过程中须不断观察柱底和砂浆标高控制垫块之间是否有间隙，以防校正过程中顶升过度造成水平标高产生误差。
待垂直度校正完毕，再度紧固地脚螺栓，并塞紧柱子底部四周的承重校正块（每摞不得多于三块），用电焊点焊固定
C 焊接靠模：为了防止钢柱在垂直度校正过程中产生轴线位移，应在位移校正后在柱子底脚四周用4～6块l0mm厚钢板作定位靠模，并用电焊与基础面预埋件焊接固定，防止移动。
项 目 允许偏差/mm 图 例 检验方法
柱脚底座中心线 对定位轴线的偏移 5.0 用吊线和钢尺检查
柱基准 点标高 有吊车梁 的柱 +3.0 -5.0 用水准仪检查
无吊车梁 的柱 +5.0 -8.0 弯曲矢高 H/1200，且不应大于15.0 用经纬仪或拉线
和钢尺检查
柱 轴 线 垂 直 度 单 层 柱 H≤10m H/1000 用经纬仪或吊线
和钢尺检查
H>10m H/1000，且不应大于25.0 多 节 柱 单节柱 H/1000，且不应大于10.0 柱全高 35.0 吊车梁安装
柱子就位调整好之后，便可安装吊车梁。
1、吊点选择的基本原则
钢吊车梁一般采用两点绑扎，对称起吊。
吊钩应对称于梁的重心，以便使梁起吊后保持水平。
梁的两端用油绳控制，以防吊升就位时左右摆动，碰撞柱子。
吊车梁安装
对设有预埋吊环的钢吊车梁，可采用带钢钩的吊索直接钩住吊环起吊；
对未设置吊环的钢吊车梁，可在梁端靠近支点处用轻便吊索配合卡环绕钢吊车梁下部，左右对称绑扎起吊；
或用工具式吊耳起吊。
当起重能力允许时，也可采用将吊车梁与制动梁（或桁架）及支撑等组成一个大部件进行整体吊装。
2、吊升就位和临时固定
机械选择：
在屋盖吊装之前安装钢吊车梁时，可采用各种起重机进行；
在屋盖吊装完毕之后安装钢吊车梁时，可采用短臂履带式起重机或独脚桅杆进行；
如无起重机械，也可在屋架端头或柱顶拴滑轮组来安装钢吊车梁，采用此法时对屋架绑扎位置应通过验算确定。
屋盖吊装之前安装钢吊车梁
屋盖吊装完毕之后安装钢吊车梁
安装顺序可由一端向另一端，或从中间向两端顺序进行。
当梁吊升至设计位置离支座顶面约20cm时，用人力扶正，使梁中心线与支承面中心线（或已安装相邻梁中心线）对准，使两端搁置长度相等，缓缓下落。
如有偏差，稍稍起吊用撬杠撬正；
如支座不平，可用斜铁片垫平。
一般情况下，吊车梁就位后，因梁本身稳定性较好，仅用垫铁垫平即可，不需采取临时固定措施。
当梁高度与宽度之比大于4，或遇五级以上大风时，脱钩前，宜用铁丝将钢吊车梁临时捆绑在柱子上临时固定，以防倾倒。
3、校正钢吊车梁
轻型钢吊车梁校正一般在梁全部吊装完毕，屋面构件校正并最后固定后进行。
但对重量较大的钢吊车梁，因脱钩后撬动比较困难，宜采取边吊边校正的方法。
校正内容包括中心线（横向位移）、轴线间距（跨距）、标高、垂直度等。
纵向位移在就位时已基本校正。故校正主要为横向位移
吊车梁中心线与轴线间距校正：
先在吊车轨道两端的地面上，根据柱轴线放出吊车轨道轴线，
用钢尺校正两轴线的距离，
再用经纬仪、钢丝挂线锤、在两端拉钢丝等方法较正。
钢丝挂线锤
如有偏差，
用撬杠拨正
液压千斤顶侧向顶正。
在柱头挂倒链将吊车梁吊起或用杠杆将吊车梁抬起，再用撬杠配合移动拨正。
吊车梁标高的校正：
当一跨间（即两排）吊车梁全部吊装完毕后，将一台水准仪架设在某一钢吊车梁上或专门搭设的平台上，进行每梁两端的高程测量，计算各点所需垫板厚度。
重型柱可在梁一端下部用千斤顶顶起填塞铁片。
校正时用撬杠撬起
或在柱头屋架上弦端头节点上挂倒链将吊车梁的一端吊起。
吊车梁垂直度的校正：
在校正标高的同时，用靠尺或线锤在吊车梁的两端测垂直度（如图所示），用楔形钢板在一侧填塞校正。
4、最后固定
钢吊车梁校正完毕后应立即固定：
1、柱子为钢筋混凝土柱：将钢吊车梁与柱牛腿上的预埋件焊接牢固。
2、柱子为钢柱：将螺母拧紧，将支座与牛腿上垫板焊接进行最后固定。
大跨屋架的吊装
扩大组合拼装单元的吊装
单点起吊屋架
屋架（梁）安装
屋架梁安装、高强螺栓安装
采用分件安装法、节间安装法、综合安装法进行刚架梁的吊装并进行高强螺栓连接，即可完成门式刚架斜梁的安装。
门式刚架斜梁的安装的重点是高强螺栓连接施工。
1、钢梁的安装
组装
钢梁安装应在柱子校正符合规定后进行。
将钢梁运至现场组装时，拼装平台应平整，现场组装的平台支承点高度差不应大于L/1000（L为支点间距离）。
构件组装应按制作单位的编号和顺序进行，不得随意调换。
组拼时应保证钢梁总长及起拱尺寸的要求。组装后经验收方允许吊装。
钢梁安装顺序为：钢梁组装→扶直→绑扎→吊升→校正→固定。
扶直钢梁时，起重机的吊钩应对准钢梁中心，吊索应左右对称，受力均匀，吊索与水平面的夹角不小于45°，在刚梁接近扶直时，吊钩应对准钢梁两落地端支承点连线的中点，防止钢梁摆动。
扶直
门式刚架的钢梁侧向刚度较差，当屋面坡度较大时，组装成整体的人字形钢梁在扶直过程中由于自重影响可能发生扭曲。
因此，在人字形钢梁扶直时必须采取一定措施。
绑扎
钢梁的绑扎点应左右对称，并高于钢梁重心，使钢梁起吊后基本保持水平，不晃动，不倾翻。
在钢梁两端应加绳，以控制钢梁转动。
一般来说，钢梁跨度小于或等于27m时绑扎两点；当跨度大于27m时需绑扎4点。
过长钢架吊装防变形措施-绑扎4点
为防止较长钢架在起吊过程中变形，较长构件的吊装采取双机抬吊、四点吊装的方法，四点吊装起吊时四点同步受力，这样起吊过程中钢架可达到均匀受力，在吊装过程中可保持设计尺寸，合乎规范要求。
绑扎时吊索与水平线的夹角不宜小于45°，以免钢梁承受过大的横向压力。当夹角小于45°时，为了减少钢梁的起吊高度及所受的横向力，可采用横吊梁。
横吊梁的选用应经过计算确定，以确保施工安全。
钢梁吊升是先将钢梁吊离地面约300mm，并将钢梁转运至吊装位置下方；
然后再起钩，将钢梁提升到超过安装位置100mm；
最后利用钢梁端头的溜绳，将钢梁调整对准柱头，并缓缓降至安装点，用撬棍配合进行对位。
钢梁对位应以建筑物的定位轴线为准。
在钢梁吊装前，应当用经纬仪或其他工具，在柱顶放出建筑物的定位轴线。
如柱顶截面中线与定位轴线偏差过大时，可逐间调整纠正。
钢梁对位后，立即进行临时固定。
临时固定稳妥后，起重机才可摘钩离去。
用经纬仪检查竖向偏差的方法：
在钢梁上安装三个卡尺，一个安装在上弦中点附近，另两个分别安装在钢梁的两侧;
自钢梁几何中线向外量出一定距离（一般可取500mm），在卡尺上作出标志。
然后在距钢梁中线同样距离（500mm）处设置经纬仪，观测三个卡尺上的标志是否在同一垂面上。
钢梁的竖向偏差可用垂球或经纬仪检查。
项 目 允许偏差（mm）
梁跨中垂直度 H/500
梁挠曲 侧向 L/1000
垂直方向 +10.0，-5.0
相邻梁接头部位 中心错位 3.0
顶面高差 2.0
相邻梁顶面高差 支承处 10.0
其它处 L/500
刚架斜梁安装的允许偏差
Allowable deviation of rigid frame inclined beam installation
1. 钢柱的安装
（1）柱子安装前应设置标高观测点和中心线标志，并且与土建工程一致。标高观测点的设置应以牛腿（肩梁）支承面为基准，设在柱的便于观测处；无牛腿（肩梁）柱，应以顶端与桁架连接的最后一个安装孔中心为基准。
（2）中心线标志的设置应符合下列规定：在柱底板的上表面行线方向设一个中心标志，列线方向两侧各设一个中心标志。在柱身表面的行线和列线方向各设一个中心线，每条中心线在柱底部、中部（牛腿或肩梁部）和顶部各设一处中心标志。
双牛腿（肩梁）柱在行线方向的两个柱身表面分别设中心标志。
（3）多节柱安装时，宜将柱组装后再整体吊装。
（4）钢柱安装就位后需要调整时，校正应符合下列规定：应排除阳光侧面照射所引起的偏差。应根据气温（季节）控制柱垂直度偏差：气温接近当地年平均气温时（春、秋季），柱垂直偏差应控制在“0”附近；气温高于或低于当地平均气温时，应以每个伸缩段（两伸缩缝间）设柱间支撑的柱子为基准；垂直度校正接近至“0”时，行线方向连跨应以与屋架刚性连接的两柱为基准；此时，当气温高于平均气温（夏季）时，其他柱应倾向基准点相反方向；气温低于平均气温（冬期）时，其他柱应倾向基准点方向。柱的倾斜值应根据施工时的气温和构件跨度与基准的距离而定。
（5）柱子安装的允许偏差应符合相关要求。
（6）屋架、起重机梁安装后，进行总体调整，然后固定连接。固定连接后尚应进行复测，超差的应进行调整。
（7）对长细比较大的柱子，吊装后应增加临时固定措施。
（8）柱子支承的安装应在柱子校正后进行，只有在确保柱子垂直度的情况下，才可安装柱间支承，且支承不得弯曲。
（9）单层钢结构的安装中，柱子安装的允许偏差应符合表6-2的规定。
表6-2 单层钢结构中柱子安装的允许偏差（mm）
2. 钢起重机梁的安装
（1）测量准备。
用水准仪测出每根钢柱上的标高观测点在柱子校正后的标高实际变化值，做好实际测量标记。
根据各钢柱上搁置起重机梁的牛腿面的实际标高值，以标高值为基准，得出各钢柱上搁置起重机梁的牛腿面的实际标高差。根据各个标高差值和起重机梁的实际高差来加工不同厚度的钢垫板，同一牛腿面上的钢垫板应分成两块加工。吊装起重机梁前，将垫板点焊在牛腿面上。
在进行安装之前，应将起重机梁的分中标记引至起重机梁的端头，以利于吊装时按柱牛腿的定位轴线临时定位。
（2）吊装。
钢起重机梁吊装在柱子最后固定、柱间支承安装完毕后进行。吊装时，一般利用梁上的工具式吊耳作为吊点或捆绑法进行吊装。
在屋盖吊装前安装起重机梁，可采用单机吊和双机抬吊等吊装方法。在屋盖吊装后安装起重机梁，最佳的吊装方法是利用屋架端头或柱顶拴滑轮组来吊装，或用短臂起重机或独脚拔杆起重机吊装。
（3）起重机梁的校正。
钢起重机梁的校正包括标高调整、纵横轴线和垂直度的调整。钢起重机梁的校正必须在结构形成刚度单元以后才能进行。
纵、横轴线校正：柱子安装后，应及时将柱间支撑安装好形成排架，用经纬仪在柱子纵向侧端部把柱基控制轴线引到牛腿顶部的水平位置，定出正确轴线距起重机梁中心线的距离，在起重机梁顶面中心线拉一通长钢丝（也可用经纬仪），逐根将梁端部调整到位。为方便调整位移，起重机梁下翼缘一端为正圆孔，另一端为椭圆孔，用千斤顶和手拉葫芦进行轴线位移，将铁楔再次调整、垫实。
当两排起重机梁纵、横轴线无误时，复查起重机梁跨距。起重机梁的标高和垂直度的校正可通过对钢垫板的调整来实现。起重机梁的垂直度校正应和起重机梁轴线的校正同时进行。
（4）根据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205—2020）的规定，钢起重机梁安装的允许偏差见表6-3。
表6-3 钢起重机梁安装的允许偏差mm
3. 吊车轨道的安装
（1）吊车轨道的安装应在起重机梁安装符合规定后进行。
（2）吊车轨道的规格和技术条件应符合设计要求和国家现行相关标准的规定，如有变形，经矫正后方可安装。
（3）在起重机梁顶面上弹放墨线的安装基准线，也可在起重机梁顶面上拉设钢线，作为轨道安装基准线。
（4）轨道接头采用鱼尾板连接时，要做到：
1）轨道接头应顶紧，间隙不应大于3mm；接头错位不应大于1mm。
2）伸缩缝应符合设计要求，其允许偏差为±3mm。
3）轨道采用压轨器与起重机梁连接时，要做到：压轨器与起重机梁上翼应密贴，其间隙不得大于0.5mm，有间隙的长度不得大于压轨器长度的1/2；压轨器固定螺栓紧固后，螺纹露长不应少于两倍螺距。
（5）轨道端头与车挡之间的间隙应符合设计要求，当设计无要求时，应根据温度留出轨道自由膨胀的间隙。两车挡应与起重机缓冲器同时接触。
4. 钢屋架安装
钢屋架吊安装前，必须对柱子横向进行复测和复校。钢屋架的侧向刚度较差，安装前需要加固。单机吊（一点或二、三、四点加铁扁担办法）要加固下弦，双机起吊要加固上弦。
吊装时，保证屋架下弦处于受拉状态，试吊至地面50cm 检查无误后再继续起吊。
屋架的绑扎点必须绑扎在屋架节点上，以防构件在吊点处产生弯曲变形。其吊装流程如下：第一榀钢屋架起吊时，在松开吊钩前，做初步校正，对准屋架基座中心线和定位轴线，进行就位。就位后，在屋架两侧用缆风绳固定。如果端部有挡风柱，校正后可用挡风柱固定，调整屋架的垂直度，检查屋架的侧向弯曲情况。第二榀屋架起吊就位后，不要松钩，用绳索临时与第一榀钢屋架固定，安装支撑系统及部分檩条，每坡用一个屋架间调整器，
进行屋架垂直度校正，固定两端支座处（螺栓固定或焊接），安装垂直支撑和水平支撑，检查无误后，成为样板间，以此类推。
为减少高空作业，提高生产效率，应在地面上将天窗架预先拼装在屋架上，并将吊索两面绑扎，把天窗架夹在中间，以保证整体安装的稳定。
钢屋架垂直度校正法如下：在屋架下弦一侧拉一根通长钢丝，同时在屋架上弦中心线引出一个同等距离的标尺，用线坠校正，或用经纬仪进行校正。
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，从屋架中线处用标尺挑出a 距离，三点在一条线上，即可使屋架垂直，图6-36中将线坠和通长钢丝换成钢丝绳即可。
图6-36 钢屋架垂直校正示意
5. 维护系统结构的安装
墙面檩条等构件的安装，应在主体结构调整定位后进行，可用拉杆螺栓调整墙面檩条的平直度。
6. 钢平台、钢梯及栏杆的安装
（1）钢平台、钢梯、栏杆的安装，应符合设计要求及相关规定。
（2）平台钢弧应铺设平整，与支撑梁密贴，表面应有防滑措施，栏杆的安装应牢固可靠，扶手转角应光滑。

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