單層工業廠房吊裝方案設計
深圳廠房信息網提供:一、指導要求1.了解裝配式單層工業廠房的整個施工過程。2.掌握單層工業廠房結構安裝工程的施工方案,包括:起重機設備類型和型號的選擇,各種構件吊裝工藝,單層工業廠房結構安裝方法等。
二、設計方法、步驟
d結構吊裝aozh工藝和吊裝安全技術等等ngdengzhhianbngjia單層工業廠房結構的特點是:平面尺寸大、承重結構的跨度與柱距大、構件類型少及重量大、廠房內還有設備基礎等。裝配式單層鋼筋混凝土結構廠房主要由柱、吊車梁、聯系梁、屋架、天窗架和屋面板等主要構件組成,而柱和屋架則組成一個承重的骨架。這些構件就是結構吊裝的主要對象。
吊裝方案是吊裝施工的指導性文件,根據建筑物的結構形式、跨度、安裝高度、吊裝工程質量、構件重量、工期長短、現有起重設備、施工現場環境、土建工程的施工方法等因素來編制,并應符合下述原則:
工期短,能按期或提前完成計劃
能保證工程質量
能保證生產安全
機械化程度高,操作簡便,勞動強度低
工程成本低
積極推廣新技術、新工藝
使用現有起重運輸機械和設備
有利于土建工程、設備安裝等其他工序的施工
吊裝方案的內容包括:吊裝方法、起重機選擇與開型、構件的平面布置、吊裝前的準備工作、構件的吊裝工藝和吊裝安全技術等等。
(一)工程概況
單層廠房依其生產規模,分成大、中、小型;依其主要承重結構的材料,分成鋼筋混凝土結構、混合結構和鋼結構。對于小型廠房通常選用混合結構,即采用以鋼筋混凝土或輕鋼屋架、承重磚柱作為主要構件的結構。其余大部分廠房都選用鋼筋混凝土結構,且盡可能采用裝配式和預應力混凝土結構。
單層廠房常用的結構型式有排架結構和剛架結構。目前大多數單層廠房采用鋼筋混凝土排架結構。這種結構的剛度較大,耐久性和防火性較好,施工也較方便。根據廠房生產和建筑要求的不同,鋼筋混凝土排架結構又可分為單跨、兩跨或多跨等高和兩跨或多跨不等高形式。按主體承重結構的方向分,有橫向承重結構和縱向承重結構。
單層廠房鋼筋混凝土排架結構大多采用裝配式,它的空間高度大、跨度大;由屋架吊車梁、柱、基礎等構件組成,除基礎為現澆鋼筋混凝土杯基礎外(當中、重型單層工業廠房建于土質較差的地區時,一般需采用樁基礎),其他構件均需預制和吊裝,外墻僅起圍護作用。
單跨單層工業廠房,其跨度在24m以內,起重高度在18m以下,一般采用一臺自行臂式起重機進行單機吊裝;跨度在30~36m的鋼筋混凝土結構,在缺乏大型起重機械的情況下,常采用雙機臺吊;跨度在60m以上的大跨度,柱子常用自行臂式起重機或土拔桿吊裝,屋蓋常采用鋼帶提升設備等專用設備整體吊裝;在起重機缺乏的情況下,可采用拔桿吊裝。
(二)結構吊裝方法
單層工業廠房的結構吊裝方法,有分件吊裝法、綜合吊裝法和混合吊裝法三種:
(1)分件吊裝法:指起重機在車間內每開行一次僅吊裝一種或兩種構件。通常分三次開行吊裝完全部構件。
第一次開行——吊裝全部柱子,并對柱子進行校正和最后固定;
第二次開行——吊裝吊車梁、聯系梁以及柱間支撐等;
第三次開行——分節間吊裝屋架、天窗架、屋面板、屋面支撐及抗風柱等。
在第一次開行(柱子吊裝之后),起重機即進行屋架的扶直排放以及吊車梁、聯系梁、屋面板的擺放布置。
優點:由于每次基本安裝同類構件,索具不需經常更換。操作程序基本相同,所以安裝速度快。構件校正、接頭焊接、灌縫、混凝土養護時間充分。構件供應、現場平面布置比較簡單。
缺點:不能為后續工程及早提供工作面,起重機開行路線長,同時,也有柱子固定工作跟不上吊裝速度的問題。一般單層廠房多采用分件吊裝法。
(2)綜合吊裝法:起重機在車間內的一次開行中,分節間安裝完各種類型的構件,即先吊裝4~6根柱,并立即加以校正和最后固定,接著吊裝聯系梁、吊車梁、屋架、天窗架、屋面板等構件。起重機在每一個停機點上,要求安裝盡可能多的構件。
優點:停機點少,開行路線短;每一節間安裝完畢后,即可為后續工作開辟工作面,使各工種能進行交叉平行流水作業,有利于加快施工速度。并且能保證質量,吊裝誤差能及時發現和糾正,同時吊完一個節間,全部構件已經校正和固定,這一節間已成為一個穩定的整體,由利于保證工程質量。
缺點:由于要同時安裝各種不同類型的構件,影響安裝效率的提高;使構件供應和平面布置復雜;構件校正和最后固定時間緊迫;構件校正工作較為復雜,混凝土柱與杯形基礎接頭的混凝土結硬需要有一定的時間,柱子的固定跟不上吊裝速度。
因此,目前很少采用,只有對某些結構(如門架式結構)必須采用綜合安裝法時,或當采用移動比較困難的桅桿式起重機進行安裝時,才采用此法。
(3)混合吊裝法:即分件吊裝和綜合吊裝相結合的方法。由于分件安裝法與綜合安裝法各有優缺點,因此,目前有不少工地采用分件吊裝法吊裝柱,而用綜合吊裝法來吊裝吊車梁、聯系梁、屋架、屋面板等各種構件。
第一次開行將全部(或一個區段)柱子吊裝完畢并校正固定,杯口二次灌漿混凝土強度達到設計的70%后,第二次開行吊裝柱間支撐,吊車梁、聯系梁,第三次開行分節間吊裝屋架、天窗架、屋面板等其余全部構件。
(三)起重機具及其選擇
起重機具有索具設備和起重機械。索具設備主要應用于吊裝工程中的構件綁扎、吊運。包括鋼絲繩、吊索、卡環、橫吊梁、卷揚機、鉚碇等。
結構吊裝工程中常用的起重機械有自行桿式起重機、桅桿式起重機和塔式起重機等。前兩種是單層廠房吊裝中用得比較多的。其中自行桿式起重機又包括履帶式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機。
1.索具設備
(1)鋼絲繩
鋼絲繩是起重機械中用于懸吊、牽引或捆縛重物的物件。它是由許多根直徑為0.4~2mm、抗拉強度為1200~2200MPa的鋼絲按一定規則捻制成的。按照捻制方法不同,分為單繞、雙繞和三繞,建筑施工中常用的是雙繞鋼絲繩,它是由鋼絲捻成股,再由多股圍繞繩芯繞成繩。雙繞鋼絲繩按照捻制方向分為同向繞、交叉繞和混和繞三種,如圖所示。同向繞是鋼絲繩捻成股的方向與股捻成繩的方向相同,這種繩的撓性好、表面光滑磨損小,但易松散和扭轉,不宜用來懸吊重物。交叉繞是指鋼絲捻成股的方向與股捻成繩的方向相反,這種繩不易松散和扭轉,宜作起吊繩,但撓性差。混合繞指相鄰兩股的鋼絲繞向相反,性能介于兩者之間,制造復雜,用得較少。
鋼絲繩的表示方法如6x19+1指共有6股,每股由19根細鋼絲擰成,另加一根油麻芯。每股內鋼絲繩數量越多,每根鋼絲的直徑就約細,鋼絲繩越柔軟。6x19+1的鋼絲繩,鋼絲較粗,硬而耐磨,不易彎曲,宜用于拉索。6x37+1的鋼絲繩,比較柔軟,易彎曲,一般用于滑車組,6x61+1鋼絲繩更柔軟,更易彎曲,用作起重機械的吊索。
(2)吊索
吊索是一種用鋼絲繩(6x37或6x61等)制成的吊裝索具。吊索主要用于綁扎構件以便起吊。
吊索主要有兩種類型:環狀吊索(萬能吊索/閉式吊索)和輕便吊索(8股頭吊索/開式吊索)。兩種吊索如圖所示。
吊索是用鋼絲繩制作而成的,鋼絲繩吊索的接頭方式包括編接和卡接兩種。吊索的接頭方式最好采用編接,即將鋼絲繩分股拆股,并按一定的方法編插在鋼絲繩股內形成一個牢固的接頭。當吊索采用鋼絲繩夾頭(鋼絲繩卡)制作時長采用鋼絲繩夾頭來固定鋼絲繩端,鋼絲繩夾頭主要有騎馬式夾頭、壓板式夾頭和拳握式夾頭三種,其中,騎馬式是最常采用的。
(3)卡環
卡環(卸甲)用于吊索之間或吊索構件之間的連接,固定和扣緊吊索。卡環由彎環和銷子兩部分組成。卡環可以分為直形卡環(螺栓式和活絡式)兩種類型,如圖所示。
(4)橫吊梁
橫吊梁又稱鐵扁擔,主要用于柱和屋架等的吊裝。常用的橫吊梁包括以下幾種:
①滑輪橫吊梁
用于8t以下的柱子吊裝,能夠保證在起吊和直立柱子時,使吊索受力均勻,柱子易于垂直,便于就位。
②鋼板橫吊梁
用于10t以下的柱子吊裝。
③桁架橫吊梁
用于雙機臺吊安裝柱子,能夠使吊索受力均勻,柱子吊直后能夠繞轉軸旋轉,便于就位。
④鋼管橫吊梁
用于屋架吊裝,能夠降低起吊高度,減小吊索的水平分力對屋架的壓力。
橫吊梁的構造如圖所示。
所有的橫吊梁都應進行驗算后方能使用。
(5)卷揚機
卷揚機又稱絞車。按驅動方式可分為手動卷揚機和電動卷揚機。卷揚機在結構吊裝中是最常用的工具。
用于結構吊裝的卷揚機多為電動卷揚機。電動卷揚機主要由調動機、卷筒、電磁制動器和減速機構等組成。卷揚機分快速和慢速兩種。快速電動卷揚機主要用于垂直運輸和打樁等作業;慢速電動卷揚機主要用于結構吊裝、鋼筋冷拉、預應力筋張拉等作業。
選用卷揚機的主要技術參數是卷筒牽引力、鋼絲繩的速度和卷筒容繩量。
使用卷揚機應當主意:
①為使鋼絲繩能自動在卷筒上往復纏繞,卷揚機的安裝位置應使距第一個導向滑輪的距離l為卷筒長度a的15倍,即當鋼絲繩在卷筒邊時,與卷筒中垂線的夾角不大于2℃,如圖所示。
②鋼絲繩引入卷筒時應接近水平,并應從卷筒的下面引入,以減少卷揚機的傾覆力矩;
③卷揚機在使用時必須作可靠的固定,如做基礎固定、壓重物固定、設錨碇固定或利用樹木、構筑物等作固定。
(6)錨碇
錨碇又叫地錨,是用來固定纜風繩和卷揚機的,它是保證把桿穩定的重要組成部分,一般有樁式錨碇和水平錨碇兩種。
樁式錨碇系用木樁或型鋼打入土中而成。
水平錨碇可承受較大荷載,分無板柵水平錨碇和有板柵水平錨碇兩種,見下圖。
水平錨碇的計算內容:在垂直分力作用下錨碇的穩定性;在水平分力作用下側向土壤的強度;錨碇橫梁計算。
深圳廠房信息網提供:一、指導要求1.了解裝配式單層工業廠房的整個施工過程。2.掌握單層工業廠房結構安裝工程的施工方案,包括:起重機設備類型和型號的選擇,各種構件吊裝工藝,單層工業廠房結構安裝方法等。
二、設計方法、步驟
d結構吊裝aozh工藝和吊裝安全技術等等ngdengzhhianbngjia單層工業廠房結構的特點是:平面尺寸大、承重結構的跨度與柱距大、構件類型少及重量大、廠房內還有設備基礎等。裝配式單層鋼筋混凝土結構廠房主要由柱、吊車梁、聯系梁、屋架、天窗架和屋面板等主要構件組成,而柱和屋架則組成一個承重的骨架。這些構件就是結構吊裝的主要對象。
吊裝方案是吊裝施工的指導性文件,根據建筑物的結構形式、跨度、安裝高度、吊裝工程質量、構件重量、工期長短、現有起重設備、施工現場環境、土建工程的施工方法等因素來編制,并應符合下述原則:
工期短,能按期或提前完成計劃
能保證工程質量
能保證生產安全
機械化程度高,操作簡便,勞動強度低
工程成本低
積極推廣新技術、新工藝
使用現有起重運輸機械和設備
有利于土建工程、設備安裝等其他工序的施工
吊裝方案的內容包括:吊裝方法、起重機選擇與開型、構件的平面布置、吊裝前的準備工作、構件的吊裝工藝和吊裝安全技術等等。
(一)工程概況
單層廠房依其生產規模,分成大、中、小型;依其主要承重結構的材料,分成鋼筋混凝土結構、混合結構和鋼結構。對于小型廠房通常選用混合結構,即采用以鋼筋混凝土或輕鋼屋架、承重磚柱作為主要構件的結構。其余大部分廠房都選用鋼筋混凝土結構,且盡可能采用裝配式和預應力混凝土結構。
單層廠房常用的結構型式有排架結構和剛架結構。目前大多數單層廠房采用鋼筋混凝土排架結構。這種結構的剛度較大,耐久性和防火性較好,施工也較方便。根據廠房生產和建筑要求的不同,鋼筋混凝土排架結構又可分為單跨、兩跨或多跨等高和兩跨或多跨不等高形式。按主體承重結構的方向分,有橫向承重結構和縱向承重結構。
單層廠房鋼筋混凝土排架結構大多采用裝配式,它的空間高度大、跨度大;由屋架吊車梁、柱、基礎等構件組成,除基礎為現澆鋼筋混凝土杯基礎外(當中、重型單層工業廠房建于土質較差的地區時,一般需采用樁基礎),其他構件均需預制和吊裝,外墻僅起圍護作用。
單跨單層工業廠房,其跨度在24m以內,起重高度在18m以下,一般采用一臺自行臂式起重機進行單機吊裝;跨度在30~36m的鋼筋混凝土結構,在缺乏大型起重機械的情況下,常采用雙機臺吊;跨度在60m以上的大跨度,柱子常用自行臂式起重機或土拔桿吊裝,屋蓋常采用鋼帶提升設備等專用設備整體吊裝;在起重機缺乏的情況下,可采用拔桿吊裝。
(二)結構吊裝方法
單層工業廠房的結構吊裝方法,有分件吊裝法、綜合吊裝法和混合吊裝法三種:
(1)分件吊裝法:指起重機在車間內每開行一次僅吊裝一種或兩種構件。通常分三次開行吊裝完全部構件。
第一次開行——吊裝全部柱子,并對柱子進行校正和最后固定;
第二次開行——吊裝吊車梁、聯系梁以及柱間支撐等;
第三次開行——分節間吊裝屋架、天窗架、屋面板、屋面支撐及抗風柱等。
在第一次開行(柱子吊裝之后),起重機即進行屋架的扶直排放以及吊車梁、聯系梁、屋面板的擺放布置。
優點:由于每次基本安裝同類構件,索具不需經常更換。操作程序基本相同,所以安裝速度快。構件校正、接頭焊接、灌縫、混凝土養護時間充分。構件供應、現場平面布置比較簡單。
缺點:不能為后續工程及早提供工作面,起重機開行路線長,同時,也有柱子固定工作跟不上吊裝速度的問題。一般單層廠房多采用分件吊裝法。
(2)綜合吊裝法:起重機在車間內的一次開行中,分節間安裝完各種類型的構件,即先吊裝4~6根柱,并立即加以校正和最后固定,接著吊裝聯系梁、吊車梁、屋架、天窗架、屋面板等構件。起重機在每一個停機點上,要求安裝盡可能多的構件。
優點:停機點少,開行路線短;每一節間安裝完畢后,即可為后續工作開辟工作面,使各工種能進行交叉平行流水作業,有利于加快施工速度。并且能保證質量,吊裝誤差能及時發現和糾正,同時吊完一個節間,全部構件已經校正和固定,這一節間已成為一個穩定的整體,由利于保證工程質量。
缺點:由于要同時安裝各種不同類型的構件,影響安裝效率的提高;使構件供應和平面布置復雜;構件校正和最后固定時間緊迫;構件校正工作較為復雜,混凝土柱與杯形基礎接頭的混凝土結硬需要有一定的時間,柱子的固定跟不上吊裝速度。
因此,目前很少采用,只有對某些結構(如門架式結構)必須采用綜合安裝法時,或當采用移動比較困難的桅桿式起重機進行安裝時,才采用此法。
(3)混合吊裝法:即分件吊裝和綜合吊裝相結合的方法。由于分件安裝法與綜合安裝法各有優缺點,因此,目前有不少工地采用分件吊裝法吊裝柱,而用綜合吊裝法來吊裝吊車梁、聯系梁、屋架、屋面板等各種構件。
第一次開行將全部(或一個區段)柱子吊裝完畢并校正固定,杯口二次灌漿混凝土強度達到設計的70%后,第二次開行吊裝柱間支撐,吊車梁、聯系梁,第三次開行分節間吊裝屋架、天窗架、屋面板等其余全部構件。
(三)起重機具及其選擇
起重機具有索具設備和起重機械。索具設備主要應用于吊裝工程中的構件綁扎、吊運。包括鋼絲繩、吊索、卡環、橫吊梁、卷揚機、鉚碇等。
結構吊裝工程中常用的起重機械有自行桿式起重機、桅桿式起重機和塔式起重機等。前兩種是單層廠房吊裝中用得比較多的。其中自行桿式起重機又包括履帶式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機。
1.索具設備
(1)鋼絲繩
鋼絲繩是起重機械中用于懸吊、牽引或捆縛重物的物件。它是由許多根直徑為0.4~2mm、抗拉強度為1200~2200MPa的鋼絲按一定規則捻制成的。按照捻制方法不同,分為單繞、雙繞和三繞,建筑施工中常用的是雙繞鋼絲繩,它是由鋼絲捻成股,再由多股圍繞繩芯繞成繩。雙繞鋼絲繩按照捻制方向分為同向繞、交叉繞和混和繞三種,如圖所示。同向繞是鋼絲繩捻成股的方向與股捻成繩的方向相同,這種繩的撓性好、表面光滑磨損小,但易松散和扭轉,不宜用來懸吊重物。交叉繞是指鋼絲捻成股的方向與股捻成繩的方向相反,這種繩不易松散和扭轉,宜作起吊繩,但撓性差。混合繞指相鄰兩股的鋼絲繞向相反,性能介于兩者之間,制造復雜,用得較少。
鋼絲繩的表示方法如6x19+1指共有6股,每股由19根細鋼絲擰成,另加一根油麻芯。每股內鋼絲繩數量越多,每根鋼絲的直徑就約細,鋼絲繩越柔軟。6x19+1的鋼絲繩,鋼絲較粗,硬而耐磨,不易彎曲,宜用于拉索。6x37+1的鋼絲繩,比較柔軟,易彎曲,一般用于滑車組,6x61+1鋼絲繩更柔軟,更易彎曲,用作起重機械的吊索。
(2)吊索
吊索是一種用鋼絲繩(6x37或6x61等)制成的吊裝索具。吊索主要用于綁扎構件以便起吊。
吊索主要有兩種類型:環狀吊索(萬能吊索/閉式吊索)和輕便吊索(8股頭吊索/開式吊索)。兩種吊索如圖所示。
吊索是用鋼絲繩制作而成的,鋼絲繩吊索的接頭方式包括編接和卡接兩種。吊索的接頭方式最好采用編接,即將鋼絲繩分股拆股,并按一定的方法編插在鋼絲繩股內形成一個牢固的接頭。當吊索采用鋼絲繩夾頭(鋼絲繩卡)制作時長采用鋼絲繩夾頭來固定鋼絲繩端,鋼絲繩夾頭主要有騎馬式夾頭、壓板式夾頭和拳握式夾頭三種,其中,騎馬式是最常采用的。
(3)卡環
卡環(卸甲)用于吊索之間或吊索構件之間的連接,固定和扣緊吊索。卡環由彎環和銷子兩部分組成。卡環可以分為直形卡環(螺栓式和活絡式)兩種類型,如圖所示。
(4)橫吊梁
橫吊梁又稱鐵扁擔,主要用于柱和屋架等的吊裝。常用的橫吊梁包括以下幾種:
①滑輪橫吊梁
用于8t以下的柱子吊裝,能夠保證在起吊和直立柱子時,使吊索受力均勻,柱子易于垂直,便于就位。
②鋼板橫吊梁
用于10t以下的柱子吊裝。
③桁架橫吊梁
用于雙機臺吊安裝柱子,能夠使吊索受力均勻,柱子吊直后能夠繞轉軸旋轉,便于就位。
④鋼管橫吊梁
用于屋架吊裝,能夠降低起吊高度,減小吊索的水平分力對屋架的壓力。
橫吊梁的構造如圖所示。
所有的橫吊梁都應進行驗算后方能使用。
(5)卷揚機
卷揚機又稱絞車。按驅動方式可分為手動卷揚機和電動卷揚機。卷揚機在結構吊裝中是最常用的工具。
用于結構吊裝的卷揚機多為電動卷揚機。電動卷揚機主要由調動機、卷筒、電磁制動器和減速機構等組成。卷揚機分快速和慢速兩種。快速電動卷揚機主要用于垂直運輸和打樁等作業;慢速電動卷揚機主要用于結構吊裝、鋼筋冷拉、預應力筋張拉等作業。
選用卷揚機的主要技術參數是卷筒牽引力、鋼絲繩的速度和卷筒容繩量。
使用卷揚機應當主意:
①為使鋼絲繩能自動在卷筒上往復纏繞,卷揚機的安裝位置應使距第一個導向滑輪的距離l為卷筒長度a的15倍,即當鋼絲繩在卷筒邊時,與卷筒中垂線的夾角不大于2℃,如圖所示。
②鋼絲繩引入卷筒時應接近水平,并應從卷筒的下面引入,以減少卷揚機的傾覆力矩;
③卷揚機在使用時必須作可靠的固定,如做基礎固定、壓重物固定、設錨碇固定或利用樹木、構筑物等作固定。
(6)錨碇
錨碇又叫地錨,是用來固定纜風繩和卷揚機的,它是保證把桿穩定的重要組成部分,一般有樁式錨碇和水平錨碇兩種。
樁式錨碇系用木樁或型鋼打入土中而成。
水平錨碇可承受較大荷載,分無板柵水平錨碇和有板柵水平錨碇兩種,見下圖。
水平錨碇的計算內容:在垂直分力作用下錨碇的穩定性;在水平分力作用下側向土壤的強度;錨碇橫梁計算。