第5章 结构安装工程1.ppt

1、第5章 结构安装工程,土木工程系 夏瀛,第5章 结构安装工程,结构安装工程就是将装配式结构的各种结构构件用起重设备安装到设计位置上。 结构安装工程施工特点如下： （1）预制构件类型和数量多，制作加工环节复杂。现场构件布置排放难度大、要求高。（2）构件吊装需要大型起重机械。 （3）构件运输和吊装时受力情况常会发生改变。 （4）高空作业多、工作面狭窄，易发生工伤事故，应加强安全技术措施。,第5章 结构安装工程,图5-1 结构安装工程,5.1 起重机械与设备,起重机械的选择是完成吊装任务的关键因素。 结构安装工程中常用的起重机械有： 桅杆式起重机、自行式起重机、塔式起重机 结构安装工程中常用的索具设

2、备有： 卷扬机、滑轮组、钢丝绳、横吊梁,5.1.1 桅杆式起重机,又称拔杆，是一种简易的起重设备。一般用木材 或钢材制作。 特点：制作简单、装拆方便，起重量较大（可达1000 KN以上），能在比较狭窄的场地使用。但灵活性较差，移动困难，起重半径小，且须拉设较多的缆风绳。 适用：安装工程量比较集中、构件重量大、场地狭窄时的吊装作业。 分类：独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式桅杆起重机。,图5-2 用桅杆起重机起吊钢构件,5.1.1 桅杆式起重机,1.独脚拔杆 独脚拔杆独脚拔杆由立杆、滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成，如图5-3所示。 可用圆木、钢管或金属格构柱制作。,图5-3 独脚拔杆 1-

3、拔杆 2-揽风绳 3-起重滑轮组 4.导向滑轮 5-拉索 8-卷扬机,1.独脚拔杆,性能：钢管独脚拔杆起重量可达300kN，起重高度在20m以内；格构式独脚拔杆起重量可达1000kN，起重高度可达70m。 安装要求： （1）拔杆应保持不大于10的倾角，以便于吊装的构件不致碰撞拔杆。 （2）为维持稳定，需要612根缆风绳，其与地面的夹角一般取3045，角度过大则对拔杆产生较大的压力。 （3）独脚拔杆的竖立 ：滑行法、旋转法、倒杆法。（动画1）,5.1.1 桅杆式起重机,2.人字拔杆 是由两根圆木或两根钢管或两根格构式截面的独脚拔杆在顶部相交2030夹角，以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成，下悬起重滑轮组

4、，底部设置有拉杆或拉绳，以平衡拔杆的水平推力，其下端两脚的距离为高度的1/21/3。,图5-4 人字拔杆 1-拔杆 2-揽风绳 3-起重滑轮组 5-拉索,5.1.1 桅杆式起重机,3.悬臂拔杆 在独脚拔杆的中部或2/3高度处装上一根起重臂即成悬臂拔杆。其起重杆可以回转（120270）和起伏，可以固定在某一部位，亦可根据需要延杆升降。,图5-5 悬臂拔杆 1-拔杆 2-揽风绳 3-起重滑轮组 7-起重臂,5.1.1 桅杆式起重机,4牵缆式拔杆 牵缆式拔杆是在独脚拔杆的下端装上一根可以转动和起伏的起重臂而成。整个机身可回转360，具有较大的起重量和起重半径，灵活性好，可在较大的起重半径半径范围内将

5、构件吊到需要的位置。,图5-6 牵缆式拔杆 1-拔杆 2-揽风绳 6-起重臂 7-回转盘,5.1.2 自行杆式起重机,图5-7 自行杆式起重机,5.1.2 自行杆式起重机,特点：自行走、全回转、机动性好，起重臂可升降，起重参数可调以适应不同安装要求。 种类：根据行走机构特点分为履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机。 适用 ：自行杆式起重机多用于厂房安装和构件装卸。,5.1.2 自行杆式起重机,1.履带式起重机 履带式起重机是一种具有履带行走装置的转臂起重机。 特点：履带式起重机起重量和起重高度较大，常用的起重量为100500 kN，目前最大起重量达3000 kN，最大起重高度达135 m。

6、 操作灵活，使用方便，可负载移动，并可原地回转，能在较差的地面上行驶和工作。 行走时速度慢，稳定性较差，不宜超负荷吊装。,图5-8 履带式起重机,1.履带式起重机,（1）履带式起重机的组成 主要由行走装置、回转机构、机身和起重臂四部分组成。,5-9 履带式起重机的组成 1-履带；2-底盘；3-机棚；4-起重臂；,1.履带式起重机,（2）履带式起重机的技术性能 履带式起重机的技术性能包括三个主要参数： 起重量Q：在一定起重半径下，起重机能吊起的最大重量； 起重高度H：在一定起重半径下，起重机将构件吊起的最大高度，即从停机面到吊钩所能升到的最高点之间的距离； 起重半径R：起重机回转中心到吊钩之间的

7、水平距离。,（2）履带式起重机的技术性能,图5-10 技术参数示意图,（2）履带式起重机的技术性能,履带式起重机的技术性能见表5-1，还可以用技术性能曲线表示起重机的性能。 Q、H、R之间的关系： 当臂长L一定时，随着起重臂仰角的增大，起重量和起重高度随之增加，而回转半径减小。 当起重臂仰角一定时，随着起重臂长度的增加，起重半径和起重高度增加而起重量减少。,表5-1 履带式起重机性能表,（3）履带式起重机的安全使用要求,1）安装时需保证起重机吊钩中心与臂架顶部定滑轮之间有2.53.5m的安全距离； 2）起重机工作时的地面允许最大坡角不应超过3； 3）起重机臂杆的最大仰角应符合厂家的规定，如无资

8、料可查，不得超过78； 4）起重机不宜同时进行起重和旋转操作，也不宜边起重边改变臂架幅度； 5）起重机必须负荷行驶，负荷不得超过允许起重量的70%，且道路应平整坚实； 6）起重机行走时重物应在起重机行走的正前方向，重物离地不得超过50cm,并栓好拉绳。,1.履带式起重机,（4）履带式起重机的稳定性验算 履带式起重机在正常条件下工作，机身可以保持稳定。当起重机超负荷吊装或接长臂杆时，需进行稳定性验算。 当起重机的机身与行驶方向垂直时，稳定性最差，此时履带的链轨中心A为倾覆中心。,图5-11 履带式起重机受力简图,1.履带式起重机,（4）履带式起重机的稳定验算 1）当考虑吊装荷载及附加荷载时,图5

9、-12 起重机的稳定性验算,（4）履带式起重机的稳定验算,（4）履带式起重机的稳定验算,2）当仅考虑吊装荷载时,图5-13 起重机的稳定性验算,5.1.2 自行杆式起重机,2.汽车式起重机 汽车起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、具有载重汽车行驶性能的全回转起重机。 特点：转移迅速，对路面破坏小，但吊重时需使用支腿，因而不能负重行驶，也不适合在松软、泥泞的地面上工作。 适用：构件运输装卸作业和结构吊装作业。 型号：Q2系列、QY系列、NK-800、GMT-1200,2.汽车式起重机,图5-14 KATO 35吨汽车式起重机,5.1.2 自行杆式起重机,3.轮胎式起重机 轮胎式

10、起重机在构造上与履带式起重机基本相示但其行走装置采用轮胎。起重机及机身装在特制的底盘上能全回转。 特点：与汽车式起重机相同，因其机动灵活性好，能够迅速转移场地，广泛用于土木工程。 型号：QL3系列、QYL系列,图5-15 轮胎式起重机,5.1.3 塔式起重机,塔式起重机是一种塔身直立，起重臂安装在塔身顶部且可作360回转的起重机。 特点：起重高度和工作幅度大、效率高。 适用：广泛用于多层及高层民用建筑和多层工业厂房结构安装施工。 分类：塔式起重机按行走机构可分为，轨道式（QT）、爬升式（QTP）、附着式（QTF） 。,5.1.3 塔式起重机,1.轨道式塔式起重机 是一种具有直立的塔身，起重臂安

11、装在塔身的顶部，可沿轨道行走的塔式起重机。以前曾在多层房屋施工中被广泛应用。但目前已应用不多。,图5-16 轨道式塔式起重机,5.1.3 塔式起重机,2.爬升式塔式起重机 爬升式塔式起重机通常安装在建筑物的电梯井或特设的开间内，也可安装在筒形结构内，依靠爬升机构随着结构的升高而升高。 特点：塔身短，不需轨道和附着装置，用钢量省，造价低，不占施工现场用地，但塔基荷载作用于楼层建筑结构，建筑结构需进行相对加固，拆卸时需在屋面架设辅助起重设备。 适用：施工现场狭窄的高层建筑工程,图5-17 爬升式塔式起重机,2.爬升式塔式起重机,图5-18 液压爬升机构的爬升过程 （a）套架提升前（b）提升套架（c

12、）提升塔身,爬升式塔式起重机的爬升过程：,（动画2）,5.1.3 塔式起重机,3.附着式塔式起重机 附着式塔式起重机是直接固定在建筑物或构筑物近旁的混凝土基础上的起重机械。 特点：它可随着结构的升高，借助顶升系统不断自行接高塔身，使起重高度不断增大，从而满足施工要求。为了塔身稳定，塔身每隔20 m高度左右用系杆与结构锚固。 适用：多层及高层建筑施工,图5-19 附着式塔式起重机,3.附着式塔式起重机,图5-20 附着杆的布置方式,附着杆的布置方式：,3.附着式塔式起重机,QT4-10型附着式塔式起重机的顶升过程：,图5-21 附着式自升塔式起重机的顶升过程（a）准备状态 （b）顶升塔顶 （c）

13、推入塔身标准节 （d）塔顶与塔身联成整体,动画3,3.附着式塔式起重机,塔式起重机的技术参数包括： 1）起重高度； 2）工作幅度； 3）起重量； 4）起重力矩；起重力矩=工作幅度起重量。 QT4-10型附着式塔式起重机的起重性能 ，见表5-2。,表5-2 QT4-10型附着式塔式起重机的起重性能,5.1.4 索具设备,1.卷扬机 卷扬机是结构吊装最常用的工具。 （1）分类 JJK型（快速）：有单筒、双筒两种；牵引力为4050KN。主要用于垂直、水平运输和打桩作业。 JJM型（慢速）：单筒；牵引力为30200KN。主要用于结构吊装、钢筋冷拉、预应力筋张拉作业。,1.卷扬机,（2）技术参数 电动卷

14、扬机主要由电动机、卷筒、电磁制动器和减速机构等组成。 选用卷扬机的主要技术参数是：卷筒牵引力、钢丝绳的速度和卷筒容绳量。,图5-22 电动卷扬机,1.卷扬机,（a）螺栓锚固法,（c）立桩锚固法,（b）水平锚固法,（d）压重锚固法,图5-23 卷扬机的固定方法,（3）卷扬机的固定方法,1.卷扬机,图5- 24 卷扬机的安装位置 1-卷筒；2-钢丝绳；3-第一个导向滑轮,（4）卷扬机的安装位置 卷扬机至构件安装位置的水平距离应大于构件的安装高度，即当构件被吊到安装位置时。操作者视线仰角应小于45。,5.1.4 索具设备,2.滑轮组 滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮以及绕过它们的绳索组成。 功能：

15、滑轮组具有省力和改变力的方向的功能，是起重机械的重要组成部分。 命名：常以组成滑轮组的定滑轮和动滑轮的数量来表示滑轮组的名称，如由五个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为“五、四”滑轮组，其余类推。,2.滑轮组,滑轮组能省多少力，主要取决于工作线数和滑轮轴承处的摩擦阻力。 工作线数：是滑轮组中共同负担构件重量的绳索根数，即取动滑轮为隔离体所截断的绳索根数。,图5-25 滑轮组,2.滑轮组,滑轮组引出绳的跑头拉力是滑轮组省力程度的指标。其大小主要取决于滑轮组的工作线数和滑轮轴承处的摩擦阻力，可按下式计算：,K滑轮组的省力系数 Q计算荷载f单个滑轮的阻力系数 n滑轮组的工作线数,5.1.4 索具设备

16、,3.钢丝绳 钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的挠性件。它是由许多根直径为0.42 mm，抗拉强度为12002200 MPa的钢丝按一定规则捻制而成。 规格： 619+1 、637+1 前者钢丝粗，较硬，不易弯曲，多用作缆风绳；后者钢丝细，较柔软，多用作起重用索。,钢丝绳的容许拉力： 式中S钢丝绳容许拉力； 钢丝绳破段拉力换算系数，当钢丝绳 619时，取0.85，当钢丝绳637 时，取0.82； R钢丝绳破断拉力总和； K钢丝绳安全系数，见教材中表1-5-5,3.钢丝绳,5.1.4 索具设备,4. 横吊梁 横吊梁亦称铁扁担，如图5-26所示。 用途：减少起吊高度，满足水平夹角要求。,

17、图5-26 横吊梁 （a）钢板横吊梁;（b）钢管横吊梁,5.2 单层工业厂房结构安装,单层工业厂房主要承重结构除基础在施工现场就地浇注外，其他构件多采用钢筋混凝土预制构件。 尺寸大、构件重的大型构件一般在施工现场就地预制；中小型构件多集中在预制厂制作，后运到现场吊装。 结构安装工程是单层工业厂房施工中的主导工程。,5.2.1 构件吊装前的准备工作,构件吊装前的准备工作包括： 1. 平整场地与道路铺设 2. 准备起重机械、吊索与吊具 3. 构件的检查：外观、强度 4. 构件的拼装,图5-27 预应力混凝土屋架的拼装,5.2.1 构件吊装前的准备工作,5. 杯形基础的准备 杯形基础准备主要包括基础

18、定位轴线和基底抄平。,图5-28 杯口弹线及杯底抄平,5.3.1 构件吊装前的准备工作,5. 杯形基础的准备 调整方法：现测出杯底实际标高，再测量柱脚至牛腿的实际长度，再根据牛腿顶面的设计标高，计算出杯底标高调整值，并在杯口内标出。然后用水泥砂浆或细石混凝土将杯底找平至所需标高处。,杯底标高调整值=牛腿顶面标高杯底实际标高 柱脚至牛腿的实际长度,5.2.1 构件吊装前的准备工作,6. 构件的弹线与编号 柱子：应在柱身的三面弹出其几何中心线 。 屋架：上弦顶面应弹出几何中心线 。 吊车梁：应在两端面及顶面弹出吊装中心线。 同时，尚应按图纸将构件逐个编号。,图5-29 柱子弹线示意图 1-柱子中心

19、线；2-地基标高线；3-基础顶面线；4-吊车梁对位线,5.2.2 构件安装工艺,1.柱的吊装 施工工艺：绑扎起吊就位临时固定校正最后固定 （1）柱的绑扎 按柱的绑扎点数，分为一点绑扎和两点绑扎。 按柱起吊后柱身是否垂直，分为斜吊绑扎和直吊绑扎。,（1）柱的绑扎,图5- 30 一点斜吊绑扎法,图5-31 一点直吊绑扎法,直吊绑扎法：,（1）柱的绑扎,图5-32 两点斜吊绑扎法,图5-33 两点直吊绑扎法,1.柱的吊装,（2）柱的吊升 柱起吊时，应根据柱的重量、长度、起重机性能和现场条件确定吊升方法。 按柱身运动特点分为： 旋转法、滑行法； 按起重机数量分为： 单机起吊、双机起吊。,图5-34 柱

20、的吊升,（2）柱的吊升,1）单机吊装旋转法,特点：柱脚靠近杯口；柱子的绑扎点、柱脚中心、基础杯口中心三点共弧；起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而呈直立状态（动画4）,图5-35 单机吊装旋转法,（2）柱的吊升,2）单机吊装滑行法,特点：柱子的绑扎点、基础杯口中心两点共弧，绑扎点靠近口；起重机不旋转，只升钩，柱脚沿地面滑行，直至柱身直立。 （动画5）,图5-36 单机吊装滑行法,（2）柱的吊升,3）双机抬吊旋转法,特点：两个吊点与基础中心分别处于起重半径的圆弧上；两台起重机并列于柱的一侧；下吊点处的起重机只旋转不升钩，上吊点处的起重机边升钩边旋转，直至柱竖立在杯口上面为止。,图5-37 双

21、机抬吊旋转法,（2）柱的吊升,4）双机抬吊滑行法 特点：柱为一点绑扎，吊点与杯口中心共弧；起吊时，两台起重机以相同的升钩、降钩、旋转速度工作。 双机抬吊负荷分配：,图5-38 双机抬吊滑行法,1.柱的吊装,（3）柱的对位与临时固定 柱悬离杯底3050mm处，沿柱子四周向杯口放入8只楔块，并用撬棍拨动柱脚，进行对位。 对位完成后即可落钩将柱脚放入杯底，并复查中线，符合要求后，即可将楔子打紧，使之临时固定。,图5-39 柱的对位与临时固定,1.柱的吊装,（4）柱的校正 校正内容： 平面位置、标高、垂直度 校正方法： 千斤顶校正法、钢管撑杆法、缆风绳法。,图5-40 柱垂直度的校正方法 （a）螺旋千

22、斤顶平顶法；（b）千斤顶斜顶法,1.柱的吊装,（5）柱的最后固定 柱的最后固定分两次：第一次浇细石混凝土（高一级强度）至楔块底面，待混凝土达到25%设计强度时，拔去楔块，再浇筑第二次混凝土至杯口顶面。,图5-41 柱子最后固定,5.2.2 构件安装工艺,2.吊车梁的吊装 吊装工艺：绑扎起吊就位校正固定 吊车梁采用两点绑扎，对称起吊，吊钩对准吊车梁重心使其起吊后基本保持水平，安放时用垫铁垫平。,图5-42 吊车梁的吊装,2.吊车梁的吊装,吊车梁校正的内容：垂直度、平面位置、标高 垂直度校正：可用垂球检查，偏差应在5mm以内，若超过允许偏差可加垫铁纠正。 平面位置校正：包括直线度和轨距两项，可用通

23、线法（图5-43）或仪器放线法（图5-44）校正。 吊车梁校正后，应立即焊接牢固，并在吊车梁与柱的空隙处浇筑细石混凝土最后固定。,2.吊车梁的吊装,通线法是根据柱的定位轴线，在厂房跨端地面定出吊车梁的安装轴线位置并打入木桩。用钢尺检查两列吊车梁的轨距是否符合要求，然后用经纬仪将厂房两端的四根吊车梁位置校正正确。在校正后的柱列两端吊车梁上设支架（高约200mm），拉钢丝通线并悬挂悬物拉紧。检查并拨正各吊车梁的中心线。,图5-43 通线法校正吊车梁,仪器放线法是在柱列外设置经纬仪，并将各柱杯口处的吊装准线投射到吊车梁顶面处的柱身上（或在各柱上放一条与吊车梁轴线等距离的校正基准线），并做出标志。若标

24、志线至柱定位轴线的距离为a，则标志到吊车梁安装轴线的距离应为-a，依此逐根拨正吊车梁的中心线并检查两列吊车梁间的轨距是否符合要求.,图5-44 仪器放线法校正吊车梁,2.吊车梁的吊装,2.吊车梁的吊装,5.2.2 构件安装工艺,3. 屋架的安装 吊装工艺：绑扎翻身、扶直临时就位吊装就位临时固定校正最后固定 （1）屋架的绑扎 L18m，二点绑扎 L18m，四点绑扎 L30m，横吊梁,图5-45 屋架的绑扎,3. 屋架的安装,（2）屋架的扶直、就位 方式：正向扶直、反向扶直,图5-46 屋架的扶直 （a）正向扶直；（b）反向扶直,3. 屋架的安装,（3）屋架的起吊与临时固定 屋架起吊：先将屋架吊离

25、地面500mm，然后将屋架转至吊装位置下方，再将屋架吊升至超过柱顶300mm，然后将屋架缓慢放至柱顶，并使屋架的两端两个方向的轴线与柱顶轴线重合，屋架临时固定后起重机才能脱钩。 屋架临时固定：第一榀屋架用缆风绳拉牢，其他屋架用两根工具式支撑，撑在前一榀屋架上（图5-47）。（视频6）,3. 屋架的安装,图5-48 屋架的临时固定与校正,图5-47 工具式支撑的构造,（3）屋架的校正 垂直度校正： 采用经纬仪、垂球、工具式支撑,3. 屋架的安装,3. 屋架的安装,3. 屋架的安装,3. 屋架的安装,5.2.3 结构安装方案,单层工业厂房结构安装方案包括：结构吊装方法、起重机的选择、起重机的开行路

26、线和构件的平面布置等。 1结构吊装方法 （1）分件吊装法 起重机在单位吊装工程内每开行一次，仅吊装一种或几种构件完全部构件，一般分三次开行吊装完全部构件。,1结构吊装方法,（1）分件吊装法 第一次开行，吊装全部柱子，并对柱子进行校正和最后固定；第二次开行，吊装吊车梁、连系梁及柱间支撑等；第三次开行，依次按节间吊装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。 特点：吊装效率高，能充分发挥起重机的工作性能，还能给构件临时固定、校正及最后固定等工序提供充裕的时间，构件供应单一，平面布置简单。但起重机开行路线长，不能迅速形成稳定的空间结构。 （动画7）,（1）分件吊装法,1结构吊装方法,（2）综合吊装法 起重机

27、仅开行一次就安装完所有的结构构件，具体步骤是先吊装4根柱子，随即进行校正和最后固定，然后吊装该节间的吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。 特点：起重机开行路线短，停机次数少，能及早为下道工序交出工作面。索具更换频繁，影响吊装效率。校正及固定的时间紧，误差积累后不易纠正；构件供应种类多变，平面布置杂乱，不利文明施工。,5.2.3 结构安装方案,2. 起重机的选择 （1）起重机的类型选择 一般中小型厂房跨度不大，构件重量及安装高度也不大，设备大多在厂房结构安装后进行安装，采用自行杆式起重机较为合理。 当厂房结构高度和长度较大时，可选用大型自行杆式起重机、重型塔式起重机配合使用。,2. 起重

28、机的选择,（2）起重机型号的选择 1）起重量 必须大于所安装的构件重量与索具重量之和，即 式中Q起重机的起重量； Q1构件的重量； Q2索具的重量。,（2）起重机型号的选择,2）起重高度 必须满足所安装构件的安装高度要求，即,式中H起重机的起重高度； h1安装支座表面高度； h2安装间隙，视具体情况而定，但不应小于0.2m； h3绑扎点至构件吊起后底面的距离； h4索具高度。,图5-49 起升高度的计算简图,（2）起重机型号的选择,3）起重半径 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。 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

29、重高度、起重半径三个参数，来选择起重机的型号及起重臂的长度。 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。 （动画8）,图5-50 吊装屋面板时起重机臂长计算简图 （a）数解法 （b）图解法,3.起重机的开行路线及构件的平面布置,（1）起重机的开行路线 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。,图5-51 吊装柱子时起重机的开行路线及停机位置,图5- 52 起重机开行路线及停机点位置,（2）起重机的开行路线,吊装屋架、屋面板等屋面构件时，起重机宜跨中开行,3.起重机

30、的开行路线及构件的平面布置,（2）平面布置 柱子的斜向布置：,图5-53 柱子斜向布置（三点共弧）,A+0.5ma R,（2）平面布置,柱子的斜向布置：按“三点共弧”布置，采用旋转法起吊。其绘图步骤为： 第一步：确定起重机开行路线到柱基中线的距离a。a值不得大于起重半径R，还应注意起重机回转时，其尾部不得与周围构件或建筑物相碰。 第二步：确定起重机停机位置。以柱基中心M为圆心，吊装该柱的起重半径R为半径画弧与开行路线交于O点，O点即为吊装该柱的停机点。再以O点为圆心、R为半径画弧，然后在靠近柱基的弧上选一点K（具杯口外缘约200mm）为柱脚中心位置。又以K为圆心，以柱脚到吊点距离为半径画弧，两

31、弧相交于S，以KS为中心画出柱的模板图，即为柱的预制位置图。,（2）平面布置,柱子的斜向布置：,图5- 54 柱子斜向布置（柱脚与柱基两点共弧）,（2）平面布置,柱子的斜向布置：,图5-55 柱子斜向布置（吊点与柱基两点共弧）,（2）平面布置,图5- 56 柱子纵向布置（吊点与柱基两点共弧）,柱子的纵向布置：,（2）平面布置,屋架一般均在跨内平卧叠浇，每叠34榀。,图5-57 屋架预制时的几种布置方式,图5-58 屋架平卧叠层预制,（3）安装阶段屋架的排放布置及运输堆放,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： 第一步：确定起重机吊

32、屋架时的开行路线及停机位置。在图上划出起重机吊屋架时沿跨中的开行路线，然后以拟吊装的某轴线（如轴线）的屋架中点M2为圆心，以吊屋架的起重半径R为半径，划弧与开行路线交于O2，则O2为吊轴线屋架的停机点。,1）屋架的斜向排放,第二步：确定屋架就位的范围。屋架离柱边的净距不小于200mm，定出屋架就位的外边线PP。设起重机尾部至回转中心距离为A，考虑在距开行路线A0.5m范围内均不宜布置屋架或其他构件，划出屋架就位内边线QQ。PP、QQ之间为屋架的就位范围。 第三步：确定屋架就位位置：根据就位范围PP、QQ划出其中心线HH。以停机点O2为圆心，以起重半径R为半径划弧交HH线于G点。再以G为圆心，以

33、屋架跨度的一半为半径划弧交P-P、Q-Q两线于E、F两点，连接E、F即为轴线屋架的就位位置。其他屋架的就位位置以此类推。,1）屋架的斜向排放,图5-59 屋架的斜向排放,（3）安装阶段屋架的排放布置及运输堆放,图5-60 屋架的成组纵向排放,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。,2）屋架的成组纵向排放,（4）吊车梁、连系梁、屋面板的堆放,吊车梁、连系梁的就位位置，一般在其安装位置的柱列附近，跨内跨外均可。依编号、吊装顺序进行就位和集中堆放。有条件也可采用随运随吊的方案，从运输车上直接起吊。 屋面板以68块为一叠，靠柱边堆放。在跨内就位时，约后退34

34、个节间开始堆放；在跨外就位时，应后退23个节间。,（4）吊车梁、连系梁、屋面板的堆放,5.3 钢结构安装工程,5.3.1 钢构件的制作,1. 钢结构的材料 建筑钢材：普通碳素钢、普通低合金钢和热处理低合金钢。常用的有：,5.3.1 钢构件的制作,2. 钢构件制作 钢结构加工制作前要进行详图设计和审查图纸、对料、编制工艺流程、布置生产场地、安排生产计划等准备工作。 钢构件制作的工艺流程： 放样、号料和切割矫正和成型边缘和球节点加工制孔和组装焊接和焊接检验表面处理涂装和编号构件验收与拼装,2. 钢构件制作,（1）放样、号料和切割 放样工作包括核对图纸的安装尺寸和孔距；以1:1的大样放出节点；核对各

35、部分的尺寸；制作样板和样杆作为下料弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。 号料工作包括检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打冲孔；标出零件编号等。 切割下料的方法有气割、机械切割和等离子切割。,2. 钢构件制作,（2）矫正和成型 钢材使用前，由于各种原因会引起钢材原材料、成型件及钢构件的变形。因此，必需对钢结构进行矫正，以保证钢结构制作和安装质量。 钢材的矫正方式主要有矫直、矫平、矫形三种。矫正按外力来源分为火焰矫正、机械矫正和手工矫正等；按矫正时钢材的温度分为热矫正和冷矫正。,2. 钢构件制作,（2）矫正和成型 钢材的成型主要是指钢板卷曲和型材弯曲。 钢板卷曲是通过旋转辊

36、轴对板材进行连续三点弯曲而形成。当制件曲率半径较大时，可在常温状态下卷曲；如制件曲率半径较小或钢板较厚时，则需将钢板加热后进行。 型钢在弯曲时，若制减的曲率半径较大，一般应采用冷弯，反之则应采用热弯。 钢管在弯曲过程中，为尽可能减少钢管在弯曲过程中的变形。,2. 钢构件制作,（3）边缘和球节点加工 在钢结构加工中，当图纸要求或下述部位一般需要边缘加工。 吊车梁翼缘板、支座支承面等图纸有要求的加工面； 焊缝坡口； 尺寸要求严格的加劲板、隔板、腹板和有孔眼的节点板等。 常用的机具有刨边机、铣床、碳弧气割等。近年来常以精密切割代替刨铣加工，如半自动、自动气割机等。,2. 钢构件制作,（3）边缘和球节

37、点加工 螺栓球宜热锻成型，不得有裂纹、叠皱、过烧；焊接球宜采用钢板热压成半圆球，表面不得有裂纹、折皱，并经机械加工坡口后焊成半圆球。螺栓球和焊接球的允许偏差应符合规范要求。 网架钢管杆件直端宜采用机械下料，管口曲线采用自动切管机下料。,2. 钢构件制作,（4）制孔和组装 螺栓孔共分两类三级，其制孔加工质量和分组应符合规范要求。 组装前，连接接触面和沿焊缝边缘每边3050 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等清除干净；组装顺序应根据结构形式、焊接方法和焊接顺序等因素确定。,（5）表面处理、涂装和编号 表面处理主要是指对使用高强度螺栓连接时接触面的钢材表面进行加工，即采用砂轮、喷砂等方法对摩擦面的

38、飞边、毛刺、焊疤等进行打磨。 钢结构的腐蚀是长期使用过程中不可避免的一种自然现象，在钢材表面涂刷防护涂层，是目前防止钢材锈蚀的主要手段。 在构件组装成型之后即用油漆在明显之处按照施工图标注构件编号。此外，为便于运输和安装，对重大构件还要标注重量和起吊位置。,2. 钢构件制作,2. 钢构件制作,（6）构件验收与拼装 构件出厂时，应提交下列资料：产品合格证；施工图和设计变更文件，设计变更的内容应在施工图中相应部位注明；制作中对技术问题处理的协议文件；钢材、连接材料和涂装材料的质量证明书或试验报告；焊接工艺评定；高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝无损检验报告及涂层检测资料；主要构件验收记录；预

39、拼装记录；构件发运和包装清单。,2. 钢构件制作,（6）构件验收与拼装 由于受运输吊装等条件的限制，有时构件要分成两段或若干段出厂，为了保证安装的顺利进行，应根据构件或结构的复杂程度，或者设计另有要求时，应由建设单位在合同中另行委托制作单位在出厂前进行预拼装；除管结构为立体预拼装，并可设卡、夹具外，其它结构一般均为平面预拼装。,5.3.2 钢结构的安装工艺,1.钢构件的运输和存放 钢构件应根据钢结构的安装顺序，分单元成套供应。 运输钢构件时应根据构件的长度、重量选择运输车辆，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。 钢构件应存放在平整坚实、无积水的场

40、地上，且应满足按种类型号安装顺序分区存放的要求。 构件底层垫枕应有足够的支承面，并应防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，并应防止钢构件被压坏和变形。,5.3.2 钢结构的安装工艺,2.构件的安装和校正 钢结构安装前需对建筑物的定位轴线、基础轴线、标高、地脚螺栓位置等进行检查，并应进行基础检测和办理交接验收。,图5-55 钢柱与基础的连接,2.构件的安装和校正,钢结构安装前，要对构件的质量进行检查，当钢构件的变形、缺陷超出允许偏差时，应待处理后，方可进行安装工作。 钢结构采用综合安装时，为保证结构的稳定性，在每一单元的钢构件安装完毕后，应及时形成空间刚度单元。

41、 大型构件或组成块体的网架结构，可采用单机或多机抬吊，亦可采用高空滑移安装。,2.构件的安装和校正,传统安装技术： 高空散装法 分条或分块安装法,图5-56 高空散装法,图5-57 分块吊装法,2.构件的安装和校正,现代安装技术： 整体吊装法 浦东国际机场二期航站楼，中跨89m，采用300t履带吊，屋架地面拼装，垂直吊装就位。,图5-58 整体吊装法,2.构件的安装和校正,整体顶升法：,（视频9）,图5-59 整体顶升法安装网架,2.构件的安装和校正,整体提升法： 河南南阳鸭河口电厂干煤棚，体量108m90m38.8m，505t；采用地面折叠拼装、整体提升展开技术提升时共有 6个铰轴，各铰轴相

42、互平行。,图5-59 整体提升法安装网架,提升支架,提升支架,图5-60 网架提升过程的示意图,网架提升前的状态,网架提升中,进入抗瞬变阶段,网架提升到位,装上补缺杆件，形成完整结构,2.构件的安装和校正,2.构件的安装和校正,整体滑移法： NEC钢屋盖：总重4000t，滑移距离120mm,图5-61 整体滑移法吊装网架（视频10）,2.构件的安装和校正,钢结构的柱、梁、屋架支撑等主要构件安装就位后，应立即进行校正工作。 尤其应注意的是，安装校正时，要有相应措施，消除风温差日照等外界环境和焊接变形等因素的影响。 设计要求顶紧的节点，接触面应有70%的面紧贴，用0.3mm厚塞尺检查，可插入的面积

43、之和不得大于接触顶紧总面积的30%；边缘最大间隙不应大于0.8mm。,5.3.2 钢结构的安装工艺,3.钢构件的连接和固定 钢构件的连接方式通常有焊接和螺栓连接。 随着高强螺栓连接和焊接连接的大量采用，对被连接件的要求愈来愈严格。如构件位移、水平度、垂直度、磨平顶紧的密贴程度、板叠磨擦面的处理、连接间隙、孔的同心度、未焊表面处理等，都应经质量监督部门检查认可，方能进行紧固和焊接，以免留下难以处理的隐患。 焊接和高强度栓并用的连接，当设计无特殊要求时，应按先栓后焊的顺序施工。,3.钢构件的连接和固定,（1）焊接连接 焊接连接基本要求： 施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，

44、应按国家现行的建筑钢结构焊接规程和钢制压力容器焊接工艺评定的规程进行焊接工艺评定，并确定出焊接工艺。 焊工要经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作，焊工应遵守焊接工艺 。,3.钢构件的连接和固定,（1）焊接连接 焊接接头：钢结构的焊接接头按焊接方法分为熔化接头和电渣焊接头两大类。 焊缝形式：焊缝形式按施焊的空间位置可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝及仰焊缝四种；按结合形式分为对接焊缝、角接焊缝和塞焊缝三种 。 焊接工艺参数：手工电弧焊的焊接工艺参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊条直径、焊接层数、电源种类和极性等。,3.钢构件的连接和固定,（1）焊接连接 运条方法：钢结构正常施焊时，焊条有三种运动方式。即：焊条沿其中心线送进，以免发生断弧；焊条沿焊缝方向移动；焊条做横向摆动，以便获得需要的焊缝宽度。 焊缝的后处理：焊接工作结束后，应做好清除焊缝飞溅物、焊渣、焊瘤等。,3.