单层工业厂房的结构吊装方法及吊装计算
    一、单层工业厂房的结构吊装方法,有分件吊装法、综合吊装法和混合吊装法三种:
(1)分件吊装法:指起重机在车间内每开行一次仅吊装一种或两种构件。通常分三次开行吊装完全部构件。
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、联系梁以及柱间支撑等;
第三次开行——分节间吊装屋架、天窗架、屋面板、屋面支撑及抗风柱等
在第一次开行(柱子吊装之后),起重机即进行屋架的扶直排放以及吊车梁、联系梁、屋面板的摆放布置。
优点:由于每次基本安装同类构件,索具不需经常更换。操作程序基本相同,所以安装速度快。构件校正、接头焊接、灌缝、混凝土养护时间充分。构件供应、现场平面布置比较简单。
缺点:不能为后续工程及早提供工作面,起重机开行路线长,同时,也有柱子固定工作跟不上吊装速度的问题。一般单层厂房多采用分件吊装法。
(2)综合吊装法:起重机在车间内的一次开行中,分节间安装完各种类型的构件,即先吊装4~6根柱,并立即加以校正和最后固定,接着吊装联系梁、吊车梁、屋架、天窗架、屋面板等构件。起重机在每一个停机点上,要求安装尽可能多的构件。
    优点:停机点少,开行路线短;每一节间安装完毕后,即可为后续工作开辟工作面,使各工种能进行交叉平行流水作业,有利于加快施工速度。并且能保证质量,吊装误差能及时发现和纠正,同时吊完一个节间,全部构件已经校正和固定,这一节间已成为一个稳定的整体,由利于保证工程质量。
    缺点:由于要同时安装各种不同类型的构件,影响安装效率的提高;使构件供应和平面布置复杂;构件校正和最后固定时间紧迫;构件校正工作较为复杂,混凝土柱与杯形基础接头的混凝土结硬需要有一定的时间,柱子的固定跟不上吊装速度。
    因此,目前很少采用,只有对某些结构(如门架式结构)必须采用综合安装法时,或当采用移动比较困难的桅杆式起重机进行安装时,才采用此法。
    (3)混合吊装法:即分件吊装和综合吊装相结合的方法。由于分件安装法与综合安装法
各有优缺点,因此,目前有不少工地采用分件吊装法吊装柱,而用综合吊装法来吊装吊车梁、联系梁、屋架、屋面板等各种构件。
    第一次开行将全部(或一个区段)柱子吊装完毕并校正固定,杯口二次灌浆混凝土强度达到设计的70%后,第二次开行吊装柱间支撑,吊车梁、联系梁,第三次开行分节间吊装屋架、天窗架、屋面板等其余全部构件。
起重机具及其选择
    起重机具有索具设备和起重机械。索具设备主要应用于吊装工程中的构件绑扎、吊运。包括钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、铆碇等。
    结构吊装工程中常用的起重机械有自行杆式起重机、桅杆式起重机和塔式起重机等。前两种是单层厂房吊装中用得比较多的。其中自行杆式起重机又包括履带式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机。
1.索具设备
(1)钢丝绳
钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的物件。它是由许多根直径为0.4~2mm、抗拉强度为1200~2200MPa的钢丝按一定规则捻制成的。按照捻制方法不同,分为单绕、双绕和三绕,建筑施工中常用的是双绕钢丝绳,它是由钢丝捻成股,再由多股围绕绳芯绕成绳。双绕钢丝绳按照捻制方向分为同向绕、交叉绕和混和绕三种。
同向绕是钢丝绳捻成股的方向与股捻成绳的方向相同,这种绳的挠性好、表面光滑磨损小,但易松散和扭转,不宜用来悬吊重物。交叉绕是指钢丝捻成股的方向与股捻成绳的方向相反,这种绳不易松散和扭转,宜作起吊绳,但挠性差。混合绕指相邻两股的钢丝绕向相反,性能介于两者之间,制造复杂,用得较少
钢丝绳的表示方法如6x19+1指共有6股,每股由19根细钢丝拧成,另加一根油麻芯。每股内钢丝绳数量越多,每根钢丝的直径就约细,钢丝绳越柔软。6x19+1的钢丝绳,钢丝较粗,硬而耐磨,不易弯曲,宜用于拉索。6x37+1的钢丝绳,比较柔软,易弯曲,一般用于滑车组,6x61+1钢丝绳更柔软,更易弯曲,用作起重机械的吊索。
    (2)吊索
    吊索是一种用钢丝绳(6x37或6x61等)制成的吊装索具。吊索主要用于绑扎构件以便起吊。
    吊索主要有两种类型:环状吊索(万能吊索/闭式吊索)和轻便吊索(8股头吊索/开式吊索)。
    吊索是用钢丝绳制作而成的,钢丝绳吊索的接头方式包括编接和卡接两种。吊索的接头方式最好采用编接,即将钢丝绳分股拆股,并按一定的方法编插在钢丝绳股内形成一个牢固的接头。当吊索采用钢丝绳夹头(钢丝绳卡)制作时长采用钢丝绳夹头来固定钢丝绳端,钢丝绳夹头主要有骑马式夹头、压板式夹头和拳握式夹头三种,其中,骑马式是最常采用的。
    (3)卡环
    卡环(卸甲)用于吊索之间或吊索构件之间的连接,固定和扣紧吊索。卡环由弯环和销子两部分组成。卡环可以分为直形卡环(螺栓式和活络式)两种类型,如图所示。
(4)横吊梁
    横吊梁又称铁扁担,主要用于柱和屋架等的吊装。常用的横吊梁包括以下几种:
    ①滑轮横吊梁
    用于8t以下的柱子吊装,能够保证在起吊和直立柱子时,使吊索受力均匀,柱子易于垂直,便于就位。及的结构
    ②钢板横吊梁
    用于10t以下的柱子吊装。
    ③桁架横吊梁
    用于双机台吊安装柱子,能够使吊索受力均匀,柱子吊直后能够绕转轴旋转,便于就位。
    ④钢管横吊梁
    用于屋架吊装,能够降低起吊高度,减小吊索的水平分力对屋架的压力。
横吊梁的构造如图所示。
    所有的横吊梁都应进行验算后方能使用。
    (5)卷扬机
    卷扬机又称绞车。按驱动方式可分为手动卷扬机和电动卷扬机。卷扬机在结构吊装中是最常用的工具。
    用于结构吊装的卷扬机多为电动卷扬机。电动卷扬机主要由调动机、卷筒、电磁制动器和
减速机构等组成。卷扬机分快速和慢速两种。快速电动卷扬机主要用于垂直运输和打桩等作业;慢速电动卷扬机主要用于结构吊装、钢筋冷拉、预应力筋张拉等作业。
    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。
使用卷扬机应当主意:
    ①为使钢丝绳能自动在卷筒上往复缠绕,卷扬机的安装位置应使距第一个导向滑轮的距离l为卷筒长度a的15倍,即当钢丝绳在卷筒边时,与卷筒中垂线的夹角不大于2℃,如图所示。
    ②钢丝绳引入卷筒时应接近水平,并应从卷筒的下面引入,以减少卷扬机的倾覆力矩;
    ③卷扬机在使用时必须作可靠的固定,如做基础固定、压重物固定、设锚碇固定或利用树木、构筑物等作固定。
(6)锚碇
    锚碇又叫地锚,是用来固定缆风绳和卷扬机的,它是保证把杆稳定的重要组成部分,一般有桩式锚碇和水平锚碇两种。
    桩式锚碇系用木桩或型钢打入土中而成。
水平锚碇可承受较大荷载,分无板栅水平锚碇和有板栅水平锚碇两种,见下图。
    水平锚碇的计算内容:在垂直分力作用下锚碇的稳定性;在水平分力作用下侧向土壤的强
度;锚碇横梁计算。
  ① 锚碇的稳定性计算
    锚碇的稳定性,按下列公式计算:
式中  K——安全系数,一般取2;
      N——锚碇所受荷载的垂直分力:
      N=Ssin
其中  S——锚碇荷重;
      G——土壤重量:
其中  l——横梁长度;
      ——土壤容重;
      ——有效压力区宽度,与土壤内摩擦角有关,即
      b——横梁宽度;
其中  ——土壤内摩擦角,松土取15°~30°,坚硬土取30°~40°;
      H——锚碇埋置深度;
      T——摩擦力:T=fP;
其中  f——摩擦系数,对无板栅锚碇取0.5,对有板栅锚碇取0.4;
      P——S的水平分力:P=Scos 。
      ②侧向土壤强度
      对于无板栅锚碇
      对有板栅锚碇
式中  [ ]——深度H处的土壤容许压应力;
        n ——降低系数,可取0.5~0.7。
      ③锚碇横梁计算
      A.使用一根吊索的横梁计算
      横梁为圆形截面时,按单向弯曲构件计算:
      横梁为矩形截面时,按双向弯曲构件计算:
式中  Mx,My——对构件截面x,y轴的弯矩;
      Wnx,Wny——对x,y轴的净截面抵抗矩;
      fm——木材抗弯设计强度。
      B.使用两根吊索的横梁按偏心双向受压构件计算
式中  N0——横梁轴向力;
      A——横梁截面积。
    2.起重机分类
    自行杆式起重机时间长安装工程中用的最多、最广泛的起重机。它具有以下特点:

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