建筑施工技术-结构安装方案

单层工业厂房结构安装工程的施工方案内容包括：确定结构吊装方法，选择起重机，确定起重机的开行路线和构件的平面布置等。确定施工方案时应根据厂房的结构形式、构件的重量及安装高度、工程量和工期的要求，并考虑现有起重机设备条件等因素综合确定。

1）结构吊装方法

单层工业厂房的结构吊装方法有分件吊装法和综合吊装法。

（1）分件吊装法。

起重机开行一次，只吊装一种或几种构件。通常分三次开行安装完构件：第一次吊装柱，并逐一进行校正和最后固定；第二次吊装吊车梁、连系梁及柱间支撑等；第三次以节间为单位吊装屋架、天窗架和屋面板等构件。

分件吊装法由于每次吊装基本上是同类构件，可根据构件的重量和安装高度选择不同的起重机，同时，在吊装过程中，不需频繁更换索具，容易熟练操作，所以吊装速度快，能充分发挥起重机的工作性能。另外，构件的供应、现场的平面布置以及校正等都比较容易组织。因此，目前一般单层工业厂房多采用分件吊装法。但分件吊装法由于起重机开行路线长，停机点多，不能及早为后续工程提供工作面。

（2）综合吊装法。

起重机开行一次，以节间为单位安装所有的构件，具体做法是，先吊4～6根柱子，接着就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、屋面板和天窗架等构件。

综合吊装起重机开行路线短，停机点少，能及早为后续工程提供工作面。但由于同时吊装各类构件，索具更换频繁，操作多变，影响生产效率的提高，不能充分发挥起重机的性能；另外，构件供应、平面布置复杂，且校正和最后固定时间紧张，不利于施工组织。所以，一般情况不采用这种吊装方法，只有采用桅杆式等移动困难的起重机时，才采用此法。

2）起重机的选择

（1）起重机类型的选择。

起重机类型的选择应根据厂房的结构形式、构件的重量、安装高度、吊装方法及现有起重设备条件来确定，要综合考虑其合理性、可行性和经济性。对中小型厂房，一般采用自行杆式起重机，其中以履带式起重机最为常用。当缺乏上述起重设备时，可采用自制桅杆式起重机。重型厂房跨度大，构件重，安装高度大，厂房内设备安装往往要同结构吊装同时进行，所以，一般选用大型自行杆式起重机，以及重型塔式起重机与其他起重机械配合使用。

（2）起重机型号的选择。

起重机的型号要根据构件的尺寸、重量和安装高度确定。所选起重机的3个工作参数，即起重量、起重高度和起重半径，必须满足构件吊装的要求。

①起重量。

选择起重机的起重量，必须大于或等于所安装构件的重量与索具重量之和，即

式中　Q——起重机的起重量，kN；

　　　Q1——构件的重量，kN；

　　　Q2——索具的重量，kN。

②起重高度。

选择起重机的起重高度，必须满足吊装构件安装高度的要求，见图6-19，即

式中　H——起重机的起重高度（从停机面至吊钩中心的距离），m；

　　　h1——安装支座距顶面的高度，m；

　　　h2——安装间隙，视具体情况定，一般取0.2～0.3m；

　　　h3——绑扎点至起吊后构件底面的距离，m；

　　　h4——索具高度（从绑扎点至吊钩中心距离），m。

图6-19　起重高度计算简图

③起重半径。

起重半径的确定一般分为两种情况：

a）当起重机能不受限制地开到吊装位置附近时，不需验算起重半径R。根据计算的起重量Q和起重高度H，查阅起重机性能曲线或性能表，选择起重机的型号和起重臂长度L，并可查得相应起重量和起重高度下的起重半径R，作为确定起重机开行路线和停机点位置时的依据。

b）当起重机不能直接开到吊装位置附近时，就需根据实际情况确定吊装时的最小起重半径R。根据起重量Q、起重高度H和起重半径R等3个参数查阅起重机性能曲线或性能表，选择起重机的型号和起重臂长度L。

确定起重机的最小起重臂长的方法有数解法和图解法。

a）数解法。

根据图6-20（a）所示的几何关系，起重臂的最小长度可按式（6-3）计算：

式中　L——起重臂的长度，m；

　　　h——起重臂底铰至构件安装底座顶面的距离（h＝h1－E），m；

　　　h1——支座高度，m；

　　　E——起重臂底铰至停机面的距离，m；

　　　f——起重吊钩需跨过已安装好的构件的水平

　　　g——起重轴线与已安装好的构件间的水平距离，一般不小于1m；

　　　α——起重臂仰角。

b）图解法。

见图6-20（b），按下列步骤确定最小臂长。

第一步，按一定比例绘出吊装厂房一个节间的纵剖面图，并绘出起重机吊装屋面板时的吊钩位置处的垂线y—y；初步选定起重机型号，根据起重机的E值，绘出平行于停机面的线H—H；

图6-20　吊装屋面板时起重机最小臂长的计算简图

第二步，从屋架顶面中心线向起重机方向水平量出一段距离g，g＝1.0m，定出P点，按满足吊装要求的起重臂上定滑轮中心点的最小高度，在垂线y—y上定出A点，A点距停机面的距离为H＋d；

第三步，连接A，P两点，使其延长线与H—H相交于点B，线段AB即为起重臂的轴线长度。然后，以P点为圆心，按顺时针方向微微旋转线段AB，与y—y，H—H相交后得线段A1B1，比较AB与A1B1。若AB>A1B1，则应继续旋转，以找其最小的A1B1，所得最小的A1B1即为起重机的最小臂长Lmin；若AB<A1B1，则AB线段长度即为最小起重臂长度Lmin。

根据数解法或图解法确定的起重臂最小长度的理论值Lmin，查阅起重机性能曲线或性能表，从提供的几种臂长中，选择一种，满足L≥Lmin。(www.xing528.com)

一般按上述方法首先确定吊装跨中屋面板所需的起重臂长和起重半径，然后复核最边缘一块屋面板是否满足要求。

（3）起重机数量的确定。

起重机的数量根据工程量、工期要求和起重机的台班产量定额，按式（6-4）计算：

式中　N——起重机台数；

　　　T——工期（d）；

　　　C——每天工作班数；

　　　K——时间利用系数，一般取0.8～0.9；

　　　Qi——每种构件的安装工程量（件或kN）；

　　　Pi——起重机的产量定额，件/（台·班）或kN/（台·班）。

此外，在决定起重机的数量时，还需考虑构件的装卸、拼装和堆放的需要。

3）起重机的开行路线、停机位置及构件的平面位置

（1）吊装柱时起重机的开行路线及平面位置。

①起重机的开行路线。

吊装柱时起重机的开行路线根据厂房的跨度，柱的尺寸、重量及起重机的性能，有跨中开行和跨边开行两种。

a）跨中开行。

见图6-21（a），（b），当R≥L/2（R为起重半径，L为厂房跨度）时采用。其中若（b为厂房柱距），则一个停机点可吊装两个柱子，停机点位置在以基础中心点为圆心，以R为半径的圆弧与跨中路线的交点处，见图6-21（a）；若一个停机点可吊装4个柱子，停机点位置在该柱网的对角线中心处，见图6-21（b）。

图6-21　吊装柱时起重机的开行路线及停机位置

b）跨边开行。

见图6-21（c）（d），当R<L/2时采用。其中若（a为开行路线到柱列纵轴线的距离），则每个停机点可吊装一根柱子，见图6-21（c）；若则一个停机点可吊装两根柱子，见图6-21（d）。

②柱的平面布置。

柱的现场预制位置即为吊装阶段的就位位置。一般按吊装要求进行平面布置。布置方式主要有：旋转法吊升时，斜向布置；滑行法吊装时，纵向布置，也可斜向布置。

a）按旋转法起吊，一般按三点同弧作图，确定其斜向布置的位置，其作图步骤如下：

第一步，确定起重机开行路线到柱列中心的距离a，要求a小于起重半径R，大于起重机的回转半径；

第二步，以基础杯口中心为圆心，以R为半径画弧交于开行路线上一点O，O点即为吊装该柱时起重机的停机点；

第三步，按三点同弧的原则，首先在靠近基础杯口处的弧上定一点B，作为柱脚中心位置，然后以B点为圆心，以绑扎点至柱脚的距离为半径画弧，与以R为半径的弧交于C点，C点即为绑扎点位置，最后以BC为准画出柱的模板图，见图6-22（a）。

有时，由于场地限制或柱太长，很难做到三点同弧，这时也可两点同弧，即绑扎点和柱脚中心两点同弧，见图6-22（b）。起吊时，起重臂先升臂，当起重半径由R′变为R时，再按旋转法起吊。

图6-22　旋转法吊装柱时柱的平面布置

b）按滑行法起吊，按两点同弧斜向或纵向布置，绑扎点靠近杯口，见图6-23。有时为节约场地，对不太长的柱可两柱叠浇纵向布置。

图6-23　滑行法吊装柱时柱的平面布置

（2）吊装屋架时起重机的开行路线及构件的平面布置。

吊装屋架及屋盖结构中其他构件时，起重机均跨中开行。屋架的平面布置分为预制阶段平面布置和吊装阶段平面布置。

①预制阶段平面布置。

屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠3～4榀。布置方式有斜向、正反斜向和正反纵向布置3种，见图6-24。图中的虚线表示预应力屋架抽管及穿筋所需的长度，每叠屋架间应留1.0m的间距，以便于支模和浇筑混凝土。

在上述3种布置方式中，应优先考虑采用斜向布置，因为它便于屋架的扶直就位，只有在场地条件受到限制时，才考虑采用其他两种形式。

图6-24　屋架现场预制阶段平面布置排放

②吊装阶段的平面布置。

屋架吊装阶段的平面布置指将叠浇的屋架扶直后，排放到吊装前的预定位置。其布置方式主要有靠柱边斜向排放和靠柱边成组纵向排放。

a）屋架的斜向排放，见图6-25，用于重量较大的屋架。排放位置的确定可按下列步骤进行。

图6-25　屋架斜向布置（虚线表示屋架预制位置）

第一步，确定起重机的开行路线和停机点。起重机跨中开行，在开行路线上定出吊装每榀屋架的停机点，即以屋架轴线的中点M为圆心，以R为半径画弧与开行路线交于O点即为停机点。

第二步，确定屋架的排放位置。先定出P—P线，该线距柱边距离不小于200mm，再定Q—Q线，该线距开行路线的距离为A＋0.5m（A为起重机机尾长），并在P—P线和Q—Q线定出中线H—H线，屋架排放在P—P线与Q—Q线之间，中点在H—H线上。

第三步，确定排放位置。一般从第一榀开始，以O3为圆心，以R为半径画弧交于H—H线于G，G为屋架中心点，再以G为圆心，以1/2屋架跨度为半径画弧交P—P线、H—H线于E，F，连接E，F即为屋架吊装位置，以此类推。第一榀因有抗风柱，可灵活布置。

b）屋架的纵向排放，对于重量较轻的屋架，允许起重机负荷行使，纵向排放一般以3～4榀为一组靠柱边顺轴线排放，屋架之间的净距不大于200mm，相互之间用铁丝及支撑拉紧撑牢，每组屋架之间预留约3m作为横向通道。为防止吊装过程中与已安装的屋架相碰，每组屋架的跨中，可安排在该组屋架倒数第二榀安装轴线之后约2m处，见图6-26。

图6-26　屋架成组纵向排放（虚线表示屋架预制位置）