8.輕型鋼結構施工

(1)輕型鋼結構材料。

1)彩色涂層鋼板。彩色涂層鋼板可分為冷軋基板彩色涂層鋼板、熱鍍鋅彩色涂層鋼板、熱鍍鉛鋅彩色涂層鋼板、電鍍鋅彩色涂層鋼板及印花彩色涂層鋼板、金屬壓花彩色涂層鋼板等。

2)H型鋼。H型鋼的翼緣寬，側向剛度大;抗彎能力強，比工字鋼大5%?10%;翼緣兩表面相亙平行，構造簡單。結構強度高，自重輕;設計風格靈活、豐富;工程施工快，占地面積小，適合全天候施工;便于機械加工、結構連接和安裝，易于拆除和再利用。

以熱軋H型鋼為主的鋼結構，塑性和靭性良好，結構穩(wěn)定性髙，抗自然災害能力強，特別適用于地震多發(fā)地帶的建筑結構;與混凝土結構相比，可增加結構使用面積;與焊接H型鋼相比，能明顯地省工省料，殘余應力低，外觀和表面質量好。

3)冷彎薄壁型鋼。冷彎薄壁型鋼是用薄鋼板(厚度為0.3?1mm,最厚為1.6mm)在壓型機上冷壓而成的。具有輕質高強、便于加工、施工簡便、速度快等特點，在大型工業(yè)廠房、食品加工車間、大型庫房、飛機維修庫等建筑中普遍使用。冷彎薄壁型鋼一般有卷邊C形和卷邊Z形兩種。

(2)輕鋼結構制作。輕型鋼結構制作流程如圖4.1.31所示。

(3)輕鋼結構安裝。構件的安裝應符合下列規(guī)定：

1)宜采取綜合安裝方法，對容易變形的構件應作強度和穩(wěn)定性計算，必要時應采取加固措施，以確保施工時結構的安全。

2)剛架安裝宜先立柱，然后將在地面組裝好的斜梁吊起就位，并與柱連接。

3)結構吊裝時，應采取適當措施，防止產(chǎn)生過大的彎扭變形，同時應將繩扣與構件的接觸部位加墊塊墊好，以防損傷構件。

4)構件懸吊應選擇好吊點。構件的捆綁和懸吊部位，應采取防止構件局部變形和損壞的措施。

5)當山墻墻架寬度較小時，可先在地面裝好，再進行整體起吊安裝。

6)結構吊裝就位后，應及時系牢支撐及其他連系構件，以保證結構的穩(wěn)定性，且各種支撐的擰緊程度，以不將構件拉彎為原則。

7)所有上部結構的吊裝，必須在下部結構就位、校正并系牢支撐構件以后再進行。

8)不得利用已安裝就位的構件起吊其他重物;不得在主要受力部位焊接其他物件。

9)剛架在施工中以及人員離開現(xiàn)場的夜間，均應采用支撐和纜繩充分固定。

10)根據(jù)工地安裝機械的起重能力，在地面上組裝成較大的安裝單元，以減少高空作業(yè)的工作量。

9.鋼結構涂裝施工

(1)表面處理。經(jīng)處理的鋼材表面不應有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等;對于鍍鋅構件，酸洗除銹后，鋼材表面應露出金屬色澤，并應無污漬、銹跡和殘留酸液。

(2)防腐涂裝施工。

1)主要施工工藝流程：基面處理→底漆涂裝→中間漆涂裝→面漆涂裝→檢查驗收。

2)涂裝施工順序：一般應按先上后下、先左后右、先里后外、先難后易的原則施涂，不漏涂，不流墜，使漆膜均勻、致密、光滑和平整。

3)油漆防腐涂裝。油漆防腐涂裝可采用涂刷法、手工滾涂法、空氣噴涂法和高壓無氣噴涂法。鋼結構涂裝時的環(huán)境溫度和相對濕度，除應符合涂料產(chǎn)品說明書的要求外，還應符合下列規(guī)定：

①當產(chǎn)品說明書對涂裝環(huán)境溫度和相對濕度未作規(guī)定時，環(huán)境溫度宜為5?38°C，相對濕度不應大于85%，鋼材表面溫度應高于露點溫度3°C，且鋼材表面溫度不應超過40°C;

②被施工物體表面不得有凝露;

③遇雨、霧、雪、強風天氣時應停止露天涂裝。應避免在強烈陽光照射下施工;

④涂裝后4h內(nèi)應采取保護措施，避免淋雨和沙塵侵襲;

⑤風力超過5級時，室外不宜噴涂作業(yè)。

表面除鎊處理與涂裝的間隔時間宜在4h之內(nèi)，在車間內(nèi)作業(yè)或濕度較低的晴天不應超過12h。工地焊接部位的焊縫兩側宜留出暫不涂裝的區(qū)域，應符合下列規(guī)定：鋼板厚度t<50mm，時，暫不涂裝的區(qū)域寬度b為50mm;鋼板厚度50mm90mm時，暫不涂裝的琴域寬度b為100mm。

4)金屬熱噴涂。鋼結構表面處理與熱噴涂施工的間隔時間，晴天或濕度不大的氣候條件下應在12h以內(nèi)，雨天、潮濕、有鹽霧的氣候條件下不應超過2h。

(3)防火涂裝施工。防火涂料施工可采用噴涂、抹涂或滾涂等方法。主要施工工藝流程：基層處理→調(diào)配涂料→涂裝施工→檢查驗收。基層表面應無油污、灰塵和泥沙等污垢，且防鎊層應完整、底漆無漏刷。構件連接處的縫隙應采用防火涂料或其他防火材料填平。防火涂料涂裝施工應分層施工，應在上層涂層干燥或固化后，再進行下道涂層施工。薄涂型防火涂料面層涂裝施工應符合下列規(guī)定：面層應在底層涂裝干燥后開始涂裝;面層涂裝應顏色均勻、一致，接槎應平整。

(五)結構吊裝工程施工

將建筑物設計成許多單獨的構件，分別在施工現(xiàn)場或工廠預制結構構件或構件組合，然后在施工現(xiàn)場用起重機械把它們吊起并安裝在設計位置上去的全部施工過程，稱為結構吊裝工程，用這種施工方式形成的結構稱為裝配式結構。

1.起重機具

結構吊裝工程中常采用的起重機具包括索具設備與起重機械。

(1)索具設備。索具設備主要應用于吊裝工程中的構件綁扎、吊運。索具設備包括鋼絲繩、吊索、卡環(huán)、橫吊梁、卷揚機、錨旋等。

鋼絲繩是起重機械中用于懸吊、牽引或捆縛重物的物件。吊索是一種用鋼絲繩制成的吊裝索具。吊索主要用于綁扎構件以便起吊。卡環(huán)(卸甲)用于吊索之間或吊索與構桿吊環(huán)之間的連接，固定和扣緊吊索。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：滑輪橫吊梁，用于8t以下的柱子吊裝;鋼板橫吊梁，用于lot以下的柱子吊裝;桁架橫吊梁，用于雙機抬吊安裝柱子;鋼管橫吊梁，用于屋架吊裝。卷揚機又稱絞車，是結構吊裝中最常用的工具。錨碇又稱地錨，是用來固定纜風繩和卷揚機的，它是保證把桿穩(wěn)定的重要組成部分。

(2)起重機械。結構吊裝工程中常用的起重機械有自行桿式起重機、塔式起重機和桅桿式起重機等。自行桿式起重機包括履帶式起重機、汽車式起重機和輪胎式起重機等。

1)自行桿式起重機。

①履帶式起重機。履帶式起重機由行走裝置、回轉機構、機身及起重桿等組成。采用鏈式履帶的行走裝置，對地面壓力大為減小/裝在底盤上的回轉機構使機身可回轉360°。機身內(nèi)部有動力裝置、卷揚機及操縱系統(tǒng)。它操作靈活，使用方便，起重桿可分節(jié)接長，在裝配式鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結構吊裝中得到廣泛的使用。其缺點是穩(wěn)定性較差，未經(jīng)驗算不宜超負荷吊裝。履帶式起重機的主要參數(shù)有三個：起重量Q、起重高度H和起重半徑R。

②汽車起重機。汽車起重機是一種將起重作業(yè)部分安裝在通用或專用汽車底盤上，具有載重汽車行駛性能的輪式起重機。汽車起重機的主要技術性能有最大起重量、整機質量、吊臂全伸長度、吊臂全縮長度、最大起重高度、最小工作半徑、起升速度、最大行駛速度等。汽車起重機作業(yè)時，必須先打開支腿，以增大機械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。因此，汽車起重機不能負荷行駛。汽車起重機機動靈活性好，能夠迅速轉移場地，廣泛用于土木工程。

③輪胎起重機。輪胎起重機不采用汽車底盤，而另行設計軸距較小的專門底盤。其構造與履帶式起重機基本相同，只是底盤上裝有可伸縮的支腿，起重時可使用支腿以增加機身的穩(wěn)定性，并保護輪胎。輪胎起重機的優(yōu)點是行駛速度較高，能迅速地轉移工作地點或工地，對路面破壞小。但這種起重機不適合在松軟或泥濘的地面上工作。輪胎起重機的主要技術性能有額定起重量、整機質量、最大起重高度、最小.回轉半徑、起升速度等。

2)塔式起重機。塔式起重機具有較高的塔身，起重臂安裝在塔身頂部，具有較高的有效高度和較大的工作半徑，起重臂可以回轉360°。因此，塔式起重機在多及高層結構吊裝和垂直運輸中得到廣泛應用。塔式起重機的類型，可按有無行走機構、變幅方法、回轉部位和爬升方式等劃分。下面簡要介紹常用的軌道式、爬升式、附著式塔式起重機。

①軌道式塔式起重機。軌道式塔式起重機是土木工程中使用最廣泛的一種起重機。它可帶重行走，作業(yè)范圍大，非生產(chǎn)時間少，生產(chǎn)效率高。軌道式塔式起重機的主要性能有：吊臂長度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等;

②爬升式塔式起重機。又稱內(nèi)爬式塔式起重機，通常安裝在建筑物的電梯井或特設的開間內(nèi)，也可安裝在筒形結構內(nèi)，依靠爬升機構隨著結構的升高而升高，一般是每建造3?8m，起重機就爬升一次，塔身自身高度只有20m左右，起重高度隨施工高度而定。爬升式起重機的優(yōu)點是：起重機以建筑物作支承，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物外圍空間。缺點是：司機作業(yè)往往不能看到起吊全過程，需靠信號指揮，施工結束后拆卸復雜，一般需設輔助起重機拆卸;

③附著式塔式起重機。又稱自升式塔式起重機，直接固定在建筑物或構筑物近旁的混凝土基礎上，隨著結構的升高，不斷自行接高塔身，使起重高度不斷增大。為了塔身穩(wěn)定，塔身每隔20m高度左右用系桿與結構錨固。附著式塔式起重機多為小車變幅，因起重機械在結構近旁，司機能看到吊裝的全過程，自身的安裝與拆卸不妨礙施工過程。

3)桅桿式起重機。

桅桿式起重機也稱牽纜式起重機，是在獨腳拔桿下端安裝一根可以回轉和起伏的吊桿拼裝而成。桅桿式起重機的纜風至少6根，根據(jù)纜風最大的拉力選擇鋼絲繩和地錨。起重量在5t以下的桅桿式起重機，大多用圓木做成，用于吊裝+構件;起重量在10t左右的桅桿式起重機，大多用無縫鋼管做成，桅桿高度可達25m;大型桅桿式起重機，起重量可達60t，桅桿高度可達80m,桅桿和吊桿都是用角鋼組成的格構式截面。

桅桿式起重機的優(yōu)點是：構造簡單、裝拆方便、起重能力較大，受施工場地限制小。缺點是：設較多的纜風繩，移動困難。另外，其起重半徑小，靈活性差。因此，桅桿式起重機一般多用于構件較重、吊裝工程比較集中、施工場地狹窄，而又缺乏其他合適的大型起重機械時。

2.混凝土結構吊裝

混凝土結構吊裝分為構件吊裝和結構吊裝兩大類。其中，構件的吊裝包括構件的制作、運輸、堆放、吊裝;結構吊裝分為單層工業(yè)廠房結構吊裝和多層裝配式框架結構吊裝，吊裝順序由于吊裝方案的不同而不同。

(1)預制構件吊裝工藝。預制構件吊裝工藝應考慮構件的制作、運輸、堆放、平面布置和構件的吊裝過程。

1)預制構件的制作和運輸。預制構件如柱、屋架、梁、橋面板等一般在現(xiàn)場預制或工廠預制。在許可的條件下，預制時盡可能采用疊澆法，重疊層數(shù)由地基承載能力和施工條件確定，一般不超過4層，上、下層間應做好隔離層，上層構件的澆筑應等到下層構件混凝土達到設計強度的30%以后才可進行，整個預制場地應平整夯實，不可因受荷、浸水而產(chǎn)生不均勻沉陷。

工廠預制的構件需在吊裝前運至工地，構件運輸宜選用載重量較大的載重汽車和半拖式或全拖式的平板拖車，將構件直接運到工地構件堆放處。對構件運輸時的混凝土強度要求是：如設計無規(guī)定時，不應低于設計的混凝土強度標準值的75%。

2)構件的平面布置。預制構件的堆放應考慮便于吊升及吊升后的就位，特別是大型構件，應做好構件堆放的布置圖，以便一次吊升就位，減少起重設備負荷開行。對于小型構件，則可考慮布置在大型構件之間，也應以便于吊裝、減少二次搬運為原則。但小型構件常采用隨吊隨運的方法，以便減少對施工場地的占用。

3)預制構件的吊裝。預制構件吊裝過程一般包括綁扎、吊升、就位、臨時固定、校正和最后固定等工序。

①柱的吊裝。

a.柱的綁扎。柱身綁扎點數(shù)和綁扎位置，要保證柱在吊裝過程中受力合理，不發(fā)生變形或裂縫而折斷。一般中、小型柱綁扎一點;重型柱或配筋少而細長的柱常綁扎兩點甚至兩點以上以減少柱的吊裝彎矩。必要時，需經(jīng)吊裝應力和裂縫控制計算后確定。一點綁扎時，綁扎位置在牛腿下面。

按柱吊起后柱身是否能保持垂直狀態(tài)，分為斜吊法和直吊法，相應的綁扎方法有：斜吊綁扎法和直吊綁扎法。斜吊綁扎法用于柱的寬面抗彎能力滿足吊裝要求時，此法無須將預制柱翻身，但因起吊后柱身與杯底不垂直，對線就位較難;直吊綁扎法用于柱寬面抗彎能力不足，必須將預制柱翻身后窄面向上，剛度增大，再綁扎起吊。它需要較長的起重桿。

b.柱的起吊。柱的起吊方法，按柱在吊升過程中柱身運動的特點分為旋轉法和滑行法;按使用起重機的數(shù)量，有單機起吊和雙機抬吊。單機起吊的工藝如下：

(a)旋轉法(見圖4.1.32)。起重機邊起鉤、邊旋轉，使柱身繞柱腳旋轉而逐漸吊起的方法稱為旋轉法。其要點是保持柱腳位置不動，并使柱的吊點、柱腳中心和杯口中心三點共圓。其特點是柱吊升中所受震動較小，但對起重機的機動性要求高。一般采用自行式起重機。

(b)滑行法。起吊時起重機不旋轉，只起升吊鉤，使柱腳在吊鉤上升過程中沿著地面逐漸向前滑行，直至柱身直立的方法稱為滑行法。其要點是柱的吊點要布置在杯口旁;并與杯口中心兩點共圓弧。其特點是起重機只需轉動吊桿，即可將柱子吊裝就位，較安全，但滑行過程中柱子受震動。故只有起重機、場地受限時才采用此法(見圖4.1.33)。

c.柱的就位和臨時固定。柱腳插人杯口后，使柱的安裝中心線對準杯口的安裝中心線(吊裝準線)，然后用8個楔塊從柱四周插入杯口，打緊將柱臨時固定。吊裝重型、細長柱時，除采用以上措施進行臨時固定外，必要時增設纜風繩拉錨。

d.柱的校正。柱的校正包括平面定位軸線、標高和垂直度的校正。

e.柱的最后固定。柱底部四周與基礎杯口的空隙之間，澆筑細石混凝土，搗固密實，使柱的底腳完全嵌固在基礎內(nèi)作為最后固定。灌筑工作分兩次進行，第一次先澆至楔塊底面，待混凝土強度達到25%設計強度后，拔去楔塊再第二次灌筑混凝土至杯口頂面。

②吊車梁的吊裝。吊車梁的吊裝須在柱子最后固定好，接頭混凝土達到70%設計強度后進行。吊車梁的綁扎應使吊鉤對準吊車梁的重心，起吊后使構件保持水平。吊車梁就位時應緩慢落下，爭取使吊車梁中心線與支承面的中心線能一次對準，并使兩端擱置長度相等。吊車梁的校正，應在屋蓋結構構件校正和最后固定后進行。校正的內(nèi)容有：中心線對定位軸線的位移、標高、垂直度。

③屋蓋的吊裝。屋蓋構件包括屋架(或屋面梁)、屋架上下弦水平支撐和垂直支撐、天溝板和屋面板、天窗架和天窗側板等。屋蓋的吊裝一般都按節(jié)間依次采用綜合吊裝法。吊裝的施工順序是：綁扎、扶直堆放、吊升、就位、臨時固定、校正和最后固定。

(2)單層工業(yè)廠房結構吊裝。單層工業(yè)廠房的主要承重結構由基礎、柱、吊車梁、屋架、天窗架、屋面板等組成。一般中小型單層工業(yè)廠房的特點：承重結構多數(shù)采用裝配式鋼筋混凝土結構，除基礎在施工現(xiàn)澆就地澆筑外，其他構件多采用鋼筋混凝土預制構件;平面尺寸大，承重結構跨度與重量大，構件類型少，廠房內(nèi)設備基礎多。因此，在擬定結構吊裝方案時，應著重解決起重機的選用、結構吊裝方案。

1)起重機械選擇與布置。

①起重機械選擇：起重機的選擇要根據(jù)所吊裝構件的尺寸、重量及吊裝位置來確定。可選擇的機械有履帶式起重機、塔式起重機或自升式塔式起重機等。履帶式起重機適于安裝4層以下結構，塔式起重機適于4?10層結構，自升式塔式起重機適于10層以上結構。因此，要保證所選擇的起重機的三個工作參數(shù)：起重量Q、起重高度H和起重幅度R，均應滿足結構吊裝的要求。

a.起重量。起重機的起重量必須大于所安裝構件的質量與索具重量之和。即：

Q>Q1+Q2 (4.1.1)

式中：Q—起重機的起重量(t);

Q1—構件的重量(t);

Q2—索具的重量(t)。

b.起重高度。起重機的起重高度必須滿足所吊構件的吊裝高度要求(圖4.1.34)，對于吊裝單層廠房應滿足：

H≥h1+ h2+ h3+ h4 (4.1.2)

式中：H—起重機的起重高度(m)，從停機面算起至吊鉤中心;

h1—安裝支座表面高度(m)，從停機面算起;

h2—安裝空隙(m)，一般不小于0.3m;

h3—綁扎點至所吊構件底面的距離(m);

h4—索具高度(m)，自綁扎點至吊鉤中心，視具體情況而定。

c.起重幅度。在一般情況下，當起重機可以不受限制地開到所安裝構件附近去吊裝時，對起重幅度可不做要求。但是當起重機受到限制不能靠近安裝位置去吊裝構件時，則應該驗算起重幅度為定值時的起重量和起重高度是否滿足吊裝要求。一般根據(jù)所需要最小起重量Qmin和最小起重高度Hmin，初步確定起重機型號，再對最小起重幅度Rmin進行驗算。

②起重機的平面布置。起重機的布置方案主要根據(jù)房屋平面形狀、構件重量、起重機性能及施工現(xiàn)場環(huán)境條件等確定。一般有四種布置方案(見圖4.1.35):單側布置、雙側布置、跨內(nèi)單行布置和跨內(nèi)環(huán)形布置。

a.單側布置[圖4.1.35(a)]。當房屋平面寬度較小，構件也較輕時，塔式起重機可單側布置。此時起重半徑應滿足：

R≥b+a (4.1.3)

式中：R—塔式起重機吊裝最大起重半徑(m);

b—房屋寬度(m);

a—房屋外側至塔式起重機軌道中心線的距離，a=外腳手的寬度+1/2軌距十0.5m。

b.雙側布置[圖4.1.35(b)]。當建筑物平面寬度較大或構件較大，單側布置起重力矩滿足不了構件的吊裝要求時，起重機可雙側布置，每側各布置一臺起重機，其起重半徑應滿足：

R≥b/2+a (4.1.4)

此種方案布置時，兩臺起重臂高度應錯開，吊裝時防止相撞。

c.跨內(nèi)單行和跨內(nèi)環(huán)形布置。如果工程不大，工期不緊，兩側各布置一臺塔吊將造成機械上的浪費。因此可環(huán)形布置，僅布置一臺塔吊就可兼顧兩側的運輸。

當建筑物四周場地狹窄，起重機不能布置在建筑物外側，或者由于構件較重、房屋較寬，起重機布置在外側滿足不了吊裝所需要的力矩時，可將起重機布置在跨內(nèi)，其布置方式有跨內(nèi)單行布置[見圖4.1.35(c)]和跨內(nèi)環(huán)行布置[見圖4.35(d)]兩種。

2)結構吊裝方法與吊裝順序。

①分件吊裝法：起重機在車間內(nèi)或沿著間外每開行一次，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，并加以校正及最后固定;第二次開行，吊裝全部吊車梁、連系梁及柱間支撐;第三次開行，分節(jié)間吊裝屋架、天窗架、屋面板及屋面支撐等。吊裝的順序見圖4.1.36。

這種方法的優(yōu)點是：由于每次均吊裝同類型構件，可減少起重機變幅和索具的更換次數(shù)，從而提高吊裝效率，能充分發(fā)揮起重機的工作能力，構件供應與現(xiàn)場平面布置比較簡單，也能給構件校正、接頭焊接、灌筑混凝土和養(yǎng)護提供充分的時間。缺點是：不能為后繼工序及早提供工作面，起重機的開行路線較長。分件吊裝法是目前單層工業(yè)廠房結構吊裝中采用較多的一種方法。

②綜合吊裝法：起重機在車間內(nèi)每甲行一次(移動一次)，就分節(jié)間吊裝完節(jié)間內(nèi)所有各種類型的構件。吊裝的順序如圖4.1.37所示。即先吊裝4?6根柱子，并加以校正和最后固定;隨后吊裝這個節(jié)間內(nèi)的吊車梁、連系梁、屋架和屋面板等構件。一個節(jié)間的全部構件吊裝完后，起重機移至下一個節(jié)間進行吊裝，直至整個廠房結構吊裝完畢。

這種方法的優(yōu)點是：開行路線短，停機點少;吊完一個節(jié)間，其后續(xù)工種就可進入節(jié)間內(nèi)工作，使各個工種進行交叉平行流水作業(yè)，有利于縮短工期。缺點是：采用綜合吊裝法，每次吊裝不同構件需要頻繁變換索具，工作效率低;使構件供應緊張和平面布置復雜;構件的校正困難。因此，目前較少采用。

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