單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝課程設(shè)計

1、銅陵學(xué)院課程設(shè)計任 務(wù) 書課程名稱：土木工程施工設(shè)計課題：單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)吊裝系 別：土木建筑系專 業(yè)：土木工程姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：下發(fā)時間：2010年12月一 工程概況及施工條件1、工程概況本工程為某廠單層鋼筋混凝土裝配式車間，該車間共三跨（即12米、18米，24米），其平面位置、廠房軸線尺寸和剖面圖如圖1，2，3所示。2、施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件（1）地質(zhì)：由勘測報告知，土壤為一級大孔性黃土，天然地基承載力為 15T/m2，地下水位在地表下67米；（2）吊裝前基礎(chǔ)已施工完畢并回填平整至-0.20米；（3）柱、頂應(yīng)為屋架及12米跨兩鉸拱屋架，均為現(xiàn)場預(yù)制；吊車梁、聯(lián)系梁、基礎(chǔ)梁及預(yù)應(yīng)力大型屋面

2、板在預(yù)制構(gòu)件加工廠制作，用汽車運入現(xiàn)場并排放；（4）鋼天窗梁系，分兩段在金屬結(jié)構(gòu)廠制作，運到現(xiàn)場拼裝并排放；（5）結(jié)構(gòu)安裝工程承重構(gòu)件一覽表附表；（6）施工單位現(xiàn)有W1-50，W1-100和-1252型履帶起重機(jī)可供選用，其工作性能見圖4，5，6所示工作性能曲線；起重機(jī)外形尺寸如圖及附表；（7）工期：自2010年12月20日至7月20日。3、設(shè)計參考數(shù)據(jù)（1）柱的預(yù)制平面圖中柱腳距基礎(chǔ)中心80cm以處，吊具重 200kg；（2）橫吊梁重500kg；天窗架加固附加重500kg；（3）鳥嘴架可外伸3m重500kg。二 施工前準(zhǔn)備工作 本次設(shè)計是嚴(yán)格按照工程現(xiàn)場情況以及設(shè)計任務(wù)書參考國家標(biāo)準(zhǔn)完成的。

3、在合同的時間期限內(nèi)既要安全合理又要經(jīng)濟(jì)的吊裝施工。首先已經(jīng)做好了廠房的基礎(chǔ)，現(xiàn)在需要清理場地將需要吊裝的材料按要求布置好準(zhǔn)備吊裝。三 廠房結(jié)構(gòu)吊裝方案1 起重機(jī)械型號的選擇由上面的工程概況和施工條件可以知道，構(gòu)件中柱子和梁中最重6.9T，屋架、天窗和屋面板最重7.15T。起重機(jī)型號的確定和工作參數(shù)的計算。1 吊裝柱子的起重機(jī)選擇。柱：各列柱均要求以一點綁扎（斜吊綁扎法或直吊綁扎法）采用旋轉(zhuǎn)法吊裝的方法。則 Q Q 1 +Q 2 其中Q1為構(gòu)件質(zhì)量，Q 2 為索具重量：吊索取 0.2 T ； 橫吊聚、鳥嘴架，各 0.5 T ；柱子中最重的為6.9T。所以Q7.1T。起重高度 H 所選起重機(jī)的起升

4、高度必須滿足所吊構(gòu)件的吊裝高度要求。柱子中最高的如表為Z1-3柱，14.24m則 H h 1 +h 2 +h 3 +h 4。則H0+0.3+14.24+1.2=15.74m?，F(xiàn)在初選W1-100型履帶起重機(jī)，起重臂長為23m。當(dāng)起重為7.1T時相應(yīng)的起重半徑為8m，起重高度H=19m>15.74m，滿足吊裝柱子的要求。因此用W1-100型履帶起重機(jī)臂長23m在半徑小于8m初吊裝柱子。2 吊裝屋架和天窗的起重機(jī)選擇。屋架： 12m 跨二點綁扎； 18m 跨采用四點綁扎； 24M 跨采用橫吊梁四點綁扎。屋架采用兩點綁扎安裝，安裝需要的起吊高度和重量各不一樣，設(shè)計以高跨度為標(biāo)準(zhǔn)。要求起重重量：

5、Q=Q1+Q2=7.15+0.2=7.35T。要求起重高度：H=h 1 +h 2 +h 3 +h 4=13.9+0.3+2.95+2.5=19.65m?，F(xiàn)在初選W1-100型履帶起重機(jī)，起重臂長為23m。當(dāng)起重為7.35T時半徑7m。起重高度為21m>19.65m，滿足吊裝屋架要求。因此用W1-100型履帶起重機(jī)臂長23m在半徑小于7m處吊裝屋架及天窗。3 吊裝屋面板的起重機(jī)選擇。對于屋面板同樣采用高跨度屋面板為準(zhǔn)。要求起重重量：Q=Q1+Q2=1.02+0.2=1.22T。要求起重高度：H=h 1 +h 2 +h 3 +h 4=10.7+3.2+0.3+0.24+2.5=17m。起重機(jī)

6、吊裝跨中屋面板時，起重鉤需伸過已吊裝好的屋架上弦中線f=3m，且起重臂中心線與已安裝好的屋架中心線至少保持g=1m的水平距離，因此，起重機(jī)的最小起重臂長度及所需起重仰角為:=arctan計算可得=arctan=55.5°。代入公式計算要求的最小臂長為：L=h/sin(f+g)/cos=14.93+7.07=22m由上面計算可以知道W1-100型履帶式起重機(jī)臂長為23m，可以吊裝最大跨度上的屋面板，當(dāng)起重仰角=55.5°，實際起重半徑為R=F+Lcos=1.3+23×cos55.5°=14.3m查看W1-100型23m起臂的性能曲線知，R=14.3m時，Q

7、=2.5t1.22t，H=18m17m，所以選擇W1-100型23m起重臂符合吊裝高跨屋面板的要求。以選取的L=23m，=55.5°復(fù)核能否滿足吊裝跨邊屋面板的要求。 起重臂吊裝(A)軸線最邊緣一塊屋面板時起重臂與(A)軸線的夾角，=34.7°，則屋架在(A)軸線處的端部A點與起重桿同屋架在平面圖上的交點B之間的距離為0.75+3tan=0.75+3×tan34.7°=2.83m?？傻胒=3/cos=3/cos34.7°=3.65m；由屋架的幾何尺寸計算出屋架被截得的高度h屋=2.83×tanc=2.83×=1.29m 。驗

8、算L=h/sin+（f+g)/cos=23m得g=2.95m 則g=2.95m1m。所以選擇W1-100型履帶式起重機(jī)，滿足吊裝最邊緣一塊屋面板的要求，取L=23m，=55.5°時能滿足吊裝最邊緣一塊屋面板的要求。 根據(jù)以上各種吊裝工作參數(shù)的計算，從W1-100型L=23m履帶式起重機(jī)性能曲線表并列表1可以看出，所選起重機(jī)可以滿足所有構(gòu)件的吊裝要求。 構(gòu)件名稱柱ZA、ZE、ZH柱Z1、Z2、Z3屋架屋面板吊裝工作參數(shù)Q(T)H(m)R(m)Q(T)H(m)R(m)Q(T)H(m)R(m)Q(T)H(m)R(m)計算所需工作參數(shù)7.113.3 6.015.7 7.3519.65 1.2

9、21714.3 23m起重臂工作參數(shù)7.520.57720.57820.572.31814.5表1 廠房主要構(gòu)件吊裝參數(shù) 2 廠房結(jié)構(gòu)吊裝方案選擇 單層廠房結(jié)構(gòu)安裝工程施工方案內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)吊裝方法、起重機(jī)的選擇、起重機(jī)的開行路線及構(gòu)件的平面布置等。確定施工方案時應(yīng)根據(jù)廠房的結(jié)構(gòu)形式、跨度、構(gòu)件的重量及安裝高度、吊裝工程量及工期要求，并考慮現(xiàn)有起重設(shè)備條件等因素綜合確定。單層廠房結(jié)構(gòu)吊裝方法有分件吊裝法和綜合吊裝法。分件吊裝法起重機(jī)每開行一次，僅吊裝一種或幾種構(gòu)件。一般廠房分三次開行吊裝完全部構(gòu)件。第一次開行，吊裝柱，應(yīng)逐一進(jìn)行校正及最后固定；第二次開行，吊裝吊車梁、連系梁及柱間支撐等；第三次

10、開行，以節(jié)間為單位吊裝屋架、天窗架和屋面板等構(gòu)件。綜合吊裝法起重機(jī)一次開行，以節(jié)間為單位安裝所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。具體做法是：先吊裝46根柱，隨即進(jìn)行校正和最后固定。然后吊裝該節(jié)間的吊車梁、連系梁、屋架、天窗架、屋面板等構(gòu)件。3 廠房結(jié)構(gòu)吊裝方法確定根據(jù)實地情況，廠房基礎(chǔ)應(yīng)經(jīng)完成。廠房結(jié)構(gòu)的柱為現(xiàn)場預(yù)制，而吊車梁、聯(lián)系梁、基礎(chǔ)梁及預(yù)應(yīng)力大型屋面板是在預(yù)制構(gòu)件加工廠制作的再用汽車運入現(xiàn)場并排放。所以先排放好柱子先吊裝柱在吊裝吊車梁，最后吊裝屋架、聯(lián)系梁和屋面板。所以本設(shè)計的單層廠房結(jié)構(gòu)吊裝選擇分件吊裝法。在吊裝中時用W1-100型L=23m履帶式起重機(jī)。吊裝時需要預(yù)先排放好需要吊裝的構(gòu)件。4 廠房結(jié)構(gòu)

11、吊裝方案確定1 吊裝構(gòu)件的平面布置和起重機(jī)行駛路線1 柱子的平面布置及行駛路線柱子是由現(xiàn)場預(yù)制而不是像屋架等式在預(yù)制工廠加工的，所以為了方便吊裝工作的開展和節(jié)約場地堆放屋架和面板，方案設(shè)計先起吊預(yù)制柱子等完成后再吊裝屋架等，然后換起重機(jī)吊裝屋面板。柱子達(dá)到吊裝強度后，將柱子斜平行的的排布在各個基礎(chǔ)的杯口，柱腳離杯口中心80cm，采用旋轉(zhuǎn)吊裝法，使柱腳中心、吊點和杯口中心三點共園。12m跨處相對排放，起重機(jī)在吊裝半徑內(nèi)可以停一點吊兩邊各一個柱子，18m和24m跨頁采用旋轉(zhuǎn)吊裝法，排放符合起重機(jī)開行路線，每次只吊單邊，標(biāo)注停機(jī)位置。具體排放和開行路線如下圖。 柱子總平面圖2 屋架和屋面板的吊平面布

12、置及行駛路線屋架和天窗架的吊裝屋蓋結(jié)構(gòu)一般是以節(jié)間為單位進(jìn)行綜合吊裝，即每安裝好一榀屋架，隨即將這一節(jié)間的其它構(gòu)件全部安裝上去，再進(jìn)行下一節(jié)間的安裝。屋架和天窗的吊裝同樣用W1-100型L=23m履帶式起重機(jī)吊裝，由于大跨度和屋架和天窗是在工廠制作的，吊裝方案先吊裝柱子后節(jié)約了場地排放屋架。在12m跨中屋架時縱向堆放在一邊，屋面板堆放另一邊，起重機(jī)從中間行駛吊裝，18m和24m跨中屋架都是斜向堆放在一邊，屋面板對方另一邊。屋面板的吊裝屋面板一般有預(yù)埋吊環(huán)，用帶鉤的吊索鉤住吊環(huán)即可吊裝。大型屋面板有四個吊環(huán)，起吊時，應(yīng)使四根吊索拉力相等，屋面板保持水平。為充分利用起重機(jī)的起重能力，提高工效，也可

13、采用一次吊升若干塊屋面板的方法，詳細(xì)參數(shù)見表1。 屋架和屋面板總平面圖2 廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝工藝先前的構(gòu)件平面布置應(yīng)經(jīng)結(jié)束，準(zhǔn)備工作完成后著重進(jìn)行各個構(gòu)件吊裝的細(xì)節(jié)。1 柱子的吊裝柱子斜向排列柱腳里杯口中心80cm且杯口中心、柱腳中心和吊點三點共圓，采用旋轉(zhuǎn)吊裝法。事先排列柱子的時候應(yīng)經(jīng)標(biāo)注了起重機(jī)的停車位置，在12m跨下以半徑7m吊裝兩邊的柱子，停一點吊裝兩邊個一個柱子，18m和24m跨也是以7m為半徑吊裝單邊。柱子的綁扎為斜吊綁扎法，柱子在平臥狀態(tài)下綁扎，不需翻身直接從底模上起吊；起吊后，柱呈傾斜狀態(tài)，吊索在柱子寬面一側(cè)，起重鉤可低于柱頂，起重高度可較?。坏珜ξ徊环奖?，寬面要有足夠的抗彎能力

14、。 2 屋架的吊裝 本設(shè)計中屋架的吊裝12m跨是縱向堆放，18m和24m跨是斜向堆放。屋架吊裝的施工順序是：綁扎、扶直就位、吊升、對位、臨時固定、校正和最后固定。在屋架吊裝中很重要的一步是屋架的綁扎，屋架的綁扎點與綁扎方式與屋架的形式和跨度有關(guān)，其綁扎的位置及吊點的數(shù)目一般由設(shè)計確定，一般吊索與水平面夾角不小于45°，以免屋架受損。12m跨的采用兩點綁扎，由于本設(shè)計中大跨度屋架都是預(yù)應(yīng)力拱形屋架，最大12m，所以兩點綁扎時可以的。在吊裝中盡量減少起重機(jī)的負(fù)載行駛。扶直時先將吊鉤對準(zhǔn)屋架平面中心，收緊吊鉤后，起重臂稍抬起使屋架脫模。若疊澆的屋架間有嚴(yán)重粘結(jié)時，應(yīng)先用撬杠撬或鋼釬鑿等方法，使其上下分開，不能硬拉，以免造成屋架損破，因為屋架的側(cè)向剛度很差。另外，為防止屋架在扶直過程中突然下滑而損壞，需在屋架兩端搭井字架或枕木垛，以便在屋架由平臥轉(zhuǎn)為豎立后將屋架擱置其上。 3 屋面板的吊裝天窗架和屋面板的吊裝屋面板一般有預(yù)埋吊環(huán)，用帶鉤的吊索鉤住吊環(huán)即可吊裝。大型屋面板有四個吊環(huán)，起吊時，應(yīng)使四根吊索拉力相等，屋面板保持水平。為充分利用起重機(jī)的起重能力，提高工效，也可采用一次吊升若干塊屋面板的方法。 吊裝需要最小起吊臂長，W1-100型L=23m履帶式起重機(jī)滿足要求，吊裝面板的詳細(xì)情況如圖四 課程設(shè)計總結(jié)本課程