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。

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：具有高度的灵活性，不仅能有效地服务于架设安装各种工程对象，且可服务于整个工地现场。

起重高度大，起重臂长度从数十米乃至200m以上，因而可从一个停放点服务于很大的工作区域。

工作快速，能将重物在空间内向任何一个方向，以很快的速度自行移动。

起重机一般整机出厂，不需要在工地装拆，使用很方便。

起重机自重大，对道路和设定点要求较高。

起重机的构造较复杂，维修不方便。

起重机的成本高，使用费比较贵。

（1）履带式起重机履带式起重机由行走装置、回转机构、机身及起重杆等组成。

采用链式履带的行走装置，对地面压力大为减少，装在底盘上的回转机构使机身可回转360°。

机身内部有动力装置、卷扬机及操作系统。

它操作灵活，使用方便，起重杆可分节接长，在装配式钢筋混凝土单层厂房结构吊装中得到广泛的使用。

其缺点是稳定性较差，未经验算不宜超负荷吊装。

建筑工程中常用的履带式起重机主要有W1-100型、W1-200型、W4型、QU25型等。

履带式起重机的主要参数有三个：起重量Q、起重高度H和起重半径R。

下图为W1-100型起重机的工作性能曲线，可见起重量、起重高度和回转半径的大小取决于起重臂长度和倾角。

当起重臂长度一定时，随着仰角的增大，起重量和起重高度增加，而回转半径减小；当起重臂长度增加时，起重半径和起重高度增加而起重量减小。

履带式起重机在进行超负荷调子或接长吊杆时，需进行稳定性验算，以保证起重机在吊装中不会发生倾覆事故。

履带式起重机在车身与行驶方向垂直时稳定性最差，此时履带的轨链中心为倾覆中心，故需按相应公式进行验算稳定性。

履带式起重机，具有越野性能好、爬坡能力大、牵引力大、可吊重行驶、可变换工作装置多种作业、对工作地面要求不高、对捣乱破坏大、不便长距离移运等特点。

履带式起重机的稳定性验算：履带式起重机在进行超负荷吊装或接长吊杆时，需进行稳定性验算，以保证起重机在吊装中不发生倾覆事故。

履带式起重机在如右图所示的情况下（即车身与行驶方向垂直）时稳定性最差，此时，履带的轨链中心A为倾覆中心，起重机的安全条件如下：当考虑吊装荷载及附加荷载时：稳定性安全系数当仅考虑吊装荷载时：稳定性安全系数即按K1验算十分复杂，现场施工中常用K2验算。

式中G0——平衡重；G1——起重机机身可转动部分的重量；G2——起重机机身不转动部分的重量；G3——吊杆重量；Q——吊装荷载（包括构件和索具重量）；l1——G1重心至A点的距离；l2——G2重心至A点的距离；d——G3重心至A点的距离；l0——G0重心至A点的距离；h1——G1重心至地面的距离；h2——G2重心至地面的距离；h2——G3重心至地面的距离；h0——G0重心至地面的距离；——地面倾斜角度，应限制在3°以内；R——起重机最小回转半径；MF——风载引起的倾覆力矩：MF=W1h1+W2h2+W3h3其中W1——作用在起重机机身上的风载；W2——作用在吊件上的风载，按荷载规范计算；W3——作用在所吊构件上的风载，按构件的实际受风面积计算H1——机棚后面中心至地面的距离；h3——吊杆顶端至地面的距离；MG——重物下降时突然刹车的惯性力所引起的倾覆力矩：其中v——吊钩下降速度（m/s），取为吊钩速度的1.5倍；g——重力加速度（9.8m/s2）；t——从吊钩下降速度v变到0所需的制动时间，取1s；ML——起重机回转时的离心力所引起的倾覆力矩：其中n——起重机回转速度，取1r/min；h——所吊构件于最低位置时，其重心至吊杆顶的距离；（2）汽车式起重机汽车式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轮式起重机。