二手钢结构厂房通常由檩条、天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制梁(或桁架)、各种支承以及墙和其他构件构成的空间刚性框架。
根据这些部件的作用,可以合并为以下系统:
(1)横截面框架——是厂房的基本承载结构,包括柱和横梁(屋架)。受力于厂房的水平水平荷载及垂直向地基传递。
(2)纵向的平面框架——由柱、托架、吊车梁和柱间支承等组成。它的作用是保证厂房骨架的纵向不变形和刚度,承受纵向水平荷载(吊车的纵向制动力,纵向风向等)并传递至基础。
(3)屋盖系统:由檩条、天窗架、屋架、托架和屋盖等组成。
(4)吊车梁和制动梁——主要承受垂直和水平载荷,并通过横向和纵向框架传递给吊车。
(5)支承——包括屋盖、柱间支承和其他附加支承。它的作用是把独立的平面框架连接到空间系统中,确保结构具有所需的刚度和稳定性,同时还能承受风、吊车制动力。
(6)墙壁框架——承受墙壁的重量和风。
另外,也有工作台、梯子、门窗等小部件。
在二手钢结构中,各类构件的钢用量占总钢量的比例大致见表。
用钢量计算厂房单位面积用钢数量,是评价设计经济合理性的一个重要指标。各车间单位面积钢用量统计数字见下表。
柱的类型
根据结构形式,柱分为:等截面柱和阶形柱。
柱的截面形式分为:实腹式和格构式。
根据结构内力边界条件对柱脚进行了分类,可以分为铰接柱脚和刚性固定柱脚。铰结的柱脚只传递垂直载荷和水平载荷,固定柱脚除了传递垂直和水平荷载之外,还传递弯矩。刚定柱脚的构造形式可分为三种形式:暴露柱脚、埋入柱、外包柱脚。根据柱脚的结构形式,又可以分为整体式和分离式两种。
通常有三种安装方法,即钢垫板方案、座浆垫板方案、平螺帽方案、平顶板方案等。
装配现场装配。
组合式是按照设计要求,将若干个分段构件或单个构件在地面上组装成一个完整的构件或构件组合。
(1)单件组装。
1)钢柱组装。
大截面钢柱一般采用变截面或肩梁上分段,分段运输。现场组装完成后,采用焊接或高强度螺栓联接,形成整根柱吊装。
先在一条轴线上安装拼装台架,将钢柱下段吊放到架上,并确定中心线,然后将柱的上段吊放至连接处,使两节柱插接对齐,接合就位,仔细标定柱心轴线及长度等尺寸后,可按图纸要求焊接或高强度螺栓固定。
2)安装钢屋架和天窗架。
通常使用平拼法,即将分块的构件平卧在拼装平台上拼装。天窗架也可在起重机性能允许的情况下,与屋架部件组合为一体。在装配钢桁架时,要严格控制跨度误差和扭曲,使之不超过允许值。桁架翻转过程中,为防止变形,应确定合理的吊点,必要时进行临时加固。
由于这种桁架的翻转难度很大,所以对有天窗的大跨屋架或高高桁架,应采用拼装方法拼装。
(2)组件组合式装配。
配有大型起重机械,并根据条件许可,可将多个部件在地面拼装成一块稳定的整体提升。减少了高空作业,有利于安全施工,提高工作效率,确保构件吊装的稳定。如双顶屋架和斜撑的组合拼装、斜桥结构和通廊桁架组合拼装等。
组合件组装是在安装现场进行,组装位置必须在安装起重机作用范围内。装配项目和装配尺寸应根据起重机的性能、构件的强度、刚度、稳定性以及施工环境来确定。
垫板设置
(1)柱底下面安装的支撑垫板应符合下列规定:
垫板应该安装在接近地脚螺栓的柱脚底板下面,并在每个地脚螺栓的侧面安装1~2组垫板。衬垫与基础面的接触面应平整、紧密。二次浇注混凝土前垫板组间进行焊接固定。
b.每组垫板的叠放不宜超过5块,垫板宜向外露出柱底10~30mm。
垫板与基础面应紧密、平滑,垫板的面积大小应根据基座抗压强度、二次浇注柱脚底板所承受的荷载以及地脚螺栓紧固预拉力的计算确定。
应清除衬垫边的氧化铁渣及铁屑,每个垫板之间应贴合紧密,每组垫板应受力。
采用成对斜垫时,两块垫板的斜度应相同,重合长度不得小于垫板长度的2/3。
(2)座浆垫板的使用应符合以下条件:
安装泥浆垫板的位置、数量、面积要符合设计及现行规范的规定;
b.根据测量的柱底面到牛腿距离,确定每一基础垫板的上面标高、浆垫的标高、水平度、定位允许偏差均符合下表。
在安装安装浆垫板时,应使用无收缩砂浆。柱吊装前试块的强度应高于基础混凝土强度一级。
柱子安装
(1)柱安装前应设标高和中线标记,同一工程的观测点、标号位置应一致,并符合下列规定:
1).标高观察点的设定应符合以下条件:
标高观测点的设置应以牛腿(肩梁)支撑面为基础,并将其放置于柱子观察处;
一种无牛腿(肩梁)柱,其基准是柱顶和桁架连接的最上面的安装孔中心。
2).中线标记的设置应符合以下条件:
将中心标记设置在柱底表面上的行线方向,并在两个方向上设置一个中心标记;
一条柱体表面的行线和列线方向都有一个中心线,每个中心线都位于柱的底部,中间的位置(牛腿或肩梁)和顶部都有一个中心标记;
一对双牛腿(肩梁)柱在两行方向的柱面上都有一个中心标记。
(2)多节柱安装时,装配成整体提升的宜。
(3)钢柱的安装修正应符合以下规定:
1)应避免因日光侧面照射而产生的偏差;
2)柱的垂直度偏差应根据温度(季节)加以控制,并且应符合以下规定:
应该以每一个伸缩段设柱间支承的柱子为基准(垂直度校正接近“0”),且在其上设置多个立杆时,应采用与屋架刚性连接的两柱;
(夏季)温度高于平均温度时,其它柱体应向基准点相反;
(冬季)温度低于平均温度时,其它柱体应偏向基准点;
根据施工时气温与平均温度差以及构件(吊车梁、竖直支承和屋架等)的跨度或基准点的距离,来确定。
3)柱安装的允许偏差应符合下表的要求。吊车梁,屋架安装及吊车梁调整,连接固定后,柱子尚需重新检测,超出允许偏差应进行调整。
(4)对于长细比较大的圆柱,应在吊装后加上临时固定措施。
(5)柱间支承的安装要在柱子找正之后进行,这样才能保证柱间支承不发生弯曲。
(6)起重方法。
根据吊车的配置和现场条件,对于重型工业厂房的大型钢柱,可以采用单、双、三等机械。
1)旋转法:将钢柱运至现场,起重机起钩机转动,使柱子在柱脚上转动,从而将钢柱提升。
2)滑车:单机或双机提升钢柱子,起重机仅起一个钩子,钢柱脚滑下,钢柱就被吊起。为了减小钢柱脚与地面的摩擦,需要在柱下铺设滑行道。
3)递送方式:双机提吊,降低钢柱脚与地面之间的摩擦,钢柱下一台副机吊点选在钢柱下,起吊柱时配合主机起钩,当主机起吊,副机行走或旋转时,副机承担一部分负荷,把钢柱脚传递到柱基础上,副机摘钩,卸除载荷,此时主机已满,柱子就位。
安装屋顶系统结构。
(1)在柱子校正符合要求之后,应该安装屋架。
(2)对于分批出厂的大型桁架,在现场装配时应遵守以下规定:
a.现场装配的平台支撑点高度差异不得大于L/1000,且不得超过10毫米(L为支点间距离);
部件装配应按照制件单元的编号和顺序进行,不得随意更换;
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