第一部分鋼結構吊裝方案及驗收資料
第一章工程概況
1．1、 鋼結構工程概況
1．工程名稱：廠房屋面鋼結構工程
2、建設單位：
3、設計單位：
4、供料單位：
5、施工單位：
6、施工地點：\
7、安裝工期：80天
8、建築面積：約26000平方公尺（僅指鋼結構屋頂覆蓋面積）
2、建築物簡介: 本工程分廠房混凝土柱，屋面梁、屋面圍護結構等。本工程屋面為雙坡，主體結構為混凝土框架結構，屋面為輕鋼結構，柱間距為6公尺、8公尺、9公尺12公尺，東西向為a-m軸，112公尺。
南北向為1－30軸線，232公尺。根據業主施工要求在變形處進行進行分割槽，其中1－10軸線為a區，11－30軸線為b區。立面簷口標高為a軸為10.
6m、m軸為10.8m。
主要工程範圍包括：屋面結構系統屋面梁、屋面檁條及次檁等構件的吊裝、屋面圍護系統屋面板及內頂板的安裝、牆面結構系統及外牆面板的安裝、雨棚結構系統及圍護系統的安裝。
主要結構形式為輕型門式剛架結構。主體結構由焊接ｈ型鋼（梁）、水平支撐、圓管撐組成；次結構由隅撐、z型檁條、支撐、拉條組成。主體鋼梁與鋼梁之間採用１0．9級扭剪型高強度螺栓連線。
檁條用c級普通螺栓連線。其中梁、檁條等主材採用q345級鋼，鋼支撐、拉條採用q235級鋼。
第二章屋面鋼梁吊裝方案的選擇及結構驗算
2.1施工工作段的劃分
屋面鋼梁的安裝是本工程的吊裝難點，以伸縮縫為分界分為ab個工作區段，每個工作段的作業相同。
1) 區域劃分b區：11-30軸/a-m軸 a區：1－10/a-m軸
吊裝順序b區a區推進吊裝
2.2鋼構安裝方案選擇
1．主結構的吊裝步驟
1.1 根據吊裝型別劃分：吊裝區域劃分為個五區域(附圖)，採用50汽吊與抱桿組合吊裝。
1.2 據工期要求,配備多組安裝人員按照現場材料到貨情況分軸線進行多班組吊裝工作,吊裝先從b區開始，同時安排一組人員進行結構的固定工作；然後是否增加吊裝班組及抱桿數量根據現場的實際情況進行。
2. 鋼梁安裝
1.1 根據每榀鋼梁的節點進行分段:分為1-10節
1.2鋼梁吊裝順序1→2→3→4→5→---10節(附圖)
3.吊裝步驟
用抱桿、人力安裝屋面梁；由於整體屋面梁最大長112公尺，根據鋼梁吊裝順序將其鋼梁第一節安裝好之後，然後逐節安裝。
步驟一:主結構安裝，具體操作如下：材料進場時車輛根據型號種類停靠在廠房四周外圍。
採用25噸吊車將構件吊至二層樓面處，然後根據構件編號查詢圖紙中標識構件實際安裝位置，採用推車方式將構件倒運至安裝地點,隨吊隨運,鋼構件在現場堆放整齊、底部平整，不重疊堆放。
鋼構件就位後開始鋼架吊裝的吊裝工作。邊跨第一榀鋼梁先行吊裝，並做好臨時固定，待第二榀鋼梁就位後，用支撐加檁條連線起來，形成穩定體系後，再往前推進吊裝。鋼架的吊裝主要採用抱桿方式，詳見以下實際安裝**：
兩個吊點選擇在鋼梁的重心兩側，兩個吊點之間的距離不能小於1公尺，並根據構件的長短適當的增加兩個吊點的之間的距離。鋼梁吊到安裝的位置由操作人員將鋼梁移位到兩柱間，然後把兩邊的連線板對好並穿入高強度螺栓，螺栓穿入方向應一至、擰緊順序中間向兩邊。
步驟二: 次結構安裝,具體安裝次序,施工方案及計畫進度如下:
採用人工拉和滑輪組合的方式將每跨檁條置於鋼屋架上,再由工人在屋架上進行具體的安裝,配備四人一組將檁條安裝在主結構件上.
在完成檁條安裝至70%後,立即配備六人安裝檁條支撐.
2.1.3 根據輕鋼結構或鋼結構安裝規範的安裝要求,在安裝過程中,通過不斷的校正,主構的垂直度偏差符合國家規範gb50205-2001的規定.
(通過梁間水平支撐及隅撐調整梁的垂直度)
2.1.4大樑連線的高強度螺栓應根據由內向外迴圈緊固,以確保連線處的密合，
2.2.5 嚴格按圖施工,確保有效的搭接長度.
2.2.6 屋面檁條以控制側向偏差為主,側向偏差不超過10mm.
2.3 抱桿驗算（見附件）
鋼結構吊裝器具採用φ159*8圓管做主吊管,底座採用l75*5的角鋼，支撐採用φ48*5的圓管做支撐。見下圖所示：
參照實際**（見下圖）
技術引數見下表：
吊裝說明:
構件單重為1.5噸-2.0噸kg，抱桿吊裝時最大起重量2.5噸。滿足要求。
在吊裝2.0t的屋面梁時，採用雙扒杆提公升的方式安裝。此時雙扒杆的最大起重力為300kn，滿足起吊的要求。
2.4鋼絲繩受力分析及鋼絲繩的選擇：
2.4.1a、b、k、l受力分析
f為吊車吊勾所受的拉力，f1為卡環1所受的拉力，f2為卡環2所受的拉力。f1' f2'為鋼絲繩受的拉力，g為鋼梁及其它吊索等重量總和，取g = 4噸
δ = tan-1 (6/10) = tan-1 0.6 = 30.964
β = tan-1 (12/10)- tan-1 (6/10) = 50.194 – 30.964= 19.23
f = g/2 = 7.5t
f = f1cos（δ/2） + f2cos（δ+β/2）
= f1cos15.482 + f2cos40.579
方程（1）
f1sin（δ/2） = f2sin（δ+β/2）
f1sin 15.482 = f2sin f2cos 40.579
0.267f1=0.650f2
f1=2.436 f2方程（2）
由方程（1）與（2）聯立解得：
f1 = 0.784f = 5.88t
f2 = 0.322f = 2.415t
那麼鋼絲繩1的拉力：
f1' = f1/2cos（β/2）
= f1/2cos15.482 = 0.784/2cos15.482f = 0.407f = 0.204g = 3.06t
那麼鋼絲繩2的拉力：
f2'= f2/2 cos（δ/2）
= 0.322f/2cos9.615 =0.163f = 0.082g = 1.23t
2.4.2鋼絲繩選擇：
根據起吊～軸線的鋼梁重量來選擇鋼絲繩，該部分的鋼絲繩受力情況已經分析過，其中鋼絲繩1所受的力最大，為3.06噸，在工程實施過程中，鋼梁的吊裝所用鋼絲繩同一按照此受力大小來考慮。
根據鋼絲繩的容許拉力[fg]來計算出鋼絲繩的破斷拉力總和fg，由公式：
[fg] = αfg/k
可以得到:
fg = k[fg]/ α
在本工程中：鋼絲繩將選用鋼絲強度極限為1400n/mm2、規格為6x37的鋼絲繩，取安全係數k = 7，取不均勻係數α= 0.82，[fg] = 3.06t = 30 kn。
fg = k[fg]/ α=7 * 30/0.82 = 256.1 kn
根據6x37鋼絲繩的主要規格及荷重效能表查得：應選用直徑24.0㎜的鋼絲繩，其破斷拉力總和fg = 295.0 kn > 256.1 kn，可以滿足要求。
2.4.3卡環選擇：
卡環的容許荷載與卡環的銷子直徑有下列關係式：
[fk] = (35～40) d2
由前面的計算可知卡環1所受的拉力最大，因此有[fk] = 5.88t
= 57624 n
所以 d = ([fk]/37.5)1/2 = 39.2 mm
查常用卡環規格及安全荷重表得：銷子直徑d1 = 41㎜，卡環使用負荷為58800 n，兩者接近。
2.6鋼屋架吊裝過程中的結構驗算
2.5.1鋼梁吊點處豎向受力分析：
鋼梁吊點處豎向受力分布情況見圖（），由鋼絲繩1、2的內力可以得到：
n1 = f1'cosδ = 3.06 cos30.964 = 2.62t
n2 = f1'cos0 = 3.06 cos0 = 3.06.t
n3 = f2'cosδ = 1.23 cos30.964 = 1.055t
n4 = f2'cos(δ+β)= 1.23 cos(30.964 +19.23)= 0.787t
2.5.2吊裝過程中鋼梁的強度驗算
由於屋面梁的變截面鋼盎，為便於計算，作如下簡化：
1、 計算鋼梁自重時，所用截面一律按最大截面h1300*220*10*12，考慮則其每延公尺自重為287.93kg/m，則整個鋼梁自重約2.017噸。
同時考慮安全及其他因數，將自重調整為4噸，則每公尺其線荷載q=4*9.8/27=1.45kn/m.
2、 在計算鋼梁的強度及穩重性時所有截面一律按最大截面h1300*220*10*12來考慮。
於是可計算得出鋼梁的荷載分布圖（見下圖），再根據鋼絲繩的受力分析結果，可得各吊點的豎向受力圖。
由於鋼絲繩的夾角比較小，不考慮其吊點水平分力時鋼梁的影響，於是可計算出鋼梁的變矩如圖：
由圖可知最大彎矩在鋼梁中部取其為控制面來進強度驗算，下面我們就來計算其最大彎曲應力：
由彎曲正應力公式：
б= mx / （rx wnx ）+ my / （ry wny ）
由於my = 0，所以梁的最大彎曲正應力為
бmax = mmax/ （rx wnx ）
h型鋼梁h1050*300*16*16的相關引數及截面特性：
1、材質 ：q345
2、x軸塑性發展係數γx：1.05 ix=397281.63cm4 wx=7567.26cm3 sx=4554.24cm3
翼緣厚度 tf= 16mm 腹板厚度 tw= 16mm
最大彎矩mmax = 302 kn
彎曲正應力σmax = mmax / (γx * wx)＝ 302 /（1.05 * 7567.26） = 38 n/mm2 < 抗彎設計值 f = 295 n/mm2。
2.5.3關於平面外失穩的驗算.
在本工程吊裝方案中有以下幾種情況：
1、屋面梁吊裝，鋼梁長20.5公尺，重1.9噸，由於可以進行跨內吊裝，採用整體安裝的方案，綁紮點間距18公尺，吊索與鋼絲繩的夾角不小於45度；
綜上所述，可能在吊裝過程**現平面外失穩的情況是上述的第一種情況，因此我們將複核計算吊裝過程中鋼梁的平面外穩定性，為便於計算，我們將整個鋼梁都簡化成等截面的h型鋼梁，其規格為h850*200*6*8。
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