第三节 钢结构单层工业厂房安装

第三节 钢结构单层工业厂房安装

6．3．1. 构件吊吊装前的准备工作

钢结构安装工程施工应作好充分的施工准备工作，其主要内容有：技术准备、机具设备准备、材料准备、现场作业条件准备等。

1. 技术准备

技术准备工作应按工程规模大小及结构类型和特点，分别编制结构安装施工组织设计、施工方案、施工作业指导书、技术交底等施工文件，完成现场作业技术准备。

(1)施工组织设计编制

主要内容包括：工程概况及特点；施工总体部署；施工准备工作计划；吊装方法及主要技术措施；施工现场平面布置图；劳动力计划；机具设备计划；材料和构件供应计划；质量保证措施和安全措施；环境保护措施；施工进度计划等。

编制中应结合工程特点和难点，有针对性的提出相应的施工方法和技术措施，特别是复杂结构或有特殊耍求的部位及构件。

（2）现场技术准备

1）柱基及检查

柱基中的地脚螺栓宜采用后埋式方法施工，以确保位置的准确。如采用钻孔植入或预留孔埋入等方法。

柱基检查主要是轴线和标高的复核，弹好安装对位线，检查地脚螺栓轴线位置、预留尺寸、表观质量等，如有质量问题应按设计要求或相关规定进行处理。

2） 构件清理与弹线编号

检查清理进场的钢柱等先行吊装的构件，并按设计进行编号且弹好安装就位线。

3）柱基找平和标高控制

混凝土柱基面标高按设计要求应比钢柱底部低50-60mm （普通或轻型钢结构可低20mm ）。柱基找平和标高控制一般采用一次浇筑法、二次浇筑法和“螺母调整法”等。

在标高控制中，柱底标高应以主承重牛腿面向下，准确量测到柱底板四

角螺栓孔位置边，找出制作误差，计算确定柱底控制标高。柱与基础对号量测控制。

采用一次浇筑法时（图6.39），混凝土柱基面标高按设计要求应比钢柱底部低20～30mm 应用水平仪精准测定其找平用的金属导架（框）四角标高，并用1：1.5～2的水泥砂浆将其座稳后，在导架（框）内填抹水泥砂浆找平基础表面。砂浆宜采用粗砂。找平时基础表面应清理干净并润湿扫水泥浆，以保证面层与基础表面很好的结合。如果平均找平厚度大于20mm 时，应采用大于混凝土基础一个强度等级的细石混凝土来找平。 采用二次浇筑法时（图6.40），应对基础表面进行清理后，在面上安放钢垫板并不少于四组。钢垫板应安放在地脚螺栓边柱脚或加劲板下，表面按柱底标高精确找平。钢垫板加工应规则；表面平整。每一组钢垫板叠加不得多于五块。如采用楔形钢垫板时，垫板之间的叠合长度不得少于2／3，为保证安装标高的准确，可在柱基中间部位安放专门加工的标高控制块，标高控制块一般为两组且表面应用水平仪校正精准。

如采用座浆钢垫板耒控制柱的安装标高时，则应在吊装前用非收缩砂浆固定垫板并校准妥善保护，正式吊装前砂浆强度应高于基础混凝土一个

等级。

如采用“螺母调整法”安装柱时，应在预埋螺栓上戴上螺母，再用水平仪精准控制螺母上表面将其调整为柱底标高，将其作为支撑柱的支点和标高控制点，同时可利用螺母调整柱子的垂直度。

当采用钢垫板和调整螺母作支撑时，钢垫板及调整螺母的平面面积应根据基础混凝土的抗压强度、柱脚底板下次灌浆前柱底承受的荷载和地脚螺栓的紧固拉力计算确定。垫板与基础面和柱底面的接触应平整、紧密。

1-钢垫板及标高控制块 2-后浇细石混凝土

2. 机具设备准备：

针对单层钢结构工程面积大、跨度大等安装施工的特点，及道路场地条件，吊装机械宜选用履带式起重机、汽车吊。其它施工用机具有：电焊机、卷扬机、千斤顶、手动葫芦、吊滑车、电动搬手、扭矩搬手、气焊设备、屋架校正调节器、各种索具等。

3. 现场作业条件准备

现场作业条件是指吊装前应完成基础验收工作，并按平面布置图要求完成场地清理、道路修筑、障碍物排除或处理等工作。

4. 材料准备

材料准备包括钢构件准备、普通螺栓和高强度螺栓准备、焊接材料准备、吊装辅助材料准备等。

（1）钢构件准备

钢构件堆放场地应按平面布置图设计的要求进行准备，以满足钢构件进场堆放、检查验收、组装及保证配套供应等。钢结构件堆放除方便吊装外，还应保证安全和结构件不变形。

钢结构件安装前应进行检查，包括型号、标记、变形、制作误差及缺陷等，发现问题应依处理程序进行处理。

（2）高强度螺栓准备

高强度螺栓应严格按设计图纸要求的规格数量进行采购及检查验收，供货方必须提供合法的质量证明材料，如出厂合格证，扭矩糸数、紧固轴力等检验报告。使用前必须按相关规定作紧固轴力或扭矩糸数复验，同

时也应对钢结构件摩擦面的抗滑移糸数进行复验（或由生产加工单位提供复验报告）。

（3）焊接材料准备

在结构安装施工之前应对焊接材料的品种、规格、性能等进行检查，各项指标应符合国家标准和设计要求。焊接材料应有质量合格证明文件、检验报告及中文标志等。对重要的结构件安装所采用的焊接材料应进行抽样复验。

（4）吊装辅助材料准备

为保证施工正常进行，吊装前应按施工组织设计或施工方案要求，准备好拼装加固用的杉杆、木板、木枋，及脚手架、枕木等。

6.3.2施工工艺

1. 吊装方法及工艺流程

单层钢结构工程构件吊装一般宜采用分件安装法，对屋盖糸统则按节间采用综合吊装的方法。此方法工效高且安全，特别适用于履带式起重机。对工期有特殊要求的工程也可以采用综合安装法。

分件安装法工艺流程图

构件预拼装 设备、工具及用具完好

分类检查入库 准备工作

按计划运至现场 连接材料、摩擦面检查

基础轴线、标高复核，放线

基础面标高控制处理

构件检查，弹安装控制线

钢柱安装及临时固定

钢柱校正、固定（按设计）

柱间梁、支撑及吊车梁安装

平台、屋面结构糸统安装 柱脚二次灌浆

焊接固定或高强螺栓终拧

吊车梁校正固定

2. 主要结构件安装工艺

(1)钢柱安装方法：

一般钢柱的刚性较好，可采用便于校正的一点直吊的方法绑扎。因场地条件或构件长度、重量等因素影响，可依据条件分别采用旋转法、滑行法及双机抬吊等方法吊升。为方便钢柱安装中的标高控制与垂直度校正，柱基标高控制宜采用“螺母调整法”。

1）基础校核检查

吊装开始时，应复核并校正标高控制螺母或承重钢垫板和标高控制块的标高，检查是否松动移位等，检查轴线或安装对位线是否清晰，发现问题及时处理。检查工作完成后，将地脚螺栓套上保护套。

2）钢柱绑扎

为方便钢柱吊装对位，可采用一点直吊绑扎法，其绑扎点应在柱牛腿下部或构件节点等易绑扎处。绑扎点应采取保护措施以防止磨损吊索及构件, 吊钩上应挂钢板式铁扁担，防止吊索缠绕摩擦。

3）钢柱吊升

依据场地条件及构件布置情况，可采用旋转法、滑行法、双机抬吊等吊升方法。当采用滑行法吊升时，应在柱脚安放托板或滚筒，以减少钢柱与地面的摩擦，保护柱脚不受损。采用双机抬吊时，应计算绑扎点位置与吊机负荷的关系，吊机的负荷不应超过设计能力的80％，且最好采用同类型的吊机。

4）钢柱对位

钢柱吊升垂直后应高于地脚螺栓上口20～30cm ，然后柱基两侧的操作人员扶住柱脚，指挥吊机将柱底板对准地脚螺栓缓慢下落。当柱刚刚接触到调整螺母或支撑钢垫板（标高控制块）上时，应停止下降，在吊机带负荷的条件下，用人力和撬棍调整柱轴线与基础上的安装轴线对齐（误差应控制在5mm 以内），然后戴上地脚螺栓螺帽并扭紧将柱临时固定。

当采用楔形钢垫板作支撑块时，应检查调整垫板使其与柱底板平整紧密相接触。

图6.41双机抬吊重型柱

（a ）柱平面布置及起重机就位图（b ）双机抬吊示意

（c ）两机协调旋转吊柱就位 （d ）将柱安放就位

5）钢柱校正

钢柱吊装就位后，应及时对柱的平面位置和垂直度进行校正。标高的控制与校正应在基础准备中和柱吊升就位前完成。首先校正柱的平面位置，宜采用千斤顶辅助加链条套的方法。当采用“螺母调整法”校正柱的垂直度时，应在确定好调整方向后，松开柱底板上相应位置上的螺帽，然后调整柱脚底板下的螺母耒校正柱子竖向偏移。也可以用缆风绳法和撑杆法进行校正。在夏季柱的校正应考虑温度的影响，尽量选择早晚气温适宜时进行。

6）钢柱固定

钢柱校正完成后，应拧紧螺帽并沿柱脚底板周边塞上钢垫板并楔紧，钢

垫板与柱底板用电焊焊牢，防止发生位移和变形。

图6.42钢柱校正示意图 图6.43重型钢柱校正示意图

1-钢柱2-承重块3. 千斤顶4. 钢托座5. 标高控制块 1.螺旋千斤顶2. 链条3. 千斤顶托座4. 柱钢

7）二次灌浆固定

柱子校正完成后，应及时进行上部构件安装施工。当该柱与上部构件形成空间刚度单元后及时进行二次灌浆。灌浆材料及要求按设计和规范规定执行。

(2)钢吊车梁安装方法

1）检查及准备工作

吊装前应检查核对构件编号，弹好安装对位线，检查吊耳等，

2）绑扎

吊车梁采用两点绑扎，绑扎点应在梁两端不影响解吊索且不影响安装的位置。可采用吊索直接捆绑方法绑扎，但绑扎点应采取保护措施，防止

磨损吊索及构件。有吊耳侧应利用吊耳，也可以自制卡具挂梁两端上翼缘进行吊装，卡具应固定防止滑移。

3）吊升就位

吊车梁吊升时，应在构件上糸上溜绳，用来控制吊升过程吊车梁的空中姿态，方便对位及避免碰撞。当将梁升到牛腿面上时，操作人员应利用吊机带负荷的条件，将吊车梁准确对位并塞垫梁下口使其平稳后，放松吊钩解开索具。吊车梁应与柱临时固定。

4）吊车梁校正

校正时机： 应在屋盖糸统（或节间屋盖糸统）吊装完成，结构的空间刚度形成后再进行。

校正方法： 宜采用通线法（也称拉钢丝法），也可用平移轴线法（也称仪器法）。

校正内容： 主要校正吊车梁垂直度、标高、纵横轴线位置，并保证两排吊车梁平行。

作法及要求：通线法校正时，应用校准的钢尺在厂房两端；沿地面量测、

校核跨度尺寸（以基础轴线为依据），确定吊车梁轴线位置，并标注在柱脚或基础顶面，然后用经纬仪将其投射到牛腿上，或将该点平移投射到平吊车梁顶面的柱身上，作为厂房两端跨四根吊车梁的校正依据。此四根吊车梁的校正完成后，在吊车梁上安装支架并拉一通长钢丝作为其它梁的校正依据，通过吊线锤的方法逐根进行校正。如果吊车梁宽度可以满足架设全站仪或经纬仪，则用仪器代替钢丝进行校正。在地面量测校核跨度尺寸时，应用弹簧秤张拉钢尺。标高和垂直度校正可采用吊车梁下口塞填垫铁的方法。注意应将垫铁塞实，并按设计进行固定。校正完后应复查跨度尺寸及是否平行。

(3)屋盖系统吊装

1）准备工作

吊装施工应严格按施工组织设计或施工方案进行，对特殊的构件或施工方法应进行现场试吊。钢屋架吊装应验算屋架的侧向刚度，如不足则应进行加固（或按设计说明及要求）。加固宜采用术枋或杉杆。屋盖安装前应认真清理核对构件数量、规格、型号，弹好安装对位线。

2）钢屋架吊装

①绑扎：钢屋架绑扎点应设在上弦节点处，并满足设计或标准图规定。当屋架跨度大，拔杆长度受限时，应采用铁扁担。绑扎点应用柔性材料缠绕保护，在吊升前应将校正用的刻有标尺的支架、缆风绳等固定在屋架上。

②吊升就位：屋架吊升时，应用系在屋架上的溜绳控制空中姿态，防止碰撞并便于就位。屋架在柱顶准确对位后，应及时用螺栓或点焊临时固定，此时吊机应处于受力状态，以便铺助完成校正工作。

③校正：屋架校正一般采用吊线锤的方法，即在屋架吊升前，在屋架将安放校正器的位置旁；上下弦对称安放标有刻度的支架（见屋架校正示意图），当屋架就位后，在上支架距屋架上弦边50mm 处悬挂线锤至下支架，通过屋架校正器动作，使垂线达到上下刻度尺寸一至的位置即表示屋架垂直。也可以在地面架设仪器校正。校正后必须将屋架及时固定住才能让吊机脱钩。第一榀屋架校正应借助屋架上弦两侧，用于稳定屋架的缆风绳和吊机来进行。第一榀屋架吊装完后，应马上进行第二榀屋架吊装，并在当日使该节间行成空间刚度单元，当跨度大于24m 时，稳定屋架用的缆风绳宜在屋架上弦左右对称各设置两根。

图6.44屋架校正示意图

3）平面钢桁架安装

平面钢桁架吊装同钢屋架，有条件时宜采用组合吊装，即将两榀桁架及其上的天窗架、檩条、支撑等在地面组装成整体，一次吊装就位，有利于提高效率，保证吊装时结构的整体稳定性。

桁架临时固定时，每个节点应穿入的螺栓和冲钉数量必须经过计算，并应符合下列规定：

①不得少于安装孔总数的三分之一

②至少应穿两颗临时固定螺栓

③冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30﹪

④扩钻后的螺栓孔不得使用冲钉

4）钢托架安装

钢托架应注意安装中产生的累计误差对结构的影响，宜采用由建筑物中部向两边安装的方法。

5）安装观测

在屋盖系统安装中，应用仪器跟踪观测钢柱的变形情况，发现问题及时处理机。

(4)门式刚架安装。

由于屋面及墙体材料的改革，门式刚架的跨度越来越大，而构件截面小、自重轻、侧向刚度差是其主要特点。

门式刚架的吊装仍本着先吊竖向构件，后吊平面构件的原则施工。柱的安装方法同6.1.5.2。对结构自重轻、跨度小的刚架结构，可采用一次浇筑法完成柱基表面处理，吊装时钢柱直接安放在基础平面上，此法要求钢柱底板应有较高的平整度。对其它刚架柱则宜采用螺母调整法或二次浇筑法。

刚架斜梁尽可能采用地面拼装，一次整体吊升与两侧柱连接的安装方法。绑扎起吊应借助铁扁担，并注意处理保护好绑扎点，防止梁侧滚及磨伤吊索和构件。大跨度梁也可以采用双机抬吊的方式。刚架梁安装完成后应及时形成空间刚度单元，以保证结构的整体稳定性。

门式刚架的吊装顺序：

刚架柱 柱校正 柱间梁、支撑等 刚架梁及屋盖构件 吊车梁校正

（5）关于高强螺栓的安装与使用

1）安装要求

选用的高强螺栓的型式、规格应符合设计要求，高强螺栓连接副的扭矩系数试验或预拉力复验合格。

选用螺栓长度应考虑构件的被连接厚度、螺母厚度、垫圈厚度和紧固后要露出三扣螺纹的余长，如图5-所示。一般螺纹长度L 按下式计算： L=L/+nS+m+3P

式中L/——构件被连接厚度（mm ）；

n ——垫圈个数，扭剪型螺栓为1；大六角螺栓为2；

S ——垫圈公称厚度（mm ）；

m ——螺母公称厚度（mm ）；

P ——螺纹的螺距（mm ），

计算所得数值应调整为5的倍数。

高强螺栓在运输，保管和使用过程中，要防止锈蚀、沾污和碰伤螺纹等可能导致扭矩系数变化情况发生。高强螺栓连接副（即高强度螺栓带的配套的螺母和垫圈），应在同一包装箱中配套使用。施工有剩余时，必须按批号分别存放，不得混放混用。

高强螺栓连接面摩擦系数试验结果符合设计要求，构件连接面与试件连接面表面状态相符。

构件连接面表面没有油漆、油污、氧化铁皮（黑皮）、毛刺和飞边，没有目视明显凸凹不平和翘曲。组装前用细钢丝刷清除浮锈和尘土。

2）安装方法

高强螺栓接头组装时应采用冲钉和临时螺栓连接。临时螺栓的数量应为接头上螺栓总数的1/3，并不少于两个，冲钉作用数量不宜超过临时螺栓数量的30%。安装冲钉时不得因强行击打面使螺孔变形造成飞边。严禁使用高强螺栓代替临时螺栓，以防因损伤螺纹造成扭距系数增大。对

错位的螺栓孔应采用铰刀或粗锉刀进行处理规整，处理时应先紧固临时螺栓至板迭间无间隙。以防切屑落入。严禁用火焰切割修整螺栓孔。 结构应在临时螺栓连接状态下进行安装精度校正。结构安装精度调整达到标准规定后便可安装高强螺栓。首先安装接头中那些未装临时螺栓和冲钉的螺孔，螺栓应能自由垂直穿入螺孔（螺栓不得受剪），穿入方向应该一致。在这些装上的高强度螺栓使用普通扳手充分拧紧后，再逐个用高强螺栓换下冲钉和普通螺栓。

整个安装高强螺栓的操作过程，应保持连接面和螺栓连接副处于干燥状态，不得在雨中作业。连接副的表面如果涂有过多的润滑剂或防锈剂，应使用干净而又牢固的布，轻轻揩试掉多余的涂脂，防止其安装后流到连接面中，且忌用清洗剂清洗，否则会造成扭距系数变化。

为使每个螺栓的预拉力均匀相等，高强螺栓的紧固至少须分两次进行。第一次为初拧，第二次为终拧。对大型构件高强螺栓接头，必要时在螺栓初拧后，还要用初拧的工艺，对螺栓逐颗复拧后才进行终拧。

初拧扭距值宜为终拧扭距值的50%，复拧的扭矩一般等于初拧扭距。终拧扭距值应符合设计要求，并按下式计算：

Tc =K * Pc * d

Pc = P + ΔP

式中Tc ——终拧扭距值（N·mm）；

P ——设计预拉力（N ）；

△P——预拉力损失值，一般为设计预拉力的5%～10%；

K ——扭距系数，（按复检结果或由设计方确定）

d ——螺栓公称直径（mm ）。

高强螺栓的紧固顺序，要使螺栓群中所有螺栓都均匀受力。同一连接面上的螺栓，应由连缝中部向两端顺序进行紧固。两个连接构件的紧固顺序是：先主要构件，后次要构件。工字形构件的紧固顺序是：上翼缘→下翼缘→腹板。同一节柱上各梁柱节点的紧固顺序是：先紧固柱子上部的梁柱节点，再紧固柱子下部的梁柱节点，最后紧固柱子中部的梁柱节点。

当天安装的螺栓，应在当天终拧完毕，其外露丝扣不得少于3扣。

高强螺栓多用于电扳手（图5-）进行紧固。对于扭剪型高强螺栓，以拧掉尾部梅花卡头为终拧结束，如图5-所示。

电动扳手不能使用的场合，用测力扳手进行紧固，紧固后用鲜明色彩的涂料在螺栓尾部涂上终拧标记备查。

为保证高强螺栓的施工质量，对用于紧固高强螺栓的电动扳手要每个作业班前进行标定检查。对已紧固的高强螺栓，在施工人员自检、互检的基础上，由专职人员进行验收。对终拧用电扳手紧固的扭剪型高强螺栓，以螺栓尾部是否拧掉作为验收标准。对用测力扳手紧固的高强螺栓，仍用测力扳手检查其是否紧固到规定的终拧扭距值。抽查率为每节点处高强螺栓量的10%，但不少于1枚。采用转角法施工，初拧结束后，应在螺母与螺杆端面同一处刻划出终拧角的起始线和终止线以待检查。大六角头高强度螺栓采用扭距法施工，检查时，应将螺母回退300～500再拧至原位，测定终拧扭距值，其偏差不得大于±10%。如发现欠拧（扭距低于0.9M 检）、漏拧应补拧; 超拧(扭距超过1.1M 检) 应更换. 欠拧\漏拧宜用0.3～0.5kg 重的小锤逐个敲检。

在高空进行高强螺栓的紧固，要遵守登高作业的安全注意事项。拧掉的

扭剪型高强螺栓尾部应随时放入工具袋内，严禁随便抛落。

高强螺栓的紧固要配合钢结构的吊装速度。从目前情况看，每人每日约可紧固100套高强螺栓，可参考此数字来安排工人数。

6.3.3. 钢结构安装质量标准

1. 基础和支承面

（1） 基础混凝土强度达到设计要求；

（2） 基础回填完成；

（3） 基础轴线标志和标高基准点准确、齐备；

（4） 基础支承面和地脚螺栓处理后的允许偏差应符合表6.3 6.4的规定。

检查数量：抽查10，且不应少于3个。

检查方法：用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。

2. 钢结构质量控制及检验

（1） 钢结构件出厂运输应按吊装计划有秩序进行，要根据构件特征选择车辆及装载绑扎方式，以保证构件不变形、不损伤涂层为标准。

（2） 钢结构件在吊装前应认真检查质量情况，发现问题及时按规定的程序处理。检查方法及标准见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001中的附表。

（3） 钢结构采用综合吊装或拼装单元整体吊升时，应对构件在吊装中的强度和刚度进行验算，必要时应采取措施加固，以确保吊装过程的安全。

（4） 要求顶紧的节点，其顶紧的接触面不应小于70﹪。用0.3mm 厚的塞尺检查，可插入的面积之和不得大于接触顶紧面总面积的30﹪；且边缘最大缝隙不得大于0.8mm 。检查数量：抽查10﹪，且不少于3个。检查方法：用0.3mm 厚和0.8mm 厚的塞尺检查。

（5） 钢屋架、梁及受压构件的垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差应符合表6.5的规定。 检查数量：抽查10﹪且不应少于3个。 检查方法：用吊线、拉线、经纬仪和钢尺现场实测。

（6） 单层钢结构主体结构的垂直度和整体平面弯曲馅的允许偏差应符

合表6.6的规定。 检查数量：对主要立面全部检查。对每个检查的立面，除列角柱外，尚应至少选取一列中间柱 。 检查方法：采用经纬仪、全站仪等测量。

（7） 钢柱等主要构件的中心线及标高基准点等标志应齐全，钢柱安装的允许偏差应符合GB50205－2001附表的规定。 检查数量：抽查10﹪，且不少于3件。 检查方法：观察检查、吊线、钢尺、经纬仪、水准仪等。

（8） 钢吊车梁等直接承受动力荷载的构件，其安装的允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001附表E.0.2的规定。 检查数量：抽查10﹪，且不应少于3榀。 检查方法：用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。

（9） 其它构件及构件表面质量的检查按现行的国家标准及规定进行检查。

（10） 结构吊装应作好施工质量记录，记录内容及方法详见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001中的有关要求及表格。