一级造价工程师

8.轻型钢结构施工

(1)轻型钢结构材料。

1)彩色涂层钢板。彩色涂层钢板可分为冷轧基板彩色涂层钢板、热镀锌彩色涂层钢板、热镀铅锌彩色涂层钢板、电镀锌彩色涂层钢板及印花彩色涂层钢板、金属压花彩色涂层钢板等。

2)H型钢。H型钢的翼缘宽，侧向刚度大;抗弯能力强，比工字钢大5%?10%;翼缘两表面相亙平行，构造简单。结构强度高，自重轻;设计风格灵活、丰富;工程施工快，占地面积小，适合全天候施工;便于机械加工、结构连接和安装，易于拆除和再利用。

以热轧H型钢为主的钢结构，塑性和靭性良好，结构稳定性髙，抗自然灾害能力强，特别适用于地震多发地带的建筑结构;与混凝土结构相比，可增加结构使用面积;与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，残余应力低，外观和表面质量好。

3)冷弯薄壁型钢。冷弯薄壁型钢是用薄钢板(厚度为0.3?1mm,最厚为1.6mm)在压型机上冷压而成的。具有轻质高强、便于加工、施工简便、速度快等特点，在大型工业厂房、食品加工车间、大型库房、飞机维修库等建筑中普遍使用。冷弯薄壁型钢一般有卷边C形和卷边Z形两种。

(2)轻钢结构制作。轻型钢结构制作流程如图4.1.31所示。

(3)轻钢结构安装。构件的安装应符合下列规定：

1)宜采取综合安装方法，对容易变形的构件应作强度和稳定性计算，必要时应采取加固措施，以确保施工时结构的安全。

2)刚架安装宜先立柱，然后将在地面组装好的斜梁吊起就位，并与柱连接。

3)结构吊装时，应采取适当措施，防止产生过大的弯扭变形，同时应将绳扣与构件的接触部位加垫块垫好，以防损伤构件。

4)构件悬吊应选择好吊点。构件的捆绑和悬吊部位，应采取防止构件局部变形和损坏的措施。

5)当山墙墙架宽度较小时，可先在地面装好，再进行整体起吊安装。

6)结构吊装就位后，应及时系牢支撑及其他连系构件，以保证结构的稳定性，且各种支撑的拧紧程度，以不将构件拉弯为原则。

7)所有上部结构的吊装，必须在下部结构就位、校正并系牢支撑构件以后再进行。

8)不得利用已安装就位的构件起吊其他重物;不得在主要受力部位焊接其他物件。

9)刚架在施工中以及人员离开现场的夜间，均应采用支撑和缆绳充分固定。

10)根据工地安装机械的起重能力，在地面上组装成较大的安装单元，以减少高空作业的工作量。

9.钢结构涂装施工

(1)表面处理。经处理的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等;对于镀锌构件，酸洗除锈后，钢材表面应露出金属色泽，并应无污渍、锈迹和残留酸液。

(2)防腐涂装施工。

1)主要施工工艺流程：基面处理→底漆涂装→中间漆涂装→面漆涂装→检查验收。

2)涂装施工顺序：一般应按先上后下、先左后右、先里后外、先难后易的原则施涂，不漏涂，不流坠，使漆膜均匀、致密、光滑和平整。

3)油漆防腐涂装。油漆防腐涂装可采用涂刷法、手工滚涂法、空气喷涂法和高压无气喷涂法。钢结构涂装时的环境温度和相对湿度，除应符合涂料产品说明书的要求外，还应符合下列规定：

①当产品说明书对涂装环境温度和相对湿度未作规定时，环境温度宜为5?38°C，相对湿度不应大于85%，钢材表面温度应高于露点温度3°C，且钢材表面温度不应超过40°C;

②被施工物体表面不得有凝露;

③遇雨、雾、雪、强风天气时应停止露天涂装。应避免在强烈阳光照射下施工;

④涂装后4h内应采取保护措施，避免淋雨和沙尘侵袭;

⑤风力超过5级时，室外不宜喷涂作业。

表面除镑处理与涂装的间隔时间宜在4h之内，在车间内作业或湿度较低的晴天不应超过12h。工地焊接部位的焊缝两侧宜留出暂不涂装的区域，应符合下列规定：钢板厚度t<50mm，时，暂不涂装的区域宽度b为50mm;钢板厚度50mm90mm时，暂不涂装的琴域宽度b为100mm。

4)金属热喷涂。钢结构表面处理与热喷涂施工的间隔时间，晴天或湿度不大的气候条件下应在12h以内，雨天、潮湿、有盐雾的气候条件下不应超过2h。

(3)防火涂装施工。防火涂料施工可采用喷涂、抹涂或滚涂等方法。主要施工工艺流程：基层处理→调配涂料→涂装施工→检查验收。基层表面应无油污、灰尘和泥沙等污垢，且防镑层应完整、底漆无漏刷。构件连接处的缝隙应采用防火涂料或其他防火材料填平。防火涂料涂装施工应分层施工，应在上层涂层干燥或固化后，再进行下道涂层施工。薄涂型防火涂料面层涂装施工应符合下列规定：面层应在底层涂装干燥后开始涂装;面层涂装应颜色均匀、一致，接槎应平整。

(五)结构吊装工程施工

将建筑物设计成许多单独的构件，分别在施工现场或工厂预制结构构件或构件组合，然后在施工现场用起重机械把它们吊起并安装在设计位置上去的全部施工过程，称为结构吊装工程，用这种施工方式形成的结构称为装配式结构。

1.起重机具

结构吊装工程中常采用的起重机具包括索具设备与起重机械。

(1)索具设备。索具设备主要应用于吊装工程中的构件绑扎、吊运。索具设备包括钢丝绳、吊索、卡环、横吊梁、卷扬机、锚旋等。

钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的物件。吊索是一种用钢丝绳制成的吊装索具。吊索主要用于绑扎构件以便起吊。卡环(卸甲)用于吊索之间或吊索与构杆吊环之间的连接，固定和扣紧吊索。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：滑轮横吊梁，用于8t以下的柱子吊装;钢板横吊梁，用于lot以下的柱子吊装;桁架横吊梁，用于双机抬吊安装柱子;钢管横吊梁，用于屋架吊装。卷扬机又称绞车，是结构吊装中最常用的工具。锚碇又称地锚，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。

(2)起重机械。结构吊装工程中常用的起重机械有自行杆式起重机、塔式起重机和桅杆式起重机等。自行杆式起重机包括履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式起重机等。

1)自行杆式起重机。

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，对地面压力大为减小/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、卷扬机及操纵系统。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工业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。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。

②汽车起重机。汽车起重机是一种将起重作业部分安装在通用或专用汽车底盘上，具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。汽车起重机的主要技术性能有最大起重量、整机质量、吊臂全伸长度、吊臂全缩长度、最大起重高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。汽车起重机作业时，必须先打开支腿，以增大机械的支承面积，保证必要的稳定性。因此，汽车起重机不能负荷行驶。汽车起重机机动灵活性好，能够迅速转移场地，广泛用于土木工程。

③轮胎起重机。轮胎起重机不采用汽车底盘，而另行设计轴距较小的专门底盘。其构造与履带式起重机基本相同，只是底盘上装有可伸缩的支腿，起重时可使用支腿以增加机身的稳定性，并保护轮胎。轮胎起重机的优点是行驶速度较高，能迅速地转移工作地点或工地，对路面破坏小。但这种起重机不适合在松软或泥泞的地面上工作。轮胎起重机的主要技术性能有额定起重量、整机质量、最大起重高度、最小.回转半径、起升速度等。

2)塔式起重机。塔式起重机具有较高的塔身，起重臂安装在塔身顶部，具有较高的有效高度和较大的工作半径，起重臂可以回转360°。因此，塔式起重机在多及高层结构吊装和垂直运输中得到广泛应用。塔式起重机的类型，可按有无行走机构、变幅方法、回转部位和爬升方式等划分。下面简要介绍常用的轨道式、爬升式、附着式塔式起重机。

①轨道式塔式起重机。轨道式塔式起重机是土木工程中使用最广泛的一种起重机。它可带重行走，作业范围大，非生产时间少，生产效率高。轨道式塔式起重机的主要性能有：吊臂长度、起重幅度、起重量、起升速度及行走速度等;

②爬升式塔式起重机。又称内爬式塔式起重机，通常安装在建筑物的电梯井或特设的开间内，也可安装在筒形结构内，依靠爬升机构随着结构的升高而升高，一般是每建造3?8m，起重机就爬升一次，塔身自身高度只有20m左右，起重高度随施工高度而定。爬升式起重机的优点是：起重机以建筑物作支承，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物外围空间。缺点是：司机作业往往不能看到起吊全过程，需靠信号指挥，施工结束后拆卸复杂，一般需设辅助起重机拆卸;

③附着式塔式起重机。又称自升式塔式起重机，直接固定在建筑物或构筑物近旁的混凝土基础上，随着结构的升高，不断自行接高塔身，使起重高度不断增大。为了塔身稳定，塔身每隔20m高度左右用系杆与结构锚固。附着式塔式起重机多为小车变幅，因起重机械在结构近旁，司机能看到吊装的全过程，自身的安装与拆卸不妨碍施工过程。

3)桅杆式起重机。

桅杆式起重机也称牵缆式起重机，是在独脚拔杆下端安装一根可以回转和起伏的吊杆拼装而成。桅杆式起重机的缆风至少6根，根据缆风最大的拉力选择钢丝绳和地锚。起重量在5t以下的桅杆式起重机，大多用圆木做成，用于吊装+构件;起重量在10t左右的桅杆式起重机，大多用无缝钢管做成，桅杆高度可达25m;大型桅杆式起重机，起重量可达60t，桅杆高度可达80m,桅杆和吊杆都是用角钢组成的格构式截面。

桅杆式起重机的优点是：构造简单、装拆方便、起重能力较大，受施工场地限制小。缺点是：设较多的缆风绳，移动困难。另外，其起重半径小，灵活性差。因此，桅杆式起重机一般多用于构件较重、吊装工程比较集中、施工场地狭窄，而又缺乏其他合适的大型起重机械时。

2.混凝土结构吊装

混凝土结构吊装分为构件吊装和结构吊装两大类。其中，构件的吊装包括构件的制作、运输、堆放、吊装;结构吊装分为单层工业厂房结构吊装和多层装配式框架结构吊装，吊装顺序由于吊装方案的不同而不同。

(1)预制构件吊装工艺。预制构件吊装工艺应考虑构件的制作、运输、堆放、平面布置和构件的吊装过程。

1)预制构件的制作和运输。预制构件如柱、屋架、梁、桥面板等一般在现场预制或工厂预制。在许可的条件下，预制时尽可能采用叠浇法，重叠层数由地基承载能力和施工条件确定，一般不超过4层，上、下层间应做好隔离层，上层构件的浇筑应等到下层构件混凝土达到设计强度的30%以后才可进行，整个预制场地应平整夯实，不可因受荷、浸水而产生不均匀沉陷。

工厂预制的构件需在吊装前运至工地，构件运输宜选用载重量较大的载重汽车和半拖式或全拖式的平板拖车，将构件直接运到工地构件堆放处。对构件运输时的混凝土强度要求是：如设计无规定时，不应低于设计的混凝土强度标准值的75%。

2)构件的平面布置。预制构件的堆放应考虑便于吊升及吊升后的就位，特别是大型构件，应做好构件堆放的布置图，以便一次吊升就位，减少起重设备负荷开行。对于小型构件，则可考虑布置在大型构件之间，也应以便于吊装、减少二次搬运为原则。但小型构件常采用随吊随运的方法，以便减少对施工场地的占用。

3)预制构件的吊装。预制构件吊装过程一般包括绑扎、吊升、就位、临时固定、校正和最后固定等工序。

①柱的吊装。

a.柱的绑扎。柱身绑扎点数和绑扎位置，要保证柱在吊装过程中受力合理，不发生变形或裂缝而折断。一般中、小型柱绑扎一点;重型柱或配筋少而细长的柱常绑扎两点甚至两点以上以减少柱的吊装弯矩。必要时，需经吊装应力和裂缝控制计算后确定。一点绑扎时，绑扎位置在牛腿下面。

按柱吊起后柱身是否能保持垂直状态，分为斜吊法和直吊法，相应的绑扎方法有：斜吊绑扎法和直吊绑扎法。斜吊绑扎法用于柱的宽面抗弯能力满足吊装要求时，此法无须将预制柱翻身，但因起吊后柱身与杯底不垂直，对线就位较难;直吊绑扎法用于柱宽面抗弯能力不足，必须将预制柱翻身后窄面向上，刚度增大，再绑扎起吊。它需要较长的起重杆。

b.柱的起吊。柱的起吊方法，按柱在吊升过程中柱身运动的特点分为旋转法和滑行法;按使用起重机的数量，有单机起吊和双机抬吊。单机起吊的工艺如下：

(a)旋转法(见图4.1.32)。起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法称为旋转法。其要点是保持柱脚位置不动，并使柱的吊点、柱脚中心和杯口中心三点共圆。其特点是柱吊升中所受震动较小，但对起重机的机动性要求高。一般采用自行式起重机。

(b)滑行法。起吊时起重机不旋转，只起升吊钩，使柱脚在吊钩上升过程中沿着地面逐渐向前滑行，直至柱身直立的方法称为滑行法。其要点是柱的吊点要布置在杯口旁;并与杯口中心两点共圆弧。其特点是起重机只需转动吊杆，即可将柱子吊装就位，较安全，但滑行过程中柱子受震动。故只有起重机、场地受限时才采用此法(见图4.1.33)。

c.柱的就位和临时固定。柱脚插人杯口后，使柱的安装中心线对准杯口的安装中心线(吊装准线)，然后用8个楔块从柱四周插入杯口，打紧将柱临时固定。吊装重型、细长柱时，除采用以上措施进行临时固定外，必要时增设缆风绳拉锚。

d.柱的校正。柱的校正包括平面定位轴线、标高和垂直度的校正。

e.柱的最后固定。柱底部四周与基础杯口的空隙之间，浇筑细石混凝土，捣固密实，使柱的底脚完全嵌固在基础内作为最后固定。灌筑工作分两次进行，第一次先浇至楔块底面，待混凝土强度达到25%设计强度后，拔去楔块再第二次灌筑混凝土至杯口顶面。

②吊车梁的吊装。吊车梁的吊装须在柱子最后固定好，接头混凝土达到70%设计强度后进行。吊车梁的绑扎应使吊钩对准吊车梁的重心，起吊后使构件保持水平。吊车梁就位时应缓慢落下，争取使吊车梁中心线与支承面的中心线能一次对准，并使两端搁置长度相等。吊车梁的校正，应在屋盖结构构件校正和最后固定后进行。校正的内容有：中心线对定位轴线的位移、标高、垂直度。

③屋盖的吊装。屋盖构件包括屋架(或屋面梁)、屋架上下弦水平支撑和垂直支撑、天沟板和屋面板、天窗架和天窗侧板等。屋盖的吊装一般都按节间依次采用综合吊装法。吊装的施工顺序是：绑扎、扶直堆放、吊升、就位、临时固定、校正和最后固定。

(2)单层工业厂房结构吊装。单层工业厂房的主要承重结构由基础、柱、吊车梁、屋架、天窗架、屋面板等组成。一般中小型单层工业厂房的特点：承重结构多数采用装配式钢筋混凝土结构，除基础在施工现浇就地浇筑外，其他构件多采用钢筋混凝土预制构件;平面尺寸大，承重结构跨度与重量大，构件类型少，厂房内设备基础多。因此，在拟定结构吊装方案时，应着重解决起重机的选用、结构吊装方案。

1)起重机械选择与布置。

①起重机械选择：起重机的选择要根据所吊装构件的尺寸、重量及吊装位置来确定。可选择的机械有履带式起重机、塔式起重机或自升式塔式起重机等。履带式起重机适于安装4层以下结构，塔式起重机适于4?10层结构，自升式塔式起重机适于10层以上结构。因此，要保证所选择的起重机的三个工作参数：起重量Q、起重高度H和起重幅度R，均应满足结构吊装的要求。

a.起重量。起重机的起重量必须大于所安装构件的质量与索具重量之和。即：

Q>Q1+Q2 (4.1.1)

式中：Q—起重机的起重量(t);

Q1—构件的重量(t);

Q2—索具的重量(t)。

b.起重高度。起重机的起重高度必须满足所吊构件的吊装高度要求(图4.1.34)，对于吊装单层厂房应满足：

H≥h1+ h2+ h3+ h4 (4.1.2)

式中：H—起重机的起重高度(m)，从停机面算起至吊钩中心;

h1—安装支座表面高度(m)，从停机面算起;

h2—安装空隙(m)，一般不小于0.3m;

h3—绑扎点至所吊构件底面的距离(m);

h4—索具高度(m)，自绑扎点至吊钩中心，视具体情况而定。

c.起重幅度。在一般情况下，当起重机可以不受限制地开到所安装构件附近去吊装时，对起重幅度可不做要求。但是当起重机受到限制不能靠近安装位置去吊装构件时，则应该验算起重幅度为定值时的起重量和起重高度是否满足吊装要求。一般根据所需要最小起重量Qmin和最小起重高度Hmin，初步确定起重机型号，再对最小起重幅度Rmin进行验算。

②起重机的平面布置。起重机的布置方案主要根据房屋平面形状、构件重量、起重机性能及施工现场环境条件等确定。一般有四种布置方案(见图4.1.35):单侧布置、双侧布置、跨内单行布置和跨内环形布置。

a.单侧布置[图4.1.35(a)]。当房屋平面宽度较小，构件也较轻时，塔式起重机可单侧布置。此时起重半径应满足：

R≥b+a (4.1.3)

式中：R—塔式起重机吊装最大起重半径(m);

b—房屋宽度(m);

a—房屋外侧至塔式起重机轨道中心线的距离，a=外脚手的宽度+1/2轨距十0.5m。

b.双侧布置[图4.1.35(b)]。当建筑物平面宽度较大或构件较大，单侧布置起重力矩满足不了构件的吊装要求时，起重机可双侧布置，每侧各布置一台起重机，其起重半径应满足：

R≥b/2+a (4.1.4)

此种方案布置时，两台起重臂高度应错开，吊装时防止相撞。

c.跨内单行和跨内环形布置。如果工程不大，工期不紧，两侧各布置一台塔吊将造成机械上的浪费。因此可环形布置，仅布置一台塔吊就可兼顾两侧的运输。

当建筑物四周场地狭窄，起重机不能布置在建筑物外侧，或者由于构件较重、房屋较宽，起重机布置在外侧满足不了吊装所需要的力矩时，可将起重机布置在跨内，其布置方式有跨内单行布置[见图4.1.35(c)]和跨内环行布置[见图4.35(d)]两种。

2)结构吊装方法与吊装顺序。

①分件吊装法：起重机在车间内或沿着间外每开行一次，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，并加以校正及最后固定;第二次开行，吊装全部吊车梁、连系梁及柱间支撑;第三次开行，分节间吊装屋架、天窗架、屋面板及屋面支撑等。吊装的顺序见图4.1.36。

这种方法的优点是：由于每次均吊装同类型构件，可减少起重机变幅和索具的更换次数，从而提高吊装效率，能充分发挥起重机的工作能力，构件供应与现场平面布置比较简单，也能给构件校正、接头焊接、灌筑混凝土和养护提供充分的时间。缺点是：不能为后继工序及早提供工作面，起重机的开行路线较长。分件吊装法是目前单层工业厂房结构吊装中采用较多的一种方法。

②综合吊装法：起重机在车间内每甲行一次(移动一次)，就分节间吊装完节间内所有各种类型的构件。吊装的顺序如图4.1.37所示。即先吊装4?6根柱子，并加以校正和最后固定;随后吊装这个节间内的吊车梁、连系梁、屋架和屋面板等构件。一个节间的全部构件吊装完后，起重机移至下一个节间进行吊装，直至整个厂房结构吊装完毕。

这种方法的优点是：开行路线短，停机点少;吊完一个节间，其后续工种就可进入节间内工作，使各个工种进行交叉平行流水作业，有利于缩短工期。缺点是：采用综合吊装法，每次吊装不同构件需要频繁变换索具，工作效率低;使构件供应紧张和平面布置复杂;构件的校正困难。因此，目前较少采用。

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