单层厂房施工组织设计

(一）工程概况

单层厂房依其生产规模,分成大、中、小型;依其主要承重结构的材料,分成钢筋混凝土结构、混合结构和钢结构。对于小型厂房通常选用混合结构，即采用以钢筋混凝土或轻钢屋架、承重砖柱作为主要构件的结构。其余大部分厂房都选用钢筋混凝土结构,且尽可能采用装配式和预应力混凝土结构。

单层厂房常用的结构型式有排架结构和刚架结构.目前大多数单层厂房采用钢筋混凝土排架结构。这种结构的刚度较大，耐久性和防火性较好，施工也较方便。根据厂房生产和建筑要求的不同，钢筋混凝土排架结构又可分为单跨、两跨或多跨等高和两跨或多跨不等高形式。按主体承重结构的方向分，有横向承重结构和纵向承重结构.

单层厂房钢筋混凝土排架结构大多采用装配式，它的空间高度大、跨度大；由屋架吊车梁、柱、基础等构件组成，除基础为现浇钢筋混凝土杯基础外（当中、重型单层工业厂房建于土质较差的地区时，一般需采用桩基础)，其他构件均需预制和吊装，外墙仅起围护作用.

单跨单层工业厂房，其跨度在24m以内,起重高度在18m以下，一般采用一台自行臂式起重机进行单机吊装；跨度在30~36m的钢筋混凝土结构，在缺乏大型起重机械的情况下，常采用双机台吊;跨度在60m以上的大跨度，柱子常用自行臂式起重机或土拔杆吊装，屋盖常采用钢带提升设备等专用设备整体吊装；在起重机缺乏的情况下，可采用拔杆吊装。

（二）结构吊装方法

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。

（三）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，如图所示。

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）.两种吊索如图所示。

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