单层大跨度门式刚架结构施工技术的应用

摘要：在当今社会房屋建筑中，空间较大、高度较高的单层建筑物一般采用门式刚架结构。这种结构的优点在于便于开窗采光，并且安装简便，没有较为繁琐的工艺流程，成本较低。此外，这种结构的自身重量也较轻，便于施工。本文就以某工程职业技术学院的学生活动中心为具体实例，对门式刚架结构施工技术及应用等方面进行简要的分析和研究，主要阐述了大跨度门式刚架结构的制作工艺过程及施工技术的具体应用方面的一些问题。

关键词：大跨度门式刚架施工技术应用分析

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

单层大跨度门式刚架是在大跨度空间建筑物广泛采用的一种结构，这种门式正逐渐被人们所熟知并加以更好的利用，下面我们就有关的具体案例进行门式刚架结构施工技术介绍。

一、工程概况：

某工程职业技术学院学生活动中心，在设计最初，就是为了满足需要而进行此种大跨度门式刚架结构的设计的。该活动中心长45.2m，跨度为23.6m，高7.2m，A、E列柱网间距为5.625m，①、⑧列柱网间距为6.3m，围护结构为240mm的砖砌墙体，使用年限为25年。屋面防水等级为Ⅱ级；抗震烈度为6度；耐火等级为二级。其房屋结构如图1所示。

图1 学生活动中心的门式刚架结构图

二、大跨度门式刚架的施工技术

一般而言，门式刚架的施工顺序为：基础施工主体刚架施工彩钢板屋面施工附属设施施工。

2.1门式刚架的基础施工：

（1）基础的测量与放线：

用DJ6经纬仪定出该活动中心的十字中心线，以十字中心点纵向、横向的边线为基准，并分别确定各钢柱的安装中心位置。

钢柱基础为人工挖孔灌注桩基础，为使桩孔挖孔时的操作方便，孔径开挖范围不小于0.8m。其放线方法是：以柱的安装中心为圆心，以0.4m为半径，用熟石灰粉划弧，即得出各柱基础的开挖范围。

（2）基础的开挖：

根据设计要求，为保证柱基础的稳定性，柱基的挖孔深度须嵌入持力层0.5m以上。钢柱与混凝土基础的连接采用预埋螺栓连接，浇筑上部桩基混凝土时将螺栓根据要求预埋。

（3）混凝土的浇筑：

本工程采用C30商品混凝土，平面运输方式为混凝土搅拌车。为保证柱基础的质量．柱基础采用一次浇筑法进行施工。

具体做法是：混凝土分层浇筑；浇筑至接近预埋螺栓底标高处约100mm范围时用插入式振捣器进行振捣，再将混凝土浇筑至预埋螺栓标高底部，待混凝土初凝和养护后，预埋倒T形螺栓。预埋倒T形螺栓时，应反复量测柱距和预埋螺栓间距，其轴线偏差应≤5mm，再用与混凝土配比相同的水泥砂浆埋设倒T形螺检。待水泥砂浆凝结后，继续浇筑混凝土，当达到地面标高时，混凝土再次校正预埋螺栓的平面位置，经校核无误后，在柱基位置放置L50x50x4角钢方框，框内用细石混凝土进行浇筑，表面用水泥砂浆抹平如图2，并进行洒水养护。待基础混凝土强度满足要求后即可进行钢柱的吊装。

图2倒T形螺栓埋置示意圈

1—倒T形螺栓；2—桩孔混凝土；3—水泥砂浆层；4—角钢方框：5—细石混凝土

2.2门式刚架的吊装：

（1）吊装起重机械的选择：

该活动中心构件吊装时重量最大的构件为人字形刚架，质量约为3t，起重高度为7.2m。选择Q2—12型的汽车式起重机进行吊装，其基本参数为：起重臂长度13.2m，最小起重半径4.6m，最大起重半径10.5m，最小起重半径时起重量7t，最小起重半径时起重高度10.4m，因此，所选起重机可满足要求。

（2）起重机开行路线的选择：

钢柱吊装时，起重机采用跨内跨边开行，停机点布置在两根钢柱的中间。起重机每开行一次为一个停机点。在每个停机点，起重机可吊装两根钢柱。起重机沿该建筑物四周开行一次即可完成全部钢柱的吊装。

（3）门式刚架钢柱的吊装：

钢柱吊装之前，根据起重机的开行路线确定好钢柱的绑扎位置，并将钢柱斜向布置。采用旋转法进行吊装。在钢柱放倒位置放置钢板垫块，以便于位置的调整。吊装钢柱时，起重机首先开至停机点，然后用钢绳将钢柱绑扎好，并将起重机边升臂边旋转至预埋螺栓处，然后将钢柱下放，将钢柱底座的螺栓孔与螺栓连接，用经纬仪校正其垂直度，无误后拧紧螺栓。

（4）大跨度人字形剐架的吊装

①人字形刚架的组装

为便于人字形刚架的吊装，在吊装前须用螺栓将两个人字形构件组装好，并斜向平卧在地坪上。为防止人字形刚架在吊装的过程产生过大的变形，应在人字形刚架下面(斜长埘处，用两端为扁状钢管与人字形刚架螺栓连接。为便于吊装，人字形刚架采用两点绑扎。同时还应在刚架的两端绑扎拉绳，以控制吊装时刚架的摆动和保证刚架的准确就位。

②开行路线的选择

由于连接后的人字形刚架跨度较大，为便于吊装，起重机选择跨中开行的方式，停机点选择在该榀人字形刚架的后方约3m处，每个停机点吊装一榀人字形刚架。

③安装可移式门型脚手架

为了便于人字形刚架与钢柱的连接及屋构件的安装，在人字形刚架吊装前，须在门式刚架轴线的一侧安装可移式门式脚手架，并在其操作层上铺设脚手板，以利于工人施工操作。为防止可移式脚手架在施工过程中发生倾覆，须在门型脚手架的两侧用细钢丝绳锚固在地锚上。

④人字形刚架的吊装

吊装人字形钢架前，先将起重机开行至停机点，再将起重机升臂并升钩，把人字形刚架起吊至超过钢柱顶0．3m处，拉动溜绳使其刚架旋转至安装位置，并缓慢降钩。只要人字形刚架对准柱顶的螺栓孔时，迅速穿人高强螺栓，将刚架与钢柱连接起来，从而形成门式刚架。

⑤刚架与刚架间的固定

为保证人字刚架的准确就位．在刚架的端部架设DJ6经纬仪进行准确定位。校正刚架后，随即焊接刚性系杆进行固定。

2.4门式刚架结构屋面的施工：

（1）檩条的吊装：

门式刚架屋面的檩条采用C200×70×20×2.0型槽钢。因檩条质量较轻，可采用人力提升。提升时，在檩条的两端系好绳索，将其提升垂直位置高于人字形刚架约0.5m处，将檩条旋转一定距离，使其避开人字形刚架并提升至刚架的顶面。按设计要求的间距，用螺栓将檩条与入字形刚架连接。

（2）屋面彩钢板的安装：

本活动中心屋面采用470型360度咬合式直立锁缝彩钢屋面，其技术参数为：咬口高度60mm，咬口间距470mm，厚度为0.6 mm。

彩钢板铺钉按屋面的坡度从屋檐至屋脊方向逐块铺钉，并在屋脊上铺钉彩钢板作屋脊，以利屋面排水。彩钢板铺钉时，先将彩钢板逐块就位，在彩钢板波峰处对准C形钢檩条再用自攻螺钉固定。铺钉时上块彩钢板应压在下块彩钢板上，其搭接的宽度不得小于100mm。

为防止大雨时产生雨水倒灌，须在彩钢板搭接处用丁基胶密封，以防止因倒灌雨水对隔热保温层的影响。

（3）隔热保温层的铺设：

根据设计，在彩钢瓦屋盖下面设置真空超细玻璃棉卷材保温层，容重20kg/m³。玻璃棉保温层的施工与屋面彩钢瓦的施工同时进行。在垂直于屋脊的方向，玻璃棉卷材间的搭接宽度不小于100mm，铺设矿棉纤维层应做到均匀适度，不得漏铺，否则将影响隔热保温效果。

（4）屋面天沟的安装：

屋面天沟采用2.5mm厚的镀锌钢板制作。排水沟安装前，应先在围护墙体上(泛水沟标高处)开凿出50x50mm的凹槽，然后将水沟的一翼嵌入墙体的凹槽内，随即用水泥砂浆填塞固定，另一翼用螺栓固定在檐口处的金属檩条上。

结语：

采用单层大跨度门式刚架结构，无论是单层大跨度门式刚架结构，还是其他结构的施工，必须充分考虑各施工工序的交叉以及对施工安全及进度的影响。在编写施工方案时，如采用边吊装刚架边施工屋面的施工方式时，必须考虑到吊装作业对其他工序施工人员的影响。此外，刚刚吊装就位的刚架结构必须进行有效的临时固定，防止发生倾覆事故。

参考文献：

[1]邹绍明，单层大跨度门式刚架结构的施工技术.。重庆建筑. 2012(12)。

[2]图纸设计地点：河北某工程职业技术学院的学生活动中心。