CN104563523B - 一种管架和门式轻钢结构安装方法 - Google Patents

Abstract

一种管架和门式轻钢结构安装方法，所述管架和门式轻钢结构的地脚螺栓（1）垂直穿过柱脚底板（3），且固定于砼基础（5），柱脚底板（3）上方设有带螺母垫板（6）的紧固螺母（2），柱脚底板（3）下方设有调整螺母（4），利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，其特征在于包括以下步骤：a管架和门式轻钢结构安装准备措施，b获取基础顶标高数值及底板底座标高数值，c再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度调整和d进行二次灌浆，成批施工，统一调平，完成管架和门式轻钢结构安装。本发明的管架和门式轻钢结构安装方法具有举措创新、操作简单，提高安装效率与工程质量，降低施工人员负荷和降低工程成本的优点。

Description

一种管架和门式轻钢结构安装方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构安装方法，具体地说，是一种管架和门式轻钢结构安装方法。

背景技术

在管架和门式轻钢结构安装施工中，常用的找平、找正的方法主要有二种，即安装垫铁法和座浆垫板法。

安装垫铁法：采用垫铁进行钢结构柱基标高、柱身垂偏调整,即安装钢柱前预制好垫铁，其中每组由两块斜垫铁和多块平垫铁组成，根据接触面积选用垫铁组数。此方法加工垫铁费时，斜垫铁需使用机床加工，使用时费料，因为一般基顶标高距柱底标高为50mm，需要标准垫铁至少3块。另外钢柱安装后不易调整，用锤砸垫铁调整时力度不好控制，安装精度不高。

座浆垫板法：采用座浆墩垫板法后期钢柱安装具有速度快、质量高的特点，但准备工作较繁琐，需预制试块做强度试验，在安装前期需大量支模，并在灌浆时安放垫板，同时要使用水准仪进行垫板标高的调整，并养护至规定的强度，耗费人力。

因此已知的管架和门式轻钢结构安装方法存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种利用地脚螺栓螺母调整钢柱的标高和垂直度的管架和门式轻钢结构安装方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种管架和门式轻钢结构安装方法，所述管架和门式轻钢结构的地脚螺栓垂直穿过柱脚底板，且固定于砼基础，柱脚底板上方设有带螺母垫板的紧固螺母，柱脚底板下方设有调整螺母，利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，其特征在于包括以下步骤：

a、管架和门式轻钢结构安装准备措施，包括以下步骤：

（1）加工预埋螺栓

加工预埋螺栓时螺杆螺纹长度按最大螺纹长度偏差加工，满足螺母的调节范围；

（2）计算螺母的机械强度和选择螺母

在螺母的在选择之前进行机械强度的计算，确保螺母螺纹牙强度符合要求；

b、获取基础顶标高数值及底板底座标高数值

用水平仪获取基础顶标高数值及底板底座标高数值；将预埋地脚螺栓丝杆全部安装调节螺母，通过水平仪观测，对调整螺母进行调整，以达到地脚板底标高允许偏差范围，其中水平度为L/1000mm，顶面标高-3.0mm；

c、再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度调整

将钢柱吊装置调整螺母上，拧紧安装螺母，通过水平仪测量再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度进行观察、调整；

d、进行二次灌浆，成批施工，统一调平，完成管架和门式轻钢结构安装

钢柱安装后应立即进行二次灌浆，在用水平仪调整标高时，进行成批施工，统一调平，使误差控制在规范要求范围内以完成管架和门式轻钢结构安装。

本发明的管架和门式轻钢结构安装方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述螺母的螺纹牙的强度以公式计算，其中：

F：轴向力，单位N；

D：螺纹大径，单位mm；

b：螺纹牙底宽度，单位mm，p为螺距，单位mm，b与p的关系为：

梯形螺纹：b=0.634p

矩形螺纹：b=0.5p

锯齿螺纹：b=0.736p

普通螺纹：b=0.75p；

z：结合圈数，无量纲；

τ：剪应力单位MPa

[τ]：螺母材料的许用剪应力单位MPa，对于材质为钢，一般可以取[τ]=0.6[σ]，[σ]为材料的许用拉应力，单位MPa，其中σ_s为屈服应力，单位MPa，S为安全系数，一般取3～5。

采用上述技术方案后，本发明的管架和门式轻钢结构安装方法具有以下优点：

1、利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，举措创新、操作简单；

2、提高管架及门式轻钢结构安装施工效率与工程质量，降低施工人员负荷；

3、降低工程成本。

附图说明

图1为本发明实施例的地脚螺栓螺母设置的结构示意图。

图中：1地脚螺栓，2紧固螺母，3柱脚底板，4调整螺母，5砼基础，6螺母垫板。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

图1为本发明实施例的地脚螺栓螺母设置的结构示意图。本发明管架和门式轻钢结构安装方法，如图所示，所述管架和门式轻钢结构的地脚螺栓1垂直穿过柱脚底板3，且固定于砼基础5，柱脚底板3上方设有带螺母垫板6的紧固螺母2，柱脚底板3下方设有调整螺母4，利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，其特征在于包括以下步骤：

a、管架和门式轻钢结构安装准备措施，包括以下步骤：

（1）加工预埋螺栓

加工预埋螺栓时螺杆螺纹长度按最大螺纹长度偏差加工，满足螺母的调节范围；

（2）计算螺母的机械强度和选择螺母

在螺母的在选择之前进行机械强度的计算，确保螺母螺纹牙强度符合要求（一般情况下，地脚螺栓安装螺母均能够满足要求）。

螺母螺纹牙强度验算：

螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。

螺纹牙危险截面剪切强度条件

$\mathrm{\τ}=\frac{F}{\mathrm{\πDbz}}\≤\left[\mathrm{\τ}\right]$

其中：

F：轴向力，单位N；

D：螺纹大径，单位mm；

b：螺纹牙底宽度，单位mm，p为螺距，单位mm，b与p的关系为：

梯形螺纹：b=0.634p
	矩形螺纹：b=0.5p
锯齿螺纹：b=0.736p
	普通螺纹：b=0.75p

z：结合圈数，无量纲；

τ：剪应力单位MPa

[τ]：螺母材料的许用剪应力单位MPa，对于材质为钢，一般可以取[τ]=0.6[σ]，[σ]为材料的许用拉应力，单位MPa，其中σ_s为屈服应力，单位MPa，S为安全系数，一般取3～5。

螺纹牙危险截面弯曲强度条件

${\mathrm{\σ}}_b=\frac{3\mathrm{Fh}}{\mathrm{\πD}{b}^{2}z}\≤[{\mathrm{\σ}}_b$

式中：

F：轴向力N；

D：螺纹大径mm；

b：螺纹牙底宽度，单位mm；p为螺距，单位mm，b与p的关系为：

梯形螺纹：b=0.634p
	矩形螺纹：b=0.5p
锯齿螺纹：b=0.736p
	普通螺纹：b=0.75p

h：螺纹工作高度，单位mm；p为螺距，单位mm，则h与p

的关系为：

Z：结合圈数，无量纲；

σ：弯曲应力单位MPa；

[σ]_b：螺纹牙的许用弯曲应力单位MPa；对钢材[σ]_b=(1～1.2)[σ]

当螺杆和螺母的材料相同时，由于螺杆的小径d1小于螺母螺纹的大径D，故应校核该杆螺纹牙的强度。此时，上式中的D应改为d1。

b、获取基础顶标高数值及底板底座标高数值

用水平仪获取基础顶标高数值及底板底座标高数值；将预埋地脚螺栓丝杆全部安装调节螺母，通过水平仪观测，对调整螺母进行调整，以达到地脚板底标高允许偏差范围，其中水平度为L/1000mm，顶面标高-3.0mm；

c、再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度调整

将钢柱吊装置调整螺母上，拧紧安装螺母，通过水平仪测量再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度进行观察、调整；

d、进行二次灌浆，成批施工，统一调平，完成管架和门式轻钢结构安装

钢柱安装后应立即进行二次灌浆，在用水平仪调整标高时，进行成批施工，统一调平，使误差控制在规范要求范围内以完成管架和门式轻钢结构安装。

本发明的管架和门式轻钢结构安装方法在湖南宝钢车轮主厂房、气体保护站项目中进行了应用,以主厂房钢柱安装计算为例：

螺纹牙抗剪切强度校核:

F=2.48×10³×9.8÷8=3038N,D=36mm,b=0.75×P=0.75×4=3mm,Z=6,

[τ]=0.6[σ]=0.6×325÷4=48.75MPa

$\mathrm{\τ}=\frac{F}{\mathrm{\πDbz}}=\frac{3038}{3.14\×36\×3\×6}\≈1.5\mathrm{MPa}\≤\left[\mathrm{\τ}\right]=48.75\mathrm{MPa}$ 满足强度要求。

螺纹牙抗弯曲强度校核:

F=2.48×10³×9.8÷8=3038N,h=0.5413P=0.5413×4=2.1652，D=36mm,

b=0.75×4=3mm,Z=6，[σ]b=(1～1.2)_[σ]=1×325÷4=81.25MPa

${\mathrm{\σ}}_b=\frac{3\mathrm{Fh}}{\mathrm{\πD}{b}^{2}z}=\frac{3\×3038\×2.1652}{3.14\×36{\×3}^2\×6}\≈3.23\mathrm{MPa}\≤\left[{\mathrm{\σ}}_b\right]=81.25\mathrm{MPa}$ 满足强度要求。

本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的管架和门式轻钢结构安装方法在利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，在湖南宝钢车轮主厂房、气体保护站项目中应用,其主厂房钢柱安装中，钢柱单重最重2.48t，8根地脚螺栓固定，螺母材质Q345B，规格M36,普通螺纹。采用本发明的管架和门式轻钢结构安装方法,大大提高了工作效率,达到了资源投入少,工作效率高的目标,钢结构安装工期提前15天完成,节约了人工和材料的使用,产生了一定的经济效益。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (2)

1.一种管架和门式轻钢结构安装方法，所述管架和门式轻钢结构的地脚螺栓（1）垂直穿过柱脚底板（3），且固定于砼基础（5），柱脚底板（3）上方设有带螺母垫板（6）的紧固螺母（2），柱脚底板（3）下方设有调整螺母（4），利用地脚螺栓螺母调整管架和门式轻钢结构钢柱的标高和垂直度，其特征在于包括以下步骤：

a、管架和门式轻钢结构安装准备措施，包括以下步骤：

（1）加工预埋螺栓

加工预埋螺栓时螺杆螺纹长度按最大螺纹长度偏差加工，满足螺母的调节范围；

（2）计算螺母的机械强度和选择螺母

在螺母的在选择之前进行机械强度的计算，确保螺母螺纹牙强度符合要求；

b、获取基础顶标高数值及底板底座标高数值

用水平仪获取基础顶标高数值及底板底座标高数值；将预埋地脚螺栓丝杆全部安装调节螺母，通过水平仪观测，对调整螺母进行调整，以达到地脚板底标高允许偏差范围，其中水平度为L/1000mm，顶面标高-3.0mm；

c、再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度调整

将钢柱吊装置调整螺母上，拧紧安装螺母，通过水平仪测量再次对基础顶标高、底板底座标高及垂直度进行观察、调整；

d、进行二次灌浆，成批施工，统一调平，完成管架和门式轻钢结构安装

钢柱安装后应立即进行二次灌浆，在用水平仪调整标高时，进行成批施工，统一调平，使误差控制在规范要求范围内以完成管架和门式轻钢结构安装。

2.如权利要求1所述的管架和门式轻钢结构安装方法，其特征在于，所述螺母的螺纹牙的强度以公式计算，其中：F=轴向力，单位N；D=螺纹大径，单位mm；b=螺纹牙底宽度，单位mm；z=结合圈数；=剪应力单位MPa；=螺母材料的许用剪应力，单位MPa。