CN114482561A - 钢结构屋面安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢结构屋面安装方法，属于轻型钢结构技术领域，通过将屋面结构按照单元逐个组装，然后将组装好的屋面结构单元进行整体吊装；达到了减少高空作业量，提高安装作业效率，提升施工安全性的技术效果；另外，通过先利用吊装横梁将屋面结构单元的各檩条进行统一固定，在将屋面结构单元吊装至设定位置后，再将吊装横梁拆卸，达到了保证檩条在吊装过程中的稳定性的技术效果。

Description

钢结构屋面安装方法

技术领域

本发明涉及轻型钢结构技术领域，具体说，涉及一种钢结构屋面安装方法。

背景技术

轻型钢结构因其具有轻质、环保、高效、工业化程度高和施工方便的优点，在工业厂房、展览馆等中被广泛使用。

钢结构包括钢柱、吊车梁以及屋面结构，其中，屋面结构包括檩条、隅撑、屋架等，因其结构复杂、零部件琐碎、高空作业较多，导致安装作业难度较大，施工效率较低。

因此，亟需一种快捷、高效地的钢结构屋面安装方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钢结构屋面安装方法，以达到安全高效进行轻型钢结构中屋面结构安装的技术效果。

一种钢结构屋面安装方法，搭设用于在地面进行屋面结构拼装的台架；将屋架与台架沿台架的台架横梁方向平行摆放，在屋架与台架上依次安装檩条、系杆、水平撑，其中，檩条的悬挑端搭设在台架上；在屋架上安装隅撑，将吊装横梁与檩条的悬挑端可拆卸连接，完成当前屋面结构单元的组装，逐个完成剩余各个屋面结构单元的组装；

将预先安装有隅撑的第一榀屋架，以及用于设置在第一榀屋架两侧的托架安装在预设的厂房钢柱上；

利用吊装装置将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置；将组装好的各个屋面结构单元依次吊装至预设位置；

将屋面结构单元的吊装横梁拆卸，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，逐个完成屋面结构安装。

进一步，优选的，利用吊装装置将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置，包括，

利用Tekla Structures平台建立第一屋面结构单元的实体模型，并确定第一屋面结构单元的重心位置；

将第一屋面结构的重心位置投影在地面上，形成投影点；

将吊装装置通过吊装钢丝绳和吊装绳索与第一屋面结构单元的屋架和吊装横梁连接，吊装钢丝绳的延长线与投影点相交；

调整第一屋面结构单元的姿态至安装姿态，将第一屋面结构单元吊装至预设位置。

进一步，优选的，沿檩条与吊装横梁的相交处的对角线设置两个固定螺栓，通过固定螺栓将檩条与吊装横梁可拆卸连接。

进一步，优选的，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，包括，将屋面结构单元与对应的屋架、托架通过螺栓相连接；

将连接后的屋面结构单元与对应的屋架、托架相焊接。

进一步，优选的，吊装装置为履带式吊车。

进一步，优选的，用于地面拼装屋面结构的台架包括台架横梁和沿台架横梁方向均匀设置的支座；台架横梁和支座均由H型钢焊接而成。

进一步，优选的，相邻支座的设置间隔为1～2米。

进一步，优选的，在支座上设置有斜撑，在支座的底部设置有轮足。

如上所述，本发明的一种钢结构屋面安装方法，搭设用于在地面进行屋面结构拼装的台架；将屋架与台架沿台架的台架横梁方向平行摆放，在屋架与台架上依次安装檩条、系杆、水平撑，其中，檩条的悬挑端搭设在台架上；在屋架上安装隅撑，将吊装横梁与檩条的悬挑端可拆卸连接，完成当前屋面结构单元的组装，逐个完成剩余各个屋面结构单元的组装；将预先安装有隅撑的第一榀屋架，以及用于设置在第一榀屋架两侧的托架安装在预设的厂房钢柱上；利用吊装装置将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置；将组装好的各个屋面结构单元依次吊装至预设位置；将屋面结构单元的吊装横梁拆卸，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，完成屋面结构安装。具有有益效果如下：

1)将屋面结构按照单元逐个组装，然后将组装好的屋面结构单元进行整体吊装；达到了减少高空作业量，提高安装作业效率，提升施工安全性的技术效果；

2)先利用吊装横梁将屋面结构单元的各檩条进行统一固定，在将屋面结构单元吊装至设定位置后，再将吊装横梁拆卸，达到了保证檩条在吊装过程中的稳定性的技术效果。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其他目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的逻辑示意图；

图2是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的台架结构示意图；

图3是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的台架的应用场景示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的屋面结构的平面结构示意图；

图6是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装横梁结构示意图；

图7是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装横梁的安装示意图；

图8是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的托架的安装示意图；

图9是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装环节的安装示意图；

图10是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的屋面结构单元的安装就位示意图。

其中，

1、屋架；2、台架；21、台架横梁；22、支座；23、斜撑；3、檩条；4、隅撑；5、系杆；6、水平撑；7、吊装横梁；8、厂房钢柱；9、第一榀屋架；10、固定螺栓；11、托架；12、吊装装置；121、吊装绳索；122、吊装钢丝绳；13、屋面结构单元重心。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其他例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

需要理解的是，术语“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“底”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决轻型钢结构施工过程中，安装基本按照屋架、檩条、隅撑和系杆、水平撑的顺序安装，各零部件的安装基本全部为高空作业，安全进度慢、安全风险高的问题，本发明提供一种钢结构屋面安装方法，通过将屋面结构按照单元逐个组装，然后将组装好的屋面结构单元进行整体吊装；达到了减少高空作业量，提高安装作业效率，提升施工安全性的技术效果；先利用吊装横梁将屋面结构单元的各檩条进行统一固定，在将屋面结构单元吊装至设定位置后，再将吊装横梁拆卸，达到了保证檩条在吊装过程中的稳定性的技术效果。

实施例1

下面将参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述。

图1对钢结构屋面安装方法的逻辑进行了整体描述。具体地说，图1为本发明的实施例1的钢结构屋面安装方法的逻辑示意图。

如图1所示，一种钢结构屋面安装方法，包括步骤S110～S140：

S110、搭设用于在地面进行屋面结构拼装的台架2；将屋架1与台架2沿台架2的台架横梁21方向平行摆放，在屋架1与台架2上依次安装檩条3、系杆5、水平撑6，其中，檩条3的悬挑端搭设在台架2上；在屋架1上安装隅撑4，将吊装横梁7与檩条2的悬挑端可拆卸连接，完成当前屋面结构单元的组装；并逐个完成各个屋面结构单元的组装。

图2～图5对屋面结构进行了整体性描述。其中，图2是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的台架结构示意图；图3是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的台架的应用场景示意图；图4是图3的侧视图；图5是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的屋面结构的平面结构示意图。

如图2～图4所示，在具体的实施过程中，台架2包括台架横梁21和沿台架横梁21方向均匀设置的支座22；台架横梁21和支座22均由H型钢焊接而成。相邻支座的设置间隔为1～2米。作为本实施例的改进，为了进一步增加台架的承载能力，在支座22上设置有斜撑23。为了提升台架移动的便捷性，在支座22的底部设置有轮足。在具体的实施过程中，为了增加安装过程中台架的稳定性，还会增加锁紧装置，用于锁紧轮足。

如图5所示，钢结构屋面结构系统一般由屋架1、檩条3、系杆5(或拉杆)、水平撑6、隅撑4等构件组成满堂结构。其中屋架1为桁架式结构，檩条3为H型钢结构，系杆5、水平撑6为角钢或槽钢结构。需要说明的是，由于整个屋面结构面积较大，如果将整个屋面结构整体一起组装后，再进行吊装，不便进行施工。所以，需要将屋面结构划分成多个屋面结构单元，将屋面结构单元逐个组装完，然后逐个进行吊装，安装。另外，因为檩条，系杆等构件都是要组装在屋架上的，如果在地面上组装屋面结构单元，会因为操作空间以及水平度问题导致安装的精准度缺失。为了提升屋面结构单元的安装精度，要先搭设用于地面拼装屋面结构的台架，通过使用台架，在屋面结构组装过程中，使屋架保持在一个水平面上，避免出现因安装面倾斜导致的安装精度损失。

图6和图7对吊装横梁进行了整体性描述。其中，图6是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装横梁结构示意图；图7是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装横梁的安装示意图。

如图6所示，先利用吊装横梁7将屋面结构单元的各檩条3进行统一固定，在将屋面结构单元吊装至设定位置后，再将吊装横梁7拆卸，达到了保证檩条3在吊装过程中的稳定性的技术效果。而将吊装横梁7与檩条2的悬挑端可拆卸连接，可以但不限制于通过可拆卸螺栓方式实现。其中，沿檩条3 与吊装横梁7的相交处的对角线设置两个固定螺栓10，通过固定螺栓10将檩条3与吊装横梁7可拆卸连接。

如图7所示，在具体的实施过程中，吊装横梁7和檩条3为H型钢，吊装横梁7与檩条3连接采用打孔穿临时螺栓连接；通过每个连接点采用两套螺栓，对角布置，既能满足受力要求，而且具有连接稳固、方便拆除的特点。

S120、将预先安装有隅撑4的第一榀屋架9，以及用于设置在第一榀屋架 9两侧的托架11安装在预设的厂房钢柱8上。

图8对钢结构屋面安装方法的托架的安装进行了说明，其中，图8是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的托架的安装示意图。

如图8所示，在场地上先安装厂房钢柱8，然后在厂房钢柱上安装屋面结构。其中，第一榀屋架9设置在边侧，所以要先进行第一榀屋架9以及两侧托架11的安装，然后，再安装组装好的屋面结构单元。

S130、利用吊装装置12将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置，将组装好的各个屋面结构单元依次吊装至预设位置。也就是说，吊装装置12 至安装位置将屋面结构单元下落就位，然后用同样的步骤依次进行后续单元吊装。

图9和图10对钢结构屋面安装方法的吊装环节进行了说明，其中，是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的吊装环节的安装示意图。图10是根据本发明实施例的钢结构屋面安装方法的屋面结构单元的安装就位示意图。

在具体的实施过程中，吊装装置12为履带式吊车。以厂房建构筑物外形尺寸为：128m*25m*48m为例；屋架的H型钢为600*300*12*25，单榀屋架重量为：4t；吊装装置12为QUY400型400t履带吊1台作为主吊装机械，安装高度为34.2m，吊车半径为20m，吊车主杆长48m，副杆长为30m；吊车自重40t，配重155t，额定起重量为78.7t＞70t，吊车起重量满足吊装要求。为了进一步保证安装精度，利用Tekla Structures平台(钢结构深化设计软件) 提取屋面结构单元的重心位置，进行实际吊装绳索长度、绑扎位置等参数的确定，理论依据充分、数据准备。

如图9所示，在一个具体的实施例中，利用吊装装置12将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置，具体步骤包括，S131、利用Tekla Structures 平台建立第一屋面结构单元的实体模型，并确定第一屋面结构单元的重心位置；S132、将第一屋面结构的重心位置投影在地面上，形成投影点；S133、将吊装装置12通过吊装钢丝绳122和吊装绳索121与第一屋面结构单元的屋架1和吊装横梁7连接，吊装钢丝绳122的延长线与投影点相交；S134、调整第一屋面结构单元的姿态至安装姿态，将第一屋面结构单元吊装至预设位置。

也就是说，在Tekla Structures平台上建立屋面结构拼装单元实体模型，然后在软件平台上提取出屋面结构拼装单元的重心位置。在拼装现场将屋面结构拼装单元的重心位置投影在地面上，移动履带吊12使履带吊的吊装钢丝绳122的延长线通过投影点即通过屋面结构拼装单元的重心13。然后将吊装绳索121挂在屋架1和吊装横梁7的两端合适的位置上，确保拼装单元起吊后的空中姿态和安装就位的姿态基本相同，然后将拼装单元整体起吊。

需要说明的是，在具体的实施过程中，屋面结构单元的设计可以但不限制于通过Tekla Structures或Autodesk Revit实现。Tekla软件(Tekla Structures) 是一款多模块集成化的钢结构深化设计软件，自引入中国以来，在多项国家大型项目中都有用到该软件。Tekla软件自带的诸多功能能够满足钢结构建筑从结构设计、深化设计、施工管理等一系列要求。而Autodesk Revit依据它自身强大的族功能而在建模方面同样高效。AutodeskRevit系列软件是专为建筑信息模型BIM(Building Information Model)构建的，可帮助设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑，也是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。

通过采用建模软件，使得钢结构的策划和实施过程更加准确，减少大量重复工作，节省人力物力，降本增效，提高施工管理水平，增强核心竞争力，实现管理信息化和数字化。因此，基于Tekla软件平台的钢结构模块化安装方法安装的稳定性好且施工成本低。而且，在Tekla Structures将屋面结构单元可以实现计算其重量以及重心坐标，便于计算在屋面结构单元拴绳扣时使其处于平衡的吊装状态。

S140、将屋面结构单元的吊装横梁7拆卸，将屋面结构单元与对应的屋架1、托架11相固定，逐个完成屋面结构安装。

其中，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，包括，将屋面结构单元与对应的屋架、托架通过螺栓相连接；将连接后的屋面结构单元与对应的屋架、托架相焊接。

综上所述，本发明涉及一种钢结构屋面安装方法，通过采用地面大单元拼装、整体吊装的方法，能够充分利用现场场地、拓展工作面，同时进行对多个屋面结构单元拼装，然后按照单元整体安装屋面结构系统，具有减少高空作业，节省大量宝贵工期，经济效益显著的技术效果。

但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提供的钢结构屋面安装方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种钢结构屋面安装方法，其特征在于，

搭设用于在地面进行屋面结构拼装的台架；将屋架与所述台架沿所述台架的台架横梁方向平行摆放，在所述屋架与所述台架上依次安装檩条、系杆、水平撑，其中，所述檩条的悬挑端搭设在所述台架上；在所述屋架上安装隅撑，将所述吊装横梁与所述檩条的悬挑端可拆卸连接，完成当前屋面结构单元的组装；逐个完成剩余各个屋面结构单元的组装；

将预先安装有隅撑的第一榀屋架，以及用于设置在所述第一榀屋架两侧的托架安装在预设的厂房钢柱上；

利用吊装装置将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置；将组装好的屋面结构单元依次吊装至预设位置；

将屋面结构单元的吊装横梁拆卸，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，完成屋面结构安装。

2.根据权利要求1所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，利用吊装装置将组装好的第一屋面结构单元吊装至预设位置，包括，

利用Tekla Structures平台建立所述第一屋面结构单元的实体模型，并确定所述第一屋面结构单元的重心位置；

将所述第一屋面结构的重心位置投影在地面上，形成投影点；

将吊装装置通过吊装钢丝绳和吊装绳索与所述第一屋面结构单元的屋架和吊装横梁连接，所述吊装钢丝绳的延长线与所述投影点相交；

调整所述第一屋面结构单元的姿态至安装姿态，将所述第一屋面结构单元吊装至预设位置。

3.根据权利要求1所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，沿所述檩条与所述吊装横梁的相交处的对角线设置两个固定螺栓，通过所述固定螺栓将所述檩条与所述吊装横梁可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，将屋面结构单元与对应的屋架、托架相固定，包括，

将屋面结构单元与对应的屋架、托架通过螺栓相连接；

将连接后的屋面结构单元与对应的屋架、托架相焊接。

5.根据权利要求1所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，所述吊装装置为履带式吊车。

6.根据权利要求1所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，所述用于地面拼装屋面结构的台架包括台架横梁和沿台架横梁方向均匀设置的支座；所述台架横梁和支座均由H型钢焊接而成。

7.根据权利要求6所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，相邻支座的设置间隔为1～2米。

8.根据权利要求6所述的钢结构屋面安装方法，其特征在于，在所述支座上设置有斜撑，在所述支座的底部设置有轮足。

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