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时代转换层施工方案1.1施工组织设计依据:
1.1.1重庆时代广场转换层结构施工图及设计总说明
GBT 38642-2020 工业机器人生命周期风险评价方法1.1.2国家、行业及地方有关政策、法律、法令、法规
1.1.3国家强制性标准、施工验收规范、规程
1.1.4工艺标准及操作规程
1.1.5ISO9002国际质量认证标准
1.1.6本公司质量保证手册、程序文件及规章制度
1.2.1.本转换层施工方案的编制对象仅为30.8~37.10m层A、B、C座转换层。
1.2.2.转换层施工的重点和难点
1.2.2.1.转换层施工的重点:
1、由于本转换层主次梁的断面较大,施工荷载巨大,这就给转换层梁板下支撑系统 的承载力、稳定性、安全可靠性提出了非常严格的要求,使之成为转换层施工的重点之一。
2、由于本转换层梁板结构属大体积砼结构,且施工期也正处于冬季,如何控制好梁板砼在水化过程中,内外温差不大于25。C,防止砼出现温度应力裂缝和干缩裂缝的产生,也是转换层施工的重点之一。
3、由于本工程转换层平面积约为1300m2,且主次梁多为深梁,砼浇筑量较大。按设计要求转换层梁板砼应连续浇筑,为了保证砼在浇筑过程中的连续性和密实性,确定好砼的浇筑线路和浇筑方法也是转换层施工的重点和难点。
1.2.2.2.施工难点
由于梁截面普遍较大、较宽且钢筋用量较大,给梁钢筋绑扎带来了较大的困难。另外,由于部分梁宽与柱宽相同,又由于梁柱节点处柱内梁筋太多,给柱箍筋绑扎和梁柱节点的浇筑都增加很大的难度。
1.2.2.3.为了保证转换层施工中各工序的施工质量,以及整个转换层设计和施工验收规范要求,针对上述转换层施工的重点和难点,特编制本转换层施工方案,用以指导转换层施工。
2.1.本工程A、B、C座转换层设置于裙房屋面(30.80m)以上,转换层梁、板顶面标高为37.100m,转换层框架梁截面尺寸主要为2000×2500、1700×3000、1500×2500、1000×2000、1100×2500等。
2.2.转换层结构平面呈钝角“L”型,平面面积为S=1290m2,转换层主要实际量:梁、板钢筋共计:566吨;钢筋规格从φ8~25、30共11种规格;梁、板砼强度采用C60,A、B、C座转换层梁、板砼量为:2170m3
3.施工荷载传递方式、传递路线及模板、支撑系统的布置与验算
3.1.施工荷载传递方式、传递路线
3.1.1.为了便于给支撑系统的强度、稳定性和安全性进行计算和验算,必须对转换层梁、板的荷载传递方式和传递路线进行分析确定。
3.1.2.转换层梁、板(30.80~37.10m)采用碗扣式整体脚手架作为支撑体系,将其上部转换层梁、板荷载对应传递到30.80m层结构楼板上,再由30.80m层将上部、荷载传递到25.85m层结构。由于设计人在30.80m层结构楼板设计已经考虑互转换层施工时的施工荷载和转换层梁、板荷载,这对30.80m层梁板结构有利。为了确保30.80m层梁、板结构具有足够承载力,决定对30.80m层的承载力进行验算。如果验算结果不能满足要求,应在25.85~30.80m层间搭设支撑。增加30.80m层梁、板承载能力。各层结构承受转换层荷载传递如下:
3.2.模板、支撑系统的布置与验算
3.2.1.模板及支撑系统布置
3.2.1.1.模板系统
①梁底模板采用木模板体系,梁底板采用18mm厚九夹板,板肋采用50×100,间距为150mm,底模板图见附图(一)。
②梁侧模板采用木模板体系,模板采用18mm厚九夹板,侧模板肋采用50×100木枋,间距为300mm,侧模板图见附图(一)。
③转换层楼板板底模板采用木模板体系,模板采用18mm厚九夹板,板模底肋采用50×100木枋,间距为400mm。
3.2.1.2支撑体统布置
30.80m~37.10m层结构支撑架搭设方法:
①梁高H≥2500时,支撑竖杆按间距为450×600进行搭设,即沿梁长方向按450进行搭设,沿梁宽方向按600进行搭设,大、小横杆步距为1200。
②梁高2500>H≥1000时,支撑竖杆按间距为600×600进行搭设,即沿梁长及梁宽方向均按600进行搭设,大、小横杆步距为1200。
③当梁高<1000时,支撑竖杆按间距为600×900,沿梁长方向按600进行搭设,沿梁宽方向按900进行搭设,大、小横杆步距为1200。
④现浇板支撑架按1200×1200进行搭设,大、小横杆步距为1200。
3.2.2模板、支撑系统的验算
为了满足支撑系统的安全性和稳定性,同时也本着经济、适用的原则,决定即将转换层中大梁按1700×3000作为验算对象,也将转换层中2000×2500梁和1500×2500梁作为计算验算对象。
本转换层支撑系统计算部分参阅资料:
《建筑施工脚手架实用手册》主编:杜荣军中国建筑工业出版社
《建筑施工手册》中国建筑工业出版社
《混凝土结构》天津大学同济大学东南大学主编
《建筑施工》重庆建筑大学同济大学哈尔滨工业大学
《钢结构》魏明钟武汉工业出版社
3.2.2.1施工荷载的计算
由于梁配筋较多,为了使梁荷载计算较为准确,决定采取梁内砼与钢筋分别计算荷载。
1、砼:L=23.175m(L为跨度)
v=2×2.5×23.175=115.875m3
G1=115.875×24=2781KN
2、钢筋:包括贯通筋、腰筋、箍筋、拉筋、架筋。
中间两跨贯通筋、腰筋体积:
π(32/2)2×(5150+5150)×20=0.1656m3
π(16/2)2×(5150+5150)×34=0.07m3
两边跨贯通筋、腰筋体积:
π(32/2)2×5625×24=0.1085m3
π(25/2)2×5625×55=0.1518m3
π(25/2)2×5625×45=0.1242m3
π(25/2)2×5625×36=0.0994m3
箍筋:π(12/2)2×2500×23.175×103×11÷100=0.7204m3
拉筋:π(10/2)2×2000×3×23.175×103÷400=0.0273m3
架筋:π(12/2)2×2000×10×23.175×103÷1000=0.0524m3
合计:0.1656+0.07+0.1085+0.1518+0.1242+0.0994=2.0075m3
取钢筋重度:78KN/m3
2.0075×78=156.273KN
3、模板及支架自重标准值:
取木模板(梁模),0.5KN/m2
0.5×23.175=23.175KN
4、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
水平面模板采用2.0KN/m2
2×2×23.175=92.7KN
5、施工人员及设备荷载标准值:
2.5×2×23.175=115.875KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
G总=1.2×2781+1.2×156.273+1.2×23.175+1.4×92.7+1.4×115.875
3.2.2.2支撑架整体稳定验算:
把整体稳定性验算常转化为对立柱的和稳定性进行计算,其传力途径为施工荷载传给小横杆(小楞),再传给纵杆,再传给立杆,相当于立杆承受整个施工荷载。预设梁搭四排脚手架,步距为1.2m,立杆横距(排距)为600mm,纵距为450mm。
n=4×23.175×103÷450=206,取200根,每排50根。
施工荷载标准值在立杆中产生的轴力:
保守考虑,立杆轴力面荷载分配,取:
NQ=3844.54÷2÷23.175×0.45×0.6
脚手架自重标准值在立杆中产生的轴心力(钢管每米重量3.84kg/m,钢管搭设长4.5m):
NG=3.84×4.5×10=0.1728KN
立杆验算截面处的轴心力设计值:
N’=1.2NG+NQ=1.2×0.1728+22.4=22.6KN
参照碗扣式钢管脚手架稳定性计算长度系数μ(双排架),取1.3。
i=15.8mm,为钢管回转半径
λ=1.3×1200÷15.8=98.73
根据λ,由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》求轴心受压杆件的稳定系数φ。
φ=0.653-(0.653-0.645)×7.34÷10=0.647
风荷载标准值:ωk=βzμsμzωo
βz——z高度处的风振系数
μs————风荷载体型系数
μz————风压高度变化系数
ωo————基本风压(KN/m2)
ωk=0.7×1.56×0.5×0.35=0.1911KN/m2
qwk=laωk=0.45×0.1911=0.086KN/m
la:立杆纵距qwk:风线荷载标准值
N’/φA+Mw/W≤fc/γ'R
fc:Q235钢抗压强度
γ'R:抗力调整系数(1.325)
Mw:风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩
Mw=0.12qwkh2=0.12×0.086×12002÷1000=14.8608KN.mm
=22.4/(0.647×4.89×102)+14.8608/(5×103)
=0.0738<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.3单肢杆件的稳定性计算:
参照施工手册碗扣式脚手架单肢杆件的计算长度系数μ1w,其首步架的长度系数低于其它步架,故只验算其他步架的立杆。
角立杆,中部立杆的μ1w小于边立杆,所以只验算边立杆的单肢稳定即可。
取边立杆的μ1w=1.325
λ=μ1wh/i=1.325×1200/15.8=100.632
φ=0.638-(0.638-0.63)÷10×6.32=0.633
=22.4/(0.633×4.89×102)
=0.0724<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.4水平杆的验算:
施工荷载传给水平横杆,水平横杆承受均布荷载。水平横杆采用100×100的木枋,总计n=50根,其受力简图为:
均布荷载:q=3844.54÷50÷1800=0.043KN/mm
由静力计算手册,可得:
MGk=0.125×ql2=0.125×43×0.62=1.94KN.m(负弯距)
木枋惯性矩:I=1/12bh3=100×1003÷12=8.3×106mm4
W=8.3×106÷50×9000=1.494×109N.mm
木材强度设计值:11N/mm2
MGk/W≤f/γ'm
取γ'm=1.25,代入算得:
1940÷(1.494×106)=0.0013KN/mm2<0.011÷1.25=0.0088KN/mm2
ωQk=0.521ql4/100EI取E=9000N/mm2
ωQk=0.521×0.043×6004÷100÷9÷(8.3×106)
=0.4mm<[ω]=600/150=4mm
水平纵杆在节点处受集中荷载,可不予验算。
3.2.2.5梁板承载力计算:
M1=0.5N’L=0.5×22.4×3000=33600KN.mm
转换层板自重传递给30.80m层板产生的弯矩:
M2=1/8ql2=0.125×3.375×9=3.8KN.m=3800KN.mm
(q值可根据板厚,配筋查阅《混凝土结构设计》)
对板按正截面抗弯承载力计算:
钢筋面积:As=As′=450÷150×153.9=461.7mm2
fy=310N/mm2
C35:fcm=19N/mm2
ho=h-2a=250-40=210mm
M=fyAsho=310×461.58×210=30048.86KN.mm<M1+M2=37400KN.mm
可在30.80m层梁板结构下增设一层脚手架,保守受力分配,按30%力分配,上层受力70%Mmax=23520KN.mm<M,合乎承载力要求。
取1500mm的板带,支撑架传下来按均布荷载验算,为三跨简支结构。
Mmax=0.08ql2=0.08×121×32=87.12KN.m
板正截面抗弯承载能力:
As=1500÷150×153.9=1539mm
M=fyAsho=310×1539×210=1002KN.m>Mmax
F=0.6ql=0.6×121×3=217.8KN
板、梁自重传给次梁荷载(见《混凝土结构设计》):
q1=30.75KN/m
q2=22.4+44.8=67.2KN
对C点进行正载面抗弯验算:
集中力和均布荷载叠加:Mmax=M1+M2=1452KN.m
=1414KN.m<Mmax
可搭设两层脚手架,因M和Mmax相差不大,承载力满足要求。
③对C点进行斜截面承载力计算:
由于C点受剪力很大,需进行斜截面承载力计算。
VC=F+q2=285KN
Vu=0.07fcbho+1.5fynAsv1ho/s
=0.07×19×500×740+1.5×310×4×153.9÷200×740
fc——混凝土设计强度
ho——有效高度(双排配筋)
Asv1——箍筋截面积
转换层其余各梁较之小一些,且支撑架下面为框支梁,可不予验算。
1、砼:l=60×150=9m
v=1.7×3×9=45.9m3
G1=45.9×24=1101.6KN
2、钢筋:包括贯通筋、腰筋、箍筋、拉筋、架筋。
贯通筋、腰筋体积:π(32/2)2×9000×(21+21+21+60+60+49)=1.68m3
箍筋、拉筋、架筋体积:
箍筋:π(12/2)2×3000×9×103×11÷100=0.336m3
拉筋:π(10/2)2×1700×3×9×103÷400=0.009m3
架筋:π(12/2)2×1700×10×9×103÷1000=0.017m3
合计:1.68+0.336+0.009+0.017=2.042m3
取钢筋78KN/m3:
2.042×78=159.276KN
3、模板及支架自重标准值:
取木模板(梁模),0.5KN/m2
0.5×1.7×9=7.65KN
4、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
水平面模板采用2.0KN/m2
2×1.7×9=30.6KN
5、施工人员及设备荷载标准值:
2.5×1.7×9=38.25KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
1.2×1101.6+1.2×159.276+1.2×7.65+1.4×30.6+1.4×38.25=
3.2.2.7支撑架整体稳定验算:
预设梁搭四排脚手架,步距为1.2m,立杆横距(排距)为600mm,纵距为450mm。
n=9×103÷450=20,每排20根
施工荷载标准值在立杆中产生的轴力:
NQ=1618.62÷9÷1.7×0.45×0.6=28.56KN
脚手架自重标准值在立杆中产生的轴心力(钢管每米重量3.84kg/m,钢管搭设长4.5m):
NG=3.84×4.5×10=0.1728KN
立杆验算截面处的轴心力设计值:
N’=1.2NG+NQ=1.2×0.1728+28.56=28.77KN
参照碗扣式钢管脚手架稳定性计算长度系数μ(双排架),取1.3。
i=15.8mm,为钢管回转半径
λ=1.3×1200÷15.8=98.73
根据λ,由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》求轴心受压杆件的稳定系数φ。
φ=0.653-(0.653-0.645)×7.34÷10=0.647
风荷载标准值:ωk=βzμsμzωo
βz——z高度处的风振系数
μs————风荷载体型系数
μz————风压高度变化系数
ωo————基本风压(KN/m2)
ωk=0.7×1.56×0.5×0.35=0.1911KN/m2
qwk=laωk=0.45×0.1911=0.086KN/m
la:立杆纵距qwk:风线荷载标准值
N’/φA+Mw/W≤fc/γ'R
fc:Q235钢抗压强度
γ'R:抗力调整系数(1.325)
Mw:风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩
Mw=0.12qwkh2=0.12×0.086×12002÷1000=14.8608KN.mm
=28.77/(0.647×4.89×102)+14.8608/(5×103)
=0.094<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.8单肢杆件的稳定性计算:
参照施工手册碗扣式脚手架单肢杆件的计算长度系数μ1w,其首步架的长度系数低于其它步架,故只验算其他步架的立杆。
角立杆,中部立杆的μ1w小于边立杆,所以只验算边立杆的单肢稳定即可。
取边立杆的μ1w=1.325
λ=μ1wh/i=1.325×1200/15.8=100.632
φ=0.638-(0.638-0.63)÷10×6.32=0.633
=28.77/(0.633×4.89×102)
=0.0929<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.9水平杆的验算:
施工荷载传给水平横杆,水平横杆承受均布荷载。水平横杆采用100×100的木枋,总计n=20根,其受力简图为:
均布荷载:q=1618.62÷20÷1800=0.045KN/mm
由静力计算手册,可得:
MGk=0.125×ql2=0.125×45×0.62=2.025KN.m(负弯距)
木枋惯性矩:I=1/12bh3=100×1003÷12=8.3×106mm4
W=8.3×106÷50×9000=1.494×109N.mm
MGk/W≤f/γ'm
取γ'm=1.25,代入算得:
=2025÷(1.494×106)
=0.002KN/mm2<0.011÷1.47=0.0088KN/mm2
ωQk=0.521ql4/100EI取E=9000N/mm2
ωQk=0.521×0.045×6004÷100÷9÷(8.3×106)
=0.4mm<[ω]=600/150=4mm
水平纵杆在节点处受集中荷载,可不予验算。
3.2.2.10梁承载力计算:
Mmax=900N’=900×28.77=25893KN.mm
对板按正截面抗弯承载力计算:
钢筋面积:As=As′=60π(32/2)2=48230mm2
fy=310N/mm2
C35:fcm=19N/mm2
ho=h-2a=1000-40=960mm
=310×48230×960
=1.4×107KN.mm>Mmax
梁能承受钢管所传施工荷载。
3.2.2.11对1500×2500深梁施工荷载计算:
由于此型深梁具有普遍性,可取1m长深梁折算:
v=1×1.5×2.5=3.75m3
G1=3.75×24=90KN
2、钢筋:包括贯通筋、腰筋、箍筋、拉筋、架筋。
π(25/2)2×1000×(18+18+72+54)=0.08m3
π(32/2)2×1000×54=0.006m3
箍筋、拉筋、架筋体积:
箍筋:π(12/2)2×2500×1×103×11÷100=0.031m3
拉筋:π(10/2)2×1500×3×1×103÷400=0.0009m3
架筋:π(12/2)2×1500×10×1×103÷1000=0.002m3
合计:0.08+0.006+0.031+0.0009+0.002=0.12m3
取钢筋78KN/m3:
0.12×78=9.36KN
3、模板及支架自重标准值:
取木模板(梁模),0.5KN/m2
0.5×1.5×1=0.75KN
4、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
水平面模板采用2.0KN/m2
2×1.5×1=3KN
5、施工人员及设备荷载标准值:
2.5×1..5×1=3.75KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
1.2×90+1.2×9.36+1.2×0.75+1.4×3+1.4×3.75=129.58KN
3.2.2.12支撑架整体稳定验算:
预设梁搭三排脚手架,步距为1.2m,立杆横距(排距)为600mm,纵距为450mm。1m2有9根立杆。
施工荷载标准值在立杆中产生的轴力:
NQ=129.58÷1.5÷1×0.45×0.6=23.3KN
脚手架自重标准值在立杆中产生的轴心力(钢管每米重量3.84kg/m,钢管搭设长4.5m):
NG=3.84×4.5×10=0.1728KN
立杆验算截面处的轴心力设计值:
N’=1.2NG+NQ
=1.2×0.1728+23.3
参照碗扣式钢管脚手架稳定性计算长度系数μ(双排架),取1.37。
i=15.8mm:为钢管回转半径
λ=1.37×1200÷15.8=104.05
根据λ,由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》求轴心受压杆件的稳定系数φ。
风荷载标准值:ωk=βzμsμzωo
βz——z高度处的风振系数
μs————风荷载体型系数
μz————风压高度变化系数
ωo————基本风压(KN/m2)
取:βz=0.7μs=1.56μz=0.5ωo=0.35
ωk=0.7×1.56×0.5×0.35=0.1911KN/m2
qwk=laωk=0.45×0.1911=0.086KN/m
la:立杆纵距qwk:风线荷载标准值
N’/φA+Mw/W≤fc/γ'R
fc:Q235钢抗压强度
γ'R:抗力调整系数(1.325)
Mw:风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩
Mw=0.12qwkh2
=0.12×0.086×12002÷1000
=14.8608KN.mm
N’/φA+Mw/W=23.5/(0.607×4.89×102)+14.8608/(5×103)
=0.082<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.13单肢杆件的稳定性计算:
参照施工手册碗扣式脚手架单肢杆件的计算长度系数μ1w,其首步架的长度系数低于其它步架,故只验算其他步架的立杆。
角立杆,中部立杆的μ1w小于边立杆,所以只验算边立杆的单肢稳定即可。
取边立杆的μ1w=1.325
=1.325×1200/15.8=100.632
φ=0.638-(0.638-0.63)÷10×6.32=0.633
=23.3/(0.633×4.89×102)
=0.075<0.205/1.325=0.155KN/mm2
3.2.2.14水平杆的验算:
施工荷载传给水平横杆,水平横杆承受均布荷载。水平横杆采用100×100的木枋力鼎新城高层建筑施工组织设计.doc,总计n=20根,其受力简图为:
均布荷载:q=129.58÷3÷1200=0.036KN/mm
由于均布荷载小于其他梁的均布荷载,所以可不需验算抗弯强度和挠度。
由于其传给楼面的荷载较小,所以不需进行楼面承载能力的计算。
某工程外脚手架施工组织设计方案3.2.2.15模板侧压力的计算:
转换层大梁属大体积混凝土,需对模板侧压力进行验算,取2000×2500深梁进行模板侧压力验算。
F=0.22γctoβ1β2V1/2