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大学体育馆脚手架搭设施工方案XX总公司优秀施工组织设计、施工方案申报表
建筑面积(或工程总造价)
工程概况、主要分项工程施工方法、采用哪些新技术、技术创新点、主要经济技术指标、实施情况
尖劈柱的特点向外(内)呈渐变倾斜,截面两个方向均在变化,给脚手架模板的支撑体系带来了很大的困难,特点是倾斜和截面,支撑体系既要承担较大的竖向荷载又要承担很大的水平荷载。在整体结构没有形成之前柱结构是一个不稳定体系DB510100/T 193-2015标准下载,在施工期间,不能拆模。靠模板的支撑体系来承担全部荷载。
施工要求高,顶点位移控制要求20mm。
传统的扣件脚手架的支撑体系在承担竖向荷载时是稳定的体系,在承担水平荷载是一个不稳定的体系,虽然加设一些剪刀撑,但整个体系是不稳定的。是不能承担水平荷载的(或很少)。即使是稳定的,结构的变形也很大。
取两个基本计算单元如图1、图2所示:
图1基本单元1图2基本单元2
通过计算可知:基本单元1的最大内力为1.41,最大水平位移为0.47。基本单元2的最大内力为0.85,最大水平位移为0.18。从这个简单计算可以看出,单元2的最大内力仅是单元1的内力的60%,单元2的最大位移仅是单元1的内力的40%。
由此可以看出,单元2的刚度很大,受力合理。结合本工程的特点我们采用空间的格构式支撑体系,来提高整个体系的刚度。如图3所示:
作用荷载包括尖劈柱与模板自重荷载、施工活荷载、风荷载等。
3.1单根钢筋混凝土尖劈柱自重(kN/m)
3.2模板的自重荷载(kN)
G2=0.50×3.500×L=57.731kN
(3)脚手架及扣件自重:
杆件:g3=0.1491kN/m
作业层:g4=0.346kN/m
整体拉结:g5=0.119kN/㎡
(4)施工荷载3kN/㎡
每榀脚手架承担施工线荷载:q1=0.8×3=2.4Kn/m
(5)振捣混凝土产生荷载4.0Kn/㎡:
垂直柱方向分力:q2v=,由脚手架承担
沿柱方向分力:q2h=,由柱自身承担
1)wk=0.7µzµsw==0.7×1×1.3×0.5=0.455kN/㎡
2)wk=βzµzµsw=1.83×1×1.3×0.5=1.19kN/㎡
取wk=1.19kN/㎡
杆间节点作用集中力:GWK=0.8×0.8×1.19=0.76kN
3.3脚手架作用力计算
3.3.1.1混凝土与模板组成恒载设计值:
(1)F1=1.2×(G1+G2)=547.637Kn,垂直柱方向分力:,由脚手架承担;
沿柱方向分力:,由柱自身承担。
脚手架承担的节点作用力:竖向分力:
3.3.1.2脚手架及扣件自重作用于节点设计值
(1)无作业层:1.2×(0.1491×0.8+0.119×0.8×0.8)=0.235kN
(2)有作业层:1.2×((0.1491+0.346)×0.8+0.119×0.8×0.8)=0.567kN
(1)作业层施工荷载:
Q1=1.4×2.4=3.36Kn/m
(2)振捣混凝土产生荷载4.0Kn/㎡:
垂直柱方向分力:Q2=,由脚手架承担。按照4m高度为一个施工作业层,转化为作用在脚手架节点荷载。
A、作用于节点水平力(1.4×1.368×sin20=0.655kN/㎡),转为集中力,单位kN:
标高3.200以下,0.655×0.37×0.8=0.192
标高7.200以下,0.655×0.51×0.8=0.265
标高14.200以下,0.655×0.65×0.8=0.338
标高15.200以下,0.655×0.79×0.8=0.411
标高19.200以下,0.655×0.9×0.8=0.468
标高23.200以下,0.655×1.07×0.8=0.556
标高27.200以下,0.655×1.21×0.8=0.629
标高31.200以下,0.655×1.35×0.8=0.702
B、作用于节点竖向力(面载1.4×1.368×cos20=1.800kN/㎡),转为集中力,单位kN:
标高3.200以下,1.8×0.37×0.8=0.533
标高7.200以下,1.8×0.51×0.8=0.734
标高14.200以下,1.8×0.65×0.8=0.936
标高15.200以下,1.8×0.79×0.8=1.138
标高19.200以下,1.8×0.9×0.8=1.296
标高23.200以下,1.8×1.07×0.8=1.541
标高27.200以下,1.8×1.21×0.8=1.742
标高31.200以下,1.8×1.35×0.8=1.944
杆间节点作用集中力:FW=1.4×0.8×0.8×1.19=1.064kN
利用SAP、ANSYS和结构力学求解器对结构进行二维和三维分析,考虑了两种内力组合
(1)不考虑风荷载:1.2恒+1.4活
(2)考虑风荷载:1.2恒+0.85X1.4(活+风)
4.1.1不考虑风荷载计算结果如图4、5、6、7所示(见施工方案)
4.1.2不考虑风荷载计算结果如图8、9、10、11、12所示(见施工方案)
5.2立杆的稳定性计算
A-立杆净截面面积(㎝2),A=4.52;
i-计算立杆的截面回转半径(㎝),i=1.70
W-立杆净截面抵抗矩(㎝3),W=5.13
k1-计算长度附加系数,1.155
(2)立杆的稳定性计算
不满足要求,必须设立双立杆。
5.3、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算
式中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0KN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。
计算中R取小横杆传递的最大荷载,R=3.87KN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求
不满足要求,必须加设垫板,垫板面积为300*300mm。
6.1根据东北师大体育馆的外部造型,沿AA轴、AD轴脚手架呈弧形圆滑状布置。向主体外倾斜的脚手架部分,倾斜角度和高度最大的尖劈柱对应立杆考虑向外搭设20m宽,高度随尖劈柱高度,此处尖劈柱反倾斜方向脚手架搭设5m宽;向主体内倾斜的脚手架部分,搭设范围和高度与向外倾斜尖劈柱处脚手架搭设范围对称,详见下页图所示。
6.2脚手架的立杆采用800×800mm,步距800mm的搭设方案,考虑到尖劈柱的间距,在正对尖劈柱轴线和两根尖劈柱中间立杆,与轴线方向保持一致,间距在向外发散的过程中逐渐变大,超过1m时,中间增加立杆,使立杆间距保持在800~1000mm之间。
6.3脚手架剪刀撑的搭设,架体外侧考虑到挂密目网,沿外侧设全面剪刀撑,沿垂直于AA、AD轴方向每三~五排设全高度剪刀撑SY/T 7318.2-2016 油气输送管特殊性能试验方法 第2部分:单边缺口拉伸试验.pdf,增加架体在该平面内抵抗变形的能力。
6.4搭设在素土垫层上的脚手架立杆底加设钢板垫板,并在下部采用50mm厚木跳板平铺,搭设在砼上的脚手架扫地杆落地直接与基础受力,增加架体的受力面积,立杆直接坐落在砼地面上。
6.6在尖劈柱倾斜反方向搭设的脚手架为施工用脚手架,施工用脚手架由于高度较大,不能作为简易架子,搭设方法、规格与支撑脚手架相同。
6.7脚手架格构柱的搭设,为提高架体的刚度,本方案设计在架体中增设1.5m短钢管搭设而成的格构柱,如下图所示。
6.8主馆尖劈柱上部共有4道环梁(包括3.38m环梁),在每道环梁浇筑前预先埋入Ф48钢管300mm长,待主体结构达到一定强度后,将脚手架支撑体系与主体相连接,以确保脚手架整体变形值在允许范围内。
东师大体育馆工程尖劈柱已施工完毕,各项技术指标均达到设计要求,为后期钢结构施工打下坚实的基础。该支撑体系通过精确计算、专家论证、实施效果与型钢支撑体系相比节约了钢材,降低了施工成本,提前了工期,取得了很好的经济效益和社会效益,受到业主和监理的一致好评。
从施工组织设计及方案具有的指导性、技术先进性、降低成本及实施兑现率等方面作出评价
该施工组织设计文字简洁,图、文、表并茂,逻辑性强,层次分明。全面、系统地阐述了工程的概况、总体部署、主要施工方法和采取的主要措施等,结构严谨,对工程有较强的指导性和可操作性。本方案采用三维计算技术和详细的计算书论证了方案的可行性、安全性,并且实践也证明了方案的准确性和科学性,实施效果非常显著,符合申报条件,同意推荐申报总公司优秀施工方案一等奖。
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