转换层施工组织设计.docx
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转换层施工组织设计
编制说明
1、此施工方案为主体部分转换层施工专题方案。
2、《恒广国际景园一区一期3#、5#商住楼及地下室工程转换层施工方案》是根据湖南恒创建筑设计有限责任公司设计的工程施工图纸、施工组织设计、中华人民共和国现行有关规范、标准、规程、图集以及湖南省和长沙市的有关地方行业标准、规程、图集、文件、我公司现行管理办法、项目现场实际情况等编制而成。
3、主要参考规范
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《施工技术》2002(3)
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
4、施工方案经公司有关部门、建设、监理等部门审批后开始实施。
第一章工程概况……………………………………………………..
一、工程概况………………………………………………………..
二、施工环境………………………………………………………..
第二章施工组织与部署……………………………………………..
一、施工组织………………………………………………………..
二、施工部署……………………………………………………...
第三章施工流程…………………………………………………...
一、施工工艺流程………………………………………………….
二、各分项工程施工方法、顺序、工艺…………………………
1)模板………………………………………………………
2)钢筋………………………………………………………
3)混凝土……………………………………………………
第四章施工组织…………………………………………………..
一、施工进度计划…………………………………………………
二、施工组织………………………………………………………
第五章质量要求及保证措施………………………………………
第六章成品保护……………………………………………………
第七章安全要求……………………………………………………
第一章工程概况
一、工程概况
恒广·国际景园一区Ⅰ期3#、5#栋位于长沙县星沙锦绣路与凉塘路交汇处之东北角,地上三十三层,地下室二层。
3#栋总建筑面积13084.8m2,5#栋总建筑面积55682.2m2,其中地下室为19487.1m2,±0.00标高相当于绝对标高67.05m,地下二层为车库,采用无粘结预应力楼板,负二层层高3.7m,负一层高3.85m。
主楼一、二层为商铺,一层高4.3m,二层高5m。
本工程结构设计使用年限为50年,耐火等级为一级,抗震设防烈度为6度。
根据结构的使用性能要求,3#、5#栋在三层楼面改变上下柱网结构,设计梁转换层进行上部荷载的传替。
转换层的板厚为200mm,主要由桩支梁进行荷载传替,框支梁的布置根据受力分散布置,框支梁的截面尺寸为700mm*1500mm至1100mm*2200mm不等,梁截面较大,梁内配筋率较高,钢筋直径较大,给钢筋、模板的施工带来很大的困难。
转换层施工荷载重,混凝土等级高(C45),水泥用量大,梁体积大,梁内水化热温升高,结构防裂要求严,温度裂缝控制难度大,特别是梁的模板接触面,表面保温保湿难度更大。
第二章施工组织和部署
一、施工组织
(1)施工目标:
工期目标:
确保单栋转换层主体结构20天完。
质量目标:
确保分部工程优良。
安全目标:
杜绝死亡和重伤事故发生。
(2)施工组织:
项目管理班子和劳务管理队班子同原主体施工阶段。
二、施工部署
(1)根据本层结构类型,面积、施工操作面等情况,结合施工现场特点以及业主、设计单位的要求,以伸缩缝为界,将3#、5#栋分为五个单元,以每个单元为一个单位组织施工。
(2)各级技术人员、施工员,要认真熟悉图纸,技术部门负责组织好图纸会审,发现问题及时提出,争取在施工前做好充分技术准备。
同时确定好各工序的做法、材料、规格,为加工定货创造条件。
施工人员应在工程开始施工前7天做好各种劳动力、材料、机械等物资的使用计划,报各部门进行落实,并在开工前3天将各计划落实到施工现场,以免耽误工期。
(3)各现场办公、临时用水、用电、材料的堆放、现场运输、文明施工等同原有设施。
(4)所需主要劳动力计划:
木工:
125人钢筋工:
80人混凝土工:
30人
第三章施工流程
一、施工工艺流程
工艺流程:
二、各分项工程施工方法、顺序、工艺
(一)模板工程
工程概况:
较大转换梁的截面尺寸为700*1500mm至1100*2200mm不等,梁的截面高度较高,混凝土浇筑时模板承受的荷载较大,给模板和支模架的稳定性和荷载承受力等提出了较高的要求。
1、柱模
柱模板的安装与主体施工阶段相同。
2、梁模
2.1支撑体系设计
采用普通钢管脚手架(φ48×3.0㎜)为支撑和主龙骨,模板采用15㎜厚木模板,60*80mm杉木方为背楞。
取最大转换梁5-F轴交5-1~5-8轴KZL5(1100mm*2200mm)为研究对象,进行支撑体系设计和受力计算。
支撑体系及构造参数:
梁截面宽度B(m):
1.10;梁截面高度D(m):
2.20;
混凝土板厚度(mm):
200.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.45;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
立杆步距h(m):
1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
0.90;
梁支撑架搭设高度H(m):
4.80;梁两侧立柱间距(m):
1.50;
梁底增加承重立杆根数:
4;
扣件连接方式:
双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
0.80。
梁侧对拉螺杆设置:
四根,强度为M14。
模板支撑体系详见附图。
2.2梁侧模受力计算
2.2.1梁侧模板基本参数
计算断面宽度1100mm,高度2200mm,两侧楼板厚度200mm。
模板面板采用普通胶合板。
内龙骨布置10道,内龙骨采用60×80mm木方。
外龙骨间距450mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。
对拉螺栓布置4道,在断面内水平间距150+400+500+500mm,断面跨度方向间距450mm,直径14mm。
面板厚度18mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9500.0N/mm2。
模板组装示意图
2.2.1梁侧模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
c——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.000h;
T——混凝土的入模温度,取20.000℃;
V——混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取2.000m;
1——外加剂影响修正系数,取1.200;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=48.000kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=0.9×57.600=51.840kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。
2.2.3梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照简支梁计算。
面板的计算宽度取0.22m。
荷载计算值q=1.2×51.840×0.216+1.40×3.600×0.216=14.496kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=21.56×1.80×1.80/6=11.64cm3;
I=21.56×1.80×1.80×1.80/12=10.48cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
变形计算受力图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.232kN
N2=3.543kN
N3=3.013kN
N4=3.154kN
N5=3.119kN
N6=3.119kN
N7=3.154kN
N8=3.013kN
N9=3.543kN
N10=1.232kN
最大弯矩M=0.071kN.m
最大变形V=0.247mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.071×1000×1000/11640=6.100N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值T=3×1892.0/(2×215.556×18.000)=0.731N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.247mm
面板的最大挠度小于215.6/250,满足要求!
2.2.4梁侧模板内龙骨的计算
内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。
内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.22×51.84+1.4×0.22×3.60=14.496kN/m
挠度计算荷载标准值q=0.22×51.84=11.197kN/m
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=6.523/0.450=14.496kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×14.496×0.45×0.45=0.294kN.m
最大剪力Q=0.6×0.450×14.496=3.914kN
最大支座力N=1.1×0.450×14.496=7.175kN
截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.00×8.00×8.00/6=64.00cm3;
I=6.00×8.00×8.00×8.00/12=256.00cm4;
(1)抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.294×106/64000.0=4.59N/mm2
抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3914/(2×60×80)=1.223N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
抗剪强度计算满足要求!
(3)挠度计算
最大变形v=0.677×11.174×450.04/(100×9500.00×2560000.0)=0.128mm
最大挠度小于450.0/250,满足要求!
2.2.5梁侧模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。
外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取横向支撑钢管传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
支撑钢管变形计算受力图
支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.753kN.m
最大变形vmax=0.109mm
最大支座力Qmax=17.093kN
抗弯计算强度f=0.753×106/8496.0=88.63N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求!
2.2.6对拉螺栓的计算
计算公式:
N<[N]=fA
其中N——对拉螺栓所受的拉力;
A——对拉螺栓有效面积(mm2);
f——对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
对拉螺栓的直径(mm):
14
对拉螺栓有效直径(mm):
12
对拉螺栓有效面积(mm2):
A=105.000
对拉螺栓最大容许拉力值(kN):
[N]=17.850
对拉螺栓所受的最大拉力(kN):
N=17.093
对拉螺栓强度验算满足要求!
2.3梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1)荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24+1.5)×2.2×0.183=10.285kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.35×0.183×(2×2.2+1.1)/1.1=0.321kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.5+2)×0.183=0.825kN/m;
2)方木的支撑力验算
静荷载设计值q=1.2×10.285+1.2×0.321=12.727kN/m;
活荷载设计值P=1.4×0.825=1.155kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6×8×8/6=64cm3;
I=6×8×8×8/12=256cm4;
方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值q=12.727+1.155=13.882kN/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×13.882×0.225×0.225=0.07kN.m;
最大应力σ=M/W=0.07×106/64000=1.098N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
方木的最大应力计算值1.098N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=0.6×13.882×0.225=3.748kN;
方木受剪应力计算值τ=3×3748.14/(2×60×80)=1.171N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值1.171N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
q=10.285+0.321=10.606kN/m;
方木最大挠度计算值ω=0.677×10.606×2254/(100×9000×256×104)=0.008mm;
方木的最大允许挠度[ω]=0.225×1000/250=0.900mm;
方木的最大挠度计算值ω=0.008mm小于方木的最大允许挠度[ω]=0.9mm,满足要求!
3)支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1=(24.000+1.500)×2.200=56.100kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2=0.350kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2):
q3=(2.500+2.000)=4.500kN/m2;
q=1.2×(56.100+0.350)+1.4×4.500=74.040kN/m2;
梁底支撑根数为n,梁底小横杆支撑间距为a,梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N。
当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
变形图(mm)
弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到:
支座反力RA=RB=0.758kN,中间支座最大反力Rmax=5.549;
最大弯矩Mmax=0.175kN.m;
最大挠度计算值Vmax=0.089mm;
最大应力σ=0.175×106/4490=39.023N/mm2;
支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值39.023N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!
2.4梁跨度方向钢管的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。
1)梁两侧支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=0.758KN.
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.06kN.m;
最大变形Vmax=0.036mm;
最大支座力Rmax=1.63kN;
最大应力σ=0.06×106/(4.49×103)=13.302N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值13.302N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度Vmax=0.036mm小于450/150与10mm,满足要求!
2)梁底支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=5.549KN.
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.437kN.m;
最大变形Vmax=0.263mm;
最大支座力Rmax=11.932kN;
最大应力σ=0.437×106/(4.49×103)=97.354N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值97.354N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度Vmax=0.263mm小于450/150与10mm,满足要求!
2.5扣件抗滑移的计算:
双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
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(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN;
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取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=11.932kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
2.6立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
纵向钢管的最大支座反力:
N1=1.63kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×0.139×4.8=0.803kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×(0.90/2+(1.50-1.10)/2)×0.45×0.35=0.123kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(0.90/2+(1.50-1.10)/2)×0.45×0.200×(1.50+24.00)=1.790kN;
N=1.63+0.803+0.123+1.79=4.346kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.24;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):
W=4.49;
σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
lo--计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算
lo=k1uh
(1)
k1--计算长度附加系数,取值为:
1.155;
u--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u=1.7;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m;
Lo/i=2945.25/15.9=185;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.209;
钢管立杆受压应力计算值;σ=4346.252/(0.209×424)=49.046N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=49.046N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算
lo=k1k2(h+2a)
(2)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.003;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.003×(1.5+0.1×2)=1.99m;
Lo/i=1989.852/15.9=125;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.423;
钢管立杆受压应力计算值;σ=4346.252/(0.423×424)=24.233N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=24.233N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算:
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
梁底支撑最大支座反力:
N1=11.932kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×0.139×(4.8-2.2)=0.803kN;
N=11.932+0.803=12.367kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.2
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