艺术表演剧场二层顶梁板施工组织设计.docx
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艺术表演剧场二层顶梁板施工组织设计
艺术表演剧场二层顶板、梁施工组织设计
1工程概况
艺术表演剧场地下一层,地上两层,框架结构,钢结构屋面。
艺术表演剧场二层顶梁、板形式复杂,跨度较大,且上有两架预应力梁跨度分别为14m,18m梁高位1.6m和1.8m。
为保证二层顶梁、板的施工质量,特编制本施工组织设计。
1.1工程名称:
青岛现代艺术中心艺术表演剧场预应力专项工程
工程地址:
青岛市东海路68号
1.2建筑面积:
1.9万m2,建筑高度:
21.5米
1.3建设单位:
青岛市现代艺术中心
设计单位:
青岛市建筑设计研究院
监理单位:
上海凯悦监理公司青岛分公司
施工总包单位:
青岛市建设集团公司
2模板支撑体系
由于预应力钢筋混凝土梁板跨度大,为保证整个支撑体系稳定,本工程采取以下措施:
2.1立杆:
用Φ48*3.5的钢管间距1.2m立竖杆,为保证大梁的稳定性在梁底进行加密间距0.6m,立杆采用3m和6m钢管及对接扣件错开连接,同一截面搭接率不能超过50%。
2.2横杆:
在离垫层200mm处加设双向扫地杆,此后每1.2米加设双向横杆,梁底调节顶托处增设一道水平支撑。
2.3剪刀撑:
延主梁方向在每一梁底处加一道剪刀撑(间距4.8米),垂直主梁方向每6米加设一道剪刀撑。
2.4模板支撑体系设计
2.4.1模板设置:
梁底及梁侧模板使用10厚竹胶合板,底面及侧面次龙骨采用50mm×100mm木方间距150mm;底面主龙骨采用100mm×100mm方木间距600mm,梁侧面主龙骨用Φ48*3.5钢管间距500mm。
立梁侧模采用Ф14对拉螺栓拉结,纵横间距取600mm计算,实际按间距500mm设置。
2.4.2梁底支撑体系设置:
立杆沿梁的长度方向间距600mm设置,沿梁宽的方向间距350mm。
水平杆纵横向设置,步距1200mm,螺丝顶托下部及立杆底部必须设横杆。
2.5梁模板计算:
矩形预应力框架主梁,跨度18.676m,高为1.8m,宽为0.5m,离地面9.7m。
木材fc=10N/mm2,fv=1.4N/mm2,fm=13N/mm2,E=9.5×103N/mm2,混凝土密度γC=25KN/m3
2.5.1底模板抗弯强度计算
底板承受的标准荷载:
模板及龙骨自重:
5*{(0.5+1.8*2)*0.01+0.05*0.1*[(0.5+1.8*2)/0.15]+0.1*0.1*0.5}
=0.913KN/m
2)混凝土自重25*0.5*1.8=22.5KN/m
3)钢筋自重:
1.55KN/m
4)振捣混凝土荷载:
;
总竖向设计荷载:
(0.913+22.5+1.55)*1.2+1*1.4=31.36KN/m
总竖向的面荷载为:
31.36/0.5=62.72KN/m2
底模板强度、刚度验算
1)强度验算:
底模选用厚度为10mm的竹胶板,按照三跨连续梁计算,最大弯矩在支座。
q=62.72*1=62.72KN/m
M=0.1ql2=0.1*62.72*0.152=0.139KN·m
W=bh2/6=100*102/6=16.7*103mm3
σ=M/W=0.139*106/(16.7*103)=8.32N/mm2<80.6N/mm2
强度满足要求。
2)挠度验算:
q=62.72*1=62.72KN/m,E=7.6*103,I=bh3/12=1000*103/12=8.3*104
ω=Kwql4/(100EI)=0.667*62.72*1504/(100*7600*8.33*104)
=0.339mm<[ω]=150/400=0.375mm
挠度满足要求
(2)次龙骨验算
1)次龙骨强度验算:
按照简支梁计算。
q=62.72KN/m2*0.15m=9.408KN/m
M=ql2/8=9.408*0.62/8=0.423KN·m
W=bh2/6=50*1002/6=83.3*103mm3
σ=M/W=0.423*106/(83.3*103)=5.08N/mm2 方木强度满足要求。 2)次龙骨挠度验算。 按两端简支梁计算。 q=9.408KN/m,E=9.5*103,I=bh3/12=50*1003/12=4.17*106 ω=Kwql4/(100EI)=1.3*9.408*6004/(100*9500*4.17*106) =0.4mm<[ω]=600/400=1.5mm 挠度满足要求。 (3)主龙骨验算 1)强度验算,按简支梁计算,荷载近似均布荷载。 q=62.72KN/m2*(0.1+0.6/2)m=25.09KN/m M=ql2/8=25.09*0.352/8=0.384KN·m W=bh2/6=100*1002/6=1.67*105mm3 σ=M/W=0.384*106/(1.67*105)=2.4N/mm2 方木强度满足要求。 2)挠度验算 q=25.09KN/m,E=9.5*103,I=bh3/12=100*1003/12=8.33*106 ω=Kwql4/(100EI)=1.3*25.09*5004/(100*9500*8.33*106) =0.27mm<[ω]=500/400=1.25mm 方木挠度满足要求。 2.5.2梁侧模板计算 混凝土压力计算: 浇筑速度v=2m/h,浇筑气温T=15℃,E=9.5*103N/mm2,t0=200/(T+15) F1=0.22γCt0β1β2v1/2 =0.22*25*6.67*1*1.15*21/2=59.66KN/m2 F2=γC*H=25*1.8=45KN/m2 取F值较小者,F=45KN/m2为标准值。 侧模板验算 侧面横挡间距为150mm,设模板按四跨连续梁计算,模板厚10mm,梁承受倾倒混凝土产生的水平荷载4KN/m2和新浇混凝土对模板的侧压力。 强度验算 q1=(45*1+4*1.4)*1=59.6KN/m 跨中弯矩 M=ql2/8=59.6*0.152/8=0.168KN·m W=bh2/6=1000*102/6=1.67*104mm3 σ=M/W=0.168*106/(1.67*104)=10.06N/mm2 侧模板强度满足要求。 2)挠度验算 q2=45*1=45KN/m ω=Kwql4/(100EI)=0.644*45*1504/(100*7600*8.33*104) =0.232mm<[ω]=150/400=0.375mm 挠度满足要求。 侧面次龙骨验算 强度验算 M=ql2/8=59.6*0.15*0.502=0.28KN·m W=bh2/6=50*1002/6=8.3*104mm3 σ=M/W=0.28*106/(8.3*104)=3.36N/mm2 强度满足要求 2)挠度计算 ω=Kwql4/(100EI)=1.3*59.6*0.15*5004/(100*9500*4.173*106) =0.184mm<[ω]=150/400=1.25mm 挠度满足要求。 侧面主龙骨验算 侧面主龙骨采用Φ48*3.5双钢管间距500mm 强度验算 q=(45*1.2+4*1.4)*0.2=11.92KN/m Mmax=ql2/8=11.92*0.52/8=0.373KN·m 钢管的W=5.08*103mm3 σ=M/W=0.373*106/(5.08*103)=73.36N/mm2 强度满足要求。 2)挠度验算 ω=Kwql4/(100EI)=1.3*11.92*5004/(100*206*106*12.2*104) =0.385mm<[ω]=150/400=1.25mm 挠度满足要求。 2.5.3对拉螺栓验算 采用Φ14一级钢作对拉螺栓,横向间距为0.6m,竖向间距为0.6m。 按最大侧压力计算,每根螺栓可承受拉力为 T=(45*1.2+4*1.4)*0.6*0.6=21.456KN Φ14一级钢A=154mm2,所以s=154*170/1000=32.34KN>21.456KN 故对拉螺栓验算满足要求,现场按纵横间距0.5m设置. 2.6支撑体系计算 梁底支撑间距,梁宽方向0.35m,梁跨度方向0.6m,步距1.2m,顶端自由端长度不大于0.3m。 荷载计算 模板、钢筋、混凝土自重: (0.913+22.5+1.55)*0.6=14.98KN 振捣混凝土荷载: 取2.0KN/m2*0.6m*0.5m=0.6KN 荷载组合计算: 均布荷载: 14.98*1.2/0.5=35.92KN/m 集中荷载: 0.6*1.4=0.84KN 转化为均布荷载后,荷载只在梁底部位,为保守计算将均布荷载延伸至全部主龙骨范围。 经计算得中间立杆受力F=16.569KN。 (2)计算过程: δ1p=∫(Mp*M1)/(EI)dx =A*y0/(EI) =ql3/(48EI) δ11=∫(M1*M1)/(EI)dx =l3/(48EI) 根据公式δ1p=δ11*X 所以X1=0.84KN δ2p=∫(M2p*M1)/(EI)dx =A*y0/(EI) =5ql4/(384EI) δ11=∫(M1*M1)/(EI)dx =l3/(48EI) X2=15.73KN 所以中间立杆处受力为X1+X2=16.57KN 立杆稳定性计算公式σ=N/(∮A)≦[f] 考虑到高支撑架的安全因素,须用公式l0=k1k2(l+2a) l—步距 顶端自由端的长度 k1—计算长度附加系数,取为1.185 k2—计算长度附加系数,查表得1.012 (立杆稳定性计算参照杜荣军: 《扣件式钢管高支撑架设计和使用安全》) 故l0=k1k2(l+2a)=1.185*1.012*(1200+2*400)=2398.44mm σ=N/(∮A)≦[f] ∮—轴心受压杆件的稳定系数 计算立杆的截面回转半径(mm);i=15.8 立杆净截面面积(mm2);钢管壁厚按2.8mm考虑。 A=398 [f]—钢管立杆抗压强度设计值;[f]=205N/mm2 λ—长细比,λ=l0/i=151.8 取∮=0.305 σ=N/(∮A)=16.7*1000/(0.305*398)=137.57N/mm2≦[f]=205N/mm2 此预应力梁与框架梁交汇处,截面变大。 具体如图: 对此处采用加密钢管支撑体系的做法,如右图: 计算过程: 荷载计算 混凝土自重: 25*1.8*1.05*0.81=38.27KN 钢筋自重: 3.1KN 模板和龙骨自重: 1.26KN 振捣混凝土: 2.0*1.05*0.81=1.7KN 荷载组合: (38.27+3.1+1.26)*1.2+1.7*1.4=53.54KN 保守考虑,假设荷载由中部的9根立杆承受,则每根立杆所受荷载为 53.54/9=5.95KN σ=N/(∮A)=5.95*1000/(0.305*398)=49N/mm2≦[f]=205N/mm2 满足要求。 2.7楼板加固 支撑架下楼板需进行支撑加固,采用Φ48*3.5钢管,钢管顶端需垫木板,钢管架设方法同梁支撑。 梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验] 3.1模板支架的构造要求: 立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向上有足够的刚度。 梁和楼板荷载相差较大时,可采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距。 所有立杆下必须加设垫木. 3.2整体性构造层的设计: 任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 3.3剪刀撑得设置: 沿支架四周外立面应满足立面设剪刀撑。 中部可根据需要并依照构架框格的大小,每隔10-15m设置。 3.4支撑架搭设的要求: 严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。 b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。 c.每个扣件和钢管的质量满足要求,每个扣件的拧紧力要控制在45-60N*m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的。 d.水平纵横杆需靠紧、紧箍。 3钢筋施工 3.1施工准备。 3.1.1钢筋材料: 应有出厂合格证、按规定作力学性能复试。 若加工过程中发生脆断等特殊情况,还需作化学成分检验。 钢筋应无老锈及油污。 3.1.2成型钢筋: 必须符合配料单的规格、尺寸、形状、数量,并应有出厂合格证及材料备案证。 3.1.3铁丝: 采用20~22号铁丝(火烧丝)。 铁丝切断长度要满足使用要求。 3.1.4垫块: 用水泥砂浆制成,50mm见方,厚度同保护层,垫块内预埋20~22号火烧丝。 3.1.5主要机具: 塔吊、电焊机、钢筋钩子、撬棍、扳子、绑扎架、钢丝刷子、手推车、粉笔、尺子。 3.1.6马凳设置详见下图: 3.2操作工艺 3.2.1本部分工程钢筋执行图集《04G101-1》。 3.2.2工艺流程: 梁钢筋绑扎绑扎楼板上层筋梁骨架校正报验安装马凳绑扎楼板上层筋报验 3.3钢筋的加工安装 3.3.1钢筋加工: 钢筋加工应根据钢筋翻样单成型。 加工过程中,下料、除锈、成型各道工序应严格按照施工验收规范规程作业,成品钢筋应分批挂牌堆放。 3.3.2钢筋绑扎: 按构件的施工顺序绑扎前,仔细核对钢筋型号、直径、形状、数量是否符合料单、料牌和图纸要求;审核无误后进行绑扎,绑扎采用22#镀锌铁丝,绑扎时保证扎丝在板上下层筋内;板钢筋网绑扎要规整,并逐点绑扎,加设好插筋,并在底部钢筋网下部每隔0.5米绑上保护层垫块。 各种预埋件、管件、孔洞依图纸要求设置,确保位置正确并检查避免误漏;钢筋绑扎好后,在自检的基础上报监理验收。 3.3.3受拉钢筋绑扎接头的搭接长度、(锚固长度)见表3.3.3.1: 钢筋类型 混凝土强度等级C40 梁、板钢筋 HRB335 d≤25 30d(25d) d>25 33d(27d) HRB400 d≤25 36(30d) d>25 40d(33d) 3.4梁钢筋绑扎。 3.4.1模外绑扎(先在梁模板上口绑扎成型后再入模内): 画箍筋间距→在主次梁模板上口铺横杆数根→在横杆上面放箍筋→按箍筋间距绑扎→穿次梁下层钢筋→穿主梁上层钢筋→按箍筋间距绑扎→穿次梁上层从筋→穿主梁下层纵筋→抽出横杆落骨架于模板内 3.4.2模内绑扎。 1)在梁侧模板上画出箍筋间距,摆放箍筋。 2)先穿主梁的下部纵向受力钢筋及弯起钢筋,将箍筋按已画好的间距逐个分开;穿次梁的下部纵向受力钢筋及弯起钢筋并套好箍筋;放主次梁的架立筋;隔一定间距将架立筋与箍筋绑扎牢固;调整箍筋间距使间距符合设计要求,绑扎立筋,再绑主筋,主次梁同时配合进行。 3)框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点,梁下部纵向钢筋伸入中间节点锚固长度及伸过中心线的长度要符合设计要求框架梁纵向钢筋在端节点内的锚固长度也要符合设计要求。 4)绑梁上部纵向筋的箍筋,宜用套扣法绑扎。 5)箍筋在叠合处的弯钩,在梁中应交错绑扎,箍筋变钩为135度,平直部分长度为10d,如做成封闭箍时,单面焊缝长度为5d。 6)梁端第一个箍筋应设置在距离柱节点边缘50mm处,梁端与柱交接处箍筋应加密,其间距与加密区长度均要符合设计要求。 7)在主、次梁受力筋下均应垫垫块和塑料卡,保证保护层的厚度。 受力筋为双排的,可用短钢筋垫在两层钢筋之间,钢筋排距应符合设计要求。 8)梁筋的搭接: 本工程梁采用搭接接头,搭接长度末端与钢筋弯折处的距离,不得小于钢筋直径的10倍。 接头不宜位于构件最大弯矩处,受拉区域内I级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩(II级钢筋可不做弯钩),搭接处应在中心和两端扎牢。 接头位置应相互错开,在规定搭接长度的任一区段内搭接接头的受力钢筋截面面积与受力钢筋总截面面积百分率,受拉区不大于25%。 3.5板钢筋绑扎: 1)工艺流程: 清理模板→模板上画线→绑板下受力筋→绑负弯矩钢筋 2)清理模板上面的杂物,用粉笔在模板上划好主筋,分布筋间距。 3)按划好的间距,先摆放受力主筋、后放分布筋。 预埋件、电线管、预留孔等及时配合安装。 4)绑扎板筋时一般用顺扣(图4-24)或八字扣,除外围两根筋的相交点应全部绑扎外,其余各点可交错绑扎(双向板相交点全部绑扎)。 本工程楼板两层筋之间须加钢筋马凳。 5)在钢筋的下面垫好砂浆垫块,间距1.5m.垫块的厚度等于保护层厚度,应满足设计要求,如设计无要求时,板的保护层厚度应为15mm,钢筋搭接长度与搭接位置的要求与前面所述的梁相同。 3.6钢筋绑扎完成后,按照程序报监理验收后进行下道工序施工。 4预应力施工 4.1预应力施工准备 4.1.1技术准备 ●按照设计院提供的有关技术文件,进行预应力节点构造的深化设计; ●结合有关各方进行设计技术交底工作; ●编制全面详细的施工方案,提交有关各方审批; ●进行预应力施工铺放图编制工作; ●编制预应力施工技术参数; ●钢绞线、锚具主要材料的检验复试。 ●预应力施工设备检修、校准工作; 4.1.2材料准备 按照设计和国家有关规范规定的技术要求,选用目前在市场上质量过硬、技术成熟的产品作为本工程的主要进场材料。 主要材料选用: 见表4.1.2.1 材料名称 型号规格 生产单位 数量 备注 PC钢绞线 D=15.20(mm)Fptk=1860(Mpa) 天津高力预一预应力钢绞线有限公司 2吨 预应力锚具 STM系列 上海申铁预应力锚具厂 8套 锚垫板 STM系列 上海申铁预应力锚具厂 8套 金属波纹管 上海建科预应力技术工程有限公司 500米 普通硅酸盐水泥 P.O32.5 东岳山水水泥 2吨 表4.1.2.1 4.1.3主要设备及工具选用见表4.1.3.2 序号 主要设备名称 型号 数量 单位 备注 预应力成型制作设备 1 电焊机 2 台 2 电箱 380v 4 台 3 电箱 220v 2 台 4 穿束套 5 支 5 手动葫芦 0.5T 4 台 6 常用工具 2 套 7 张拉灌浆设备 8 穿心式千斤顶 YCW-150 2 台 限位、垫板 9 穿心式千斤顶 YCW-250 2 台 限位、垫板 10 专用电锚具 4 套 11 电动油泵 ZB-500 4 台 12 高压油管 6m 8 根 13 精密压力表 1.0级 8 个 14 螺杆式灌浆机 J2GG 2 台 防震型 15 手提式切割机 Φ180 2 台 16 灌浆管 100 m 17 18 表4.1.2.2 4.2工程负责 4.2.1预应力技术工程有限公司负责和提供: 4.2.1.1预应力梁制作成型包括: ●预应力筋孔道的定位; ●预应力筋孔道钢筋支架的焊接固定; ●预应力筋预留孔道的铺设、密封与绑扎固定; ●预应力钢绞线的编束、穿束; ●锚垫板和螺旋筋的安装; ●钢绞线断料。 4.2.1.2提供预应力制作材料包括: ●PC钢绞线(d=15.2mmFptk=1860Mpa); ●金属波纹管; ●锚具、锚垫板和螺旋筋; ●孔道支架钢筋; ●孔道连接口密封材料、绑扎铁丝; 4.2.1.3负责预应力张拉、灌浆 ●预应力张拉端部的清理; ●安装锚具; ●预应力张拉; ●张拉完成后多余钢绞线切割; 4.2.1.4提供有关的技术文件。 包括: ●按规范要求提供材料出厂质保书、钢绞线、锚具材料复检报告; ●预应力施工进度计划; ●预应力张拉、灌浆记录等技术资料; 4.2.2土建总包单位负责和提供: 4.2.2.1负责预应力梁制作、成型 ●相关预应力构件的全部普通钢筋绑扎; ●预应力张拉端处模板开孔及安装; ●砼浇捣及养护; ●预应力张拉完成拉端砼封闭。 ●灌浆用水泥。 ●提供灌浆试块报告。 4.2.2.2提供的配合工作,包括: ●预应力材料和设备的现场垂直运输; ●预应力张拉时端部模板拆除; ●提供预应力材料断料和堆放场地; ●协调预应力施工与其它各工种间的施工配合; ●临时设施(工具材料房一间,临时住宿二间),临时用水、用电; 4.2.2.3提供的有关技术文件。 包括: ●签署张拉通知单; ●预应力张拉前砼强度试块报告; ●土建施工进度计划 4.3预应力布置方案 4.3.1本工程整体结构采用钢筋混凝土框架结构,其中屋面框架梁采用后张法有粘结预应力体系,预应力梁跨度为14~18m。 4.3.1.1预应力梁布置 ________________________________________________________________________________________________________________________________梁便夸力筋用量__________________________________________________________________________________________________________________预应力框架梁预应力筋采用通长配筋形式,上排预应力筋呈三段式抛物线布置,反弯点系数为0.10,跨中点系数为0.5;下排预应力筋为单段式抛物线布置,跨中点系数为0.5。 预应力筋布置曲线,经设计院确认后,方能施工。 4.3.2预应力张拉端布置: 外置式张拉端(YKL1) 4.3.2.1预应力筋采用一端张拉,目前张拉端形式施工图尚未明确,本公司建议预应力筋张拉端采用外置梁端加腋方式,具体构造详见下图。 外置式张拉端(YKL2) 4.3.2.2预应力钢绞线采用标准强度fptk=1860(Mpa),直径d=15.2mm;预应力张拉端锚具采用夹片式体系,留孔采用金属波纹管,规格为Φ=70mm及Φ=80mm。 4.3.2.3预应力混凝土强度等级C50 5、预应力施工方法 5.1材料加工 根据预应力设计图纸曲线长度,确定预应力钢绞线断料长度。 需注意: ●必须在平整、干净场地上进行,防止钢绞线受到其它物质的污染。 ●不同规格的断料长度在场地中应有标识明确,并分类编号挂牌。 ●钢绞线断料时采用砂轮切割机进行,不得使用气割或电焊切割。 ●需一端张拉的预应力筋,钢绞线断料完成后固定端进行P型锚挤压。 ●钢绞线断料长度(L)为: 孔道曲线长度(L1)+工作长度(L2) 其中(L1)预应力孔道实际长度。 根据预应力施工的技术参数.在现场进行预应力钢绞线断料加工。 5.2留孔波纹管的铺放 在预应力梁普通钢筋绑扎的同时,可穿插进行预应力波纹管的铺放。 首先按照设计图确定的预应力筋矢高,通过在绑扎完成的箍筋上(垫块完成后),确定每一控制点孔道高度,并电焊支架钢筋。 ●支架采用Φ14钢筋; ●支架钢筋间距≯1000mm; 支架钢筋安装完成后,
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