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转换层施工方案
转换层施工方案
1.编制依据及说明
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
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.编制说明
1.2.1.本转换层施工方案的编制对象仅为30.8~38.35m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.转换层结构概况
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38.350m,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:
1750m3
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.为了便于结支撑系统的强度、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(30.80~38.35m)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~38.35m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
3.2.2.1SL7(s)-6梁[1500×2500]支撑架验算(详附图):
由于SL7(s)-6梁下为楼梯间,考虑到其承载能力比较薄弱,需先进行支撑架验算,然后再在3.2.2.4进行梯板的承载力进行计算。
A、施工荷载的计算
取SL7(s)-6梁[1500×2500]进行计算,结构部位见附图:
取新浇筑的钢筋混凝土的自重为25KN/m3。
1、钢筋混凝土:
L=3m(L为跨度)
v=3×1.5×2.5=11.25m3
G1=11.25×25=281.25KN
2、模板及支架自重标准值:
取木模板(梁模),0.5KN/m2
0.5×3×1.5=2.25KN
3、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
水平面模板采用2.0KN/m2
2×1.5×3=9KN
4、施工人员及设备荷载标准值:
取2.5KN/m2
2.5×1.5×3=11.25KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
G总=1.2×281.25+1.2×2.25+1.4×9+1.4×11.25
=368.55KN
B、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。
预设梁搭三排脚手架,步距为1.2m,立杆横距(排距)为600mm,纵距为450mm,考虑到楼层较低,不考虑风荷载。
受力简图为:
此深梁支撑架总计根数为:
n=3×L÷450
=3×3000÷450
=20根
施工荷载标准值在立杆中产生的轴力:
保守考虑,按一根支撑杆承受450×600的面荷载。
(实际是三等跨超静定结构,约束较强,其支座受力更小):
NQ=368.55÷1.5÷3×0.45×0.6
NQ=22.1KN
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+22.1=22.3KN
稳定系数的计算:
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。
长细比λ=μh/i
i=15.8mm,为钢管回转半径
h:
步距
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。
用插入法查得
φ=0.653-(0.653-0.645)×7.34÷10=0.647
整体稳定验算:
N’/φA≤fc/γ'R
A:
钢管截面积
fc:
Q235钢抗压强度
γ'R:
抗力调整系数(1.325)
取值代入得:
N’/φA
=22.3/(0.647×4.89×102)
=0.07<0.205/1.325=0.155KN/mm2
验算合格。
C、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
N’/φA
=22.3/(0.633×4.89×102)
=0.072<0.205/1.325=0.155KN/mm2
合格。
D、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,其受力简图为:
均布荷载:
q=368.55÷3000÷1500×450=0.041KN/mm
由计算机SAP软件分析,可得:
MGk=1089KN.mm
木枋惯性矩:
I=1/12bh3=100×1003÷12=8.3×106mm4
W=8.3×106÷50×9000=1.494×109N.mm
抗弯强度验算:
MGk/W≤f/γ'm
取γ'm=1.25,代入算得:
MGk/W
=1089÷(1.494×106)
=0.0007KN/mm2<0.011÷1.25=0.0088KN/mm2
木材强度设计值:
11N/mm2
合格。
挠度验算:
由SAP软件,算得(与两等跨算得相差1%)
ωQk=0.31mm<[ω]=600/150=4mm
取E=9000N/mm2
合格
水平纵杆在节点处受集中荷载,可不予验算。
注:
木材强度设计值f及弹性模量E均取之于《建筑施工手册》。
3.2.2.2对KZL7(S)-3
(2)2000×2500梁支撑架的计算:
A、施工荷载的计算
1、钢筋混凝土自重(25KN/m3):
l=60×150=9m
v=2×2.5×9=45m3
G1=45×25=1125KN
2、模板及支架自重标准值:
取木模板(梁模),0.5KN/m2
0.5×2×9=9KN
3、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
水平面模板采用2.0KN/m2
2×2×9=36KN
4、施工人员及设备荷载标准值:
取2.5KN/m2
2.5×2×9=45KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
1.2×1125+1.2×9+1.4×36+1.4×45=1474KN
B、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,保守考虑,按一根支撑杆承受450×600的面荷载:
NQ=1474÷9÷2×0.45×0.6=22.11KN
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+22.11=22.32KN
稳定系数的计算:
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。
长细比λ=μh/i
i=15.8mm,为钢管回转半径
h:
步距
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。
用插入法查得
φ=0.653-(0.653-0.645)×7.34÷10=0.647
整体稳定验算:
N’/φA≤fc/γ'R
A:
钢管截面积
fc:
Q235钢抗压强度
γ'R:
抗力调整系数(1.325)
取值代入得:
N’/φA=22.32/(0.647×4.89×102)
=0.071<0.205/1.325=0.155KN/mm2
验算合乎要求。
C、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
N’/φA
=22.32/(0.633×4.89×102)
=0.072<0.205/1.325=0.155KN/mm2
合格。
D、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=1474÷2÷9×0.45=36.9KN/m=0.0369KN/mm
由静力计算手册,可得:
MGk=0.125×ql2=0.125×36.9×0.62=1.66KN.m
木枋惯性矩:
I=1/12bh3=100×1003÷12=8.3×106mm4
W=8.3×106÷50×9000=1.494×109N.mm
抗弯强度验算:
MGk/W≤f/γ'm
取γ'm=1.25,代入算得:
MGk/W
=1660÷(1.494×106)
=0.001KN/mm2<0.011÷1.25=0.0088KN/mm2
木材强度设计值:
11N/mm2
合格。
挠度验算:
ωQk=0.521ql4/100EI取E=9000N/mm2
ωQk=0.521×0.0369×6004÷100÷9÷(8.3×106)
=0.33mm<[ω]=600/150=4mm
合格
水平纵杆在节点处受集中荷载,可不予验算。
3.2.2.3对1500×2500深梁施工荷载计算:
由于此型深梁具有普遍性,在转换层大梁中此断面尺寸较多,可取450mm长梁折算:
A、施工荷载的计算:
1、钢筋砼自重:
v=0.45×1.5×2.5=1.69m3
G1=1.69×25=42.25KN
2、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
3、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
4、施工人员及设备荷载标准值:
取2.5KN/m2
2.5×1..5×1=3.75KN
总的施工荷载(取荷载分项系数):
1.2×42.25+1.2×0.75+1.4×3+1.4×3.75=61.05KN
B、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=61.05÷1.5÷0.45×0.45×0.6=24.4KN
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+24.6
=24.6KN
稳定系数的计算:
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。
长细比λ=μh/i
i=15.8mm:
为钢管回转半径
h:
步距
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。
用插入法查得
φ=0.607
整体稳定验算:
N’/φA≤fc/γ'R
A:
钢管截面积
fc:
Q235钢抗压强度
γ'R:
抗力调整系数(1.325)
取值代入得:
N’/φA=24.7/(0.607×4.89×102)
=0.083<0.205/1.325=0.155KN/mm2
验算合格。
C、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
N’/φA
=24.7/(0.633×4.89×102)
=0.079<0.205/1.325=0.155KN/mm2
合格。
D、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,其受力简图为:
均布荷载:
q=61.05÷450÷1500×450=0.041KN/mm
由计算机SAP软件分析,可得:
MGk=1210KN.mm
木枋惯性矩:
I=1/12bh3=100×1003÷12=8.3×106mm4
W=8.3×106÷50×9000=1.494×109N.mm
抗弯强度验算:
MGk/W≤f/γ'm
取γ'm=1.25,代入算得:
MGk/W
=1210÷(1.494×106)
=0.0008KN/mm2<0.011÷1.25=0.0088KN/mm2
木材强度设计值:
11N/mm2
合格。
挠度验算:
由SAP软件,算得(与两等跨算得相差1%)
ωQk=0.34mm<[ω]=600/150=4mm
取E=9000N/mm2
合格
水平纵杆在节点处受集中荷载,可不予验算。
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。
3.2.2.4对SL7(s)-61500×2500梁板承载力计算:
梁板承载力计算:
由于此大梁下为楼梯间(见附图),支撑架搭设在梯板上,所以需进行梯板的承载力验算。
取600mm的板带,梯板跨度为3m,受力简图为:
q=368.55÷1.5÷3×0.6=49KN/m=0.049KN/mm
MGk=0.125×ql2=0.125×0.049×30002=55125KN.mm
板厚100mm,配筋为14、12@150,按正截面抗弯验算。
钢筋面积:
600的板带上下层各配置4根钢筋,其中14、12各两根,但只有下层钢筋抗弯承载。
As=308+226=534mm2(钢筋计算面积均查自《混凝土结构》)
fy=310N/mm2
C35:
fcm=19N/mm2
ho=h-a=100-15=85mm
M1=fyAsho=310×534×85=14071KN.mm<MGk
板承载力不够,采用双层支撑架承载,下层板厚250,配筋14@150。
As=615mm2
fy=310N/mm2
C35:
fcm=19N/mm2
ho=h-a=250-20=230mm
M2=fyAsho=310×615×230=43850KN.mm<MGk
两层板的总计承载力为:
M1+M2=14071+43850=57921KN.mm>MGk=55125KN.mm
两层支撑架支撑验算合乎要求。
3.2.2.5转换层KZL7(S)-3
(2)2000×2500梁支撑架梁板承载力计算
在KZL7(S)-3
(2)梁支撑架下为KLP-52
(2)900×1000框支梁,设承受支撑架所传全部施工荷载(实际一部分支撑在板面上,再由板面传给KLP梁)。
受力简图为:
(最不利方式,实际在支撑架下有垫板,均布荷载传给梁)
均布荷载为转换层大梁的施工荷载,在KLP梁上的均布。
q=1474÷9=163.8KN/m=0.163KN/mm
Mmax=1/8ql2=0.163×90002÷8=1.65×106KN.mm
对梁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
M=fyAsho
=310×48230×960
=1.4×107KN.mm>Mmax
梁能承受支撑架所传施工荷载。
3.2.2.6转换层CL7(s)-2
(1)梁与KZL7(s)-12
(1)梁相交处(见附图)楼板承载力计算
对CL7(s)-2
(1)1500×2500梁,在支撑架下为三跨单向板(详附图),验算板的承载力。
板配筋为14@150双层双向筋,由于是单向板,其板的长方向虽然配筋,但为支座构造配筋,其受力不大(约十分之一)。
取600mm(立杆横距)板带来分析,顺着此梁的方向支撑架把施工荷载,传给下层单向板结构(见附图),板受力简图为:
1m2施工荷载:
1500×2500梁面荷载为81.9KN/m2(同上面施工荷载计算方法),折算成宽600mm的线荷载
q1=0.6×81.9=49KN/m=0.049KN/mm
由SAP软件分析得:
M1=44070KN.mm(最大弯矩)
转换层板自重传递给30.80m层板产生的弯矩:
M2=1/8q2l2=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》)
对板按正截面抗弯承载力计算:
钢筋面积:
As=As′=600÷150×153.9=615.6mm2
fy=310N/mm2
C35:
fcm=19N/mm2
ho=h-2a=250-40=210mm
M=fyAsho=310×615.6×210=40076KN.mm<M1+M2=47870KN.mm
可在30.80m层梁板结构下增设一层脚手架,用两层板来承受此转换层大梁施工荷载。
下层板厚150,配筋14@150,ho=150-20=130mm,其余数据同上板。
M=fyAsho=310×615.6×130=24809KN.mm
两层楼板承载力共
40076+24809=64885>M1+M2=47870KN.mm
承载力满足要求。
此外,KZL7(s)-12
(1)1700×2500与CL7(s)-2
(1)1500×2500相连,还应考虑两梁交互作用对KZL7(s)-12
(1)方向的次梁KLP-65
(1)的承载能力(见附转换层与30.8m层对比图)。
算KZL7(s)-12
(1)1700×2500梁施工荷载(均布荷载)通过板传给次梁KLP-65
(1)的均布荷载,即B点(次梁KLP-65
(1)断面)的集中力。
受力简图为,板跨为3240mm,取450mm的板宽:
施工面荷载为:
67.5KN/m2,450mm的板宽,折算成线荷载为:
q1=67.5×0.45=30.4KN/m
板、梁自重传给次梁荷载(见《混凝土结构》):
q2=33.75KN/m
集中力RB=25.84KN
在次梁KLP-65
(1)方向上集中力RB均匀分布,同时有转换层梁CL7(s)-2
(1)1500×2500传给次梁的集中荷载NB,NB受力简图为:
由SAP软件分析得:
NB=163.5KN
在次梁KLP-65
(1)方向上的受力简图为:
q=q1+q2=30.4+33.75=64.15KN/m
算得次梁的最大弯距:
Mmax=690KN.m
次梁配筋为225+(214),12-200(4),下部配筋为1425(双排)。
对C点进行正载面抗弯验算:
C35:
fcm=19N/mm2
x=(fyAs-fy′As′)/fcmb
=(310×14×490.
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