范文一:钢结构体育馆
课程设计计算书
设计名称: 钢结构设计
题 目: 24m焊接梯形钢屋架
学生姓名: 陈 土 亮 专业班级: 土木工程(1) 学 号: 2007714210 成 绩: 指导教师: 张国学 周锡武 日 期: 2010 年 7 月 9 日
土木工程与建筑系
一、设计资料
某机械厂单层单跨厂房,长度72m,柱距6m,跨度24m。屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级C30。柱顶截面尺寸为400mm×400mm。屋面采用6m×1.5m大型屋面板,屋盖(包括屋架和支撑)均布荷载标准值为4.0kN/ m2。屋面均布活荷载标准值为:0.75 kN/ m2。钢材采用Q235-B,焊条为E43型,手工焊。
二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置
由于采用大型屋面板屋面,故选用平坡梯形钢屋架,未考虑起拱时的上弦
坡度i=1/10。屋架垮度L=24m,每端支座中线缩进0.15m,计算跨度L0=L-2×0.15m=23.7m;端部高度取H0=2m,中部高度H=3.2m(≈L0/7.4);跨中起拱按
f=L/500考虑,取50mm,起拱后的上弦坡度为1/9.6。
配合大型屋面板尺寸(6m×1.5m),采用屋架间距B=6m,上弦节间尺寸3.0m。选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。
根据屋架荷载和地区计算温度情况,钢材采用Q235-B,要求保证抗拉强度fu、伸长率δ、屈服强度fy、冷弯试验4项机械性能S、P、C三项化学成分的含量合格。焊条采用E43型焊条,手工焊。C级(粗制)螺栓和锚栓采用Q235-A·F钢,螺栓M20和锚栓M24。
支撑布置:由于房屋长度为72m〉60m,所以在房屋两端、中间布置上、下
弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑。中间各屋架用系杆联系,上、下弦各在两端和中央设三道系杆,其中上弦屋脊处与下弦支座处共三道为刚性系杆,见
图-2。所有屋架采用同一规格,但因支撑孔和支撑连接板的不同,分为两个编号:GWJ-1,GWJ-2。
图-2 屋架支撑布置
三、荷载和杆件内力计算
(1)屋架荷载
屋面均布活荷载标准值为0.75 kN/m2,屋盖(包括屋架和支撑)均布荷载标准值为4.0 kN/m2;因屋架下弦无其他荷载,为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算,但因屋面坡度娇小(起拱后tanα=1/9.6,secα=1.0054),故近似取全部荷载均按水平投影面积计算。
(2)屋架杆件内力系数:
屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图-1。各节点的单位节点荷载按3.0m水平节间比例推算:
屋架上弦左半跨单位节点荷载,右半跨单位节点荷载,全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数kL,按图-1,并抄入表-1。
表-1杆件内力系数
(3)荷载组合
设计仅考虑全跨作用永久荷载,可变荷载一种组合情况。 节点荷载设计值:
按可变荷载效应控制的组合:
Fd=(1.2×4.0+1.4×0.75) ×3×6=105.3 kN
其中,永久荷载,荷载分项系数γQ=1.2;屋面活荷载,荷载分项系数γQ=1.4;
按永久荷载效应控制的组合:
Fd=(1.35×4.0+1.4×0.75) ×3×6=116.1 kN
其中,永久荷载,荷载分项系数γQ=1.35;屋面活荷载,荷载分项系数γQ=1.4;
故节点荷载取为116.1 kN。 杆件组合内力计算详见表-2。
表-2杆件内力组合
四、杆件截面选择
由表-2知腹杆最大轴力Nmax=646.68 kN。由表-3,采用节点板厚度
t=14mm,支座加厚为t=16mm。
(1)上弦杆
取统一截面,则按最大内力计算,即de杆:受到轴力N=-856.47 kN,
lQ3116.1
=43.54kN?m)弯矩M=0.6M0=±26.12kN?m(其中弯矩M0=?=?。
4242
lox=301.6cm; loy=300cm 设λ=100。得?=0.555(b类截面) 需要截面面积A=N=856470=7178mm2f0.555?215
需要的回旋半径:
ix=
lox
λ
=
301.6
100
=3.02cm iloy
300
y=
λ
=
100
=3cm 初选上弦杆截面2200?125?16长肢相并的双不等边角钢
则A=99.48cm2,
角钢尖W3xmin=304.36cm, rx =1.20 角钢背W3xmax=603.99cm,rx =1.05
ix=6.38cm, iy=5.18cm
1.负弯矩截面(节点)
1.1长细比计算
λ=l0xi=301.6
=47.3<><>
x6.38iy查表得 ?x=0.868, ?y=0.816 1.2 强度验算
角钢尖最大受压按Wxmin=304.36cm3 , rx=1.20计算
NM85647026.12?106
σ=+=+=157.6N/mm2
xWXmin99481.20?304.36?10
1.3 弯矩作用平面内整体稳定计算
取等效弯矩系数βmx=0.85
'NEx=π2EA/(1.1λx2)=π2?206?103?9948/(1.1?47.32)=8218.4KN
σ=
βmxMxN
+
?XAγW(1-0.8N)
X1X'
NEX
8564700.85?26.12?106
=+3
0.868?99481.20?304.36?10?(1-0.8?856.47/8218.4)=165.5N/mm2
1.4 弯矩作用平面外整体稳定计算
取等效弯矩系数βtx=
0.85,由弯矩整体稳定系数的近似表达式可确定
?b=1-0.0017λ=0.906
βtxMxN8564700.85?26.12?106
σ=+η=+1.0?
?yA?bW1x0.816?99480.906?304.36?103
=186.0N/mm2
应力
1.5 局部稳定计算
h0/tw=(125-16-14)/14=5.93
根据T形截面压弯构件腹板高厚比限值未15或18,现在上弦杆的高厚比为5.93,并全截面受压,满足要求,故采用角钢。
2. 正弯矩截面(节间)
对于N=-856.47 kN,M=+26.13 kN·m 2.1 强度计算(γ2x=1.05)
NM85647026.13?106σ=+=+
Aγ2XW2X99481.05?603.99?103 =127.3N/mm2
NM85647026.13?106
σt=-=-
Anγ1xWXmax99481.20?304.36?103 =14.6N/mm2(压应力)
2.2 弯矩作用平面内整体稳定计算
σ=
N
βmx?+Mx'
xAγ2xW2x(1-0.8N/NEX)
8564700.85?26.13?106=0.868?9948+1.05?603.99?103?(1-0.8?856.47/8218.4) =137.4N/mm2
对于角钢尖
σ=
N
βmxMx?-W'
xAγ1X1X(1-1.25N/NEX)
8564700.85?26.13?106=0.868?9948-1.20?304.36?103
?(1-1.25?856.47/8218.4) =29.3N/mm2(压应力)
2.3 弯矩作用平面外整体稳定计算
由弯矩整体稳定系数的近似表达式可确定
?b=1-0.0017λ=0.906
σ=N?+ηβtxMx=8564700.85?26.13?106
?9948+
yA?bW2x0.8160.906?603.99?103
=146.1N/mm2
上弦杆强度满足要求
上弦杆选用填板-80?14,la=75.4cm<>
下弦杆也不改变截面,按最大内力计算Nmax=879.69kN,
l0x=600cm,l0y=1200cm
A>N/f=879690/215=4092mm2 ily=ix>
0x
λ=
600
350
=1.71 初选2140?90?10长肢相并的不等边角钢
A2s=44.52cm,ix=4.47cm,iy=3.88cm
σ=
NA=8796904452=197.6
x=
4.47
=134.2<[λ]=350>[λ]=350>
y=
3.88
=309.2<[λ]=350>[λ]=350>
下弦杆选用腹板-80?14,la=150cm<>
三、腹杆计算
fb杆:N=-646.68 kN, l0x=366cm,l0y=366cm 选用2L100×12, A=45.60cm2,ix=6.06cm,iy=4.79cm
σ=
NA=6466804560
=141.8N/mm2
6.06=60.40<[λ]=150>[λ]=150>
y=4.79
=76.41<[λ]=150 因为b/t="">[λ]=150><0.58?366 0="">0.58?366>
λλ0.475b40.4575?104
yz=y(1+l22)=76.41?(1+2)=78.2<>
0yt366?1.22
λx<λyz,查附表4.2有?b=0.700 σ="">λyz,查附表4.2有?b=0.700>
N?=646680=202.6N/mm2
选用填板两块-80?14,la=53cm<40i=40?3.83=153.2cm,选用两块bg杆:n=349.23 kn,="" l0x="302.4cm,l0y=378cm" 选用275?6,="" a="">40i=40?3.83=153.2cm,选用两块bg杆:n=349.23>
σ=
NA=3492301759
=198.5
λ302.4
x=4.62
=65.5<[λ]=350>[λ]=350>
y=
3.68
=102.7<[λ]=350 填板放两块,-80?14,la="">[λ]=350><80i=80?4.62=369.6cm cg杆:n="-116.10" kn,l0x="208cm,l0y=260cm" 选用275?6,a="">80i=80?4.62=369.6cm>
σ=
NA=1161001759
=66.0N/mm2
x=4.62
=45.0<[λ]=150>[λ]=150>
y=
3.68
=70.7<[λ]=150 因为b/t="">[λ]=150><0.58?260 .5="">0.58?260>
0.475b40.4575?7.54
λyz=λy(1+l22)=70.7?(1+2?0.6
2
)=74.9<[λ]=150>[λ]=150><>
σ=
NA=1161000.721?1759
=91.5N/mm2<[λ]=150n m2?="" 选用填板两块-80?14,la="">[λ]=150n><40i=40?4.62=184.8cm>40i=40?4.62=184.8cm>
af杆选用填板两块-80?14,la=67.2cm<40i=40?4.62=184.8cm eh杆选用填板两块-80?14,la="">40i=40?4.62=184.8cm><80i=80?4.62=369.6cm gd杆选用填板两块-80?14,la="">80i=80?4.62=369.6cm><><40i=40?4.62=184.8cm其余各杆件的截面选择过程不再一>40i=40?4.62=184.8cm其余各杆件的截面选择过程不再一>
表-3 杆件的截面
注:○1节点板t=14mm(腹杆最大内力Nmax=-646.68kN)。○2f=215N/mm2;[λ]=150(压杆)350(拉杆)
。 ○
3因为腹杆要求选择1~3种截面。满足要求的都采用75?6。
10
五、焊缝计算
焊缝尺寸:各杆hf===5.6mm,取hf=6mm,斜杆和竖杆都是等边角钢组成的。角钢背焊缝计算hf1lw1=k1=0.7,hf1lw1=
k1N
,经计算,由于等边角钢的t
2?0.7fw
N
因此,节点处焊缝计算见表-4。 320
表-4 腹杆焊缝计算
焊缝尺寸:各杆hf===5.6mm,取hf=6mm,下弦杆是不等边角钢长边连接组成的。角钢背焊缝计算hf1lw1=的k1=0.65,hf1lw1=
k1N
,经计算,由于等边角钢t
2?0.7fw
N
因此,节点处焊缝计算见表-5。 344.6
表-5 下弦杆焊缝计算
焊缝尺寸:各杆hf===6mm,取hf=6mm,上弦杆是不等边角钢长边连接组成的。角钢背焊缝计算hf1lw1=
k1N
,经计算,由于等边角钢的t
2?0.7fw
k1=0.65,hf1lw1=
N
因此,节点处焊缝计算见表-6。 344.6
表-6 上弦杆角钢肢尖焊缝计算
六、节点设计
(1)下弦节点g:
下弦节点g图
根据角钢焊缝都满足要求时所要的节点板尺寸为710?330×14,所有焊缝都满足要求。
(2)下弦跨中节点
h
下弦中节点h 图
为了使拼接角钢与弦杆之间密合,并便于施焊,需将焊接角钢的尖角削除,且截去垂直肢一部分宽度?=(t+hf+5)=18mm,取?=20mm。根据满足角钢角焊缝的要求所要的节点板为570?335×14,所有焊缝均满焊。
(3)上弦节点b
为了便于在上弦节点搁置屋面板,节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm,用塞焊缝把上弦角钢与节点板连接起来,槽焊缝作为2条焊缝计算,这时强度设计值应该乘以0.8的折减系数,计算时可略去屋架上弦坡度的影响,而假定集中荷载P与上弦垂直。
上弦肢背槽焊缝内的应力为hf=6mm,节点板长度为597+398=995 mm
=fw=63.73 N/mm2<0.8ffw=128 n/mm2="">0.8ffw=128>
=fw=32.44 N/mm2<0.8ffw=128>0.8ffw=128>
根据满足角钢焊缝的要求需要的节点板尺寸为995×463×14,其它焊缝都满足强度要求。
(4)上弦节点d
上弦肢背槽焊缝内的应力为hf=6mm,节点板长度为329+221=550mm
=fw=16.67 N/mm2<0.8ffw=128 n/mm2="">0.8ffw=128>
=fw =13.90N/mm2<0.8ffw=128>0.8ffw=128>
根据满足角钢焊缝要求所要节点板尺寸为550×350×14.其它焊缝强度都满足要求。
(5)上弦支座节点a与竖杆节点c
这两个节点的弦杆内力或节点两边弦杆内力差值均为零。因此弦杆肢背焊缝承受节点力均可不必验算,肢尖焊缝也不受力,采用
上弦节点a 图 上弦节点c 图
根据构造要求,a、c节点都满足所有焊缝的要求所需要的节点板尺寸分别为226×338×14、115×300×338×14。
(6)屋脊节点
e
上弦节点e 图
屋脊节点构造与下弦跨中节点相似,用同号角钢进行拼接,接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算
lw=
N856470
==319mm,采用lw=350mm w
4?0.7?hfff4?0.7?6?160
拼接角钢的长度取700mm>2?319=638mm。
上弦杆与节点板之间的塞焊,假定承受节点荷载,可不必验算。上弦肢尖与节点板的连接焊缝,应按上弦内力的15%计算,设肢尖焊缝hf=6mm,节点板长度为20.5cm,则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为
lw=
50
-2-1.2cm=21.8cm,焊缝应力为: 2
τN f=
0.15?856470
=70.2N/mm2
2?0.7?6?218
σM f=
0.15?856470?70?6
=135.2N/mm2
2
2?0.7?6?(218)
=131.2N/mm2<1.2ffw=192n>1.2ffw=192n>
(6)支座节点
f
支座节点f 图
支座反力:R=4Q=4?116.1 kN =464.4 kN
2
C,f=14.3N/mm钢筋混凝土的强度等级30 c
底板净面积锚栓直径取
464400
An==32476mm2
14.3
d=25mm,锚栓孔直径为
50mm,则所需底板毛面积
3.14?52
A=An+A0=324.76+2?4?5+=384cm2
4
按构造要求采用底板面积为a?b=24?24=576cm2>384cm2,垫板采用
-100?100?20,孔径
26mm。实际底板净面积为:
3.14?52
An=576-2?4?5-=516.4cm2
4
板底实际应力q=
R464400==
9.00N/mm2 An51640
a1==159.1mm
b1=(120-16/2)?
(140-14/2)=79.5mm
159.1
b179.5==0.50 a1159.1
查表4·8得β=0.056
单位宽度最大弯矩为:M=βqa12=0.056?9.00?159.12=12758N/mm 底板厚
度t>
-240?
24?0
=58
=18.mm87取t=,mm2,0底板尺寸为
加劲肋与节点板的连接焊缝计算,与牛腿焊缝相似,假定一个加劲肋的受力为屋架支撑反力的1/4。即:
R464.4
==116.1 kN,则焊缝所受的内力44
为V=116.10 kN,M=116.10 kN ?5.65cm=655.97 kN.cm
焊缝尺寸:hf===5.6mm 取焊缝hf=6mm,焊缝计算长度lw=582mm 焊缝应力为:
对V:τf=
116100
=24.2N/mm2
2?0.7?6?(582-12)
对
M:σf=
6?6559700
=14.42N/mm2 2
2?0.7?6?(582-12)
=24.52N/mm2
根据上述计算所得的屋架杆件截面尺寸及节点构造和焊缝尺寸绘制屋架施工图。
屋脊竖杆eh与节点板的连接焊缝。节点板于上、下弦的连接均采用螺栓连接,采用M25,C级螺栓。
七、屋架施工图
※ 屋架施工图见附图。
范文二:东丽体育馆十字交叉杆建模形式对结构的影响
第十四届全国现代结构工程学术研讨会
东丽体育馆十字交叉杆建模形式对结构的影响
龙兴,陈志华,周晴晴
(天津大学建筑工程学院,天津300072)
提要:东丽体育馆采用空间管桁架结构体系,其次桁架间撑杆采用十字交叉钢管已保证其平面外稳定性,撑杆连接部分在
建模时通常简化为刚性或者半刚性接,通过两种模型对比发现,不同的简化模型对于结构的整体受力、变形和整体
稳定均有一定影响。正确的简化形式对于工程实际有更好的指导作用。关键词:撑杆,十字交叉,简化模型
一、 工程概况
东丽体育馆位于天津市东丽区津塘二线与外环辅道交口东北角,体育馆下部采用钢架混凝土框架结构, 上部采用大跨度空间管桁架结构体系,屋盖由主桁架,副桁架,两榀环桁架,次桁架、上弦系桁架和下弦 系桁架组成,其中主桁架最大跨度为136(322米,结构总高度为29米,檐口高度为29(15米,如图一所 示。
图1 东丽体育馆屋盖示意图 东丽体育馆副桁架运用倒三角桁架
结构形式,该形式能为副桁架提供很高的平面内稳定性,但是副桁架最大跨度为36(055米,因此需要采用一定的措施保证其平面外稳定,本工程两榀副桁架之间每隔一个节 点布置一根水平向的撑杆,并在两跟水平向的撑杆之间布置十字交叉撑杆,实际应用的桁架上弦撑杆
节点 如图2所示。 工业建筑2014增刊
第十四届全国现代结构工程学术研讨会
图2撑杆节点详图
二、 撑杆节点有限元简化模拟
此工程撑杆中间通过螺栓连接,在设计中,为了方便建模运算,交叉的撑杆连接形式通常采用两种简 化的有限元形式进行模拟:1)模型1:简化为两根通长的杆件单元,中间采用刚性连接。2)模型2:十字 撑杆简化为四根相交的杆件,一个方向为梁单元,释放与弦杆连接处的梁端约束,另一个方向两根为 桁架 单元。如图3所示。
筒化模型 1筒化模型 2
图3 两种简化模型示意图 从简化模型中我们可以看出,由于实际连接形式由于连接处存在缝隙,允许杆件在十字交叉的平面内 发生一定程度的相对转动,出平面方向由于连接的板件厚度较薄,刚度也略小于直接刚接的形式,因此总
体刚度应当是介于两种简化模式之间。
三、 不同简化模型对结构的影响
(一)对结构受力和挠度的影响 利用Midas中的采用两种不同的形式进行建模,按照规范
GB50017(2003,结构安全等级为二级,抗震
设防烈度为7度,基本地震加速度0(159,场地类别为二类,特征周期为0(4s,按照《建筑结构荷载规范》
(GB 50022(2010),作用在结构上的荷载为: 50009(2012)和《建筑抗震设计规范》(GB
(1)D(恒荷载):1(0kN,m2;
(2)L(活荷载):0(4kN,m2;
kN,m2 (3)基本雪压:0(4
O( 5(4)基本风压: kN,m2风荷载:WINDX,
(5)地震加速度:0(159; WINDY; (6)温度作用:T+,T-;
工业建筑2014增刊 278
第十四届全国现代结构工程学术研讨会
最大应力下的两种结果对比为:
表1 两种模型的拱脚支座反力的对比
FX(KN) FY(KNl FZ(KNl MX(KN?M) MY(KN‘M) MZ(KN。M)
模型1 (2814(70 1482(30 2728_30 (118(01 595(67 (209(01
2896(30( 模型2 (3008(00 1594(60 (172(10 757(96 (299(0l
表2两种模型的柱顶支座反力的对比
FY(啪 FX(KN) FZ(KN)
58(68 51(87 1531(60 模型1 ? 模型2 60(62 55(19 1515(00
表3两种模型的应力对比
桁架单元 梁单元应力
最大拉应力(MPa) 最大压应力(MPa) 最大拉应力(MPa) 最大压应力(MPa)
155(24 182(99 271(06 268(19 模型 模型1
162(46 185(11 282(80 294(58 2 表4 两种模型的结构位移的对比
(恒+活)下最大合位移(ram) 包络工况下最大合位移(inln)
130(37 196(70 模型1
219(06模型2 122(29 由上表中的结果可以看出,模型1中计算出的静力结果,包括支座的反力值,结果的应力值和结构
位移变形值均小于模型2计算的结果,这说明通过对支撑条件的简化处理实际上是偏于不安全了;但的
通过 计算的结果可以看出,模型2计算的最大应力值比原模型计算的应力值要大了8,左右;而最大位移
了6,左右。 值减少
(二)对结构稳定性的影响 该部分用MIDAS有限元软件对不同简化模型条件下结构进行线性稳定性分析即特征值屈曲分析,屈
曲 控制荷载:1(0恒荷载+1(0活荷载。两种情况撑杆截面均相同。
1)第一种简化模型 经过计算
得出的屈曲模态图为:
第一种支撑布置的二阶模态 图4—2 图4(1 第一种支撑布置的一阶模态
279工业建筑2014增刊
第十四届全国现代结构工程学术研讨会
图4(3 第一种支撑布置的三阶模态 图4—4第一种支撑布置的四阶模
第一种支撑条件下结构屈曲模态的特征值 态 表5
模态 特征值 模态 特征值
1 5(454755 6 6(329113 2 5(45969 7 6(339913 3 8 5(472646 6(344795 4 5(476324 9 8(489407 6(321843 10 58(512726 由上图的结果显示,此种支撑布置,结构的屈曲模态均是出现了副桁架的侧向屈曲,并且只是其中的 几榀副桁架的屈曲,而不是整个结构的屈曲。但是副桁架是整个结构中除了拱桁架以外最主要的受力构件,
因此结构还是丧失了一定的承载了的。结构的第一阶特征值为5(454755。2)第二种简化模型 经过计算
得出的屈曲模态图为:
图5(1 第二种支撑布置的一阶模态 图5(2第二种支撑布置的二阶模态
工业建筑2014增刊
第十四届全国现代结构工程学术研讨会
图5—3 第二种支撑布置的三阶模态 图5—4第二种支撑布置的四阶模
表6第二种支撑条件下结构屈曲模态的特征值 态
模态 特征值 模态 特征值 1 1(835047 6 2(133448 2 7 1(836865 2(163744 3 2(118589 8 2(165720 4 2(12118 9 2(493073 2(13189 10 2(494943 5 由结构的屈曲模态图可以看出,在这种支撑条件下,结构的前四阶屈曲模态均是出现了交叉支撑的节 点失稳,而一直查看到结构的前五十阶的屈曲模态,结构均是这种撑杆节点的局部屈曲,也就是说结构发 生了局部失稳,而不是整体失稳。这种局部失稳的特点也导致了结构的屈曲模态的特征值远远小于第一种 支撑布置的结果。因为仅仅是撑杆节点的局部失稳,此时的结构并没有丧失承载能力,但是这种十字撑杆 的节点的局部失稳可能会导致副桁架的侧向的失稳,从而引起结构的整体失稳,因此可以说结构的整体稳
定性还是很难保证的。
四、 结论
(1)十字撑杆的简化处理对结构的受力性和挠度还是有一定的影响的,第一种简化模型由于刚度较大 能够降低拱脚支座和柱顶支座的应力,第二种简化模型由于考虑的撑杆协调与其相连的桁架之间整体能力
强,传递荷载能力更好,因此整体结构的变形值反而降低了。(2)连接节点的简化模型对结构稳定性的影响较大,第一种模型出现的是副桁架的侧向一阶屈曲模态
特征值为5(45远大于第二种模型由于局部失稳的一阶屈曲模态特征值1(84。
(3)从两种简化模型的计算分析中我们可以看出,十字交叉撑杆连接采用刚性连接具有更好的受力性
能,能有效避免局部失稳,因此实际工程中应当加强中间撑杆的刚度。 参考文献
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范文三:体育馆屋面拱索结构
[简介]
[简介]本文主要介绍下沉式的双曲体型体育馆建筑的施工组织设计。xxx_主体为现浇钢筋混凝土框架结构,,屋面为双曲索拱索网结构。体育馆因设计新颖,构造独特,结构复杂,特别是复杂的多种预应力张拉综合技术等项新技术、新工艺施工的应用,给编制施工方案、实施方案带来了一定难度。
?
本施工组织设计编制的施工部署、施工顺序、施工方案、施工方法等各项措施,在历时二年的施工中,得到较好的实施,从而保证了工程按阶段目标、按期、保质交付使用。
该工程在xx期间经受了考验。工程质量、各项专业设备使用功能、技术指标符合设计要求,得到亚运会有关部门的好评。该工程荣获亚运会工程特别鲁班奖。
工程概况
1.工程概况
xx体育馆_是xx_工程项目之一。该馆在xxx_,位于xxx_。该工程占地xx_,建筑总面积为xxm2。xx体育馆比赛馆_建筑面积为xxm2。总座席为3352_座(其中活动看台800座_),馆内专为伤残人设有20_个轮椅位置。xx体育馆_工程除了比赛馆外,还有练习馆、变配电及冷冻机房、污水泵房、雨水泵房、茶浴炉房等辅助配套工程。它主要是由圆曲线构成的建筑群体。
xx体育馆_在xx_是排球比赛馆。该馆不仅能满足排球比赛的要求,同时还能满足其它项目比赛使用要求。如篮球、乒乓球、七人制手球比赛和文娱体育活动,它是一个多功能用途的体育馆。 xx体育馆比赛馆_平面呈xx形,短径为66_m,长径为96_m,外形为双曲马鞍形。比赛馆由技术层、底层(-4.40)、±0.0层、+3.5m层和四围看台组成。基层为现浇钢筋混凝土筏式箱形基础,主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构,屋面为索拱椝魍 峁埂6 鞲饔
辛狡 ?5m的预应力三角形斜大墙。屋面结构主要由双曲钢拱、双曲混凝土曲拱、预应力三角形斜大墙、二根主悬索及索网等组成。钢拱一根呈双曲线形,横跨比赛场地上空,浇筑在东西两侧四片大墙+8.15m处,钢拱长54m,中间宽为3m,两端为11.50m,拱高5.32m,重约103t。在三角形斜大墙上部23.0m处有两根主悬索,每根用42根钢绞线编制而成,悬索横跨东西大墙之间。主悬索同钢拱用51根钢管拉杆相连,形成屋面索拱体系。南北檐口周边为现浇钢筋混凝土双曲拱。钢拱同混凝土曲拱间用23束钢绞线相连,东西间有9束钢绞线与之交织,形成一半双曲屋面。整个屋面由64束钢绞线构成,形成双曲屋面索网体系。该馆为下沉式建筑。运动员、贵宾、观众各行其道,便于安全疏散。
xx练习馆_平面呈xx形,在比赛馆的南街_,底板为现浇钢筋混凝土筏式箱形基础,在“V”形钢筋混凝土柱上托屋面檐口环梁。屋面结构为钢筋网拱结构。有9榀钢管拱架,用钢管檩条形成网拱,外形像出土的蘑菇。
比赛馆和练习馆均为下沉式建筑。比赛场地在地下3m左右深处。为了排除污水和雨水,在西门房下设有污水泵房,在东门房下设有雨水泵房,保证污水和雨水的排除。它们均由圆弧线和渐开线段构成。
xx体育馆_工程的主要建筑平面和体型都是曲线体型,朝阳比赛馆、练习馆、污水泵房、雨水泵房主要由曲线组成,造型新颖,构造独特、结构复杂,给施工带来了一定难度。
体育馆的专业设备能满足多项体育运动的比赛和训练要求。场地照明采用混光电源,利用灯光桥安装288_套混光灯具。在照度、色温
x
均匀性上皆属上乘。尤其是垂直照度,可完全满足多项比赛和转播摄像的要求。比赛馆内设有较好的消声器和消声管道控制噪声,比赛大厅的顶棚、墙面都作了消声处理。还采用了国内先进的扩声系统,为比赛及公共活动提供了优质放大和还原系统。为了保证比赛大厅和观众席的温度、空气清新度,设有四个空调机房。比赛大厅采用了稳妥的上送下口空调系统,送风经屋顶四周62个球形喷口射向比赛场地,用活动球形风口严格控制风速和风向,回风
设在观众席下面,做到稳定、噪音小,能满足场地风速小于0.2/s的要求。为了保证比赛场地用电,馆内设有一级负荷的配电线路双回路。正常时分别运行,出事故时互为备用,自动切换。馆内看台为跳跃式,有利于观众视线。观众席四周设有12个疏散梯,便于观众出入和安全疏散(详见图2.14.1~2.14.3)。
工程特点
2.工程特点
(1)双曲体型建筑施工测量放线难度大:比赛馆和练习馆等工程主要由曲线组成。比赛馆平面呈橄榄形,外形为双曲马鞍_形。平面由4条抛物线和8条不同的圆曲线段同几十条放射直线相交,立面由数条双曲线构成。主要部位是:双曲钢拱、双曲混凝土拱、四面双曲梁和满足高斯方程的双曲屋面等。一般施工图的点是用相对位置来确定。比赛馆平面的点、线是由360个坐标点确定。平面上的点由x、y坐标值来确定,空间双曲线的形成,由X、y、Z三个数值来确定。各轴线的点、交线不是平面正交体系,而空间坐标的点、线是立体交叉关系。这样给测量定位、放线、支模等施工带来了一定难度。
(2)基础深、土方工程量大:比赛馆基础底标高为-8.80_m,大面积开挖,土方量约为5万_m3,余土外运约为4.75_万m3,堆放在15km之外_。
(3)现浇混凝土量大:该工程现浇混凝土有2_万m3,底板混凝土就有5000_m3,东西大墙下有二个大基础,每个基础现浇混凝土为1550_多m3。
(4)工程结构组成复杂、施工程序多:在主体结构混凝土施工中,要穿插进行双曲钢拱的制作与安装,钢拱是埋置在四片大墙+8.15_m处。待拱架安装完毕后,才能继续浇筑混凝土大墙到25.30_m。
预应力三角形大墙的张拉,屋面索拱体系、索网结构的安装形成和张拉均按一定顺序进行。
(5)工期紧:该工程指令工期为2年_,比定额工期提前7_个月。
工程开工时只有部分基础图,由于结构复杂,难度大。在施工图不全的情况下,只能是边准备边施工。要求施工准备准确、及时,保证施工的正常顺利进行,确保工期按期实现。
(6)专业施工多、要求各工种密切配合:在主体结构施工时,除了项目土建施工队外,还有不同的专业施工队,主要是专业防水。金属结构安装、预应力张拉等专业队伍。装修时土建与各专业设备的安装要相互配合协调作业,使施工顺利进行。
施工顺序
1.施工顺序
该工程指令性工期为x年_。比赛馆是本工程的主要项目,施工时以比赛馆为主、练习馆为辅,在施工中穿插其它辅助设施项目,以保证综合均衡、配套施工。
第一年度内完成比赛馆和练习馆等工程主体结构施工,第二年度主要是装修施工和专业设备安装。比赛馆索拱棗索网体系的安装和张拉,正处严冬期,而张拉最好冬季施工结束后进行,所以在冬施期仅进行安装调试,作好充分准备。索网屋面张拉验收后,立即抢作索网屋面工程,为比赛馆内外大面积看台、室内各层装饰及设备安装创造条件。屋面防水在雨季施工前完成为好。第一年度上半年,在雨季施工前完成比赛馆和练习馆基础工程施工。第一年度雨季施工末开始其它辅助工程的基础,年末完成主体结构施工。第二年度主要以比赛馆内外装修和设备安装为主,同时要为配套设施配变电、冷冻机房的设备安装创造条件,最后施工室外上水、下水、热力、电力、电讯等管网的施工,先地下后地上完成室外竖向施工,以确保竣工开馆。
比赛馆的施工程序
2.比赛馆的施工程序
比赛馆施工流水段的划分与后浇带的设置:根据工程基础不同标高和上部结构情况,分四周看台和比赛场两大部分。四周看台按X轴、Y轴和X轴、y轴45度方向上分为8_块。比赛场地以X轴为界,南北各3_块。底板基础分14_块按数学象限顺序进行流水施工。
底板施工时按先深后浅,先四周后中间,先4_片大墙基础的原则。在每流水段连接处,预留后浇带。后浇带的宽度为800_mm。后浇带在混凝土浇筑完成一个月后,用C28膨胀混凝土填实,详见平面流水段划分图(图2.14.4)。
预应张拉与屋盖结构施工
4.预应张拉与屋盖结构施工
本工程预应力分三部分:斜大墙、索拱、索网体系。张拉只能按大墙、索拱、索网的先后顺序张拉。张拉工艺复杂,特别是索网要经过多次反复张拉才能完成。张拉时需要许多专业设备,由预应力张拉专业施工队承包。在xxx选择好专业施工队,签订承包施工合同,明确各方职责,作好各种施工准备,保证张拉顺利地进行。预应力张拉力争在xxx_完成,保证屋盖结构施工,争取在雨季前完成屋面断水(图2.14.6)。
(1)工程总的控制进度(表2.14.1)。
(2)第一年度_施工主要控制进度网络计划(图2.14.7)
(3)第二年度_施工主要控制进度网络计划(图2.14.8) 组织准备
1.组织准备
建立项目施工承包管理的各级责任制。以项目经理为主的施工管理系统和以项目工程师为主的技术管理系统,作好施工前的各项技术准备工作。第一年度以土建结构施工为主,专业配合为辅。第二年度土建多为专业协同配合施工。合理安排施工力量,调整、健全和充实施工组织管理机构,加强生产指挥、技术、质量、材料四大系统机构的管理。
技术准备
2.技术准备
(1)认真审查施工图,明确设计要求。
(2)定位放线和验线:确定工程定位、放线方案。本工程北边、东边围墙靠道路线。定位放线后要经城市测绘部门复核、验收后方可进行下道工序。
(3)施工总平面布置:施工总平面布置见图2.14.9。
垂直运输机具的选择:在结构施工期间主要用x台塔吊。北边搭设一台R=xmxx12_塔吊,南边搭设一台TQ60/8_0,R=30_m塔吊。在结构施工中,搭设井架三_座,南面井架在TQ60/80_塔吊拆除后再搭设。在装修期间、比赛馆和练习馆用四_台井架。水平运输用机动车。
(4)该工程由几个单位工程组成,分别编制施工组织设计和施工方案,搞好分部的施工技术交底。需分阶段编制下列施工方案: ①测量定位放线方案;②基础工程;③结构施工;④双曲钢拱制安;⑤预应力索拱椝魍 逑蛋沧坝胝爬 虎拮笆喂こ蹋虎咚魍 菝媸┕ぃ虎嗌璞赴沧埃虎崾彝夤こ蹋虎?架子工程;11冬雨季施工措施。
(5)提供各种材料、半成品、成品、机具、设备等需用计划。
(6)根据平面曲线坐标(X、y)和立体曲线坐标(X、y、Z)进行放样、并制作部分实物样板,可在其它对称部位上重复使用,这样可以提高功效和保证放线质量。
生产准备
3.生产准备
(1)主要轴线的控制:比赛馆的主要轴线除了12条圆曲线外,还有70多条放射状轴线。因施工现场的限制,不可能在每条轴线上设置控制桩。在垂直于x轴、Y轴40m处设四个控制桩,形成短形控制网。同时在四片大墙上,各设置控制桩,便于23m处预留张拉孔道和主悬索锚具安装施工。
(2)按施工总平面布置图修建围墙、临时设施、临时道路、安装临时上水、下水、用电线路和埋设过路电缆,挖好沉淀池。
(3)施工用电:现场设配电室,选用320_kVA变压器一_台。
(4)现场设置350_m3的自动上料集中搅拌站,布置4_台搅拌机。
双曲体型建筑施工测量放线
1.双曲体型建筑施工测量放线
(1)施工测量定位:施工测量定位主要是橄榄形长轴(x)和短轴(y)的确定。比赛馆和练习馆施工图提供A、B两点的坐标,A点为y轴上的一点,B点是X轴和y轴的交会点。定位由市测绘部门提供三个城市坐标点,用交会法交会出中心点(B点和A点)。根 据B点、A点找出x轴、y轴的方向线。
(2)平面曲线的放样:比赛馆基础平面由360_个坐标点形成不同的曲线和直线段。曲线放样是根据圆半径及端点两坐标点坐标,计算出两点间距离(弦长),再算出起拱高度点,用加密高度点的办法,连结加密点就形成圆曲线段。
(3)空间立体双曲线的形成:比赛馆外形为双曲马鞍型,它是由若干组不同的双曲线构件组成。主要有双曲钢拱、檐口周边双曲混凝土拱、双曲梁等。立体双曲线放线用一般平面的放线方法,是不能反映出真实形状的。先放出曲线的水平投影线,作为曲线底模位置控制线,根据该点的高程,进行支模。
基础施工
2.基础施工
比赛馆基础施工,底面积大,土方量、混凝土量大,有三种不同的基础标高(-8、-7.10、-6.10_),有将近7000_m2防水卷材的施工。
基础施工顺序:定位放线椡练狡胪跅打钎验槽椈炷 恋娌銞砌外保护墙椃浪 移讲銞三元乙丙防水层椂故 ;げ銞基层平面放样
验线椀装灏笤鷹浇注混凝土椦 鷹后浇带浇筑。
底板混凝土的浇筑:底板和大墙基础厚度分别为350_mm,2.5_m,采用密实防水混凝土,混凝土等级为C25_,抗渗要求为S8_。大墙下基础(28.2m×22.0m×2.5m_),每个基础就有1551_m3,属大体积混凝土,采取分缝分块施工,按x轴分块,设后浇带,每块设水平施工缝,二层浇筑,这样就有18个区段流水施工。
大墙基础是大体积混凝土浇筑。除采取上述分块分层组织施工外,还要选用矿渣水泥,选择级配优良的砂石,砂石含混量分别不超过3_%和1_%,掺加M184缓凝剂;掺加沸石粉降低混凝土用量,蓄水养护,混凝土温度检测等措施,防止混凝土浇注后产生裂缝。 底板后浇带在底板浇注完成后一个月后进行,用掺加VEA膨胀剂C30的混凝土浇注。
底层施工
3.底层施工
底层主要是弧形墙、非矩形柱、现浇顶板的施工。按流水段,先外墙后内墙,先大墙后内柱的施工原则顺序施工。模板主要用定型组合钢模板和多层板,个别不规则的地方用木模板,用φ48钢管,搭设满堂红支架平台。
现浇混凝土柱,它的截面不是矩形断面,而是被圆曲线截去后的菱形柱。先放样,按样板制作模板,配制菱形钢箍。 弧形墙的支模:用扣件钢管脚手架和窄的定型组合钢模板支模。模板水平围檩用扣件钢管,按弧形墙大样用钢管调直机压弯成弧形。外墙穿墙螺栓(φ12)中间要焊止水垫,一般间距为600×600_mm。
底层顶板是全现浇钢筋混凝土,梁板的混凝土等级为C25。用扣件钢管搭设满堂红支承平台(平台交为5.5_m),立杆间距75_cm,水平杆1.5_m,并加剪刀架支撑。梁板支模时根据在墙上或柱上的50_cm线(轴线)向上确定支模的水平线(轴线)。梁起拱按0.2%--0.3%_。
主体结构施工
4.主体结构施工
比赛馆主体结构除东西四片大墙外,其余的是现浇钢筋混凝土框架构成。KJ现浇框架柱梁有不同高度、不同宽度、大小不同的七种规格对称组成,共计28_榀。在KJ框架七种高度是从11.54m~14.48m_。框架在E(M)轴处向外悬挑由1.11m~4.20m_。框架间由五根抛物线双曲联系拱梁连结,支模时要根据曲拱梁X、y、Z三个坐标值才能确定。
框架主要施工顺序如下,分四次施工:
第一次施工:柱(±0~2.28_m)
第二次施工:看台梁板(2.28~8.60_m)
第三次施工:柱(8.60~13.78_m)
第四次施工:双曲拱(11.55~14.58_m)
东西四片大墙为现浇钢筋混凝土。大墙结构施工高度为25.30_m(从±0.0算起),施工到8.15_m。要进行双曲钢拱的安装。完成安装后才能继续大墙施工。根据结构组成分8_次浇筑。 施工顺序如下:
第一次施工:(±0~2.7_m)
第二次施工:现浇楼层(2.7~3.45_m)
第三次施工:墙(3.45~5.90_m)
第四次施工:墙(5.90~8.15_m)
第五次施工:墙梁(8.15~12.50_m)
第六次施工:墙梁(12.50~17.50_m)
第七次施工:墙(17.50~22.0_m)
第八次施工:墙梁(22.0~25.3_m)
钢拱是安装在东西四片大墙8.15_牛腿处。每个牛腿要埋置四个钢拱安装螺栓。每个螺栓有不同的坐标和高程值。
螺栓lXl=2700_y1=4495_高程:h=9.70_m
螺栓2X2=2700_y2=6455_高程:h=9.50_m
螺栓3X3=2850_y3=4815_高程:h=10.50_mm
螺栓4X4=2850_y4=6775_高程:h=10.30_m
为了保证每个螺栓平面位置和高程的准确,用经纬仪定位放线,螺栓用型钢板框穿孔固定,不仅钢框同钢筋焊成一体,而且钢框同模板牢固固定,防止混凝土浇筑时位移。
钢筋混凝土曲拱的施工。比赛馆檐口周边为现浇钢筋混凝土内倾2榀双曲拱.拱的中心线方程为Y/24.75=1_X/39)2_,双曲拱长跨距为78_m,拱高度为7.85_m,高为0.8_m,中间最窄处为2_m,两端有4m多宽。拱向内倾约18_度。在施工图上只提供了50_cm长一个截面上,两个下端点的X、Y、z坐标和相互关系。曲拱一个截面的形成要由八个数值来确定。曲拱的放线用一般在平面上放线方法,不能反映出真实形状来。先在±0.0层和+3.5_m层上,放出曲拱的水平投影线,作为曲拱底模位置的控制线,根据该点的高程,进行支模。同时在框架柱上抄上控制高程,对曲拱分段进行控制。
预应力张拉孔道的安放:在斜三角形大墙斜边和曲拱结构施工中,要安放110_个张拉孔道。用φ102_钢管进行埋设,最长为31.5_m。最短为1.5_m。而每个孔都是倾斜的,它们的高低和长短都不一样,有的张拉孔还要相互交叉。每片三角形大墙斜边内要安放四_根31.50_m
长的钢管,作为大墙预应力张拉预留孔。混凝土大墙分八次浇筑才能完成,每隔2.0_m安放一个φ22_钢筋井字架,进行固定定位,用0.5_t的倒链进行位置标高的调整,待钢管基本定位后,进行钢筋绑扎和支模。混凝土浇筑前经位置和高程检查准确无误后,再焊牢固定。
曲拱中要预留78_个张拉孔道。钢管孔道的安放是:在曲拱底模板支好后,按管道坐标在底模板上放出预留孔道中心投影线,按两端设计高程进行安放埋设。此项工作在曲拱钢筋绑扎之前进行。预埋管在曲拱钢筋绑扎完成后再微动,复核、焊牢固定,后浇筑曲拱混凝土。
在三角形大墙23m处要安放主悬索锥形张拉孔道。孔道长
3.45m,大端为φ620mm,小端为φ242mm,重约250kg。此处是主悬索和大墙上端张拉处。锥形张拉孔的预留孔,大端高程为23.33m,小端高程为22.54m。锥形孔中心点应在大墙孔道中心线上。施工时先支好一侧模板。在模板上先放出锥形孔和大墙中心线。先放埋件,再进行钢筋绑扎,位置高程经检查后,相互焊牢固定。浇筑混凝土前封闭另一侧模板。
双曲钢拱的制作与安装
5.双曲钢拱的制作与安装
比赛场地上空横跨双曲钢拱一根,是比赛馆屋面主要承重结构。拱长为54_m,宽度为3.00~11.15_m,起拱高度为5.32_m,重约103_t,钢拱浇筑在东西四片混凝土大墙+8.15_m处,钢拱主要由两组抛物线等腰三角形小拱组成。钢拱主要用φ245×16_、φ4168×12_、φ89×8_三种钢管和直径为φ500_mm,壁厚为32_mm空心钢球拼焊而成。在比赛场地底板上分三段制作,采用扒杆起吊的施工方法。
制作下料前对进场的各种原材料进行规格、数量、材质的检查核对。钢材均需保证四项机械性能要求(抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯)。还要保证化学成分中碳、硫、磷极限含量。电焊工上岗前应取上岗作业证。在工厂加工的φ500_空心钢球,进场后再抽样试验。对单个钢球进行单向压、拉的鉴定试验。根据y=500_(X/26000_)2)方程在比赛场地进行抛物线小拱放大样并制作样板,作为冷煨φ168×12_钢管的样板。同时砌筑四排抛物线砖墩,安装时支承抛物线小拱用。
钢管煨制方法:用20_t千斤顶,先将长约9_m的钢管冷煨初成形,然后根据样板,把五根成形的钢管焊成42_m长的抛物线,每个焊缝接头处需要用千斤顶顶煨,使之得到光滑的、符合要求的抛物线为准。
42_m长中段钢拱的制作:制作下弦,先在砖墩上放置二根42_m长下弦杆,用三根扒杆吊起其中一根,点焊各下弦连杆,这样等腰三角形截面的底边就拼制而成。在另一排砖墩上安放钢球制作上弦杆,用点焊连接上弦、下弦连杆,使三角形小拱初成形。经等腰三角
形的几何尺寸全部符合设计要求后,再进行焊接。当二个小拱形成后,再组装中段钢拱。用扒杆同时起吊两侧三角形小拱,组装连杆。组装时下弦四个钢球要在同一水平面上,先是点焊成形,经检查复核尺寸、标高后,再进行焊接。在每个上弦的钢球节点处,要焊索网张拉锚固槽。钢球表面要焊34个张拉锚固槽,每个锚固槽的坐标、高程、倾斜角度不一样,这是保证索网屋面形成的首要条件。张拉槽同钢球间的焊接一定要牢固安全可靠。
钢拱的安装:整个钢拱分三段分别起吊、在空中拼装。首先起吊中段钢拱。中心扒杆26_m以上高度,两侧的扒杆最低为22m。10t卷扬机三台同步同时起动,吊装中段钢拱。
扒杆的拆除:当埋置钢拱拱脚的混凝土强度达80%以上时,利用安装的钢拱支承扒杆,从中间开始,向两侧对称拆除。
斜大墙预应力张拉施工
6.斜大墙预应力张拉施工
比赛馆东西四片斜三角形大墙的斜边内,每片墙内要放4_束钢绞线进行预应力张拉施工。张拉上端在25.30_m,下端在±0.0标高处。张拉斜孔长度为31.5_m。四片大墙内共装16_束钢铰线。 大墙预应力张拉施工的主要程序。钢铰线经材质检测合格椣铝蠗除锈棻嗍鴹消除非弹性变形棸沧皸张拉椏啄诠嘟瑮混凝土封张拉端。
每根钢铰线下料长度为34_m,每束钢铰线均由6×7φj5_编成。为了防止每束6根钢绞线相互铰接,可利用圆形六孔板进行安装定位,每隔1.5_m左右安放一个定位板。每束用420_kN预拉力来消除钢绞线的非弹性变形。
钢铰线束的安放:安放钢铰线在高空进行,用卷扬机的钢丝绳,先从上端穿入,下端穿出来,卡着6根钢铰线,然后缓慢地从洞中牵引出来,先装上面的锚具,后装下面的锚具。锚具采用6×7φj5_钢铰线槽销锚具。用TY-120_型120_t千斤顶张拉。大墙预应力张拉方法,采用上端装两台千斤顶对角张拉的施工方法。每束张拉力为8000_kN。大墙孔道灌浆用525号普通硅酸盐水泥浆灌孔,3天后进行第二次灌孔,7天后用C30细石混凝土封闭锚头。 索--拱体系的安装与预应力张拉
7.索--拱体系的安装与预应力张拉
横跨东西大墙端部的两根主悬索均由7_束钢铰线编制。每束6_根钢绞线,长度为65_m。每束钢铰线的编制方法同大墙编束一样,不过要进行防腐处理。防腐处理做法是:首先下料后除锈,刷红丹
一道和刷两道醇酸磁漆,待油漆干后,满涂黄干油,用一层纤麻布裹紧;再满涂黄油一道,再反向缠纤麻布一道,然后每隔250_mm左右用18_#铅丝扎紧。安装张拉完成后再安装φ500_mm圆形不锈钢保护罩。用6_束42_根钢绞线编制的主悬索,又长又重,整体安装困难。安装前要在大厅内搭设满堂脚手架,保证操作人员的安全。同时采取分束安装,二次成形的安装方法。每束在下面成形,7_束在空中编制成主悬索。为了操作方便用卷扬机先将每束牵引,安放在主悬索张拉孔道内。
二根主悬索进行二次编索成形,防腐处理后,先安装17_根水平钢管拉杆,形成双曲网,再安装34_根竖向拉杆,上面卡具不能卡得太紧,以便利松动,进行位置调整。
主悬索张拉是两端同时装千斤顶,四台千斤顶同步张拉。为了保持东西张拉同步进行,用对讲机联系。主悬索七束钢铰线,先拉中间一束,使索--拱体系基本成形后。分初张拉和正式张拉。初张拉时调整水平拉杆到位,竖向拉杆保持垂直,卡紧全部卡具。正式张拉每束按一定的顺序、按规定的张拉力进行张拉。每根主悬索总拉力为1780_kN。主悬索张拉时,按设计要求。要对下面钢拱应力、位移进行测试。主悬索张拉顺序如图2.14.10所示。初张拉顺序如下:
①索0?20KN--0?20KN
②索0?20KN--0?20KN
③索0?20KN--0?20KN
③索420KN--0
②索420kN棗0
④索0?20kN-0
⑤索0棗420KN?
⑥索0棗420KN?
⑦索0棗420KN?
主悬索正式张拉顺序如下:
②索0?80kN
③索0?80kN
④索0?60KN
⑤索0?40kN
⑥索0?40KN
索网屋面预应力张拉施工
8.索网屋面预应力张拉施工
比赛馆索网屋面是由64_束钢绞线构成。南北钢筋混凝土曲拱同钢拱间各用23_束钢绞线相连,为承重索。东西方向钢拱南面有9_束,钢拱北面有9_束钢铰线,为稳定索。索网屋面每束钢铰线均由6_根φ7j5_编成,最短10_多米,最长80_多米。编束、防腐同主悬索一样。安装时用卷扬机加导向轮进行安装,先安放承重索,后安放稳定索。安装网索时各点标高比设计高程高10_cm左右(图2.1
4.11)。
张拉锚固设备的准备,并对8_台千斤顶进行检校。主要张拉设备如表2.14.2。
钢拱上弦钢球节点处,钢铰线束是安放在固定钢质槽形槽内,形成承重索的固定端。先利用压销装置和YC-60_千斤顶对34_个锚具进行压销,压销力均为470_kN。张拉锚具选用6×7j5_钢铰线的钢质槽销锚具,使用前进行外观检查和抽样检验;采用TY-120_型1200_kN千斤顶进行张拉,它能满足反复、多次调整张拉锚固力的需要。
23_根承重索同9_根稳定索相交编织一侧屋面,索网的基本网格尺寸为3.0×3.0_m。交织网点有344_个。张拉时每侧应选择有代表性,能控制屋面形状的19_个点作为基本控制点。
在索网张拉时要对钢拱和索网进行应力测试。
(1)张拉前的几项主要准备工作:张拉前对穿索的预留孔道的两端,要进行高程和位置的测试;对钢拱上安放承重索固定端进行高程和位置的实测;承重索同稳定索交会处要安放卡具。
(2)索网张拉原则:南北承重索必须对称同时分组张拉;同钢拱连接的承重索是单向张拉,其余的索是双向张拉。承重索和稳定索分组进行张拉。每束钢铰线张拉时都要满足控制应力和高程,还要注意伸长值的控制。
索网张拉完成后,要卡紧索网间卡具,还要进行索网防腐处理。经有关人员检查合格后,用混凝土封闭张拉端。
(3)索网张拉顺序和张拉力(表2·14·3)
(4)索网张拉时索力测试:索网张拉时要对索网进行索力测试。选用电阻丝片在钢铰线束上贴片测定的方法。测点布置在承重索的自锚端的锚具下钢绞线束上,有两个贴片,选其中一片做测点,一片备用;温度补偿贴片布置在锚头后外露钢绞线上,承重索有20_个测点。稳定索测点布置在中部,每索同样有二个贴片,选其中一片做测点,一片备用,稳定索共有测点18_个。
贴片采用纸基丝绕式电阻丝片,贴片后作防潮防护处理。测点用屏蔽线引至拱顶处,用二_台20_台线接线器连接,用一台YJ--16_数字式静态应变仪测定索网应变。
索网屋面施工
9.索网屋面施工
比赛馆索网屋面除了钢铰线预应力张拉外,还要在钢铰线束上安装钢檩条,木椽子木基层,安放岩棉钢丝网保温层,在木基层粘贴三元乙丙防水卷材的施工,在承重索上要悬吊安装10_多吨重矩形型钢灯光桥,在大厅四周悬吊安装双曲拱型通风管等。 屋盖施工顺序见图2.14.12。
索网屋面由各种不同材料的构件相互连接构成,要求各种不同材料构件连接牢固,安全可靠,构成一体,如钢檩条同钢铰线间、钢绞线间,木椽于同钢檩条间的连接都应牢靠。木基层上粘贴三元乙丙,木椽子同钢檩条间可用“U”型钢卡连接。因是曲形屋面,木椽子、木基层、钢檩条不能太长,否则对形成双曲屋面有影响。 根据设计和消防部门的要求,所有木质材料都要涂刷防火涂料。钢檩条、铁件等先刷防锈漆后再涂刷钢防火涂料。
三元乙丙防水卷材的施工:比赛馆和练习馆屋面防水都用三元乙丙防水卷材。防水卷材都是粘贴在经涂刷防火涂料的木基层上,粘结是否牢固要经试验后才能开始粘贴。为了保证防水卷材同木基层粘结牢固,卷材搭接重复处下层可增加薄铁皮压条,把卷材同木
基层
钉牢。根据防火设计要求,要在三元乙丙防水卷材上涂刷防火涂料。三元乙丙防水层上涂刷防火材料要试验,以确保涂刷质量和耐久性。
装饰工程
10.装饰工程
比赛馆装饰工程品种繁多。该工程楼地面、墙面、顶棚各部都有十种以上不同作法,特别是曲面抹灰装饰,更给施工带来了一定难度。
第二年度初主要完成索拱索网屋面结构预应力张拉施工,为外檐施工创造条件.
粗装修从年初冬施结束后就开始,从下到上进行。预应力索网张拉验收后,立刻抢作大厅顶棚和大厅上空灯光桥,10多吨的金属结构制安,为从上到下的细装修创造条件。
装修施工过程中,必须坚持按一定合理的施工顺序,防止颠倒工序。应先外檐后内檐,先粗装修后细装修,先湿作业后干作业,先上后下,土建和专业配合施工。装修开始前,每道工序应先示范,按标准做出样板,经鉴定后方可全面施工。
立体双曲线的形成:抹灰是关键工序,抹灰前再次放出中心线和有关轴线,并放出边线,凿去多余的混凝土,保证结构曲线的形成。抹灰中利用水平投影样板和该处的高度来控制。长大体积的曲线面,必须进行远距离目测,这一道工序是保证曲线线条的顺畅、清晰、圆滑、自然,拆架之前要认真观看检查。
练习馆场地和比赛馆场地用丹麦产的单层弹性木地板。地板弹性完全通过构造处理获得。弹性由龙骨上留锯口和下垫十字橡胶垫块获得。以满足使用要求3mm左右的弹性幅度。木地板铺设在水泥地面基层上,要求平整干燥。安装前应完成基层埋件,插座、插孔均
应位置复核。
主要施工顺序如下:
弹线分块铺塑料薄膜隔湿层放垫木、塑料楔子安放下道龙骨十字橡胶垫安放上道龙骨龙骨找平铺填岩棉板铺面层。
铺设地板严格按工艺要求施工,先铺小块作为样板,熟悉操作方法。铺设完成后的地板要精心保护,设专人看管。
顶棚施工:主要有轻钢龙骨吊顶,有不同的铝合金条板、石膏板、玻璃镜面等作罩面板的安装施工。玻璃镜面吊顶用6mm厚的茶色玻璃镜面安装,750mm×750mm每块打4个孔用螺栓安装;边上镜面有三角形和梯形两种,安装每块不得少于2个孔。镜面安装顺序如下:
搭设作业平台放线安装吊杆安装主龙骨安装次龙骨灯具管线安装刷防锈漆隐蔽验收检查安装胶合板木基层刷油放线、安装玻璃镜嵌缝清理分项验收拆除平台。?
安装镜面要加橡胶垫,每块的螺栓松紧度都要一样,保证受力均匀。
架子工程
11.架子工程
在施工中要搭设各种各样的脚手架。
各式各样的脚手架应按施工技术规定的要求搭设。搭设前有方案,使用前应经有关人员检查,验收合格后才能投入使用,施工员应对使用人员进行安全技术交底,严禁脚手架超载使用。架子使用期间随时检查维护,保证架子正常使用。拆架前施工员应对拆架人进行安全技术交底,做到架子工程搭设坚固、适用、安全使用和拆除。
季节性施工措施
12.季节性施工措施
(1)各期施工技术措施:
1)土方工程:用二层以上草袋覆盖基槽,防止挖冻土和基槽受冻。需要冬期回填土,同样用草袋覆盖,防止用冻土回填。
3)搅拌站封闭,混凝土采用热水,热砂搅拌,保证入模温度为15~20℃。
4)混凝土搅拌时掺加NC等防冻剂。掺加量根据浇筑期间最低温度,确定防冻剂的掺量。浇筑完毕的混凝土及时用岩棉被覆盖保温。定时测温。
5)为了保证冬施砌砖质量。在负温下砌筑时,砖不浇水;采用热砂浆上墙,温度不低于+5℃。按规定变配电室不得掺加含氯盐的防冻剂。掺量应由化验室根据当时施工环境确定。每日砌筑后加二层岩棉保温毯覆盖。
6)模板:模板外包岩棉毯或者泡沫聚苯板。
7)混凝土和砂浆在运输过程中,在机动车内要加覆盖保温。
(2)雨期施工措施;
1)本工程经过两个年度施工,第一年度雨期主要是主体结构施工,第二年度主要是装修工程施工。雨期一般不开槽挖土,污水泵房、雨水泵房、变配电、冷冻机房等工程基础在第一年度雨期末开工,冬施前结束基础施工,避开雨期施工。
2)比赛场馆屋面工程在第二年度雨期前,力争完成屋面防水断水施工。
3)现场机械,塔吊、井架、脚手架、高大施工机具应安装避雷设施;塔吊、井架、脚手架等基础四周及轨道间要挖设排水沟,严防雨期时积水。
4)施工现场排水由西北向东南,临建生活区由东北向西南排水,共同汇集流入市政雨排水设施。
5)雨期对现场临建设施(房屋、仓库、临电等)要随时检查修补,保证雨期不得漏雨和正常使用。特别是水泥库不但要求不漏雨,而且要保证雨期间水泥在库内不得受潮结块。
6)比赛馆同练习馆内是下沉式的建筑。有将近1万平方米大坑的雨水要排除,要备足水泵。在大雨期间能及时抽出坑内积水,否则影响施工。
保证工程质量措施
1.保证工程质量措施
(1)确定工程质量目标和建立项目质量保证体系。
工程质量目标:创局、市级优质工程(表2.14.9)。 工程质量保证体系如图2.14.13。
(2)质量保证措施:
①认真贯彻“质量第一”的方针,进一步提高现场施工和管理人员对质量第一重要性工程
的认识。加强质量意识教育和专业业务技术培训。按工艺标准操作施工。使该工程各部达到优良标准,成为局、市级优质工程。 ②推行全面质量管理,落实各级责任制。坚持“三检制”,推行“样板制”和“挂牌制”,争取各分项一次成优良标准。
③认真细致地做好测量放线工作。该工程平面的点、线和立体曲线,都是由坐标点及该点的高程来确定、形成,所以应认真定位放线,放大样。重要的放线应经有关人员预检复核后方能进行下道工序施工。
④加强原材料和半成品构件等进场后检查核验制度。特别是钢筋、钢材、水泥、砖、钢铰线等材质,不但要有材质证明,而且要经核验后才能使用。各种不同品种材质应分开存放,防止错用。 ⑤钢筋、钢材施焊必须持证上岗,施焊前,必须做焊接试件,试件合格才允许焊接。试件单和施焊部位验收单应填写施焊人姓名。
⑥混凝土搅拌、浇筑、养护按有关规定规程执行。搅拌时按规定的配合比投料,随时检核后台自动上料是否准确。分小袋投入外加剂。浇筑时分层下料,及时加上覆盖物。设专人后台搅拌上料,专人浇筑振捣混凝土,专人养护混凝土。
⑦按程序施工做好各部防水,保证不渗不漏。地下、屋面是三元乙丙卷材防水,室内厕浴间是防水涂料,二布六油。防水材料经公司中心试验室试验合格才能使用。认真施工,层层隐蔽验收,经试水不漏后才能进行下道工序。
⑧装饰面层要求颜色一致。粘贴的装饰表面材料,要经选择颜色致、尺寸大小一致的材料进行粘贴。需要涂刷的面层先做样板,油漆、涂料等统一配料。施工时由上到下粘贴或涂刷。
⑨做好成品保护工作。楼梯、门口要及时安装好防护罩或者包铁皮防护;磨石地面铺上一层锯末保护。严禁在室内地上拌和砂浆。 ⑩装修期间土建与专业工种密切配合。坚持合理工序,吊顶内
各种管道安装,特别是喷淋管冷冻等,土建要留出一定时间。上下水及暖气必须试水压,合格后再做保温,然后才准封顶棚面层,进行罩面板的安装。
加强重视关键部位施工的质量检测:
第一,对φ500_钢球,在钢拱制作前进入现场后进行受拉受压的抽样试验。
第二,对钢拱制作安装完成后,再次进行全数检查,特别是焊缝和钢拱上弦节点的无损伤检查。
第三,索拱索网张拉过程中的各种应力测试。
第四,立体双曲线与曲面的形成是否符合设计要求。
装修过程加强成品的保护。重要的地方派专人值班看护,以免遭破坏。
安全文明施工措施
2.安全文明施工措施
(1)认真贯彻执行国家部委等有关安全生产和文明施工的规定。对进场施工人员定期进行安全教育,落实各级安全生产责任制,根据工程特点制定安全文明施工措施;搞好分部分项工程安全施工技术交底;按安全操作规程施工。
(2)建立以项目经理为首的项目安全生产,文明施工管理保证体系。有技术、生产、安全检查监督员等构成管理领导小组。对施工队,作业班组进行安全教育和管理,项目设专职安全员2_名。保证施工过程中的安全生产。
(3)进入工地的工作人员,上岗前必须进行安全教育,专业工种要经专业培训合格后才能上岗作业。施工员在安排生产的同时、应进行安全书面交底。每天上班前,班组长应对全体作业成员作工作布置时,也要对安全作业交底,并做好记录。
(4)施工现场应设置符合规定要求的安全防护设施。本工程有多处深基础的施工,高空作业。要防止高空坠落,物体打击等事故发生。特别注意“三室”、“四口”的防护应符合要求。
(5)在冬雨期施工中要将霜、雪扫清以后方可上脚手架作业。两期施工时,脚下泥浆必须清除干净,以防滑倒。
(6)临时施工用电安全管理:按临时用电方案架设电线。工地配备2~4_名维修电工,负责工地上所有电器、机械设备电闸箱的管理,安装合格的漏电保护装置。夜间施工要有足够的照明,危险地区(坑)要有红灯示警。
(7)安全使用施工现场中的各种机械设备。定期检查塔吊、卷扬机、搅拌机、木工机械、钢筋加工机械、手持电动工具等安全装置是否齐全有效。操作人员持证上岗。防止机械伤害事故的发生。 (8)加强料具管理、保证文明施工。进入现场的各种材料、工具、半成品等按规定地点堆放整齐,使施工现场有好的容貌。施工操作人员能做到活完料净清下脚。
保卫、消防措施
3.保卫、消防措施
(1)施工现场建立保卫、消防组织、配备保卫、消防专职人员各一名,确保施工现场的安全顺利进行。
(2)施工现场设置门卫制度及夜间巡逻护场制,现场材料、库房、车间加强巡逻守护,对重要、剧毒、易燃易爆等物品要重点看管。
(3)现场的变电室设专人值班看管,塔吊等大型机械设备在大风大雨大雪前后进行安全检查防护;施工现场易燃的(三元乙丙、木材)物品专库专人看管。
(4)施工现场设立地下消防火栓四_座,要配备足够的消防器材,要有明显的防火标志。做到布局合理,经常维护、保养,采取防冻保温措施,保证消防器材灵敏有效。
(5)施工现场建立用火证制度。电工、焊工等需要动火前,领取用火证后才能生火。动火前要清除附近易燃物。配备看火人员和灭火用具。用火证当日有效。动火地点变换,要重新办理用火证手续。
(6)施工员在安排生产时要坚持防火安全交底制度。特别是电气焊、油漆、防水等易燃危险作业时,要有具体防火要求。 (7)施工现场严禁吸烟。工地设吸烟室一间。
场容卫生与环保措施
4.场容卫生与环保措施
(1)施工现场应经常保持整洁卫生。办公室、职工宿舍和更衣室要保持整洁、有序。生产垃圾和生活垃圾要集中堆放,及时清除。
(2)防止大气污染。施工时道路随时洒水,防止进场车辆进出时尘土飞扬。搅拌机安装防尘装置。工地用消烟除尘型茶炉烧水,使排烟尘符合国家要求。
(3)防止水污染措施:在搅拌机前台设置沉淀池,废水经沉淀后方可排入市政污水管网。
(4)工地临时食堂应清洁卫生。设置简易有效的隔油池,加强管理,定期掏油,防止污染。
(5)防止施工噪声污染措施:控制作业时间,一般晚上不得超过22_点,特别是混凝土搅拌、振捣、塔吊等噪声大的作业,应防止施工扰民。
保证工期措施
5.保证工期措施
(1)推行“项目承包”施工管理,配齐项目管理人员,投入足够的精干的施工队伍,从组织上保证工程进度的如期实现;搞好内部各级承包制,充分调动职工的积极性。
(2)工程工期紧,任务重,边施工边准备,施工准备准确及时,要求精、细。做到施工与材料、施工与加工构件、土建主体施工与专业交叉配合同步,保质按期正点完成施工各分部分项。 (3)以两年施工总工期为目标,计划当龙头,实行长计划短安排,通过季、月、旬生产计划与实施,加强生产协调配合,按期按阶段完成施工目标。
(4)现场设立现场指挥部,有设计、建设单位等各级人员参加。定期召开建设单位与施工单位间协调会议。特别是建设单位承担的部分设备安装,如计时计分、音响、机房安装等项应及时研究协调。
应用推广科技成果,节资、节能
6.应用推广科技成果,节资、节能
(1)施工现场安装水表、电表,按计划用水用电;定期检查维修上水管线阀门,防止漏水现象发生;机电设备防止空转;使用节能锅炉烧水;使用节能机电产品等。
(2)为了节约钢材,大于φ18_的钢筋采用钢筋的连结技术,用闪光对焊或者电渣压力焊。
(3)在砂浆或者混凝土中掺加沸石粉及各种外加剂,以节约水泥。
(4)在模板工程中采用工业化模板,定型组合钢模板、钢支撑。加快周转,节约木材。
(5)新型防水涂料和卷材的应用:室内厕所浴室间用氯丁胶乳二布六涂,地下、屋面用三元乙丙卷材防水,并在屋面上涂刷防火涂料。
(6)钢结构和木结构上的防火涂料施工:比赛馆同练习馆屋盖钢拱和钢檩条要涂刷膨胀剂防火涂料。木基层和木椽子要涂刷木防火涂料。
(7)索拱--索网屋盖的安装与预应力张拉施工,是预应力综合施工技术的应用。
(8)玻璃镜面吊顶的安装施工。 (9)井架使用井架连锁式安全装置。
(10)在抹灰过程中使用界面粘结剂,防止空鼓。 (11)单层弹性水地板的安装与施工。
(12)微机控制比赛场地混色光源的安装施工。
在施工过程中,积极应用推广新材料、新技术、新工艺和各项科技成果,达到节资节能,降低工程成本,提高工程质量的效果。
工程成本控制措施
7.工程成本控制措施
该工程总造价为1565.78_万元,其中人工费工100.78_万元,材料费950.43_万元、机械费65.76_万元、其它直接费91.51_万
元、管理费147.18_万元,临建费为29.75_万元。
项目劳资管理有关人员应有健全的责任制,按劳动定额、工资奖罚等有关规定行事,三单对口(任务单、分项用工单、考勤单)。劳动定额管理的各种台帐(表)及时、准确、齐全。达到人工费不超标。
项目材料管理人员配备齐全,明确岗位责任制、材料费用经济承包、材料成本责任具体落实、实行限额领料、实现内业基础资料规范化、档案化。项目的现场料具管理必须全面达到文明管理标准。 大中型机具使用完后及时拆离施工现场。主体结构施工完后迅速拆除塔吊。
项目成本管理责任制落实,经济承包责任制层层落实。主要是材料员、预算员、施工员、劳资员、成本员、计划统计员等。成本核算资料齐全、真实、具备6表(工作量计算表、预算收入计算表、材料消耗分配表、人工费分配表、工程成本表、竣工工程成本表),二帐(预算收入台帐、单位工程成本台帐)。
项目每月组织一次工程成本经济活动分析会,针对问题提出改进措施。达到工程成本降低1_%的目标。
索网张拉顺序和张拉力.xls
索网张拉顺序和张拉力一览表.xls
屋盖施工顺序见图.xls
大中型机具计划.xls
脚手架工具需用量计划(表2.14.6).xls
比赛馆主要工程(表2.14.8).xls
工程质量目标.xls
技术经济主要控制指标一览表.xls
双曲钢拱制安方案的选择
3.双曲钢拱制安方案的选择
比赛场地上空横跨双曲钢拱一榀,是比赛馆屋面主要承重结构。拱长54_m,宽为x~xm,起拱高度为5.32_m,重约103_t,钢拱浇注在东西四片混凝土大墙+8.15_m处。只有当安装钢拱完成后才能继续大墙上部的混凝土浇筑。因工期短,为了保证曲拱的整体性,不留施工洞口。根据几种吊装选择,认为钢拱在比赛场地底板上分三段制作,采用扒端起吊较好,这样不影响四周看台框架柱连续结构施工。中间一段长42_m,重约50_t;两端各6_m为一段,重约25_t左右(图2.14.5)。
范文四:体育馆钢结构吊装施工方案
广西梧州体育场馆钢结构工程
体育场桁架屋盖钢结构吊装专项方案
编制人: 审核人: 批准人: 上海机施安装股份有限公司山东临沂分公司 2012 年 11 月 11 日
目
录
1. 吊装方案的总体思路............................................................................................... 1 1.1 结构的划分...................................................................................................... 1 1.2 构件的分段与起吊.......................................................................................... 2 1.2.1 主桁架分段单元吊点设置.................................................................... 2 1.2.2 桅杆分段、单元吊点设置.................................................................... 3 1.3 主桁架 HJ、桅杆 WG 拉索 LS 吊装的总体顺序 ..................................... 4 2. 吊装机械的准备....................................................................................................... 5 2.1 吊装机械的选择.............................................................................................. 5 2.2 吊装机械的位置和行走路线.......................................................................... 6 3. 吊装方案的详细步骤............................................................................................... 7 3.1 埋件的安装与复测.......................................................................................... 7 3.2 体育馆里面构件的吊装.................................................................................. 7 3.2.1 桁架的吊装与固定................................................................................ 8 3.3 体育馆外围构件的吊装.................................................................................. 9 3.3.1 环桁架构件的吊装.............................................................................. 12 4. 吊装注意事项......................................................................................................... 14 5. 吊装单元受力分析................................................................................................. 17 5.1 主桁架的受力分析................................................................................. 17
2
1. 吊装方案的总体思路
1.1 结构的划分
本工程体育馆部分主要由西看台管桁架钢罩棚+东看台钢屋顶+ 灯塔+桅杆膜结构拉索雨篷四部分组成,管桁架结构主要有 8 榀径向 平面桁架、环向桁架杆件及支撑折板三部分组成。
根据施工现场的实际情况和施工组织设计, 体育馆吊装工作场地目前 只有一个入口可供吊车进入作业。体育馆内空间相对比较狭小,特别 是考虑与土建部分产生交叉作业,混凝土支撑、脚手架不能及时,而 钢结构的支撑必须部分布置,待全部布置完毕,
场地将更加紧促,因 而,本项目在吊装过程中必须做好和土建施工的衔接和协调工作。土 建项目的模板、支撑、脚手架应及时拆除,施工坑洞及时规范回填平 整为钢结构吊装争取比较大的工作面。施工临时支撑布置按要求入
1
位。
1.2 构件的分段与起吊
本工程体育馆管桁架结构分段情况:径向桁架 HJ1、HJ2、HJ3、 HJ4 采用工厂散件制作、散件出厂,现场拼装成整拼桁架再与拉索进 行高空对接吊装;环桁架以径向桁架 HJ1、2、3、4 为界自然分段, 其余桁架杆件均采用散件安装。
1.2.1 主桁架分段单元吊点设置
体育馆主桁架有四种,分别是 HJ1、HJ2、HJ3,HJ4 其重量分别 为:
体育馆主桁架构件重量表 序号 1 2 3 4 构件编号 HJ1 HJ2 HJ3 HJ4 构件数量 2 2 2 2 构件长度(mm) 25200 83700 48200 53500 构件重量(t) 38.55 59.21 73.89 81.2 备注
主桁架采用四点吊装法进行吊装,且设置手拉葫芦进行调节。吊 点设置示意图如下:
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1.2.2 桅杆分段、单元吊点设置
桅杆有四种,分别为 WG1、2、3、4,其重量表如下:
序号 1 2 3 4
构件编号 WG1 WG2 WG3 WG4
构件数量 1 2 2 2
构件长度(mm)
构件重量(Kg)
备注
桅杆采用四点吊装法进行吊装,2 台 150T 履带吊车,且设置手拉葫 芦进行调节,吊车设置如下示意图:
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1.3 主桁架 HJ、桅杆 WG、拉索 LS 吊装的总体顺序:
根据本工程结构特点和主要钢构件的分段情况, 结合施工要求和现场 实际,设定吊装总体安装顺序如下: 第一步:体育场馆管桁架分段现场拼焊 HJ4(选择合适拼装位
置,确保吊装到位)。50 吨汽车吊车进场。 第二步:现场整体拼焊桅杆 WG1(选择合适拼装位置,确保 吊装到位)。 第三步:组装拉索 LS(选择合适拼装位置,确保吊装到位) 第四步: “钢结构梭形桅杆背立面图” “梭形桅杆 按照 和 (WG1) 结构施工图”的尺寸要求,把 WG1 桅杆顶部和拉索用销轴连 接起来,再用 150 吨履带吊车吊起就位。两件下端分别用销
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轴穿上。用同样的方法把 WG2.3.4 吊装完成,同时必须用连 接斜拉钢管杆件和拉索分别把 WG1.2.3.4 用销轴连接起来, 形成钢性整体。 第五步:在吊车站立桅杆 WG1.2.3.4 同时也要把 HJ1.2.3.4 所需的拉索装带上去,(不然人工或机械上到桅杆 72.828 米处是相当困难的)。特别注意。 第六步:50 吨汽车吊车退场,两台 150 吨履带吊车进场,分 别把 HJ1.2.3.4 吊装到位之后,再把已装好的(在桅杆一端 装好)拉索另一端用销轴连接。一次类推。 第七步:按照“看台钢罩棚结构平面示意图”和“桁架布置 图”中的“三维轴测示意图”依次把各类型圆管杆件和拉索 吊装完成。 第八步:以上各工序在吊装时必须按
图纸尺寸和监理旁站仪 的要求,精心施工,发现尺寸有问题及时与设计方、技术单 位、监理单位沟通,就地解决,再进行下道工序吊装。
2. 吊装机械的准备
根据吊装总体思路以及各个吊装单元的重量和吊点设置情况,在 吊装机械的配备上拟分别在体育馆施工场地内外分别布置 1 台 50T 汽 车吊和 1 台 150T 履带吊,以完成相应的工作。
2.1 吊装机械的选择
本工程在场内布置 1 台 50 吨汽车吊,用于 HJ1.2.3.4 钢结构的
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拼装(最重桁架吊装单元为 17 吨) ,两榀 HJ4 拼完后退场,进一台 150 吨履带吊车;另外在场外布置 1 台 150 吨履带吊 (型号:SC1500; 臂长:60.950m)配合现场提供的塔吊进行 HHJ 外钢结构的吊装。 (1)QY50 型 50 吨汽车吊的主要性能参数表如下:
(2)SC1500 型 150 吨履带吊(臂长:60.950m)吊的主要性能参数 表如下:
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2.2 吊装机械的位置和行走路线
在体育馆外围一周设置 9 米宽的道路,作为履带吊的行车路线:
150吨履带吊行走路线
150吨履带吊行走路线
150吨履带吊行走路线
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3. 吊装方案的详细步骤
3.1 埋件的安装与复测
混泥土柱子顶部埋件 MJ1,是径桁架外端的支点,也是其确定位 置的关键点。MJ1 共 8 个,重量 150 公斤/个,设计标高分别为 6.15 米、15.17 米、23.28 米 28.32 米。安装步骤:按设计图提供的坐标运 用全站仪进行测量定位柱顶位置,埋件由塔吊吊装落位,核定标高, 点焊固定,等土建混凝土浇筑后用全站仪复测位置及标高,形成最终 结果资料报监理单位。
3.2 体育馆里面构件的吊装
体育馆里面的钢构件包括:主桁架共计 8 榀,杆件共 个。吊装 机械为 50 吨汽车吊 1 台和 150 吨履带吊车 1 台。 (一)结构安装 1. 结构安装前应对构件进行全面检查:如构件的数量、长度、 角度、垂直度,安装接头节点处的几何尺寸是否符合设计 要求。 2. 支座与基础:在安装支座节点前应露出基础顶面的尺寸、 基础顶面的标高是否符合设计要求。 3. 4. 结构吊装时应采取适当措施,防止产生过大的弯扭变形。 结构件吊装就位后,应及时系牢支撑及其他链结构件,保 证结构的稳定性。 5. 所有上部结构件的吊装,必须在下部结构件就位,校正并
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系牢支撑杆件以后再进行下一步作业。 6. 钢构安装须在下部结构轴线及预埋板件验收合格后进行, 预埋板件中心与设计定位间的偏差超过 10mm 时则须进行 调整。桁架安装就位及加载完成后,应分别测出变形情况, 主索测定张拉内力。 (二)现场焊接焊条: Q345 钢之间的焊接采用 E50 型焊条。Q345 钢和 Q235 钢的连接 以及 Q235 钢之间的连接选用 E43 焊条。钢管支管与主管杆件的 连接
采用剖口焊,焊缝质量等级为二级,确保焊接强度和杆件等 强。手工焊时其性能符合《GB/T5118-1995》的规定。自动或半 自动焊时,采用规定的焊丝和相应的焊剂,应与主体金属强度相 适应。焊缝厚度根据焊件最小厚度参见下表选用:当被焊接物较 薄板厚度>16mm 时,采用局部开剖口角焊缝, 焊件最小厚 t≤7 度 t(mm) 焊 缝 厚 度 6 hf(mm) 8 10 12 8<t<10 11<t<13 14<t<16
3.2.1 桁架的吊装与固定
按照逆时针方向分别吊装 8 榀径桁架 JHJ1 的第一吊装单元, 最长 单元长度 51 米,单元最大重量 19 吨,本项工作由体育馆内 150 吨履 带汽车吊进行安装,其性能满足施工要求。
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首先吊装两榀 HJ4 径桁架第一单元,起吊到支撑之上,测量就位 之后在支撑顶部设置临时斜撑,与桅杆 WG1 连接,形成三角截面。 在吊装前期,每榀桁架(HJ1.2.3.4)垂点处设置临时支撑架,分别为 HJ1 对应支撑架长度 14.471 米,HJ2 对应支撑架长度 26.052 米,HJ3 对应支撑架长度 37.199 米,HJ4 对应支撑架长度 42.947 米.每根支撑 架用 3 根钢缆拉紧。同时桁架两边用钢缆拉紧,钢缆另一头和地面锚 固,形成桁架的临时固定;接下来吊装 HJ3 径桁架第二单元,形成局 部结构单位系统。其他桁架的吊装依次按照上述步骤完成,形成区域 桁架体系。
本阶段的工作任务相对比较轻,但是施工作业面比较狭小,需要注意 人机之间的配合协调,保证施工安全。
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3.3 体育馆外围构件的吊装 3.3.1 主桁架的吊装与固定
本阶段工作由场外 150 吨履带吊完成。首先吊装 HJ4 径桁架第 二单元, 起吊到设计标高之后两端分别置于支撑和混泥土柱子预埋件 之上,测量就位之后两边用钢丝绳拉紧,钢缆另一头和地面锚固,形 成桁架的临时固定; 接下来吊装 HJ3 径桁架第二单元, 两榀径桁架之 间的环桁架跟随安装,形成局部结构系统。其他桁架的吊装依次按照 上述步骤完成,形成区域桁架结构体系。 吊机况分析
名称 构件说明 重量(t) 长度(m) 安装高度(m) 型号 臂长(m) 吊装机械 及性能 作业半径(m) 提升高度(m) 额定吊重(t) 体育馆主桁架吊装单元 ZHJ1(外) 8(含吊索具重量) 23 22.500 SC1500 型 150t 履带吊 60.95 42.0 30.0 11.2
构件重量 8T<额定吊重 11.2T 结论:吊机性能满足吊装要求
22.500
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吊机况分析
名称 构件说明 重量(t) 长度(m) 安装高度(m) 型号 臂长(m) 吊装机械 及性能 作业半径(m) 提升高度(m) 额定吊重(t) 体育馆主桁架吊装单元 ZHJ2/3 10(含吊索具重量) 23 22.500 SC1500 型 150t 履带吊 60.95 42.0 30.0 11.2
构件重量 10T<额定吊重 11.2T 结论:吊机性能满足吊装要求
3.3.1 环桁架之间的杆件的吊装
本阶段工作内容是按照
逆时针方向,完成 HJ1- HJ4- HJ1 范围内 钢构件散件的吊装。 主体外环路上设 150 吨履带吊主要吊装 53.5m 标高以下的环桁架 之间的杆件散件,其余散件均有总包提供的塔吊(C6014)进行吊装, 塔吊无法覆盖区域的散件有 150 吨履带吊进行吊装,汽车吊、塔吊与 履带吊穿插施工;
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8 榀桁架散件清单:
8 榀桁架材料清单
零件编 号 ZHJ-1 ZHJ-2 ZHJ-3 ZHJ-4 截面规格 (mm) PIP402*12 PIP402*12 PIP402*12 PIP402*12 长度 (mm) 25200 38700 48200 53500 数 单重(T) 总重(T) 材质 量 2 2 2 2 38.55 59.21 73.89 81.2 77.1 118.42 147.78 162.4 Q345B Q345B Q345B Q345B
22.500
塔吊工况分析
名称 构件说明 重量(t) 长度(m) 安装高度(m) 吊装机械 型号 环桁架散件 0.7T(最重构件) 8.3 31.000 C6014
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及性能
作业半径(m) 提升高度(m) 额定吊重(t)
60 40.0 1.4
构件重量 0.7T<额定吊重 1.4T 结论:吊机性能满足吊装要求
4. 吊装注意事项
(一)、凡参加施工的全体人员都必须遵守安全生产“安全生产 六大纪律” “十个不准”的有关安全生产规程。 (二)、吊装作业人员都必须持有上岗证,有熟练的钢结构安装经 验,起重人员持有特种人员上岗证,起重司机应熟悉起重机的性能、 使用范围,操作步骤,同时应了解钢结构安装程序、安装方法,起重 范围之内的信号指挥和挂钩工人应经过严格的挑选和培训, 必须熟知 本工程的安全操作规程,司机与指挥人员吊装前应相互熟悉指挥信 号,包括手势、旗语、哨声等。 (三)、在高空作业的人员必须遵守高空作业安全技术规程,戴好 安全帽,系好安全带,保证安全帽扣系紧,安全带应高挂低用。 (四)、拆卸千斤绳时,下方不准站人。 (五)、使用撬棒等工具,用力要均匀、要慢、支点要稳固,防止 撬滑发生事故。 (六)、吊装作业时必须执行安全技术交底,听从统一指挥。 (七)、起重机械行走的路基及轨道应坚实平整、无积水。
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(八)、起重机械要有可靠有效的超高限位器和力矩限位器,吊钩 必须有保险装置,采用桅杆等自制式吊装装置安装时,应有公司质安 处审核批准。 (九)、应经常检查起重机械的各种部件是否完好,有无变形、裂 纹、腐蚀情况,焊缝、螺栓等是否固定可靠。吊装前应对起重机械进 行试吊, 并进行静荷载及动荷载试验, 试吊合格后才能进行吊装作业, 起重机械不得带病作业,不准超负荷吊装,不准在吊装中维修,遵守 起重机械“十不吊” 。 (十)、在吊装区域内设置安全警戒线,安全警戒线可用红色三角 型小旗用绳子穿起,挂在吊装区域四周,并派人监护。 (十一)、在吊装第一榀屋架吊钩松钩之前,必须拉好缆风绳,地 锚、缆风绳的设置应编
制专项施工方案,经公司质安处审核。 (十二)、在使用过程中应经常检查钢丝绳的各种情况: 1、磨损及断丝情况,锈蚀与润滑情况,根据钢丝绳程度及报废 标准进行检查; 2、钢丝绳不得扭劲几结扣,绳股不应凸出,各种使用情况安全 系数不得小于标准; 3、钢丝绳在滑轮与卷筒的位置正确,在卷筒上应固定可靠; (十三)、吊钩在使用前应检查: 1、表面有无裂纹及刻痕;
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2、吊钩吊环自然磨损不得超过原断面直径的 10%; 3、钩胫是否有变形; 4、是否存在各种变形和钢材疲劳裂纹; 5、严禁在吊钩上补焊、打孔。吊钩表面必须保持光滑。 (十四)、检查绳卡、卡环、花篮螺丝、铁扁担等是否有变形、裂 纹、磨损等异常情况; (十五)、吊物起吊悬空后应注意以下几点: 1、出现不安全异常情况时,指挥人员应指挥危险部位人员撤离, 而后指挥吊车下落吊物,排除险情后再起吊。 2、吊装过程中突然停电或发生机械故障,应指挥吊车将重物慢 慢的落在地面或楼面适当的位置,不准长时间悬在空中。 (十六)、使用手拉葫芦提升重物时,拉动链条时只许一人操作, 严禁二人及二人以上一起拉动,操作时严禁站在葫芦的正下方。 (十七)、在使用多台千斤顶时,应尽量选择同种型号的千斤顶, 各台千斤顶顶升的速度尽量保持一致。
5. 吊装单元受力分析
5.1 主桁架的受力分析
主桁架受力结构形式均一致,因此取其中分段较长 ZHJ1 分段 1 进行吊装分 析,由于端部有杆件悬挑,为保证结构不会再吊装搬运过程中出现变形,影响桁 架高空对接精度,设置临时杆件进行加固:
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临时加固杆
吊装单元端部加固
结构分析模型
吊装单元变形图
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吊装单元轴力图
吊装单元弯矩图
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吊装单元杆件应力比图
起吊时最大轴力出现在桁架单元的中间和吊点处,最大拉力为 30.424KN,最大压力为-27.124kN。桁架单元的吊点处弯矩最大,最 大弯矩为 8.72kN.m。杆件的应力比都小于 0.1,满足钢结构规范 (GB50017)的要求,故吊装过程安全可靠。同时现场吊装时还在腹 杆处绑扎杉木,防止桁架单元平面外失稳,保证稳定性。
上海机施安装公司山东临沂分公司 2012.11.12
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范文五:关于体育馆钢结构技术应用
关于体育馆钢结构技术应用
摘要:在体育场馆建设中钢索结构成为主要结构形式,其跨度越来越大,技术难度越来越高,新技术应用也越来越多,钢索结构技术发展到一个新时期。
关键词:工程技术 钢结构跨度 张拉
1 工程概况
某体育馆为大型多功能综合体育馆,上部为钢筋混凝土框架结构,屋面采用钢索结构,地上5层,地下2 层,总建筑面积近40000㎡,,可容纳观众人数1万左右。屋面钢结构部分是由比赛馆和训练馆两部分组成,两部分都采用了张弦梁结构,钢结构部分总长200m ,横向最大宽110m,其中比赛馆和训练馆长中间有1000mm的伸缩缝,从结构上讲,两部分相对独立。比赛馆拉索最大跨度85m,沿7 榀张弦梁纵向布置,下弦拉索型号为Φ7×163 ,并且在每榀桁架之间通过Φ32 的钢拉杆连接;训练馆长拉索最大跨度53m ,沿8 榀张弦横向布置,下弦拉索型号为Φ5×151。每一榀的张弦梁主要是由桁架、撑杆及拉索等构成,
2 施工方案
训练馆和比赛馆主桁架采用厂内下料、弯管、喷砂除锈、油漆;主弦弯管在厂内进行侧卧匹配拼装。在考虑了钢结构特点的情况下,确定了构件的安装方案为:搭设主桁架满堂脚手架,在脚手架上安装拼装定位胎架,桁架构件散件吊上胎架进行安装。
3 施工工艺流程(如图1所示)
4 施工方法和步骤
4.1体育馆钢结构安装施工步骤
施工测量网点布控完成和预埋件检查验收完毕之后进行各阶段施工。
4.1.1训练馆安装施工
第一阶段:主桁架拼装脚手架架设就位。
第二阶段:主桁架拼装定位胎架支撑点在脚手架上依次安装调整定位。