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天津市醫(yī)療廢物集中處理中心地下室和辦公樓加固工程 地下室G軸四根框架柱加固專項(xiàng)支撐托換方案 編制： 審核： 批準(zhǔn)： 北京發(fā)研工程技術(shù)有限公司 天津市醫(yī)療廢物集中處理中心工程項(xiàng)目經(jīng)理部 2014年8月1日 目錄 1.編制說明 1 2.編制依據(jù) 1 2.1施工圖紙 1 2.2設(shè)計(jì)規(guī)范 1 3.施工流程 2 3.1鋼支撐施工流程 2 4.地下室鋼支撐計(jì)算書 2 4.1恒載計(jì)算 2 4.2鋼支撐穩(wěn)定性計(jì)算 4 4.3鋼支撐長細(xì)比驗(yàn)算 5 4.4支撐柱腳墊板計(jì)算 6 5.地下鋼支撐施工方案 6 5.1鋼支撐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 6 5.2鋼支撐剪刀撐設(shè)計(jì) 8 6.腳手架卸荷計(jì)算書 9 6.1辦公樓卸荷架搭設(shè)區(qū)域 9 6.2辦公樓地下室頂板荷載計(jì)算 10 7.地上工字鋼卸荷計(jì)算書 13 7.1.工字鋼性能參數(shù)表 13 7.2工字鋼取值 15 7.3工字鋼選擇 15 7.4工字鋼強(qiáng)度驗(yàn)算 15 7.5地上工字鋼支撐方案 15 1.編制說明 本工程位于天津市靜海區(qū)，根據(jù)《天津市醫(yī)療廢物集中處理中心地下室和辦公樓加固工程》施工圖S-04有5根框架柱需要加固，分別位于G/7.9.10.12.14軸，其中G/7.9.10.12軸框架柱受損較重，需加固框架柱截面均為700*700，地下至地上一層加固，其余層不加固。地下加固柱為四面加固每面加大100mm，地上一層為三面加固，室內(nèi)每面各加大100mm。其中地下室框架柱在結(jié)構(gòu)標(biāo)高0.25處以G軸往南為中段純地下室頂板，結(jié)構(gòu)標(biāo)高1.410位置處以G軸往北為綜合辦公樓地下室頂板。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，受損較重框架柱加固前，柱頭損傷的混凝土應(yīng)剔除，直至堅(jiān)硬部位；剔鑿表面應(yīng)清理干凈，做好界面處理，避免出現(xiàn)冷縫；采用灌漿料摻微膨脹劑，采取壓力注漿等方式，結(jié)合柱加大截面灌注，確保強(qiáng)度和密實(shí)度；在梁柱節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋間距，確保施工質(zhì)量,在剔鑿施工前，應(yīng)對剔鑿的柱進(jìn)行可靠地支撐托換，支撐方案應(yīng)考慮上部各層結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等恒載、活荷載，支撐系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行承載力和穩(wěn)定性計(jì)算。為此，我公司經(jīng)過多次方案論證，認(rèn)為采用鋼管支撐托換卸荷法既能滿足結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件受力荷載也能保證結(jié)構(gòu)縱向受力荷載。 2.編制依據(jù) 2.1施工圖紙 2.1.1根據(jù)建設(shè)單位提供的天津市醫(yī)療廢物集中處理中心地下室和辦公樓加固工程的施工圖紙 圖紙名稱 圖紙樓號 出圖日期 結(jié)構(gòu)施工圖 S-01—S-13 2014年4月30日 2.2設(shè)計(jì)規(guī)范 序號 名稱 編號 1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010 2 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50367-2006 3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003 3.施工流程 3.1鋼支撐施工流程 現(xiàn)場測量 鋼支撐下料制作,墊板安裝 鋼支撐端頭板安裝 支撐鋼管安裝 楔入楔鐵 第三方縱向水平觀測 4.地下室鋼支撐計(jì)算書 4.1恒載計(jì)算 4.1.1以辦公樓地下室G/9軸框架柱豎向受力荷載計(jì)算為例。 4.1.2地下室G/9軸陰影部位框架柱豎向受力荷載計(jì)算。 G/9軸地下室柱主要承受結(jié)構(gòu)自重荷載，受力分析如下： ①G/9軸受力面積：7.98.4=66.36m2 ②單層每平米按12KN/m2 ③p=127.98.4=796.32kn/m2 G/9總受力圖計(jì)算 9/G總P應(yīng)力=796.32+127.4/28.44=2288.16 kn/m2 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，每根框柱可設(shè)置三根鋼支撐托換卸荷。 Pcr=2288.16/3=763Kn 根據(jù)歐拉公式：Pcr=π*E*I/(uL) 763*10N=π*E*I/(uL) =π*2.1*105*I/(2*7000)2 I=763*103*4*49*106*104/3.142*2.1*105 =7215cm4 4.2鋼支撐穩(wěn)定性計(jì)算 已知I截面慣性距為7215cm4，安全系數(shù)取1.5 鋼管截面慣性矩為：7215*1.5=10822.5cm4 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊查表外徑325mm鋼管壁厚12mm滿足本次支撐要求。 4.3鋼支撐長細(xì)比驗(yàn)算 4.3.1.根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第5.3.8條 項(xiàng)次 構(gòu)件名稱 容許長細(xì)比 1 柱、桁架和天窗架結(jié)構(gòu) 150 柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐 2 支撐（吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外） 200 用以減少受壓構(gòu)件長細(xì)比的桿件 鋼支撐長6.8米、鋼柱直徑325mm，壁厚12mm，一端固定，一端自由。 計(jì)算如下： 計(jì)算如下：D=32.5cm，d=31.3cm，=680cm，=2 長細(xì)比公式： =6802=1360 I—構(gòu)件的截面慣性矩。對于圓管截面的慣性矩為 A—圓管截面A= 可得回轉(zhuǎn)半徑i===√2035.94/4=11.28 =1360/11.28=120.567≤150滿足穩(wěn)定性 4.4支撐柱腳墊板計(jì)算 支撐柱為外徑325mm剛管，柱腳鋼材為Q235鋼，N=796.32kN，基礎(chǔ)梁混凝土采用C40，考慮了局部受壓的有利作用后用抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=15.5N/mm2，鋼材抗壓性能見下表； 鋼材 抗拉、抗壓和抗彎f 抗剪 fv 端面承壓（刨平頂緊）fce 牌號 厚度或直徑（mm） Q235鋼 ≤16 215 125 325 ＞16~40 205 120 ＞40~60 200 115 ＞60~100 190 110 地下室砼局部壓強(qiáng)驗(yàn)算σ=N/A=2288*103/3/600*600=2.1Mpa250時(shí),φ=7320/λ2 6.1.6架體穩(wěn)定性驗(yàn)算 計(jì)算得出長細(xì)比lo/i軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.551； 鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值；σ=32414/(0.551489)=120.30N/mm2； 立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=120.30N/mm2小于鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205 N/mm2，滿足要求！ 7.地上工字鋼卸荷計(jì)算書 7.1.工字鋼性能參數(shù)表 型號 尺寸/mm 截面面積/cm2 理論質(zhì)量/(kg/m) 參考數(shù)值 X～X Y-Y h b d t r r1 Ix/cm4 Wx/cm3 ix/cm Ix:Sx Iy/cm4 Wy/cm3 iy/cm 10 100 68 4.5 7.6 6.5 3.4 14.345 11.261 245 49 4.14 8.59 33.0 9.72 1.52 12.6 126 74 5.0 8.4 7.0 3.5 18.118 14.223 488 77.5 5.20 10.8 46.9 12.7 1.61 14 140 80 5.5 9.1 7.5 3.8 21.516 16.890 712 102 5.76 12.0 64.4 16.1 1.73 16 160 88 6.0 9.9 8.0 4.0 26.131 20.513 1130 141 6.58 13.8 93.1 21.2 1.89 18 180 94 6.5 10.7 8.5 4.3 30.756 24.143 1660 185 7.36 15.4 122 26.0 2.00 20a 200 100 7.0 11.4 9.0 4.5 35.578 27.929 2370 237 8.15 17.2 158 31.5 2.12 20b 200 102 9.0 11.4 9.0 4.5 39.578 31.069 2500 250 7.96 16.9 169 33.1 2.06 22a 220 110 7.5 12.3 9.5 4.8 42.128 33.070 3400 309 8.99 18.9 225 40.9 2.31 22b 220 112 9.5 12.3 9.5 4.8 46.528 36.524 3570 325 8.78 18.7 239 42.7 2.27 25a 250 116 8.0 13.0 10.0 5.0 48.541 38.105 5020 402 10.2 21.6 280 48.3 2.40 25b 250 118 10.0 13.0 10.0 5.0 53.541 42.030 5280 423 9.94 21.3 309 52.4 2.40 28a 280 122 8.5 13.7 10.5 5.3 55.404 43.492 7110 508 11.3 24.6 345 56.6 2.50 7.2工字鋼取值 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003表3.4.1-1 鋼材 抗拉、抗壓和抗彎f 抗剪fv 端面承壓（刨平頂緊）fce 牌號 厚度或直徑（mm） Q235鋼 ≤16 215 125 325 ＞16~40 205 120 ＞40~60 200 115 ＞60~100 190 110 7.3工字鋼選擇 根據(jù)以上兩表地上選用3根20a工字鋼，地下選用25a工字鋼，材質(zhì)為Q235鋼,依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003表5.1.1-1對本次選用剛性支撐驗(yàn)算公式如下：σ=N/An≤f 7.4工字鋼強(qiáng)度驗(yàn)算 工20a立柱構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力p=12*7.4/2*8.4*4=1492KN σ=N/An=1492*103/3/3557.8=140Mpa≤f 地上工20a立柱構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算滿足。 根據(jù)計(jì)算得出，地上一層每根加固柱距梁端部1.2米處需支撐三根工字鋼20a替代砼柱縱向受力荷載，二層至四層加固同軸柱也需在同位置支撐工20a，確保鋼支撐豎向受力，軸心力不偏移。 7.5地上工字鋼支撐方案 7.5.1現(xiàn)場實(shí)際測量每根增大截面柱梁底距頂板上皮凈距尺寸后在截取工字鋼上下端部焊接端頭板，地上鋼支撐分布圖如下。 7.5.2工字按現(xiàn)場實(shí)測尺寸下料，使用線墜或者鉛垂儀從柱頭和梁端部交接處，以柱為基點(diǎn)向梁方向返1.2米，用線墜往地面返點(diǎn)，為工字鋼的定位點(diǎn)，并畫出定位線。 7.5.2為防止工字鋼在安裝時(shí)傾倒，先用膨脹螺栓將墊板與混凝土面固定，工字鋼頂部端頭板用膨脹栓與梁或者頂板處固定。工字鋼底部端頭板與墊板保持2cm用底部錨板臨時(shí)固定，待三根工字梁均安裝到位后在加設(shè)撐桿，撐桿為758角鋼，節(jié)點(diǎn)作法見下圖。 ④.為保證結(jié)構(gòu)不受擾動(dòng)，一層至四層鋼支撐卸荷時(shí)，必須垂直于地下室鋼支撐，禁止錯(cuò)位支撐，防止軸心位移。 ⑤.一層至四層鋼支撐定位支撐方式同地下室，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，地上部分鋼支撐使用工20a。