某机械装配式钢筋混凝土单层厂房结构吊装设计.docx

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某机械装配式钢筋混凝土单层厂房结构吊装设计

课程设计

课程名称：

土木工程施工

（某机械加工厂装配式钢筋砼单层厂房结构吊装设计）

学　　院：

　土建学院

专　　业：

　　　　学生姓名：

　　　　学　　号：

年　　级：

任课教师：

2013　年　1月　11日

一、工程简介11

二、措施和计算1

1拟制预制构件的施工方法1

2结构的吊装方法4

3起重机的选择及工作参数的计算4

4构件平面布置10

5起重机开行路线11

三、基坑开挖至结构吊装结束的工程量计算11

1基础工程12

2现场预制工程15

四、各分部分分项工程劳动力和工期计算16

1基础工程16

2预制钢筋砼预应力屋架和预制钢筋砼柱计算17

3吊装工程19

五、施工进度计划201

六、参考文献21

某机械加工厂装配式钢筋砼

单层厂房结构吊装设计

一、工程简介

厂房为两跨等高的装配式钢筋砼结构，每跨的跨度均为18米，柱距为6米，厂房总长为72米。

详见003—施—1、2、3、4、5

施工单位现在有履带式W1-100A、W1-100、W1-200、西北78D型及布尼茶起重机可供选用，其有关参数在设计任务书中均已给出。

5T桥式吊车和5T/3T桥式吊车各一台。

地基土为四类土，工期为90天，自然地面标高为：

-0.2m

吊装索具重取为：

索具重量为0.02t；构件之间的吊装间距取为0.3m；绑扎点至吊钩的距离除屋架外，均取2.5m，砼的容重取为25N/m3

二.措施与计算

1.拟制预制构件的施工方法

⑴根据施工计划安排，柱和屋架现场预制，其他构件工厂预制后由汽车运到现场排放。

⑵现场预制工程流水分段

按照安装顺序将现场预制工程划分为四个流水段，即A、C列柱、B列柱、抗风柱/预应力屋架。

⑶现场预制工程施工工艺流程

场地平整、夯实→放线→绑扎钢筋和安装预埋铁件→支模→浇灌砼—>拆模式—>养护

⑷钢筋砼预制柱和屋架模地基要求坚实，要求地模地基承载力不小于120Kpa。

柱子底模就近在基础附近布置，预应力屋架布置在本跨内平卧预制。

⑸在已铺设的预制构件底模基础上进行砖夜工施工砖底模为2~3皮红砖砌筑，根据所在轴线柱和屋架尺寸进行底模制作，其水泥砂浆（1：

3）面层必须使用水泥平仪进行平面控制，保证预制柱和屋架平直。

柱和屋架侧模采用18mm厚九夹板，80mm×100mm木背枋，Φ48×3.5钢管作支撑。

叠加预制柱（2层）或屋架（3~4层）是在底层柱或屋架砼强度达到1.2MPa后方能进行上层砖度模施工，砖模（2层红砖）砌筑前采用2~3mm石灰膏层进行隔离，便于柱（屋架）之间翻身脱模，同时，二皮砖模利于穿钢丝绳进行上层柱（屋架）的翻身脱模。

上层预制柱或屋架只有在底层预制柱砼强度达到30%后方能进行砼的浇筑。

其侧模同前。

底模及侧模均须涂刷隔离剂，周转使用的侧模必须修缮后使用，拼缝处均批腻子嵌缝，保证砼不漏浆。

脱模后需插入柱基的柱底部分同柱基核杯口内壁一样予以凿毛处理。

⑹砼浇筑中，预制柱或屋架砼采用坍落度50~70mm内掺早强剂及减水剂的非泵送砼，其目的是严格控制砼砂率，水灰比尽可能取较小值，以确保砼强度和预制构件质量，以便于结构吊装尽早开始。

同时，砂，石含泥量严格按其指标下限进行控制，砂必须使用符合筛分曲线的中粗砂，粗骨料则使用5~32mm连续级配碎石。

预制构件砼浇筑中从一端向另一端连续浇筑以保证预制构件浇筑质量。

⑺用夹板制作的胎模安装好后，涂刷隔离剂，绑扎钢筋，留设预应力筋孔道。

预应力孔道预留方法，可用钢管抽芯、橡胶管抽芯和预埋管法等多种方法。

本工程在施工中选用的是四支钢管抽芯方法，采用的镀锌钢管直径为

50mm，壁厚0.3mm，镀锌钢管具有重量轻、刚度大、不易弯折、连接容易等优点。

尤其是钢管预埋后在砼中随意转动，容易取出，该方法与其它成孔方法相比，施工操作人员需要有经验和技能，但可重复使用，节约成本，操作简便。

为了保证镀锌钢管位置正确，防止浇筑砼时受到挤压而偏离移位，需要每隔

0.5m设置一个6钢筋焊接的“#”字架，把固镀锌钢管定在钢筋“#”字架上。

镀锌钢管安装完后检查有无破损，接头是否严密，防止出现浇筑砼时把镀锌钢管凝固造成拔管不出，在砼初凝前要不时地转动镀锌钢管防止不能拔管意外情况。

每个孔道留灌浆孔四个，排气孔二个，在屋架设置的预埋铁件或支模板留灌浆孔、排气孔时，可用相应直径钢管留设，钢管紧贴镀锌钢管，另一端伸出预埋铁件或模板。

拔管时要小心，防止砼陷塌。

。

其施工工艺如下图所示：

屋架施工工艺流程

埋预埋件

隐蔽工程验收

穿钢管

底钢筋绑扎

制作木胎模

钢筋加工

预应力筋放张

养护（砼达设计强度90％以上）

浇注砼成型

商品砼

模板安装

安装

脱模归堆

单项交工验收

外观检验

养护

注：

“张拉”“隐蔽工程验收”“模板安装”“浇注砼成型”“预应力筋放张”五道工序应经监理见证。

⑻为了节约模板等周转材料，降低成本，预制构件施工按前述分段流水施工。

⑼在预制构件养护期间，根据构件尺寸进行实测实量，实测中兼顾柱牛腿及柱顶标高（尺寸）为原则，进行确定插入柱基础内的长度尺寸，并以此确定柱基础杯口内底找平厚度。

同时对柱三方进行分中弹墨线，柱基础顶面四方投点及标高控制，做好吊装前的各项准备工作。

⑽预制构件平面布置

A列柱布置在A列的南面预制，B列布置在B列的南面预制，C列柱布置在C列的南面预制，抗风柱布置在1线和13线的厂房外侧预制屋架在各跨跨内预制。

⑾钢筋工程

钢筋进场时应根据规格、直径分类堆放，标识清晰，且应用垫木垫底及有防生锈的措施。

钢筋进场前由甲方委托工程监理员对制作构件所用的钢筋进行随意取样，交由有资质的建筑材料检测站检验，经抽样检验的材料检验要有完整的检验、试验报告及原材料合格证，钢筋的质量检验应符合国家规范的有关规定，只有合格的钢材才允许投入加工使用。

钢筋在现场加工成型，钢筋的制作、绑扎必须按图纸施工，钢筋的弯钩、锚固长度、搭接长度必须满足图纸及有关规范要求。

钢筋绑扎前，应校对成型钢筋的钢种、直径、形状、位置、尺寸和数量，如有错漏应及时改正及增补。

预应力钢丝制作前应认真检查钢丝的外观质量，根据设计图纸的数量进行裁剪、安放、编束、张拉。

钢筋绑扎完成后，质检员应组织有关人员办理好隐蔽验收手续方能进入下一工序的施工。

⑿预应力钢筋施工

预应力钢筋本工程采用的是碳素钢丝，钢丝直径ФS5mm，规格为15×5mm，抗拉强度≥1570MPa，屈服强度≥1410MPa，伸长率≥4%，预应力筋的下料长度满足张拉要求，

预应力钢筋张拉前应核对钢筋数量并检查外观质量，合格后方可张拉，预应力钢筋张拉时不得有断丝、滑丝现象发生，如出现上述现象时应及时更换，张拉时应有专职质检员在场并填写张拉记录。

⒀预埋件及外露钢筋的预埋

施工前应根据图纸要求制作预埋件及外留钢筋，绑扎时要反复校核其位置及尺寸，并加以固定，不得有位移现象。

⒁砼制作、浇筑砼、砼养护

本工程使用C50商品砼。

砼应提前由试验室根据各种原材料作配合比试验，实际施工中应根据试验室的配比进行砼拌制，并按规定留取砼试块。

并协助质监站、监理公司做好砼试件的抽检工作。

砼的浇捣应从屋架中间向两端连续进行，浇筑过程应对砼振捣密实，浇筑中使用的振动棒应快插、慢拔，振捣均匀，不得有漏振现象发生。

浇筑砼时，注意不要使振动棒贴近镀锌钢管，以免造成其损坏或位置偏移，浇筑完后，在浇筑砼初凝前，每隔十五分钟来回转动镀锌钢管，防止钢管与砼粘结，砼初凝后把钢管拨出。

屋架采用平卧叠浇，叠浇3～4榀，当下层屋架达到足够强度后，即可贴聚脂薄膜，浇筑上一榀屋架。

屋架制作时要做好防雨措施，以防砼浇捣时大雨冲淋。

⒂预应力筋的张拉、锚固

预应力钢筋张拉前，必须提供砼试块的强度报告，施加预应力时的砼强度应在图纸上标明，如设计无要求，不应低于设计强度等级的75%。

锚具的选用，根据设计和图纸要求和施工条件来确定。

本工程选用的是YM型锚具，其外观为短圆柱形，夹具为斜圆柱形塞锚。

锚具外环强度为HRC22-32，塞锚硬度为HRC56-65，每孔锚固15根钢丝，其特点是十五根钢丝一齐张拉。

张拉设备选用YZ1200型千斤顶，安装的压力表精度不宜小于1.5级。

预应力筋的张拉顺序，应使砼不产生超应力，构件不扭转、不侧弯，因此，分批、分阶段、对称及两端同时张拉是一项重要原则。

屋架为平卧叠浇，应先上后下，逐层张拉，以减少上层屋架重量产生的水平摩阻力，降低预应力损失。

我们根据设计要求，屋架两端同时对称张拉，张拉程序为0σcon持荷三分钟锚固张拉程序。

张拉完毕后，进行锚固，预应力钢筋外露长度不小于30mm，超长部位用电锯切断，切不可用电气焊烧割，以免造成锚具和预应力钢筋退火。

⒃孔道灌浆、封锚

张拉完毕后应立即灌浆，这样可减少预应力松弛损失的20%~30%，我们采用UB-3型灰浆泵，42.5#普通硅酸盐水泥，水灰比1：

0.4，3小时泌水率为2%，流动度为150mm，灌浆时孔道两端冒出浓浆并封闭排气孔后，继续加压至0.5~0.6N/mm2，稍后再封闭灌浆孔。

封锚使用强度不低于45＃水泥砂浆，封固要密实。

2.结构的吊装方法

结构吊装方法对于柱和梁采用分件吊装法，对于屋盖采用综合吊装方法。

3.起重机的选择及工作参数的计算

构件一览表

序号

名称

编号

数量

标准图集

体积

备注

一个

1

梯形屋架

YWB—18—3Ⅱ

26

CG4170

（—）

2.55

2

屋面板

YWB—3Ⅱ

238

G410（—）

0.467

3

屋面板

YWB—3ⅡS

48

G410（—）

0.467

4

屋面板

YWB—3Ⅱ

（φ440）

2

G410（—）

0.467

5

屋架支撑

HX—1

27

G117

0.03

支撑为钢结构

6

屋架支撑

HX—1a

1

G117

0.50

单位为吨

7

屋架支撑

HX—1b

2

G117

0.03

单位为吨

8

屋架支撑

HX—2a

2

G117

0.47

单位为吨

9

屋架支撑

HX—2b

4

G117

0.28

单位为吨

10

预制钢筋

砼柱

YZ—1

26

本图

1.46

11

预制钢筋砼柱

YZ—2

13

本图

2.05

12

预制钢筋砼柱

YZ—3

8

本图

2.7

13

预制钢筋砼吊车梁

DL—5Z

40

本图

1.13T

14

预制钢筋砼吊车梁

DL—5B

8

G323

（二）

1.13T

15

钢筋砼基础

J—1

26

本图

16

钢筋砼基础

J—2

13

本图

17

钢筋砼基础

J—3

8

本图

18

柱间支撑

下柱ZC—1

3

0.18T

参考CG336

（一）

19

柱间支撑

下柱ZC—14

3

0.08T

参考CG336

（一）

选用履带式起重机进行构件吊装，由主要构件一览表，折算成的构件重量均小于50吨，安装高度均小于25米，因此暂时将起重机型号定为布尼茶起。

⑴柱子采用斜吊绑扎法吊装

柱荷载为1.64×25=41KN,即4.1t，长度为9.7m，起吊荷载和起吊高度分别为：

起吊荷载：

起吊高度：

柱荷载为2.05×25=51.25KN,即5.125t，长度为9.7m，起吊荷载和起吊高度分别为：

起吊荷载：

起吊高度：

柱荷载为2.7×25=67.5KN,即6.75t，长度为12.9m，起吊荷载和起吊高度分别为：

起吊荷载：

起吊高度：

柱起重高度计算简图

现初选用W1-100型履带式起重机

起重机臂长30m，当Q=12.1t时相应的起重半径R=12m，起重高度H=25.4m>10.75m，满足吊装柱子的要求。

由此选用W1-200型履带式起重机，起重机臂长30m，其中半径不大于12m处吊柱子。

⑵屋架

屋架采用两点绑扎吊装安装，安装所要求的起重荷载和起吊高度不统一，屋架分为低跨屋架和高跨屋架，在此以高跨屋架的计算为准。

屋架的起吊荷载和起吊高度分别为：

起吊荷载:

起吊高度：

屋架起吊高度计算简图

现初选用W1-100型履带式起重机，起重机臂长30m，当Q=12.1t时相应的起重半径R=12m，起重高度H=25.4m>15.385m，满足吊装屋架的要求。

由此选用W1-200型履带式起重机，起重机臂长23m，其中半径不大于12m处吊屋架。

⑶屋面板

对于屋面板同样以安装高跨屋面板的计算结果为准

屋面板

起吊荷载和起吊高度分别为

起吊荷载:

起吊高度：

吊装屋面板计算简图

最小起重杆长的计算与起重机型号的选择

起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已吊装好的屋架上弦中线a=3m,且起重臂中心线与已安装好的屋架中心线至少保持g=1m的距离.初选W1-200,E=2.1m。

h=h1-E=（11.575+0.3+0.21）-2.1=9.985m

所需起重仰角α为：

α=arctan

=arctan

=54°

最小起重臂长：

L=

+

=

+

=12.34+6.80=19.14（m）

根据上式计算，选W1-200型履带式起重机吊装屋面板，F=1.6m,起重臂长L取30米，起重仰角α=54°,则实际起重半径为：

R=F+Lcosα=1.6+30×cos54°=19.23m

查W1-200型30m起重臂的性能曲线或性能表知,R=19.23m时，Q=6.9t>0.487t,H=21.7m>15.125m,所以选择W1-200型30m起重臂符合吊装跨中屋面板的要求。

根据以上各种吊装构件工作参数的计算，从W1-200型L=30m履带式起重机性能曲线表并列表可以看出，所选起重机可以满足所有构件的吊装要求。

查出起重机性能表，确定出各构件吊装时起重机的工作参数，见下表：

铸工车间各主要构件吊装工作参数

构件名称

YZ—1柱

YZ—2柱

YZ—3柱

吊装工作参数

Q/t

H/m

R/m

Q/t

H/m

R/m

Q/t

H/m

R/m

计算需要值

4.12

7.85

5.145

7.85

6.79

10.75

30m工作参数

12.1

25.4

12

12.1

25.4

12

12.1

25.4

12

构件名称

屋架（

）

屋面板（

）

吊装工作参数

Q/t

H/m

R/m

Q/t

H/m

R/m

计算需要值

5.12

15.385

0.954

15.125

30m工作参数

12.1

25.4

12

12.1

25.4

19.23

4.构件平面布置及起重机开行路线

采用本吊装方案，在场地平整及杯形基础砼浇注完成后，即可进行柱和屋架的预制。

根据上述预制构件平面布置情况，A、B列柱在跨内预制；C列柱在跨外预制。

高跨和底跨的屋架，则分别安排在跨内靠A和B轴线一边预制。

柱的预制位置既是吊装前的就位位置，吊装A列柱、B列柱、C列柱和屋架时最大工作幅度均大于L/2=18m/2=9m，由于C列柱在跨外预制，采用跨边开行，其余的沿跨中开行。

⑴A、B列柱的预制位置

柱脚至绑扎点的距离为5.85m。

A、B列柱安排在跨内预制，为节约底模板，采用每2根柱叠浇制作。

柱采用旋转法起吊，每一停机点位置吊装4根柱子。

因此起重机应停在4根柱子之间，且使4根柱基具有相同的工作幅度R，这样就要求起重机的开行路线必须在AB跨在中心线上。

因此，停机点位置在4柱基之间的中心点处，其起吊柱A、B列柱的工作幅度为

R=

=

=9.5m

⑵C列柱的预制位置

柱脚至绑扎点的距离为5.85m。

C列柱安排在跨外预制，为节约模板，采用每2根柱叠浇制作。

柱采用旋转法起吊，每一停机点位置吊装2根柱子。

因此起重机应停在2根柱子之间，且使2根柱基具有相同的工作幅度R。

因此，停机点位置在2柱基之间，且其起吊C列柱的的最大工作幅度为：

Rmax=

=

=9.5m

取R=9m

通过以上计算，在已确定起重机沿A、B、C轴线的开行路线及停机点位置之后，于是便按“三点共弧”的旋转法起吊原则，由做图定出各柱的预制位置。

⑶柱YZ—3的预制位置

抗风柱因其数量少（共8根），且柱又较长，为避免妨碍交通，故放在跨外预制，待吊装之前先就位，谈后再进行吊装。

⑷屋架的预制位置

屋架以3～4榀为一叠，安排在跨内预制，每跨内分4叠共计为8叠进行制作。

在确定屋架预制位置之后，首先要考虑在跨内预制的柱子吊装时，起重机开行路线到车间跨中只有18m/2-6.2m=2.8m，小于起重机回转中心到尾部的距离3.3m，为使起重机回转时其尾部不致与跨中预置的屋架相碰，屋架预制的位置必须沿跨中线后退3.3m-2.8m=0.5m。

其次要考虑各屋架就位位置，采用异侧就位。

此外还有考虑屋架两端应留有足够的预应力抽管、穿筋所需场地。

5.起重机开行路线

根据上述预制构件的布置方案，起重机开行路线及构件的吊装次序，按以下3次开行吊装：

⑴第一次开行吊装。

吊完全部柱并就位屋架、吊车梁等构件。

起重机A、B轴线跨中进场，接30m长起重臂沿A、B跨中1～13轴线吊装A、B列柱沿13轴线吊装4根抗风柱沿C轴13～1轴线吊装C列柱沿1轴外吊装1轴上4根抗风柱。

屋架、吊车梁等就位。

利用已吊装好的柱子在进行校正和最后固定的空隙时间，进行屋架、吊车梁的就位工作。

⑵第二次开行吊装。

吊装各种预制梁。

自1～13轴线吊装B、C跨的吊车梁及柱间支撑自13～1轴线吊装A、B跨的吊车梁及柱间支撑。

⑶第三次开行吊装。

吊完屋盖各种构件。

自1～13轴线吊装A、B跨屋架、屋面支撑及屋面板自13～1轴线吊装B、C跨屋架、屋面支撑及屋面板、退场并卸去30m长起重臂。

四.基坑开挖至结构吊装结束的施工进度计划（3#）

1.基础工程

⑴本工程基础工程施工分项及工程量

①挖土方的计算

垫层及底阶需支模时，每边各增30cm计算。

地基土为四类土，边坡坡度为1:

0.3

J—1坑,由题知，该基坑侧边边坡放坡宽度为：

（2.1-0.2）×0.3=0.57m

基坑底面积为：

F1=（1.4+0.05+1.4+0.05+0.3×2）×（1.2+1.2+0.3×2）=10.5m2

基坑中集面面积：

F0=（1.4+0.05+1.4+0.05+0.3×2+0.57）×（1.2+1.2+0.3×2+0.57

=14.5299m2

坑口面积：

F2=（1.4+0.05+1.4+0.05+0.3×2+0.57×2）×（1.2+1.2+0.3×2+0.57×2）=19.2096m2

挖土方量：

J—2坑,由题知，该基坑侧边边坡放坡宽度为：

（2.1-0.2）×0.3=0.57m

基坑底面积为：

F1=（1.5+0.05+1.5+0.05+0.3×2）×（1.2+1.2+0.3×2）=11.1m2

基坑中集面面积：

F0=（1.5+0.05+1.5+0.05+0.3×2+0.57）×（1.2+1.2+0.3×2+0.57）=15.24m2

坑口面积：

F2=（1.5+0.05+1.5+0.05+0.3×2+0.57×2）×（1.2+1.2+0.3×2+0.57×2）=20.04m2

基坑的挖土方量：

J—3坑,由题知，该基坑侧边边坡放坡宽度为：

（2.1-0.2）×0.3=0.57m

基坑底面积为：

F1=（1+0.1+1+0.1+0.3×2）×（0.9+0.9+0.3×2）=6.72m2

基坑中集面面积：

F0=（1+0.1+1+0.1+0.3×2+0.57）×（0.9+0.9+0.3×2+0.57）=10.0089m2

坑口面积：

F2=（1+0.1+1+0.1+0.3×2+0.57×2）×（0.9+0.9+0.3×2+0.57×2）=13.95m2

基坑的挖土方量：

总的挖土方量：

②杯形砼基础的体积计算

基础

基础

基础

总的砼量：

③填入基础中柱子的体积

总的柱子体积：

本工程基础工程施工分项及工程量

序号

工程分项

单位

J—1坑

J—2坑

J—3坑

1

挖土

m3

27.81

29.165

19.233

2

砼垫层

m3

0.725

0.775

0.44

3

浇注砼

m3

3.744

3.96

2.016

4

回填土

m3

23.071

24.13

16.405

⑵基础施工流程

挖土→浇砼垫层→放线→绑扎钢筋和支模→浇注砼→拆模→回填基坑并养护→基础分部验收

⑶基础施工流水分段

按A列、B列、C列（含8线抗风柱基）分为三个施工流水段。

⑷各流水施工段的工程量如下：

①第Ⅰ施工段（A轴）工程量

序号

工程分项

单位

工程量

1

挖土

m3

361.53

2

砼垫层

m3

9.425

3

浇注砼

m3

48.672

4

回填土

m3

299.923+172.8=472.723

注：

其中回填土时，包括1～5轴线场地回填至±0.00的土

②第Ⅱ施工段（B轴）工程量

序号

工程分项

单位

工程量

1

挖土

m3

379.145

2

砼垫层

m3

10.075

3

浇注砼

m3

51.48

4

回填土

m3

313.69+172.8=486.49

注：

其中回填土时，包括5～9轴线场地回填至±0.00的土

③第Ⅲ施工段（C轴，包括8线防风柱基）工程量

序号

工程分项

单位

工程量

1

挖土

m3

361.53+153.864=515.394

2

砼垫层

m3

9.425+3.52=12.945

3

浇注砼

m3

48.672+16.128=64.8

4

回填土

m3

299.923+131.24+172.8=617.73

注：

其中回填土时，包括9～13轴线场地回填至±0.00的土

2.现场预制工程

⑴现场预制工程量表

序号

名称

编号

数量

体积

一个

合计

1

梯形屋架

YWB—18—3Ⅱ

26

2.55

66.3

10

预制钢筋

砼柱

YZ—1

26

1.46

37.96

11

预制钢筋

砼柱

YZ—2

13

2.05

26.65

12

预制钢筋

砼柱

YZ—3

8

2.7

21.6

⑵现场预制工程流水分段

按照安装顺序将现场预制工程划分为四个流水段，即A、C列柱、B列柱、8线抗风柱、预应力屋架。

⑶现场预制工程施工工艺流程

场地平整、夯实→放线→绑扎钢筋和安装预埋铁件→支模→浇灌砼—>拆模式—>养护

五、各分部分项工程劳动力和工期计算

1基础工程

⑴确定流水节拍

序号

施工过程

工程量

施工定额

工日

每日班数

每班人数

工作天数

1

挖土

Ⅰ

361.53m3

100m3/61.2