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医院钢结构安装方案.docx

医院钢结构安装方案

**********医院外科综合楼

钢结构制作、安装方案

 

编制:

 

审核:

审批:

 

山东*****************有限公司

2016年6月28日

 

1编制依据

1.1引用标准

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《钢结构焊接规范》GB50661-2011

《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-2011

《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013

《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008

《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T10433-2002

1.2编制依据

根据《北京市房山区良乡医院外科综合楼专业结构施工图》及相关设计变更、图纸会审、工程洽商记录、施工详图

2工程概况

2.1工程构成概况

****************医院外科综合楼工程位于****************医院院内。

地下2层,地上病房主楼10层(含设备层),本工程与西侧既有建筑(门急诊综合楼)设置地下二层连通口一处,地下一层连通口两处,地上二层连廊一处。

结构平面布置示意见图,工程主体结构为钢筋砼框架-剪力墙结构,其中5棵框架柱为十字钢骨混凝土柱,十字型断面为:

十400×400×30×35,其中4棵为3层设置,1棵为4层设置;3棵H形截面有:

H200x200X8X12;钢梁雨棚H400*200*8*13、H300*150*6.5*9、H200*100*5.5*8;钢连廊H400*200*8*13、H300*150*6.5*9及焊接方钢管柱300*300*16。

总计吨位约60吨。

本次方案仅对5棵钢骨柱制作安装工艺方案阐述,连廊另详。

本工程主要构件十字柱加工工艺要求高,安装难度较大;柱与梁,墙与

梁之间有刚性联接、铰接连接两种方式。

由于安装与土建交叉施工,现场施工交叉配合难度较大。

位置附图

十字柱截面尺寸

3施工部署及准备

由于钢骨柱包裹在钢筋砼主内,是钢筋砼柱施工工序内的一部分,穿插在柱钢筋绑扎之前,框架梁主纵钢筋根据钢骨柱及其牛腿位置调整安装梁钢筋位置,故配合尤为关键。

构件制作为我单位工厂加工制作,经过装车运输至工地卸车,再于现场由我单位根据工程进度进行对接安装。

十字型钢骨柱长度14.723米共4棵,由地下1层5.1米、1层5.1米、2层4.55米组成,每棵柱现场安装时出现2次对接焊缝,现场共8次对接焊缝。

为便于运输及现场塔吊安装,每棵柱工厂制作分3段加工。

16.875米共1棵,由地下1层5.1米、1层5.1米、2层4.55米,设备层2.14米组成,为减少现场焊接次数,2层与设备层合并在工厂制作完成,故本棵钢柱现场安装时也是出现2次对接焊缝。

为便于运输及现场塔吊安装,工厂制作也分3段加工。

5.8米共1棵,5.05米共2棵,钢柱安装时现场不出现柱对接焊缝。

根据上述钢柱制作安装规划,塔吊使用共17次,采用现场2号塔吊和3号塔吊即可满足要求。

焊缝探伤依据楼层施工顺序共分2次进行,每次5处对接焊缝,+1.0米1次、+6.0米1次。

3.1、材料准备

3.1.1钢板材料主要为Q345的结构钢材,其质量标准应符合《低合金高强度结构钢》GB1591的相关要求。

3.1.2焊接材料

焊接材料图纸和工艺有要求时按照图纸和工艺要求执行,无要求时按照下表进行选用,本工程材料也同下表:

焊接方法

材质

焊材牌号

焊接位置

手工电弧焊

Q345

E5015/E5016

定位焊对接角接

Q235

E4303/E4315

埋弧自动焊

Q345

H08MnA+HJ431或SJ101

对接角接

Q235

H08A+HJ431或SJ101

CO2气体保护焊

Q345

ER50-6

定位焊对接角接

3.1.3螺栓

普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓-A和B》(GB/T5782)和《六角头螺栓-C级》(GB/T5780)的规定。

本工程使用的螺栓均为安装螺栓,为构件组拼或安装临时固定使用,地脚螺栓也为普通螺栓,是临时固定钢柱,防止失稳倒塌。

3.1.4圆柱头焊钉(栓钉)

栓钉应满足标准《电弧螺柱用圆柱头焊钉》(GB/T10433)的规定。

3.2加工制作人员机具准备

3.2.1人员准备:

制作阶段15人,工作内容为是切割、打磨、焊接、喷砂除锈、刷漆等工序。

3.2.2机具准备:

工厂制作为龙门吊、电焊机械。

4加工制作

4、1制作工艺流程

4.2焊接坡口

十字柱四条主焊缝的坡口形式按照下列要求进行加工。

1)图纸和工艺有要求时按照要求加工制作。

2)无要求时,按照下图进行加工。

4.3技术要求

下料完成后按照要求检验尺寸和外形,通过对偏差的严格控制来保证十字柱整体组装时的精度。

应对焊接面仔细检查,清除干净焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、氧化皮等异物;施工人员必须将下料后的零件加以标记并归类

4.4切板的标识

下料完成检查合格后,在切板中央,用白色油漆笔标明切板的编号和规格尺寸。

4.5H型钢组立

4.5.1H型钢组立在H型钢自动组立机上进行;定位焊采用气保焊,定位焊点长度40mm~60mm,间距为250-300mm。

4.5.2T型钢的组立

为减少T型钢焊接变形,首先在自动组立机上组立成H型钢,定位焊接采用气保焊

4.5.3组立后的H型钢及T型钢(组成H型钢)的锁口均由锯床、三维钻、锁口机组成的流水线上自动完成;由三维钻完成穿筋孔制作

4.5.4十字型柱组立定位焊:

组立前应对焊接面仔细检查,消除氧化皮等杂物,对于T型钢的安装应按图纸要求进行装配,划线使用划针,进而保证装配的准确度;定位焊采用CO2气体保护焊,定位焊脚高度不得大于设计焊缝焊脚高度的2/3;定位焊缝长度为50mm,焊道间距为250mm。

定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷;注意定位焊长度,以保证足够强度。

核对穿筋孔的相对位置,在保证穿筋孔位置的同时,将柱顶、底部各留

3~5mm的端铣量。

十字型组立时可制作简易胎架,胎架示意图如下所示:

十字柱组对简易胎架

4.5.5十字柱拼装工艺要求

 

十字柱组对及拼装允许偏差

项目

焊接及拼接工艺要求

1

不允许电弧擦伤,点焊咬边≤1mm

2

翼板与腹板接缝应错开200mm以上,以避免焊缝交叉处应力集中

3

翼板与腹板之间的装配间隙Δ≤0.75mm

项目

H型钢组立允许偏差(mm)

长度(L)

±3.0

高度(H)

±2.0

垂直度(Δ)

≤B/100且不大于2.0

中心偏移(e)

2.0

4.6焊接

H型焊接和T型焊接(已组立成H型)采取埋弧自动焊,船形焊位置,保证焊缝质量。

T型柱的制作,考虑到T型柱焊接的变形,采取使两个T型柱组成H型后再进行焊接,严格控制了焊接变形,大大提高了产品的质量。

十字柱组立后的焊接采取对称分段退焊,以控制变形。

4.7焊接变形矫正

对于焊后的变形,翼缘变形可以采用翼缘矫正机进行矫正,而十字相交的腹板无法采用矫正机,所以我们在焊接前在十字柱两头用加强筋将十字型腹板连接起来,用外力阻止其变形,焊后去除加强筋,产生的轻度变形用火焰矫正法进行矫正。

根据十字型钢构件焊接变形情况,用火焰和机械矫正两种工艺方法,对构件焊接变形进行矫正处理。

用制作样板,组装后的十字柱端部必须和样板相符,保证组装质量。

对扭曲变形比较严重的,可能要采用门式千斤顶,一边固定,一边用千斤顶.也可以增加尺寸控制的办法,还有加三角板定位,防止焊接变形,每隔2米加角铁撑住。

焊接层数的控制,不能一条焊缝一次性焊完先焊多少,再焊多少,最后盖面。

矫正后构件外形尺寸要求符合设计要求和本标准表规定要求。

按图纸和工艺相关要求严格检查组对尺寸是否正确,十字柱组立后偏差要求如

下:

项目

允许偏差(mm)

图例

测量工具

T型连接的间隙

t<16

1.0

塞尺

t≥16

2.0

对接接头底板错位

t≤16

1.5

角尺

16<t<30

t/10

t≥30

3.0

对接接头的间隙偏差

手工点弧焊

+4.0

0

钢尺、塞尺

埋弧自动焊和气体保护焊

+1.0

0

对接接头的直线度偏差

2.0

钢尺

根部开口间隙偏差

(背部加衬板)

±2.0

钢尺、角尺

焊接组装构件端部偏差

3.0

钢尺

连接板、加劲板

间距或位置偏差

2.0

吊线、钢尺

隔板与梁翼缘的错位量

t1≥t2且t1≤20

t2/2

钢尺、角尺

t1≥t2且t1>20

4.0

t1<t2且t1≤20

t1/4

t1<t2且t1>20

5.0

加劲板或隔板倾斜偏差

2.0

吊线、钢尺

截面高度

h

h≤2000

±2.0

钢尺

h>2000

±3.0

截面宽度b

±2.0

两腹板垂直度Δ

连接处

h/300

且不大于1.5

直角尺

其他处

h/200

且不大于2.5

4.8钻孔工序

4.8.1钻孔采用AMADA生产线上数控三维钻床,平面钻床,摇臂钻等设备。

4.8.2数控批量钻孔时,首件应进行仔细检查,合格后才能继续进行。

4.8.3普通螺栓孔的允许偏差

孔的允许偏差(C级)

项目

允许偏差(mm)

孔直径

0~+1.0

圆度

2.0

垂直度

0.3t且不大于2.0

螺栓孔孔距的允许偏差

同一组任意两孔间距离

≤500

501~1200

1201~3000

>3000

±1.0

±1.5

-

-

相邻两组的端孔间的距离

≤500

501~1200

1201~3000

>3000

±1.5

±2.0

±2.5

±3.0

注:

螺栓孔的允许偏差超过上述规定时,不得采用钢块填塞,可采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。

4.8.4钻孔完成后应将毛刺清理干净。

4.9摩擦面质量要求

摩擦面使用抛丸、喷砂法加工处理,处理后表面呈现金属光泽。

当设计无要求时,应达到Sa2.5的除锈等级。

摩擦面应平整、无油污,孔和板的边缘无飞边、毛刺。

4.10十字柱焊接

十字型柱的十字形焊缝的焊接采用门型埋弧自动焊,加长导电嘴,船形焊位置焊接。

4.10.1根据十字柱焊缝的结构形式,为了控制焊接过程中的变形,要严格遵守焊接顺序,焊接顺序如下:

4.10.2清理焊缝后,焊接整条连续的埋弧焊缝,对焊缝进行二层焊接,每层焊完后,应严格清理层与层之间的焊渣以及焊接缺陷,缺陷处应及时用砂轮打磨或气刨铲除之后进行补焊。

4.10.3层间温度控制在150~200℃范围内,超过200℃应停止焊接,冷却10~20分钟后再进行焊接,以减少变形,焊接过程中应随时检查十字柱的变形情况,可根据情况,利用后续焊接来调整十字柱的变形。

4.10.4清理,冷却,割去引出板及引弧板,并打磨。

4.10.5若发现十字柱存在变形应进行矫正,采用火焰矫正,其温度值应控制在750~900℃之间,同一部位加热矫正不得超过2次,矫正后,应缓慢冷却。

4.10.6对于检出的超差缺陷,用碳弧气刨进行铲除,打磨。

然后用气保焊或手工电弧焊焊后进行清理、打磨;焊接修补详细工艺要求详见《箱型柱通用工艺》中焊缝返修工艺要求。

4.11大组立工序

根据构件编号,和图纸核对无误后,在距端头500mm处相邻两翼缘板打上钢印号,钢印应清晰,明确。

钢印号周围用白色油漆笔划线圈住。

以端铣后的顶面为基准,划线、组装牛腿、筋板等附件,检查合格后方能允许焊接。

按照图纸要求完成焊接。

焊接完成后,将焊渣、飞溅、气孔、焊瘤等焊接缺陷去除干净。

4.12成品检验

焊接十字柱成品尺寸十字柱截面要求见下表

检验合格后做好标记。

项目

允许偏差(mm)

图例

测量工具

柱的高度H

±3.0

钢尺

截面高度

h(b)

连接处

±2.0

非连接处

±3.0

铣平面到第一个安装孔的距离

±1.0

牛腿上表面到柱底距离L1

两牛腿上表面之间的距离L4

±2.0

柱身弯曲矢高

H/1500

且不大于5.0

钢线

钢尺

牛腿的翘曲、扭曲、侧面偏差Δ

L2≤1000

2.0

钢线

线锤

钢尺

L2>1000

3.0

牛腿的长度偏差

±3.0

牛腿孔到柱轴线距离L2

±3.0

端部铣平面

表面粗糙度

0.03mm

检验样板

斜交牛腿的夹角偏差

2.0

角度样板

塞尺

两腹板垂直度Δ

连接处

h/300

且不大于1.5

直角尺

其他处

h/200

且不大于2.5

柱身扭曲a

h/250

且不大于4.0

钢线

线锤

钢尺

腹板中心偏移e

接合部位

1.5

钢尺

其它部位

2.0

柱端面垂直度

端铣面

h/800

且不大于1.0

直角尺

塞尺

非端铣面

h/400

且不大于2.0

腹板局部平面度f/m2

腹板t<14

3.0

1m钢直尺

塞尺

腹板t≥14

2.0

翼缘板垂直度Δ

接合部位

b/100

且不大1.5

直角尺

其它部位

b/100

且不大于3.0

柱脚底板平面度

3.0

直尺

塞尺

柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a

1.5

钢尺

4.13十字柱栓钉焊接

1)栓钉在焊接前应进行焊接工艺评定,根据焊接工艺评定确定栓钉焊工艺,根据规范,栓钉焊后进行弯曲试验检查,检查数量不应小于1%;当用锤击焊钉头,使其弯曲偏离原轴线30°时,焊缝和热影响区不得有肉眼可见的裂纹。

2)栓钉的焊接采用栓钉焊机焊接,按设计要求选用栓钉直径规格。

4.14十字柱抛丸和涂装

1)对在工厂内制作焊接的构件和需现场焊接构件的零部件在出厂前必须根据需要对需抛丸的必须进行抛丸;

2)抛丸除锈必须达到Sa2.5级,其质量等级符合现行国家标准,《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。

3)抛丸和涂装具体工艺要求详见《抛丸、涂装通用技术条件》中抛丸的相关要求。

4.15构件成品的标识

4.15.1在十字钢柱两相邻翼缘板上距柱上端面及距柱下端面各500mm处作柱中构件编号(按照工艺图纸编号)

4.16产品堆放

产品堆放应尽可能堆放在平直不积水的场地,厂内、外堆放都必须整齐、合理、标识明确,必要时做好防雨、雾处理,对接面应得到确实保护。

如下图

5包装运输

5.1、为保证工地正常施工要求特制定以下针对性措施保质保量以完成构件运输。

a、构配件应分类标识打包,各包装体上作好明显标记,零配件应标明名称(使用位置)、数量、生产日期。

运输过程中螺栓、栓钉、焊条、焊丝等材料应有可靠的防潮、防雨措施。

b、钢结构产品中的小件、零件,都用箱装或捆扎,并应有装箱单。

箱体上标明箱号、毛重、净重、构件名称编号等。

c、严格执行中华人民共和国公路法,要求运输单位对参与运输的车辆进行全面检查、检修。

d、在构件安装前10d必须有可靠的配套运输计划,作好运输车辆的调度安排,将雨天等不利因素充分考虑,作好提前准备工作,保证构件按时到达施工现场。

2、装卸与加固

A、钢结构装载与加固的基本要求是必须能够经受正常的汽车运输中所产生的各种力的作用,以便保证钢结构在运输的全过程中不致发生移动、滚动、碰撞等情况。

B、钢结构运输应按安装顺序进行配套发运。

C、汽车装载不准超过行驶证中核定的载重量。

D、装载须均衡平稳、捆扎牢固。

E、运输构件时,根据构件规格、重量选用汽车。

大型货运汽车载物高度从地面起不准超过4m,宽度不准超出厢,长度前端不准超出车身,后端不准超出车身2m。

F、钢结构长度未超出车厢后栏板时,不准将栏板放下;超出时,构件、栏板不准遮挡号牌、转向灯、刹车灯等信号灯。

G、加固材料通常使用支架、垫木、三角木(包括钢材制作的)、挡木、方木、铁线、钢丝绳、钢丝绳夹头、紧线器、导链等。

钢丝绳拉牢,形式应为八字形、倒八字形,交叉捆绑或下压式捆绑。

封车加固钢丝绳与其在车底板上投影的夹角一般要接近45o。

 

构件汽车运输示意图

6现场交接及验收

A、交接验收的目的是使到达现场产品的数量、质量达到安装的要求。

B、钢结构产品运抵到现场后进行产品的交接及验收。

材料部负责交接及验收工作。

C、包装散件开箱清点时由双方人员一起进行,必要时请甲方、监理参加。

D、交货时依据“产品发货清单”和图纸逐件清点,核对产品的名称、标记、数量、规格等内容。

没有问题后办理交接手续。

E卸货位置应放于西侧汽车库顶板上,尽量减少二次倒运,防止变形,且车库顶板下部模板支撑牢固。

7钢骨柱安装

7.1安装施工管理组织机构及准备

7.1.1本工程由公司成立项目经理部,对工程进行项目管理,人员组成如下:

 

7.1.2技术准备

由总包现场测量人员给定标高及轴线,并标画再现场砼面及钢筋上,配合垂直度检查。

施工前必须熟悉图纸,做好图纸会审工程。

做好安全技术交底工作。

7.1.3现场材料、机具准备

根据图纸的需要,了解各种所需物资的供求情况,及时联系物资,有计划地组织物资进场。

施工机械设备及检测设备

主要施工机具一览表(表一)

现场塔吊

C6015、FFO23B

2

交流电焊机

BX3-500-2

4

运输车

30T

2

气割

2

磁力钻

220V

2

穿孔钢钎

18

4

定扭扳手

2

四方梯

2

钢丝绳

16、18

10

粗麻绳

10

钢结构工程施工检测器具一览表(表二)

序号

检测器具名称

规格型号

单位

数量

备注

1

水准仪

K-240

1

2

经纬仪

J6E

1

3

磁性水平尺

L=1000mm

2

4

50m卷尺

2

5

吊锤

4

6

塞尺

2

7

墨斗

1

8

探伤仪

CTS-8002

1

7.2钢骨柱在总工序中工艺流程

绑扎墙柱梁钢筋、安装钢柱柱脚埋件→浇筑墙柱梁混凝土→清理校正地脚螺栓和凿毛砼面→安装型钢柱→柱脚灌浆→安装墙、柱钢筋→安装墙、柱模板→浇筑竖向结构混凝土→拆除竖向结构模板→安装水平结构模板→安装梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→接上一层安装型钢柱

FO23B塔吊安装AZ7-1和AZ7-2钢柱。

C6015安装AZ8-1、AZ8-2、AZ8-3、AZ-2钢柱,恰好满足施工要求。

7.3安装钢柱柱脚埋件

7.3.1地脚螺栓预埋

首节柱采用地脚螺栓固定,柱底标高以螺母调整。

如下图:

7.3.1.1轴线确定

将轴线按规定弹在横梁钢筋上,采取预先制作偏角度定位面板,在此基础上初步确定地脚螺栓的位置,对梁筋做局部的间距调整,达到螺栓能顺利通过梁筋。

7.3.1.2、定位箍筋位置确定

定位箍筋是用来辅助固定地脚螺栓的,根据砼浇注顶面标高和柱脚底板标高来确定其位置,箍筋高出砼浇注顶面50mm为宜。

7.3.1.3、箍筋定位

箍筋标高确定后,将箍筋点焊在柱箍筋上,并根据螺栓的位置再加焊2根辅助定位箍筋,箍筋应保持水平,不得倾斜。

7.3.1.4、定位法兰盘就位

箍筋定位后,将定位板法兰盘放置在箍筋上,检查其位置,否则再做局部调整。

7.3.1.5、地脚螺栓就位

将地脚螺栓插入地板钢筋中,并套入上方的定位法兰盘,根据给出的轴线位置来确定螺栓位置。

此时应确定螺栓露出砼面的长度。

地脚螺栓法兰盘上刻画的“十”字线和钢筋上投测的理论“十”字中心线完全吻合,地脚镙栓中心线方向上架设2台经纬仪,准确指挥地脚螺栓的安装就位;利用水准仪指挥调整地脚螺栓的高度。

重复上述过程,直至地脚镙栓的平面位置及及高程都达到规范要求为止。

7.3.1.6、地脚螺栓的最终定位

螺栓位置初步确定后,经纬仪找准轴线,无误后将法兰盘与箍筋点焊,并将螺栓底部用4根钢筋连成整体。

砼浇注前将上部螺栓丝扣抹黄油后包裹保护起来。

7.3.1.7跟踪测量

混凝土浇筑时测量工跟踪测量地脚螺栓移动偏差。

一旦发现偏差超标的立刻进行校正,直至符合规范要求。

在钢柱吊装前,必须对已完成施工的预埋螺栓的轴线间距进行认真核查、验收。

对超过规范、不合格者,要提请有关方会同解决;对弯曲变形的地脚螺栓,要进行校正;已损伤的丝扣用钣牙进行修理,并对所有的螺栓予以保护。

7.3.1.8柱基础轴线确定

清除砼灰渣,去掉原定位法兰盘,设立桩基础定位轴线,要用红色油漆明显标示准确的“+”字轴线,以确保与钢柱轴线吻合。

7.4钢柱安装

7.4.1、安装前准备

(1)、柱子底段安装前,必须基础复测合格,基础复测的内容包括钢柱网定位轴线和标高、地脚螺栓伸出长度和直径等进行复测,做好测量记录。

建筑物定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓的允许偏差。

在钢柱吊装前,必须对已完成施工的预埋螺栓的轴线间距进行认真核查、验收。

对超过规范、不合格者,要提请有关方会同解决;对弯曲变形的地脚螺栓,要进行校正;已损伤的丝扣用钣牙进行修理,并对所有的螺栓予以保护。

(2)、在柱身上标记十字中心线、垂直度检测线、标高检测线等。

垂直度检测线应标记至少三个相互垂直的柱面,标高检测线应以柱顶刨平面为基准,在柱身上适当位置标记测量点,便于安装时进行复测。

在柱中心线附近增加一个方向标记,如下图。

(3)、钢丝绳及卡环选择

根据图纸最大构件重量为2.8t选用6*37+FC、直径20mm、纤维芯、公称抗拉强度为69MPa钢丝绳,最小破断拉力总和P破=69×1.226=84KN4根绳吊装,每根钢丝绳的长度为3m。

吊装使用10t卡环4个。

钢丝绳计算[P]=P破×α/K

=84×0.82÷6

=11.5KN>2.8÷4(4个吊点)÷cos11°(角度因素详见下图)×9.8

=6.99KN(按照最大受力考虑),满足要求。

为防止翼板边缘割断钢丝绳,翼板边缘采用钢丝绳套胶管的办法防护如图。

 

 

(4)、柱基础轴线确定

吊装前对钢柱的编号、长度、截面尺寸、螺栓孔位置、标高点、中心线、节点板表面质量等进行全面检测,符合设计图纸及规范要求后,方可进行安装,

附属设施的安装。

应将操作平台、钢爬梯、溜绳、安全大绳、防坠器等设备机具安装在柱身上。

用钢丝刷对毛刺、飞边、油污、泥土等进行清理。

7.4.2、底节柱安装、调整及临时固定

钢柱吊装前先在柱子上安装等长的钢挂梯,钢柱安装完成后拆除。

钢柱立起后,按照先调标高、再调整位移、后调整垂直度的次序进行三项调整措施。

柱标高调整采用螺母结合垫铁调整法,如图:

 

钢柱用垫铁组配合螺母调整,并把柱四角垫实。

垫铁规格按照下列方法计算;

A=K×100×(Q1+Q2)/R

式中:

A——垫铁总承力面积;

K——安全系数,可采用1.5~3.0,(本方案按照

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