大学体育馆脚手架搭设施工方案

XX总公司优秀施工组织设计、施工方案申报表一、项目基本情况申报单位项目名称申报内容施工方案申报等级一级工程类型公共类建筑面积（或工程总造价）8186万开工时间2006年5月1日竣工时间年月日工程质量情况工程安全情况无事故经济效益情况200万实施兑现率100％工程概况、主要分项工程施工方法、采用哪些新技术、技术创新点、主要经济技术指标、实施情况1、工程概况“东北师范大学体育馆”工程位于吉林省长春市人民大街135号（东北师范大学院内）。总用地面积23426平方米，体育馆建筑总面积22400m2,其中比赛馆面积13500m2,练习馆面积7500m2。该项目设计新颖、造型独特，外部造型采用混凝土倾斜尖劈柱，外围倾斜柱主馆由18.00M～30M高度均匀变化，角度0～20.0度（外双排）、0～15.0度（内双排柱）。主馆尖劈斜柱276根。2、结构体系的确定2.1尖劈柱的特点尖劈柱的特点向外（内）呈渐变倾斜，截面两个方向均在变化，给脚手架模板的支撑体系带来了很大的困难，特点是倾斜和截面，支撑体系既要承担较大的竖向荷载又要承担很大的水平荷载。在整体结构没有形成之前柱结构是一个不稳定体系，在施工期间，不能拆模。靠模板的支撑体系来承担全部荷载。施工要求高，顶点位移控制要求20mm。传统的扣件脚手架的支撑体系在承担竖向荷载时是稳定的体系，在承担水平荷载是一个不稳定的体系，虽然加设一些剪刀撑，但整个体系是不稳定的。是不能承担水平荷载的（或很少）。即使是稳定的，结构的变形也很大。2.2单元特性分析取两个基本计算单元如图1、图2所示：图1基本单元1图2基本单元2通过计算可知：基本单元1的最大内力为1.41，最大水平位移为0.47。基本单元2的最大内力为0.85，最大水平位移为0.18。从这个简单计算可以看出，单元2的最大内力仅是单元1的内力的60%，单元2的最大位移仅是单元1的内力的40%。由此可以看出，单元2的刚度很大，受力合理。结合本工程的特点我们采用空间的格构式支撑体系，来提高整个体系的刚度。如图3所示：图3三维模型3荷载计算作用荷载包括尖劈柱与模板自重荷载、施工活荷载、风荷载等。如：ACD1-1，-1.000m以上长度L=32.989m长。3.1单根钢筋混凝土尖劈柱自重（kN/m）混凝土体积：G1=混凝土自重：3.2模板的自重荷载（kN）考虑柱箍重量G2=0.50×3.500×L=57.731kN（3）脚手架及扣件自重：杆件：g3=0.1491kN/m作业层：g4=0.346kN/m整体拉结：g5=0.119kN/㎡（4）施工荷载3kN/㎡每榀脚手架承担施工线荷载：q1=0.8×3=2.4Kn/m（5）振捣混凝土产生荷载4.0Kn/㎡：垂直柱方向分力：q2v=，由脚手架承担沿柱方向分力：q2h=，由柱自身承担（6）风荷载1）wk=0.7µzµsw==0.7×1×1.3×0.5=0.455kN/㎡2）wk=βzµzµsw=1.83×1×1.3×0.5=1.19kN/㎡取wk=1.19kN/㎡杆间节点作用集中力：GWK=0.8×0.8×1.19=0.76kN3.3脚手架作用力计算3.3.1恒载3.3.1.1混凝土与模板组成恒载设计值：（1）F1=1.2×（G1+G2）=547.637Kn，垂直柱方向分力：，由脚手架承担；沿柱方向分力：，由柱自身承担。脚手架承担的节点作用力：竖向分力：kNLINT731.18.020cos20sin303.187kN610.51420cos637.547kN303.18720sin633.637.5472/368.120sin4mkN2/759.320cos4mkN394531.1567.118.0744.03.067.118.0744.03.03127.03.03127.03.021mLLLkN633.39894531.1525水平分力：3.3.1.2脚手架及扣件自重作用于节点设计值（1）无作业层：1.2×（0.1491×0.8+0.119×0.8×0.8）=0.235kN（2）有作业层：1.2×（（0.1491+0.346）×0.8+0.119×0.8×0.8）=0.567kN3.3.2活载（1）作业层施工荷载：Q1=1.4×2.4=3.36Kn/m（2）振捣混凝土产生荷载4.0Kn/㎡：垂直柱方向分力：Q2=，由脚手架承担。按照4m高度为一个施工作业层，转化为作用在脚手架节点荷载。A、作用于节点水平力（1.4×1.368×sin20=0.655kN/㎡），转为集中力，单位kN：标高3.200以下，0.655×0.37×0.8=0.192标高7.200以下，0.655×0.51×0.8=0.265标高14.200以下，0.655×0.65×0.8=0.338标高15.200以下，0.655×0.79×0.8=0.411标高19.200以下，0.655×0.9×0.8=0.468标高23.200以下，0.655×1.07×0.8=0.556标高27.200以下，0.655×1.21×0.8=0.629标高31.200以下，0.655×1.35×0.8=0.702B、作用于节点竖向力（面载1.4×1.368×cos20=1.800kN/㎡），转为集中力，单位kN：标高3.200以下，1.8×0.37×0.8=0.533标高7.200以下，1.8×0.51×0.8=0.734标高14.200以下，1.8×0.65×0.8=0.936标高15.200以下，1.8×0.79×0.8=1.138标高19.200以下，1.8×0.9×0.8=1.296标高23.200以下，1.8×1.07×0.8=1.541标高27.200以下，1.8×1.21×0.8=1.742标高31.200以下，1.8×1.35×0.8=1.9443.3.3风荷载杆间节点作用集中力：FW=1.4×0.8×0.8×1.19=1.064kN4、内力计算2/368.120sin4mkNkNLINT757.48.020cos20cos303.187利用SAP、ANSYS和结构力学求解器对结构进行二维和三维分析，考虑了两种内力组合（1）不考虑风荷载：1.2恒+1.4活（2）考虑风荷载：1.2恒+0.85X1.4（活+风）4.1整体计算模型4.1.1不考虑风荷载计算结果如图4、5、6、7所示（见施工方案）4.1.2不考虑风荷载计算结果如图8、9、10、11、12所示（见施工方案）5、杆件计算5.1小横杆计算图18小横杆计算简图图19小横杆弯矩图5.2立杆的稳定性计算(1)截面几何特性A－立杆净截面面积（㎝2），A=4.52；i－计算立杆的截面回转半径（㎝），i=1.70W－立杆净截面抵抗矩（㎝3），W＝5.13l0-计算长度（m）k1－计算长度附加系数，1.155u-计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u＝1.5查《规范》附表C得：22/205/189mmNmmNWM71.05.81ilmhkl386.10（2）立杆的稳定性计算不考虑风荷载时：63.61kN考虑风荷载时:71.56kN不满足要求，必须设立双立杆。5.3、扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算R≤Rc式中Rc——扣件抗滑承载力设计值，取8.0KN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。计算中R取小横杆传递的最大荷载，R=3.87KN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求5.4、底座抗压计算不满足要求，必须加设垫板，垫板面积为300*300mm。6、脚手架搭设方案6．1根据东北师大体育馆的外部造型，沿AA轴、AD轴脚手架呈弧形圆滑状布置。向主体外倾斜的脚手架部分，倾斜角度和高度最大的尖劈柱对应立杆考虑向外搭设20m宽，高度随尖劈柱高度，此处尖劈柱反倾斜方向脚手架搭设5m宽；向主体内倾斜的脚手架部分，搭设范围和高度与向外倾斜尖劈柱处脚手架搭设范围对称，详见下页图所示。6．2脚手架的立杆采用800×800mm，步距800mm的搭设方案，考虑到尖劈柱的间距，在正对尖劈柱轴线和两根尖劈柱中间立杆，与轴线方向保持一致，间距在向外发散的过程中逐渐变大，超过1m时，中间增加立杆，使立杆间距保持在800～1000mm之间。6．3脚手架剪刀撑的搭设，架体外侧考虑到挂密目网，沿外侧设全面剪刀撑，沿垂直于AA、AD轴方向每三～五排设全高度剪刀撑，增加架体在该平面内抵抗变形的能力。6．4搭设在素土垫层上的脚手架立杆底加设钢板垫板，并在下部采用50mm厚木跳板平铺，搭设在砼2/2057.192mmNfAN22/56.101.1/158mmNfmmNANcmmNfmmNWMANw/205/2322mkNhlwMMakwk046.0104.185.04.185.02QkkGkGNNNN4.185.0)(2.121QkkGkGNNNN4.1)(2.121上的脚手架扫地杆落地直接与基础受力，增加架体的受力面积，立杆直接坐落在砼地面上。6．5架体的基础，采用C30混凝土浇筑，配Ф8@200双层双向钢筋，增加混凝土整体受力强度，坐落在3.38m层上的脚手架，板底支撑不准拆除，工程完工后随脚手架整体拆除。6．6在尖劈柱倾斜反方向搭设的脚手架为施工用脚手架，施工用脚手架由于高度较大，不能作为简易架子，搭设方法、规格与支撑脚手架相同。6．7脚手架格构柱的搭设，为提高架体的刚度，本方案设计在架体中增设1.5m短钢管搭设而成的格构柱，如下图所示。6．8主馆尖劈柱上部共有4道环梁（包括3.38m环梁），在每道环梁浇筑前预先埋入Ф48钢管300mm长，待主体结构达到一定强度后，将脚手架支撑体系与主体相连接，以确保脚手架整体变形值在允许范围内。东师大体育馆工程尖劈柱已施工完毕，各项技术指标均达到设计要求，为后期钢结构施工打下坚实的基础。该支撑体系通过精确计算、专家论证、实施效果与型钢支撑体系相比节约了钢材，降低了施工成本，提前了工期，取得了很好的经济效益和社会效益，受到业主和监理的一致好评。二、申报单位推荐意见从施工组织设计及方案具有的指导性、技术先进性、降低成本及实施兑现率等方面作出评价该施工组织设计文字简洁，图、文、表并茂，逻辑性强，层次分明。全面、系统地阐述了工程的概况、总体部署、主要施工方法和采取的主要措施等，结构严谨，对工程有较强的指导性和可操作性。本方案采用三维计算技术和详细的计算书论证了方案的可行性、安全性，并且实践也证明了方案的准确性和科学性，实施效果非常显著，符合申报条件，同意推荐申报总公司优秀施工方案一等奖。（单位盖章）年月日东东北北师师范范大大学学体体育育馆馆工程图片尖劈柱全文共55页，点击查看详细资料。