单层工业厂房结构预制吊装课程设计

土木工程系课程设计题目：单层工业厂房结构预制吊装工程专业班级：土木124学生：指导老师：张鹏老师二O一六年一月目录第一章编制说明………………………………………………………1第二章工程概况………………………………………………………1（一）结构特点……………………………………………………1（二）施工条件……………………………………………………2（三）施工地点……………………………………………………2第三章吊装前的准备…………………………………………………3第四章主要构件重量表………………………………………………4第五章选择起重机及工作参数计算…………………………………5（一）柱子起重参数计算…………………………………………5（二）屋架起重参数计算…………………………………………6（三）屋面板起重参数计算………………………………………6第六章构件预制及平面布置与起重机开行路线……………………8（一）钢筋混凝土构件的预制……………………………………8（二）构件平面布置及起重机开行路线…………………………15第七章结构吊装验算…………………………………………………17（一）预制柱的吊装验算…………………………………………17（二）屋架吊装验算………………………………………………20第八章主要技术措施和安全注意事项………………………………23（一）质量保证措施………………………………………………23（二）安全保证措施………………………………………………23（三）文明施工措施………………………………………………26第九章施工总平面布置………………………………………………27（一）设计的内容…………………………………………………27（二）设计的依据…………………………………………………28（三）设计的原则…………………………………………………28第十章施工总进度计划………………………………………………28附图某车间预制构件平面布置图施工总平面布置图某厂房预制吊装工作项目计划横道图第1页共29页第一章编制说明土木工程施工是土木工程专业中重要的专业课程之一，我们通过对该课程系统的学习，掌握了许多有关土木工程施工课本上最基本的理论知识，掌握了土木工程施工中常用的施工技术和施工方法，单位工程施工组织设计及施工组织总设计的编辑步奏、方法，具有初步解决土木工程施工技术和施工组织设计问题的能力。本次设计任务是单层工业厂房结构预制吊装设计。单层工业厂房预制吊装主要构件有柱、吊车梁、屋架、薄腹梁、天窗架、屋面板等。柱、屋架、薄腹梁等大型构件由土建施工单位在现场就地预制，屋面板、天窗架、吊车梁等小型构件由土建施工单位的加工厂预制加工并组织供应。第二章工程概况（一）结构特点工具车间为装配式钢筋砼单层高低两跨带天沟工业厂房（附图），主要承重构建采用装配式钢筋砼工字形柱，柱距6M，高跨为18M预应力拱形屋架，低跨为15M薄腹屋面梁，1.5×6M预应力大型屋面板，18M跨有预应力T形吊车梁，现浇钢筋砼杯形基础。第2页共29页（a）厂房平面图（b）厂房1-1剖面图（二）施工条件（1）施工准备工作情况：“三通一平”已经做到。基础工程也完成并达到安装强度，水电由厂内供应，公路亦与附近公路干线接通，厂内道路可供施工使用。（2）物资技术供应情况：该工程的结构吊装由土建施工单位分包给省机械化施工公司承担。柱子、屋架等大型构件由土建施工单位在现场就地预制。屋面板、天窗架、吊车梁等小型构建由土建施工单位的加工厂预制加工并组织供应（运距10公里）。地方性材料土建公司供应，三大材料由厂方提供，辅助临时用工经市政府批准由当地劳动服务公司按计划提供。（3）起重机械供应情况：完成该工程所需起重机械，按计划省机械化施工公司均能保证提供，满足施工需要。设计时根据施工方案选用。（4）施工期限：结构预制、吊装是单层工业厂房施工的主导工程，严重地影响着工厂的试车生产，故这部分的工期限在一个半月内完成，从6月1日开始，每月按25天计算工期。（三）施工地点某市郊区。第3页共29页第三章吊装前的准备吊装前的准备工作，包括场地清理与道路的铺设、临时水电管线的敷设，吊具和锁具的配备，构件的运输、堆放、拼装与加固，构件弹线、编号及基础抄平等准备，都直接影响到施工进度和吊装质量。1、平整场地和道路铺设在起重机进场前，应做好“三通一平”工作，即水通、电通、道路通及场地平整。并做好现场的排水工作，确保道路坚实，以利后面起重机的吊装。运输道路应有足够的路面宽度和转弯半径。2、构件的运输与堆放在预制厂或现场之外集中制作的构件，吊装前要运至吊装最佳地点就位，避免二次搬运。可根据构件的尺寸、重量、结构受力特点，选择合理的运输工具，通常采用载重汽车和平板拖车。运输中必须保证构件不开裂、不变形，因此，运输时要固定牢靠，支撑合理，掌握好行车速度。运输时的构件混凝土强度，如设计无要求不应低于设计强度的75％。不论车上运输或卸车堆放，其垫点和吊点都应按设计要求进行。叠放构件之间的垫木要在同一条垂直线上。3、构件的拼装大跨度屋架，多在预制厂分成几块预制，运至现场后再进行拼装时，要保证构件的外形几何尺寸准确，上下弦均在一个平面上，不断裂、无旁弯，保证连接质量。4、吊装前对构件的质量检查在吊装之前应对构件进行一次全面检查，复查构件的制作尺寸是否存在偏差，预埋件尺寸、位置是否准确；构件是否存在裂痕和变形，混凝土强度是否达到设计要求（如无要求，是否达到设计强度的75％）。预应力混凝土构件孔道灌浆的强度是否已达到了15MPa。只有达到了以上的规范要求，方可进行吊装，以确保工程质量及吊装工作的顺序进行。5、构件的弹线与编号第4页共29页为了使构件吊装时便于对位、校正，必须在构件上标注几何中心线作为吊装准线。具体要求如下：（1）柱子：应在柱身的三面弹出其几何中心线，此线应与柱基础杯口上的中心向相吻合。对于工字形截面柱，除弹出几何中心线外，尚应在其翼缘部分弹一条与中心线相平行的线，以避免校正时产生观测视差。此外，在柱顶面和牛腿面上要弹出屋架及吊车梁的吊装准线。（2）屋架：上弦顶面应弹出几何中心线，并从跨中央向两端分别弹出天窗架、屋面板的吊装准线；在屋架的两个端头弹出屋架的吊装准线以便屋架安装对位与校正。（3）吊车梁：应在两端面及顶面弹出吊装中心线。在对构件弹线的同时，尚应按图纸将构件逐个编号，应标注在统一的位置，对不易区分上下左右的构件，应在构件上标明记号。6、杯型基础的准备杯型基础准备主要包括基础定位轴线和基底抄平。先复查杯口的尺寸，然后利用经纬仪根据柱网轴线在杯口顶面上标出十字交叉的柱子吊装中心线，作为吊装柱子的对位及校正准线。基底抄平即将基底标高调整到统一的高度，可根据安装后牛腿面的标高计算出基底的统一高度，并用水泥砂浆或细石混凝土将杯底调整到这一统一高度。7、构件的临时加固构件起吊时的绑扎位置往往与正常使用时的支撑位置不同，所以构件的内力将产生变化。受压的构件可能会变为受拉，因此在吊装前应进行吊装内力的验算，必要时应采取临时的加固措施。第四章主要构件重量表项次跨度轴线构件名称及编号构件数量构件质量（t）构件长度（m）安装标高1○A～○B～○A、○B、○C柱第5页共29页○C○B、○C○A1/A～2/A1/B～2/BYZB、CYZAYZ1/A、2/AYZ1/B、2/B2010444.371.643.673.679.66.57.6211.85-0.90-0.90-0.86-1.352○B～○C拱形屋架（18M）104.2617.9+8.703○A～○B薄腹屋面梁(15M)107.3014.95+5.604○B～○C○1～○10吊车梁182.135.95+5.705○B～○C○A～○B○1～○10○1～○10天窗架天窗架1010116.3986.398+10.861+6.6966○B～○C○A～○B屋面板屋面板110901.231.2366第五章选择起重机及工作参数计算选用W1-100型履带式起重机进行构件吊装（一）柱子采用斜吊绑扎法吊装（见图3）YZA起升荷载：Q=Q1+Q2=1.64+0.2=1.84(t)起升高度：H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+*6.5+2.0=6.63(m)YZB、C起升荷载:Q=Q1+Q2=4.37+0.2=4.57（t）起升高度:H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+5.9+2.0=8.20（m）YZ1/A、2/A起升荷载;Q=Q1+Q2=3.67+0.2=3.87（t）起升高度;H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+*7.62+2.0=7.38(m)YZ1/B、2/B起升荷载:Q=Q1+Q2=3.67+0.2=3.87(t)起升高度:H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+*11.85+2.0=10.2(m)第6页共29页（二）屋架采用两点绑扎法计算（见图4）拱形屋架起升荷载:Q=Q1+Q2=4.26+0.2=4.56（t）起升高度:H=h1+h2+h3+h4=（8.7+0.3）+0.3+2.45+3.0=14.75(m)薄腹屋面梁起升荷载:Q=Q1+Q2=7.3+0.2=7.5（t）起升高度:H=h1+h2+h3+h4=(5.6+0.3)+0.3+0.745+3.0=9.945（m）（三）屋面板当吊装高跨跨中屋面板时（见图5）起升荷载:Q=Q1+Q2=1.23+0.2=1.43（t）起升高度:H=h1+h2+h3+h4=11.725+0.3+0.24+2.5=14.765（m）所需最小起重臂长度时的起重倾角按下式计算：α==6.53137.13.0425.11arctan3°代入下式可得最小起重臂长：)(20.19°6.53cos13°6.53sin7.13.0425.11αcosαsinmgqhL图3柱起重高度计算简图（尺寸单位：mm）图4屋架起重高度计算简图（尺寸单位：mm）第7页共29页经查表拟选用W1-100起重机，采用23m长得起重臂，并取起重倾角α=55°代入下式可得工作幅度为：14.49(m)°55cos231.3αcosLFR根据L=23m及R=14.49m,查起重机工作性能曲线表可得起重量Q=2.3t1.43t,起重高度H=17.3m14.765m。这说明选择起重臂长L=23m，起重倾角α=55°可以满足吊装跨中屋面板的需要。其吊装工作参数见表5-1。第8页共29页上图为：图5屋面板吊装工作参数计算简图及高跨屋面板的排放布置图（尺寸单位：mm）再以所选定的23m长起重臂及α=55°倾角用作图法来复核一下能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求。在上图中，以最边缘一块屋面板的中心K为圆心，以R=14.49m为半径画弧，交起重机开行路线于O1点。O1点即为起重机吊装边缘一块屋面板的停机位置。用比例尺量得KQ1=3.8m。过KQ1按比例作2-2剖面。从2-2剖面可以看出，所选起重臂及起重倾角可以满足吊装要求。起重机在吊装屋面板时，首先立于O1点，吊装边缘几块屋面板，然后逐步后退，最后立于O点吊装跨中几块屋面板。根据以上对于高跨各种构件吊装工作参数的计算，经综合考虑之后，确定选用23m长度的起重臂，并查起重机工作性能曲线表，列出表2-2。从表中计算所需工作参数与23m起重臂实际工作参数对比，可以看出选用具有23m长度起重臂的履带式起重机Wi-100是可以完成结构吊装任务的。某冶炼厂工具车间结构吊装工作参数表表5-1第六章构件预制及平面布置与起重机开行路线（一）钢筋混凝土构件的预制由施工条件可知，本工程中柱子、屋架等大型构件需由施工单位在现场就地第9页共29页预制，且屋架采用后张法孔道灌浆的方式施加预应力。1、模板工程(1)、对柱底模要求：首先对预制柱加工区域地面用打夯机将表面压实。用刮板对柱底模地面进行刮平，误差控制在20mm以内。（2）、预制柱加工区域压实、找平后，浇筑5000mm宽、100mm厚C20砼，由测量人员投放标高、挂线，人工用刮板将砼表面刮平，复测平面每2米一点，最大差值不大于5mm。（3）、为保证底面光滑，在底模上铺一层1