合肥国际创新展示馆钢结构工程施工组织设计

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合肥国际创新展示馆钢结构工程施工组织设计

3.14d2/4=3.14×24×24×500÷4=226.1KN

所以,螺栓满足施工要求。

在对接接头和T形接头中,计算公式按照以下公式进行验算,

Q345B,一级焊缝,=295N/mm2

CJT495-2016标准下载=13800÷(365×20)+38600000×365÷2(20×3653÷12)=86.9N/mm2

剪应力==309600÷20÷365=42.4N/mm2

组合应力===113.8N/mm2<1.1=324.5N/mm2

通过计算15米长圆管柱在与地面成50度角度时满足临时安装要求,现对20米长圆管柱在同等条件下安装进行计算。

倾斜圆管柱最大管径为D=0.7m,最大长度为L=20m,最大重量为G=40KN,

钢柱与大地垂直面最大夹角为40度。

b=117mm(耳板螺栓群形心到焊缝边),h=0.17(耳板螺栓群形心到钢柱对接的垂直面的距离)

耳板有效焊缝长度H=365mm,耳板厚度t=20mm,连接夹板t0=18mm;

M24,10.9s级螺栓,连接板和耳板都为Q345B,=510N/mm2(按普通螺栓),=310N/mm2,=500N/mm2

Q345B,一级焊缝,=295N/mm2

主要由风荷载、自重以及施工荷载

基本风压力ω0=0.3KN/m2(安徽市10年一遇的)

高度系数μz=2.30。

高度z处风振系数βz=2.7

风荷载体型系数μs=1

风荷载标准值:ωk=ω0βzμzμs=0.3×2.7×2.30×1=1.863KN/m2

钢柱迎风面积S=DL=0.7×20=14m2

风荷载ω=ωkS=1.863×14=26.1KN

②产生施工荷载,主要是施工人员安装时产生的,荷载很小,

①风荷载ω(LX)=1.4×26.1=36.6KN

②施工荷载很小,一般恒载取组合系数为1.2

自重产生的荷载为N=1.2×G=1.2×40=48KN

M1=ω(LX)L/2(cos40°)=36.6×10×0.766=284KN·m

b、柱子自重产生(含施工荷载)的弯矩

M2=N×L/2(Sin40°)=40×10×0.643=257.2KN·m

M=M1+M2=284+257.2=541.2KN·m

②V=ω(LX)=36.6KN

V板=V÷2=36.6÷2=18.3KN

N板=N÷4+M÷(D+2b)=12+579.5=591.5KN

V栓=V/2=18.3KN

M栓=V栓×h=18.3×0.17=3.2KN·m

N栓=N÷4+M÷(D+2b)=6.5+303.1=591.5KN

V缝=N÷4+M÷(D+2b)=6.5+303.1=591.5KN

M缝=V缝×b+V栓×h=591.5×0.117+18.3×0.17=75.5KN·m

N缝=V/2=18.3KN

8、分别对连接板、螺栓及焊缝进行验算

压应力=124.5

组合应力==124.7<295(设计标准值)

②螺栓验算(按普通螺栓计算方法进行验算)

M24,10.9s级螺栓,连接板和耳板都为Q345B,=510N/mm2(按普通螺栓),=310N/mm2,,=500N/mm2

V竖=[N÷4+M÷(D+2b)]/6=591.5KN/6=98.6KN

最大水平剪力V水平=36.6/6=6.2KN

弯矩引起的剪力V(40°)=M栓/h/4=3.2/0.17/2=9.2KN

单个螺栓抵抗最大剪力=nv3.14d2/4=2×3.14×24×24×310/4=280KN

=99.8KN<=280KN,

6×24×20×510=1468.8KN>591.5KN,

单个螺栓最大拉力=6.2+9.2=15.4KN

3.14d2/4=3.14×24×24×500÷4=226.1KN

所以,螺栓满足施工要求。

在对接接头和T形接头中,计算公式按照以下公式进行验算,

Q345B,一级焊缝,=295N/mm2

=18300÷(365×20)+75500000×365÷2(20×3653÷12)=172.5N/mm2

剪应力==591500÷20÷365=81.1N/mm2

组合应力===222.5N/mm2<1.1=324.5N/mm2

以上结果显示,对于现场安装的倾斜角度50度,长度在20米的圆管柱构件仅通过四个耳板完全连接受力,钢柱暂不安装相应钢梁,地面7~8级风气候条件下能满足钢柱稳定。那么现场安装过程中出现的构件倾斜度大于50度并且长度小于20米或者两者中有一者在其范围内,使用此次计算中满足要求的耳板和连接板进行现场安装能满足钢柱稳定性要求。同时构件制作中对节点处进行了加强措施,这样进一步增加了吊装施工的安全性。所以,此临时连接满足施工要求。

合肥国际创新馆项目中倾斜钢柱安装需设置支撑胎架,根据支撑高度不同现设计四种形式胎架进行支撑,经过查阅相关规范并计算均满足要求。计算如下:

1、高度在10m及10m以下的支撑,选用H350X350X12X19型钢,计算时取最不利长度L=10m,同时在2/3处即高度在7米处设三向[16a槽钢斜撑,两者焊接连接。根据现场实际安装情况,每一分段最大重量为4吨,与地面倾斜角度最大为80度,转换为垂直方向和水平方向并考虑放大系数取垂直方向轴心压力N=50KN,在水平方向受水平力F=50KN。

(1)截面积和构件几何性质计算:

通过截面特性计算软件可得相关几何性质如下图:

=Fl=50KN×3m=150KN·m

<,取==78.47<[]=120=120

则:=<210

通过计算该胎架满足10米高度及以内圆管柱支撑。

(1)截面积和构件几何性质计算:

通过截面特性计算软件可得相关几何性质如下图:

=Fl=50KN×4m=200KN·m

<,取==83.42<[]=120=120

则:=<210

(1)截面积和构件几何性质计算:

通过截面特性计算软件可得单个H300X300X10X15型钢和[16a槽钢相关几何性质如下图:

双拼后截面几何性质计算如下:

=Fl=50KN×7m=350KN·m

缀条为[16a,上下两平面缀条总面积

<,取==99.6<[]=120=120

则:=<210

=2.25+36.22=38.45<210

对格构胎架进行有限元分析,杆件最大水平位移19.805mm,应力比均小于0.5,胎架强度、刚度、稳定性满足安装需要。

合肥国际创新展示馆项目中倾斜圆管柱用独立型钢支撑,圆管柱倾斜最大角度为80°,单根构件最大重量为50kN,支撑高度为8m,由于独立支撑拉设揽风绳和水平连续梁,支撑底板几乎无弯矩无剪力,只有压力。底板混凝土强度为C30。

3.1计算依据的规范和规程

3.2材料、几何数据及荷载

混凝土等级:C30;抗压强度fc=14.3MPa;抗拉强度ft=1.43MPa

锚筋类型:HPB235;强度设计值fy=210MPa

钢材类型:Q235;强度设计值f=215MPa

锚板荷载:轴力N=64.6kN;弯矩M=0;剪力Q=0;

锚筋采用HPB235钢筋,锚筋直径20;锚筋长度:300;水平方向锚筋数:2;垂直方向锚筋数:2;锚筋面积:1256.64,锚筋中心至锚板边缘水平距离:75,垂直距离:75;锚筋长度:300;锚筋平段长度:

单个胎架根据高度确定自重的最不利荷载为182.12*8*10/1000=14.6kN。

根据坡道角度,计算可得混凝土坡道上于估计安装支撑胎架的预埋件压力荷载的共同作用(图1),其值分别为:

现场预埋件详图见下图,锚筋材质为Q235。

轴力N=64.6(kN)≥0,埋件受法向拉力,计算公式如下:

As=V/αrαvfy+N/0.8αbfy+M/1.3αrαbfyZ

=0*1e3/(1*0.626282*210)+64.6*1e3/(0.8*0.8*210)+0*1e6/(1.3*1*0.8*210*250)

=480.655≤As=1256.64

As=N/0.8αbfy+M/0.4αrαbfyZ

=64.6*1e3/(0.8*0.8*210)+0*1e6/(0.4*1*0.8*210*250)

=480.655≤As=1256.64

根据构造要求对预埋件进行验算,均满足要求。

土法吊装最大重量为50kN,以及滑轮组等的重量为10kN。吊环形式如下:

搭接长度为120mm,采用双面角焊缝,,钢材为Q235B,手工焊,焊条为E43型。

焊缝只承受剪力:V=(50+10)/2=30kN

焊缝承受的最大剪力=306.4kN>60kN

则构件在运用此吊环土法吊装时焊缝强度满足要求。

4.2混凝土抗拉强度验算:

顶板混凝土为C30ft=1.43

倒置的U型环,侧面混凝土受拉,上部混凝土受压,

则整个倒置U型环所能承受的拉力

同时混凝土中夹有受力钢筋,进一步增加了混凝土的受压能力和抗拉性能,安全系数将会更高。

则顶板上的整个土法吊装设计均满足强度要求。

在整个吊装过程中吊耳受力形式有两种:

1)构件吊耳朝上时,直接起吊;

2)构件吊耳与地面平行,需要翻转后才能起吊。如下图所示:

吊耳焊缝为双面坡口部分熔透对接焊缝,吊耳板厚度d=20mm,,,焊缝根据规定本工程吊耳情况按照角焊缝计算。其中圆管柱构件最重为50kN,且每根构件设置两个吊点。

5.1构件吊耳朝上,直接起吊时:

5.2吊耳面板与地面平行:此时焊缝承受剪力,此时取F=,得焊缝受力为:

M=Fe=50×0.1=5·m

则吊耳在此情况下满足吊装要求。

综上所述:该工程吊耳设计满足吊装要求,安全系数在2.0以上

第六节中庭混凝土楼板承载力验算

6.1楼板等效均布荷载验算

中庭顶板厚度为300mm,顶板上设有一定的措施胎架,胎架大部分位于混凝土楼板梁上,该胎架对顶板施压的范围如下图:

中庭区域胎架定位示意图

一部分胎架位于中庭梁上,其中最不利的片区为Taijia48与Taijia39所在的小三角形内

通过cad计算得面积为A=14

取单个胎架在承受圆管柱重量下对混凝土楼板说施加的压力N=60

则该区域混凝土在胎架支撑圆管柱后,等效均布荷载为

其中为深圳设计院提供的300厚混凝土顶板设计的均布活荷载值。

则中庭顶板在胎架措施安装并起到临时支撑作用下满足该楼面活荷载设计规定。

6.2混凝土冲切承载力验算:

顶板混凝土等级为C30,,胎架埋件板尺寸为400×400×16,

则Fl≤(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0

系数η,应按下列两个公式计算毕节市中心城区城乡规划管理技术规定(2019年版).pdf,并取其中较小值: 

σpc,m=1.0N/mm2

um=(400+255)×4=2620mm

则取η=η1=0.98

(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0=(0.7×0.98×1.43+0.15×1.0)×1×2620×255=755.61>Fl=60

DB34/T 2978.1-2017标准下载则胎架下方混凝土的冲切承载力满足要求。

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