机库大厅钢网架整体提升施工模拟分析.doc

广州XXXXXX维修设施二期工程钢网架整体提升专项方案XXXX建设工程股份有限公司二零一二年八月目 录1工程概况11.1工程概况11.2焊接球种类31.3连接节点大样32整体提升施工技术62.1整体提升施工思路62.2整体提升系统组成72.3整体提升原理82.4液压提升控制102.5计算机同步控制及传感检测系统113整体提升施工方案143.1提升平台设置143.1.1提升平台1设置143.1.2提升平台2设置153.1.3提升平台3设置163.1.4提升平台4设置163.1.5提升平台5设置173.1.6提升平台6设置173.2临时构件设计183.2.1临时杆件位置183.2.2临时杆件规格要求213.2.3下吊点吊具253.3后装构件分布253.4局部杆件替换283.4.1原设计状态下提升分析283.4.2替换杆件对照293.5搭设操作脚手架333.6液压提升设备布置363.7液压提升系统安装383.7.1液压提升设备安装383.7.2钢绞线安装383.7.3设备的检查及调试393.8相关专业配合403.9整体提升施工403.9.1提升前检查403.9.2试提升413.9.3正式提升423.9.4提升就位423.9.5网架杆件补装433.9.6网架分级卸载433.9.7拆除443.9.8其它结构安装444提升组织机构455提升施工模拟分析485.1整体提升工况分析485.1.1网架自身工况分析485.2整体卸载分析535.2.1第一次卸载（卸载10%）535.2.2第二次卸载（卸载20%）545.2.3第三次卸载（卸载40%）555.2.4第四次卸载（卸载80%）565.2.5第五次卸载（卸载100%）565.3提升平台分析575.3.1提升平台1分析575.3.2提升平台2分析595.3.3提升平台3分析615.3.4提升平台4分析635.3.5提升平台5分析655.3.6提升平台6分析675.3.7下吊点吊具分析705.4不同步提升分析725.4.1提升点1不同步校核735.4.2提升点2、16不同步校核745.4.3提升点3、15不同步校核755.4.4提升点4、14不同步校核755.4.5提升点5、13不同步校核765.4.6提升点6、12不同步校核765.4.7提升点7、11不同步校核775.4.8提升点8、10不同步校核775.4.9提升点9不同步校核785.5操作脚手架验算795.6混凝土柱验算895.6.1Z-2b柱校核895.6.2Z-2a柱校核915.6.3Z-2柱校核（提升点4）955.6.4Z-2柱校核（提升点5）985.6.5Z-3柱校核1025.6.6Z-3a柱校核1045.6.7Z-3b柱校核1065.7预埋件验算1096整体提升过程中的监测方案1156.1提升过程的监控1156.2网架提升时的测量监控1156.3网架提升异常时的调整措施1177安全文明施工措施1188应急预案1208.1应急救援组织体系1208.2应急路线1218.3现场设备故障应急预案1228.4意外事故应急预案1238.5防雨防风应急预案1238.6防雷击应急预案123附图一：置换杆件平面图124附图二：提升平台平面图127附图三：下吊点吊具结构平面图144附图四：临时杆件平面图152附图五：预埋件设计图160目录17提升施工模拟分析不同步提升分析前述网架施工验算，是在确保网架同步提升的前提下，对网架进行的受力及变形分析。但网架的提升不会保持绝对的同步，有可能因为提升机械的误差累计，或者是由于各砼柱柱顶存在高差，使得网架不能做到同步提升，当然各提升点存在的同步差是可控、可调整的，一般下各提升点的差值可控制在20mm内。为最大限度确保整体提升过程中的安全，考虑对不同步状态下的网架进行受力分析，以不同步提升点高于其他提升点50mm的状态对网架重新进行验算，验算后部分杆件不满足提升要求，应力比过大，对此部分杆件进行替换后，重新验算，以下为替换杆件后的验算结果。具体详见附件一:（一：下弦杆件替换杆件平面图、二：腹杆替换杆件平面图、三：上弦替换杆件平面图）。其中需要替换杆件红色标出，括号内部为原设计杆件，无括号的为替换杆件。1.1.1 提升点1不同步校核提升点1有两个下吊点，在同步提升时，通过限制提升器的提升压力，使两个下吊点之间的不同步距离控制在15mm以内，现已提升点1自身两侧不同步位移15mm校核和以提升点1整体与其它提升点不同步位移50mm校核。1、提升点1自身两侧不同步位移15mm校核提升点1右侧下吊点不同步应力比图提升点1左侧下吊点不同步应力比图2、提升点1整体与其它提升点不同步校核 更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率左侧360036300.83%右侧360136320.86%提升点反力比较（单位：KN）1.1.2 提升点2、16不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点2108211405.4%提升点16107811446.1%提升点反力比较（单位：KN）1.1.3 提升点3、15不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点3893107320.2%提升0%提升点反力比较（单位：KN）1.1.4 提升点4、14不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点467383424%提升点1467383424%提升点反力比较（单位：KN）1.1.5 提升点5、13不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点534142524.6%提升点1334042424.7%提升点反力比较（单位：KN）1.1.6 提升点6、12不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点636252745.6%提升点1236152545.4%提升点反力比较（单位：KN）1.1.7 提升点7、11不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点757175832.7%提升点1157175832.7%提升点反力比较（单位：KN）1.1.8 提升点8、10不同步校核更换杆件后模型同步Fz不同步Fz变化率提升点8969132937.1%提升点10967132637.1%提升点反力比较（单位：KN）1.1.9 提升点9不同步校核提升点9不同步模型（更换杆件后）提升点9同步Fz不同步Fz变化率左侧1489177819.4%右侧1489177719.3%提升点反力比较（单位：KN）1.2 操作脚手架验算1、参数信息:（1）脚手架参数双排脚手架搭设高度为20m，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的横距为1m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；内排架距离墙长度为0.40m； 大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为483.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.6m，水平间距4.5m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；（2）活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.00kN/m2；脚手架用途:操作脚手架；同时施工层数:1层；（3）风荷载参数本工程地处广东广州市，基本风压0.44kN/m2；风荷载高度变化系数z为1.00，风荷载体型系数s为1.13；脚手架计算中考虑风荷载作用；（4）静荷载参数（5）地基参数地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。2、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。（1）均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m；脚手板的自重标准值:P2=0.31/(2+1)=0.1kN/m；活荷载标准值: Q=21/(2+1)=0.667kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.033+1.20.1=0.16kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.667=0.933kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)（2）强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1，图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:（3）挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.1=0.133kN/m； 活荷载标准值: q2=Q=0.667kN/m；3、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。（1）荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.0331.5=0.05kN；脚手板的自重标准值：P2=0.311.5/(2+1)=0.15kN；活荷载标准值：Q=211.5/(2+1)=1.00kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.05+0.15)+1.41=1.64kN；小横杆计算简图（2）强度验算Mpmax=1.641/3=0.547kN.m ；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.552kN.m；最大应力计算值=M/W=0.552106/4490=122.86N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力=122.86N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求。（3）挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax=50.03310004/(3842.06105107800)=0.02mm；pmax=1199.951000(310002-410002/9)/(722.06105107800)=1.918mm；最大挠度和=qmax+pmax=0.02+1.918=1.937mm；小横杆的最大挠度为1.937mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm,满足要求。4、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(规范5.2.5): RRc其中Rc-扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值:P1=0.0331.52/2=0.05kN；小横杆的自重标准值:P2=0.0331/2=0.017kN；脚手板的自重标准值:P3=0.311.5/2=0.225kN；活荷载标准值:Q=211.5/2=1.5kN；荷载的设计值:R=1.2(0.05+0.017+0.225)+1.41.5=2.45kN；R8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。5、脚手架立杆荷载计算: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/mNG1=0.1248+(1.502/2)0.033/1.8020.00=3.051kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2NG2=0.311.5(1+0.4)/2=0.315kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3=0.1511.5/2=0.112kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005kN/m2NG4=0.0051.520=0.15kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.628kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=211.51/2=1.5kN；风荷载标准值按照以下公式计算其中Wo-基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Wo=0.44kN/m2； Uz-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：Uz=1； Us-风荷载体型系数：取值为1.128；经计算得到，风荷载标准值Wk=0.70.4411.128=0.347kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.23.628+1.41.5=6.454kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.851.4NQ=1.23.628+0.851.41.5=6.139kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为Mw=0.851.4WkLah2/10=0.8501.40.3471.51.82/10=0.201kN.m；5、立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴向压力设计值：N=6.454kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得：k=1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得：=1.5；计算长度,由公式lo=kh确定：l0=3.118m；长细比Lo/i=196；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i的计算结果查表得到：=0.188；立杆净截面面积：A =4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f=205N/mm2；=6454/(0.188424)=80.969N/mm2；立杆稳定性计算=80.969N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式立杆的轴心压力设计值：N=6.139kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得：=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=196；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i的结果查表得到：=0.188立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2；=6139.2/(0.188424)+200929.196/4490=121.768N/mm2；立杆稳定性计算=121.768N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。6、最大搭设高度的计算: 按规范5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K=NG2+NG3+NG4=0.578kN；活荷载标准值：NQ=1.5kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk=0.125kN/m；Hs=0.1884.2410-4205103-(1.20.578+1.41.5)/(1.20.125)=90.464m；按规范5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H=90.464/(1+0.00190.464)=82.96m；H=82.96和50比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值H=50m。脚手架单立杆搭设高度为20m，小于H，满足要求。按规范5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为：NG2K=NG2+N