土木工程施工课程设计

《土木工程施工》课程设计设计题目：单层工业厂房施工组织设计一、工程概况及施工条件工程名称：某金工车间工程概况柱距6m,纵长6×15＝90m钢筋混凝土单层工业厂房，内设一台桥式吊车。结构：金工车间为装配式钢筋混凝土单跨、单层厂房（见剖面图）。Q=20t+10.40+7.60-0.30-0.85-1.60-1.80+0.00+13.85AB剖面图L=24m，H=12m三毡四油防水涂冷底子油一道1：3水泥砂浆找平层20mm水泥珍珠岩保温层100mm冷底子油二道预应力大型屋面板素土夯实碎石垫层60mmC20细石混凝土100mm柱平面尺寸，柱长12m构件明细(1)基础：现浇钢筋混凝土杯型基础，基础底面积为4×3m2，主要构件。(2)墙体：240mm红砖墙，外墙面为清水墙，内墙面为原浆沟缝，喷石灰浆二度，门窗为钢门窗。(3)屋面：二道冷底子油隔气层，100mm水泥珍珠岩保温，20mm，水泥砂浆找平，三毡四油防水。(4)地坪：60mm碎石垫层，100mmC20细石混凝土面层，随打随抹压。(5)油漆：门窗均刷浅色二度调和漆。(6)设备基础：最大机床基础为2×3m2，混凝土6m3，基础埋深-1.2m，按4个计算。(7)上下两层窗过梁处设二道钢筋混凝土圈梁，顶上现浇自重式檐板。2、施工条件构件名称单位数量单位重（t）柱（A、B）抗风柱预应力折线屋架吊车梁基础梁大型屋面板根根根根根块3241630301807.88.25.153.621.721.68(1)现场地势平坦，标高-0.5m以上为杂填土，-0.5~-3.0m为亚粘土，颜色从黄褐色到灰黄色。地基承载能力15t/m2。(2)交通运输条件：公路交通较方便，可与室内主要交通路线相通。(3)水电供应条件：可直接从厂区内水电管网中引进，电压、水压足够。(4)预制构件除屋架、柱于现场预制外，其它构件均由构件厂按要求日期供应(5)钢门窗均外购，按要求日期供应。(6)工程材料由公司供应科供应，施工现场只需少量储备。(7)劳动力：公司人事部门按需要调配，施工现场不用安排临时住处。(8)机械设备：公司可供应使用的主要机械有QU系列、W系列、WD系列的履带式起重机；其它中小型机械设备可按需供应。(9)夏季主导风向为东南，最大风力6级，日平均气温20~24℃。（10）设计工期：125天。三、土方量计算1、柱底横截面尺寸为900×500（自定）构件的主要尺寸2、挖方量与填方量计算本基础形式为独立基础，下部铺设垫层，以防止不均匀沉降造成的基础变形。为了防止边坡坍塌，基坑开挖采用放坡开挖，边坡系数为m=B/H=1/4，开挖时基础周围留有250mm宽的支模工作空间，土方量计算如下：（1）柱基坑:基础高度:h1=1.5m垫层高度:h2=0.1m电北水水水水水6m30-60m(自定）10m总平面图金工车间6X15=90mB116A开挖深度:h=h1+h2=1.6m基坑底面积:A1=（3+0.25*2）*（4+0.25*2）=15.75m2基坑顶面积:A2=（3.5+2*1.6/4）*（4.5+2*1.6/4）=22.79m2中截面面积:A0=（3.5+2*0.8/4）*（4.5+2*0.8/4）=19.11m2则：单位基坑挖方量：V1=（A1+A2+4A0）*h/6=30.66m3总挖方量:V挖=V1*36=1103.8m3基础、垫层及柱埋入地下部分的体积：V2=267.2+54+0.7*0.5*1.3*36=337.58m3则：总回填土填方量：V填=V挖—V2=766.22m3（2）设备基坑：计算方法同于柱基坑单位基坑挖方量计算如下：基础埋深:-1.2m基础高度:h1=0.9m垫层高度:h2=0.1m开挖深度:h=h1+h2=1.0m基坑底面积：A1=（2+0.25*2）*（3+0.25*2）=8.75m2基坑顶面积：A2=（2.5+2*1.0/4）*（3.5+2*1.0/4）=12.00m2中截面面积：A0=（2.5+2*0.5/4）*（3.5+2*0.5/4）=10.31m2则：单位基坑挖方量:V1=（A1+A2+4A0）*h/6=10.33m3总挖方量：V挖=V1*4=41.33m33、技术说明（一）挖方工程：由于挖深较浅，遇地下水的可能性较小；若遇地下水，因地基土为杂填土和亚粘土，因此采用明排水的方法，确保干工作面开挖。地面水不可涌入基坑，若基坑顶标高较低，可在基坑两侧简设排水沟，基坑边部与排水沟之间满足一定的坡度要求，一般为0.3%。填方工程：由于填方量较小，因此采用人工回填土。回填土为保证要求密实度，应进行分层铺土与压实。填土过程中若遇非回填土则不用，采用矿土与粘土。（二）基础混凝土施工（1）垫层：为减小基础在基础不均匀沉降作用下引起的破坏程度，应在基础下部设置垫层。垫层厚度为0.1m。（2）基础：为保证结构的稳定性，基础需有良好的受力性与整体性。基础施工相关技术主要包括钢筋绑扎与焊接，混凝土浇注与模板工程等。1）钢筋的绑扎与焊接：钢筋绑扎要注意绑劳，防止漏绑。钢筋的搭接长度应严格按照规范执行。钢筋的焊接方法主要有对焊、电焊、电弧焊、点渣压力焊、气压焊，可根据钢筋的不同作业方式选择不同的焊接方法。2）混凝土的浇筑：混凝土制作在施工场地中进行，混凝土的运输采用手推车。混凝土的浇筑保证混凝土的整体性、密实性、均匀性；由于基础混凝土体积较大，采用分层浇筑法，分层厚度0.3m。为保证浇筑质量，浇筑前应做好准备工作，包括材料、模板和钢筋的检查，并做好技术交底。3）模板工程：由于钢模板属工具式模板，采用现场组装，周转率高、板面平整、不吸水、不漏浆，因此基础工程采用钢模板。四、起重机工作参数的计算及起重机的选择1、柱:索具选用长度为3m,采用斜吊绑扎法起吊。普通柱及抗风柱分别计算如下：普通柱：起重量Q=Q1+Q2=7.8+0.2=8.0t起重高度H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+8.5+3.0=11.8m抗风柱：起重量Q=Q1+Q2=8.2+0.2=8.4t起重高度H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+8.5+3.0=11.8m1h：安装支座表面高度，从停机面算起；2h：安装间隙，一般为0.3m；3h：绑扎点至所吊构件底面的距离；4h：索具高度，视具体情况而定；1Q：构件的质量；2Q：索具的质量,取为0.2t；以下涉及到此类字母含义均与此相同。2、屋架：索具选用长度为6m,吊装方法如下图：起重量：Q=Q1+Q2=5.15+0.2=5.35t起重高度：H=h1+h2+h3+h4=（12+0.3）+0.3+3+6=21.6m3、屋面板：索具选用长度为3m，首先考虑吊装跨中屋面板。起重量：Q=Q1+Q2=1.68+0.2=1.88t起重高度：H=h1+h2+h3+h4=（13.85+0.3）+0.3+0.24+3=17.69m吊装时如下图：起重机吊装跨中屋面板时，起重机钩需伸过已吊装好的屋架3m，且起重臂轴线与已安装好的屋架上弦中线最小水平距离g=1m，据此来计算起重机的最小起重臂长度和起重所需最小起重臂长度时的起重倾角。所需最小起重臂长度时的起重倾角按公式计算：87.55133.13.085.1333arctggfharctg最小起重臂长:mgfhL65.2287.55cos487.55sin3.13.085.13cossin结合QU50起重机的情况，当采用25长的起重臂，并取起重倾角60度时，带入公式可得工作幅度为：mLFR1460cos255.1cos根据L=22.65m及R=14m，查表可得起重量Q、H均符合要求。因此，所选起重机满足屋面板的吊装需要。起重机在吊装屋面板时，首先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。屋面板随吊随运，由于北面空间狭窄，故在南面和跨内布置。布置位置和屋面板位置满足共弧要求。详见CAD图。4、吊车梁：为了减小吊装时产生的负弯矩，应采用如下图的吊装方法，索具长为2m.起重量：Q=Q1+Q2=3.62+0.2=3.82t起升高度：H=h1+h2+h3+h4=（7.6+0.3）+0.3+0.6+2=12.8m5、基础梁：为了减小吊装时产生的负弯矩，采用和吊车梁同样的吊装方法,索具长为2m.起重量:Q=Q1+Q2=1.72+0.2=1.92t起升高度:H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+0.3+2=2.6m结构吊装工作参数表见下表：五、现场预制构件的平面布置与起重机开行路线构件吊装采用分件法吊装。分件吊装法有如下优点：1)能够使构件有充分时间校正；2)构件可以分批进场，供应亦较单一，现场不至拥挤；3)吊具不需经常更换，操作程序基本相同，吊装速度快；4)可根据不同的构件选用不同性能的起重机，能充分发挥机械的效能。这种吊装方法一般多用于单层工业厂房构件的吊装，故这里采用分件吊装法。构件柱抗风柱屋架吊车梁基础梁屋面板吊装工作参数Q(t)H(m)R(m)Q(t)H(m)R(m)Q(t)H(m)R(m)Q(t)H(m)R(m)Q(t)H(m)R(m)Q(t)H(m)R(m)计算所需工作参数8.011.88.411.85.3521.63.8212.81.922.61.8817.691425m起重臂工作参数8.937.5128.937.5127.323.6147.323.6147.323.6144.51918柱与屋架在现场预制，场地平整及杯形基础浇筑后即可进行支模、钢筋绑扎及混凝土的浇筑。由于场地比较拥挤，在车间北面只有3m的空余场地，故B列柱选择在跨内开行吊装，具体布置见构件吊装图。车间南面有60m的空余场地，为了给跨内屋架布置留出空间，故A列柱采用跨外预制，为了节省模板，采用两根叠浇的方法预制，具体布置见构件吊装图。吊装屋面结构时，在跨中开行，由于场地拥挤，且屋架布置要满足抽管要求，故屋架采用正反纵向布置，扶直后布置采用纵向布置，具体布置见构件吊装图。关于各构件的吊装时起重机开行路线、停机点位置见构件吊装的CAD图。(1)A列柱的预制位置A列柱安排在跨外预制。为节约模板，采用两根叠浇制作。柱采用旋转法吊装，每一停机位置吊装两根柱。因此起重机应停在两柱之间，距两柱有相同的工作幅度R，且要求R大于最小工作幅度8.0m，小于最大工作幅度11.0m。这便要求起重机开行路线距A列住中心线的距离应小于22311=10.58m,可取9.6m,这时起重机距A轴线的距离为9.6+0.4=10m。起重机开行路线及停机位置确定之后，便可按旋转法起吊三点共弧原则，定出各柱的预制位置。(2)B列柱的预制位置B列柱在跨内预制。用旋转法吊装，并取起重机开行路线至B轴线的距离为7.0m，采用最小起重半径8m进行吊装，由此可定出起重机吊B列柱的停点位置及B列柱的预制位置，具体布置见CAD图所示。吊装B列柱时起重机开行路线到跨中有9-7=2m。(3)抗风柱的预制位置由于抗风柱在车间两头，且每边只有两根，为避免妨碍交通，将其在跨外预制，吊装时起重机要负荷行走，将其吊装到指定位置。(4)屋架的预制位置屋架以4榀为一叠，共分四叠在跨内预制。由于考虑同侧就位，在确定预制位置之前，应先定出各榀屋架排放的位置，据此来安排屋架预制场地及具体位置。由于场地拥挤，且屋架布置要满足抽管要求，故屋架采用正反纵向布置，扶直后布置采用纵向布置，具体布置见构件吊装图。按照上述的布置方案，起重机的开行路线及构件的安装次序如下：起重机自A轴线跨外进场，自○1至○16先吊装A列柱→跨内沿靠近B轴线自○16至○1吊装B列柱→自○1至○16吊装A、B列吊车梁，基础梁，柱间支撑并扶正屋架→自○16到○1先将○16轴线的两个抗风柱安装就位，再吊装屋架就位，屋面板的吊装与屋架吊装同步进行→离场，在○1轴线外侧吊装剩余两根抗风柱，吊装完毕，最终退场。屋面板、吊车梁，基础梁等构件卸车，排放可选小型起重机械。六、施工进度计划详细进度见施工组织计划图。做此计划时应注意以下几点：1、柱和屋架现场预制，在吊装前要保证柱和屋架已达到一定的强度，这里要求至少十天，只有这样，柱的强度才能达到强