成都理工施工课程设计

施工组织设计计算书

1、工程概况

    某工厂车间，柱网尺寸6米，建筑总长为108米，宽42米，设有一道伸缩缝，采用装备式钢筋混凝土排架结构，共两跨。低跨柱顶标高为8.40米，跨度为18米，配有5T桁车，轻轨标高6米。高跨柱顶标高为11.10米，跨宽为24米，配有10T桁车，轻轨标高8.4米，高跨设有天窗架。

1、建筑平面及剖面图见图1.

2、柱子采用预制钢筋混凝土工字形断面柱，混凝土为C30，见图2.

3、采用T形断面钢筋混凝土吊车梁及预应力大型屋面板。

4、屋架采用预应力混凝土梯形屋架，混凝土为C40，见图2.

5、采用普通钢筋混凝土地基梁和连系梁。

2、施工条件

1、施工现场已“三通一平”，基础工程已完；施工现场土质为粘土，其地基承载力为200kpa。

2、施工单位有两台起重设备使用，一台为W1-100，另一台为W1-200，其起重性能见附录一。

3、结构构件的制作：要求柱、屋架在现场预制，其余构件如吊车梁、连系梁，大型屋面板及地基梁等可在距现场5公里处的构件厂制作，采用汽车运至现场。

4、施工现场所需人力、材料及设备均可按设计需要给予满足。

5、工期：主体结构安装，其施工工期定为2015年7月-8月，共一个多月，施工期间最热月平均气温29.3℃，极端最高气温40℃。

3、课程设计内容及要求

施工方案的拟定和施工方法的选择：

（1）本设计题号：

（2）柱的平面布置为：单浇

（3）安装柱的开始位置为：低跨右

（4）柱的起吊方法为：旋转法

（5）低跨屋架就位方式为：异侧就位

（6）屋架平面布置方式为：斜向布置

1、计算工程量：按分部分项工程名称，依构件实际体积建立计算式。

工程计量表格如下所示：

工程量清单

（1）柱

柱分为牛腿柱和抗风柱，都在现场预制后吊装，安装的开始位置位于低跨左。由于地基承载力为200kPa，牛腿柱和抗风柱均采用单浇，C轴线列柱跨外预制，A与B轴线列柱跨内预制，1和20轴线列柱均在跨外预制。柱采用一点绑扎，用三点共弧原理以旋转法吊装。柱对位后复核柱脚与杯口中心线是否对准，然后打紧楔块，使之临时固定；校正时，先用两台经纬仪从柱的相邻两边检查柱的中心线是否垂直，校正方法可用螺旋千斤顶进行斜顶或平顶，或利用钢管支撑进行斜顶等方法。校正后立即进行最后固定，在柱脚与杯口的空隙中浇筑细石混凝土并振捣密实。浇筑应分两次进行，第一次浇至楔块底面，待混凝土强度达到25%设计强度后，拔出楔块，第二次浇筑细石混凝土至杯口顶面。

（2）梁

包括吊车梁、地基梁、联系梁，都在场外预制后以汽车运输至施工现场。安装时采用两点绑扎，对称起吊。吊车梁的校正应在厂房结构固定后进行，校正内容主要为垂直度和平面位置。垂直度校正用铅垂检查，用斜垫铁纠正偏差，其垂直度允许偏差为5mm；平面位置的校正包括直线度和跨距两项，校正方法有拉钢丝法和仪器放线法。校正完毕后，用电弧焊将预埋件焊牢，并在吊车梁与柱的空隙处浇筑细石混凝土。

(3)屋架

屋架在现场平卧单浇，布置方式为斜向布置，低跨屋架就位方式为异侧就位。跨度在15m以上，采用4点绑扎，绑扎点应在上弦节点或其附近，翻身扶直屋架时，采用正向扶直，吊索与水平线的夹角不宜小于60°，吊装时不宜小于45°。

采用单机起吊，先将屋架吊离地面500mm左右，然后吊至吊装位置的下方后再升钩将屋架吊至高于柱顶300mm左右，将屋架再缓缓降至柱顶，进行对位并立即进行临时固定，然后方能脱钩。第一榀屋架的临时固定用4根缆风绳从两面拉牢，其余各榀屋架可用屋架校正器以前一根屋架为依托进行和临时固定。再用经纬仪检查屋架竖向偏差，校正垂直后，用电焊固定，应在屋架两端的不同侧同时施焊，以防因焊缝收缩而导致屋架倾斜。

⑷大型屋面板

大型屋面板是在场外预制后以汽车运至施工现场，采用单浇。屋面板吊装时应由两边檐口对称地逐块调向屋脊，有利于屋架稳定，受力均匀，屋面板有预埋吊环，采用一钩多吊。就位后，立即与屋架上弦焊牢，除最后一块只能焊两点外，每块应焊三点。

⑸天窗架

本方案采用单独吊装法，吊装时待天窗架两侧屋面板吊装后进行，并且用圆木进行临时固定。

3、起重机械的选择验算

（1）起重机类型的选择：

起重机采用履带式起重机

（2）起重机型号的选择：

根据分件吊装法的特点，计算工作参数，选择合适的起重机型号。

吊装柱子时的起重机的选择：

I.吊装高跨柱子时起重机的选择：

因为B轴线的柱最重，所以选择B轴线柱进行计算（C30混凝土容重为24KN/m3）

（B轴线柱重Q1=8.45t,h=12.40m）。

B轴线柱重Q1=V×γ+ M   故：Q1=（3.40×24）/10+0.29=8.45 t

起重量    Q=Q1+Q2=8.45+0.4=8.85t。

起重高度  H1=h1+h2+h3=12.4+0.3+1.5=14.4m

现初选用W1—200型履带式起重机，起重杆长用30m，查该起重机的性能表可得，当起重量Q=12.1t＞8.85t时，相应其最大起重半径R=12m，起重高度H=25.4m＞14.4m，满足吊装柱子的条件。由此选用W1—200型履带式起重机，臂长用30m，在起重半径不大于14m且不小于最小起重半径8m处吊装柱子。选择起重半径9m。

II.吊装低跨柱子时起重机的选择：

低跨柱重Q1=V×γ+ M 故：Q1=（1.95×24）/10+0.23=4.91 t，h=9.7m

起重量 Q=Q1+Q2=4.91+0.4=5.31t

起重高度 H1=h1+h2+h3=9.7+0.3+1.5=11.5m

现初选用W1—100型履带式起重机，起重杆长用25m，查该起重机的性能表可得，当起重量Q=7.2t＞5.31t时，相应其最大起重半径R=7m，起重高度H=19m＞11.5m，满足吊装柱子的条件。由此选用W1—100型履带式起重机，臂长用25m，在起重半径7m处吊装柱子。

②吊装屋架时起重机的选择

I.18m预应力预应力折线形屋架，屋架重Q′1=5.35t,屋架中间高度h3=2.80m。

起重量          Q=Q1+Q2=5.35+0.4=5.39t

起重高度：   H2=h1+ h2+ h3+ h4=8.40+0.3+2.80+3=11.5m

现初选用W1—100型履带式起重机，起重杆长用25m，查该起重机的性能表可得，当起重量Q′=7.2t＞5.39t时，起重高度H2=19m＞11.5m，满足吊装屋架的条件，相应其起重半径R=7m。由此选用W1—100型履带式起重机，臂长25m，选择起重半径为7m。

II.24m预应力折线形屋架，屋架重Q′1=10.6t,屋架中间高度h3=3.35m。

起重量          Q=Q1+Q2=10.6+0.4=11.0t

起重高度：   H2=h1+ h2+ h3+ h4=11.1+0.3+3.35+3=17.95m

现初选用W1—200型履带式起重机，起重杆长用30m，查该起重机的性能表可得，当起重量Q′=12.1t＞11.0t时，起重高度H2=24.5m＞17.95m，满足吊装屋架的条件，相应其起重半径R=12m。由此选用W1—200型履带式起重机，臂长30m，在起重半径不大于12m且不小于最小起重半径8m处吊装屋架。选择起重半径为10m。

③吊装屋面板时起重机的选择

屋架与屋面板采用同一台履带式起重机进行吊装作业，现吊装屋架选用W1—200型履带式起重机，臂长用30m。验算吊装屋面板时，是否满足吊装条件。

大型屋面板重     Q〞1=1.20t  h=0.25m

起重量       Q〞=Q〞1+Q〞2=1.2+0.3=1.4 t

高跨起重高度：  H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =14.65+0.3+0.25+2.0=17.20m

低跨起重高度：  H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =11.45+0.3+0.25+2.0=14.00m

求最小起重杆时的起重仰角：

取59°

求最小起重杆长度

取Lmin=24m

现选用W1—200型履带式起重机，起重杆长用30m ＞24m，满足条件。当起重仰角α=59°时，可得起重半径：

R = F + L×cosα= 1.6 + 30×cos59°=17.05m取18m

根据L=30m及R=18m，查该起重机性能表可得：Q〞=6.1t＞1.4t；H3=22.4m＞17.40m。因此选用W1—200型履带式起重机，臂长30m，起重仰角α=59°，起重半径约18m时，亦能吊装屋面板。

4、主要技术组织措施

牛腿柱吊装、校正、固定、浇筑混凝土后，应达强度的75%后才可进行吊车梁及屋架的吊装。此时需要在混凝土中掺入外加剂。在混凝土中加入木质素磺酸钙（M型）和3%VO配成的复合剂，可以使混凝土头两天强度提高82%；或参入早强剂三乙醇胺，掺量占水泥重的0.05%，则3~5天可达设计强度的70%，从而使柱脚混凝土浇筑完毕，尽早进行吊车梁的吊装，以免出现窝工。

5、劳动量计算。

（1）牛腿柱吊装综合定额，劳动量计算：

A轴柱重：4.91＜5t,     PA=35根/台班

B轴柱重：8.45＜11t，   PB=24根/台班

C轴柱重: 6.99＜8t,     PC=29根/台班 

综合产量定额：60/（20/35+20/24+20/29）=28.65根/台班

劳动量（台班数）=60/28.65 =2.09台班

每天人数：28.65/2.09=13.07人   取13人

     需要天数：2.5天

（2）牛腿柱校正综合定额，劳动量计算

A轴柱重：4.91＜5t,     劳动定额0.21/33

劳动量   20×0.21=4.2工日  

每天人数：一个小组20/35=0.57 4.2/0.57=7.4   取9人

需要天数：5天

B轴线柱  8.45t<11t   劳动定额0.41/17

劳动量   20×0.41=8.2工日

每天人数: 一个小组20/24=0.83   8.2/0.83=9.9  取10人

需要天数：9天

C轴线柱  6.99<8t   劳动定额0.29/24

劳动量   20×0.29=5.8工日20/29=0.69台班  5.8/0.69=8.4人   取9人

每天人数：9人

需要天数：6天

（3）牛腿柱固定浇筑综合定额，劳动量计算

牛腿柱：定额=33根/台班   

劳动量=60/33= 1.81台班  60*0.303=18.18工日   

每天人数：18.18/1.81=10人 至少12人     取12人

需要天数：2天

（4）抗风柱吊装、校正、浇筑综合定额，劳动量计算

抗风柱重 4.96t＜5t

吊装：P=35根/台班   劳动量=10/35=0.3台班    10*0.21=2.1工日

校正：P=0.21工日    劳动量=10/33=0.303台班  10×0.21=2.1工日

浇筑：P=33根/台班   劳动量=10/33=0.3台班    10*0.303=3.03工日

2.1/0.3=7人   取7人    2.1/0.303=7人   取7人   3.03/0.3=10.1人   取12人    

每天人数：26人

需要天数：1天

（5）柱子安拆模板综合定额，劳动量计算   柱：P=17.4根/台班    

     60*0.576=34.56工日  劳动量=60/17.4=3.45台班   34.56/3.45=10人  

     每天人数：10人

     需要天数：3.5天

（6）吊车梁、基础梁吊装综合定额，劳动量计算

吊车梁： 4.42t＜6t， P1 =32根/台班

72*0.25=18工日    72/32=2.25台班    18/2.25=8人     取8人

基础梁： 1.67t＜2t， P2 =73根/台班

6.8*0.096=0.65工日  6.8/73=0.09台班 0.65/0.09=7.2人  取7人    

综合产量定额：（72+68）/（72/32+68/73）=44根/台班

劳动量=140/44=3.18台班

每天人数：15人

需要天数：3.5天

（7）吊车梁校正综合定额，劳动量计算

校正P=0.28工日    

劳动量=0.28×72=20.16工日   72/18=4台班    20.16/4=5.04人

每天人数：5人

需要天数：0.5天

（8）吊车梁、基础梁固定浇筑混凝土综合定额，劳动量计算

吊车梁：P1=50根/台班   

劳动量：72*0.2=14.4工日  72/50=1.44台班   14.4/1.44=6.4人   取12人   

基础梁：P2=90根/台班

劳动量：68*0.111=7.55工日 68/90=0.76台班  7.55/0.76=9.9人      取12人

综合产量定额：（68+72）/（72/50+68/90）= 63.76根/台班

劳动量=140/63.76=2.19台班

每天人数：24人

需要天数：2.5天

（9）吊车梁、基础梁拆模板综合定额，劳动量计算

吊车梁：P1=24.3根/台班    

劳动量：72*0.411=29.59工日  72/24.3=2.96台班    29.59/2,96=10人   取12人

基础梁：P2=48.5根/台班

劳动量：68*0.206=14.008工日 68/48.5=1.4台班    14.008/1.4=10人    取12人

综合产量定额：（68+72）/(72/24.3+68/48.5)=32.07根/台班

劳动量=140/32.07=4.36台班

每天人数：24人

需要天数：5天

（10）屋架翻身就位综合定额，劳动量计算

AB跨：PAB=18榀/台班        

劳动量：20*0.556=11.12工日  20/18=1.11台班  11.12/1.11=10人  取10人

BC跨：PBC=14榀/台班

劳动量：20*0.714=14.28工日  20/14=1.43台班  14.28/1.43=10人  取10人

综合产量定额：  40/（20/18+20/14）=15.75榀/台班

劳动量=40/15.75=2.54台班

每天人数：20人

需要天数：3天

（11）屋盖吊装综合定额，劳动量计算

AB跨：PAB=3.9间/台班       

     劳动量：18*4.62=83.16工日  18/3.9=4.62台班   83.16/4.62=18人

     BC跨：PBC=2.3间/台班

     劳动量：18*7.83=140.94工日 18/2.3=7.83台班   140.94/7.83=18人

综合产量定额：36/（18/3.9+18/2.3）=2.间/台班

劳动量=36/2.=12.45台班

每天人数：36人

需要天数：13天

（12）编制劳动量计量表

劳动量计量表

（1）柱子的平面布置及吊装柱子时起重机的开进路线：

柱子的吊装用旋转法。由于柱子是采用单浇，并且起重机开行路线到柱基中线距离a的值不大于其中起重半径13.84m，也不宜太靠近基坑边，以免起重机产生失稳，故选起重机沿着跨边距杯口中心于7.5m处开行，起重机停放一点，吊装一根柱子。起重机停机点应在柱子吊点，杯形基础中心点，柱脚中心点三点所形成的圆弧圆心上。起重机的起重半径为8.5m。在构件平面布置图上，柱子采用斜向布置，起重机在低跨左的跨外首先沿着A轴线距离基础中心7.5m处开行，吊装A轴柱子，然后进入B轴线吊装柱子，最后转入C轴线吊装柱子。同时柱的临时固定，柱的校正，柱的最后固定等作业紧紧跟上，这样完成了第一次的开行的吊装工作。

（2）屋架的平面布置，扶直，就为及吊装开行路线

    由于混凝土达到设计强度的75%，故不能立即吊装吊车梁，因此先开行一次扶直，就为屋架，以便以后屋架吊装，屋架在车间跨内用4榀单浇预制,屋架两端留有足够的抽管和穿筋所需场地。起重机在吊装完柱子之后，可利用柱与基础节点的养护期进行屋架的扶直和就位。屋架扶直就位时起重机在跨中开行，就位是根据屋架吊装位置，低跨屋架就位采用沿柱边异侧就位。这样可以减少屋架的临时支撑，稳定性好。屋架扶直为正向扶直。起重机可沿AB跨从20轴线开始屋架扶直就位，然后转向BC跨从1轴线到20轴线方向前进，这样就完成了第二次开行

（3）吊车梁，地基梁平面布置及吊装时起重机开行路线

    屋架扶直就位安装完成后，即可进行吊车梁，地基梁的吊装。吊装吊车梁，地基梁时，起重机在跨中开行。起重机可以从AB跨从20轴线开始屋架扶直就位，然后转向BC轴从1轴线向20轴线方向开行，这样完成了第三次开行的吊装工作。

（4）吊装屋架和大型屋面板时起重机的开行路线：

    当吊车梁，地基梁吊装完成后，用汽车式起重机将大型屋面板沿柱边纵向堆放。随后用W1-200型履带式起重机在BC跨中开行，从20轴开始节点吊装屋架，屋面板及屋面支撑等，当BC跨屋架，屋面板等构件吊装完成后，随即转入AB跨仍在跨中开行，从1轴线开始一直到20轴线，这样起重机完成了第四次吊装工作。

  最后，履带式起重机在车间两端吊装10根挡风柱，这样就完成了整个车间的吊装任务。

  综上：

  第一次开行，吊装全部牛腿柱，并校正和最后固定。

  第二次开行，屋架扶直就位。

7、吊装工程的施工进度

8、绘制施工平面图

（1）按比例尺寸绘制现场预制构件布置位置。

（2）绘制构件（柱，屋架）安装时就位布置图。

（3）标出起重机的开行路线及停机点位置。

参考文献

1、《课程设计指导书》；

2、单层工业厂房吊装工程施工设计实例；

3、《土木工程施工》孙震主编