
江西理工大学应用科学学院土木工程教研室
一、课程设计的目的:
课程设计是高等学校学生在校学习专业课得一个重要环节,也是学生综合运用所学知识解决实际问题和钻研的好时机。《建筑施工》课程设计是专业教学的一个重要环节,通过本设计,使学生对《建筑施工》书本知识进行一次全面的、系统的综合运用,进而对所学知识加深理解、巩固和融会贯通。课程实际在教学上的要求是:
• 培养综合运用所学知识、解决实际问题的工作能力;
• 系统巩固并提高基础理论课与专业知识;
• 掌握单层工业厂房结构吊装的计算方法及施工进度计划的绘制;
• 了解各种构件吊装间的有机联系;
• 提高与加强设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能。
二、弄清该工程的结构特点:
主要包括各种构件(柱子、屋架、屋面梁、屋面板、吊车梁及基础)采用的形式、尺寸,熟悉工程平面图和各构件的预制模板图。
三、弄清该工程的施工条件:
搞清楚哪些工作已作好,哪些工作需要在设计过程中解决。主要对物资技术供应情况(构件供应、起重机械供应等)和施工期限的要求要清楚。
四、明确该工程设计要求:
就是该任务书的最终成果(见设计任务书),其中,起重机开行路线图包括吊装柱的开行路线、屋架扶直就位开行路线、吊车梁连系梁就位开行路线、吊车梁连系梁吊装开行路线及屋盖吊装开心路线各路线图。
五、关于构件的计算:
(一)、计算工程量:
1、支模和浇混凝土
1)模板面积
根据实际每种构件(柱子、屋架)的支模方式及任务书中给出的各构件的尺寸计算模板的面积,在此,对每种构件预制时在地面上是如何放置要搞清楚。
2)模板体积
根据任务书中每种构件的尺寸计算各构件的体积,亦即各构件混凝土的数量。
(二)、计算各种构件的劳动量:
在计算劳动量之前,根据上面所计算的模板面积和体积列出各 构件数目统计表。
Ⅰ、构件预制阶段:
1)柱子
a、支模:根据所计算的该构件的模板面积和任务书中的劳动定额来计算该构件该施工过程的劳动量(单位:工日);
b、扎筋:根据所计算的该构件的模板体积及含钢量计算出该构件的钢筋总量,然后根据任务书中的劳动定额计算该构件该施工过程的劳动量(单位:工日);
c、浇混凝土:根据所计算的混凝土体积(模板体积)和任务书中的劳动定额即可计算出该构件该施工过程的劳动量(单位:工日)。
2)屋架
其计算方法同柱子的计算方法,同样包含三个施工过程。
3)吊车梁、薄腹屋面梁
其计算方法同柱子。
Ⅱ、吊装阶段:
1)柱子吊装
根据任务书车间平面图中该构件的数量和劳动定额即可计算出吊装该构件的劳动量(单位:台班);
2)吊车梁吊装
其计算方法同柱子吊装;
3)拱形屋架、薄腹屋面梁吊装
采用天窗架分开吊装时,根据任务书中平面图中该构件的榀数和劳动定额即可计算出吊装该构件的劳动量(单位:台班);若采用综合吊装,则根据平面图找出该平面图的节间数,然后根据劳动定额同样可计算出吊装该构件的劳动量(单位:台班)。
(三)、计算各种构件的各施工过程的时间:
根据上面所计算的每种构件的劳动量,查找任务书表2中相应的劳动组织(即所需要的人数)即可计算出每一施工过程所需要的时间。
(四)、绘制结构吊装进度计划:
根据上面所计算出的各施工过程的时间,按一定的施工顺序组织施工,在这里,可按构件组织施工,也可按施工过程组织施工。当某一段可以组织流水施工时,尽量组织成流水施工以缩短工期。
六、施工方案:
(一)、确定各种构件的吊装方法及吊装顺序:
1)吊装方法
在分件吊装和综合吊装两种方法中选择一种,也可将两种方法结合起来。对于柱子和梁可采用分件吊装法,对于屋盖可采用综合吊装法。
2)吊装顺序
根据所选择的吊装方法确定吊装顺序。这个顺序包括构件的预制和吊装先后次序。比如,可采用吊装顺序:柱子及屋架预制→吊装柱子→屋架、吊车梁、连系梁及基础梁就位→吊装吊车梁、连系梁及基础梁→吊装屋架及屋面板。
(二)、根据任务书进行起重机的选择和工作参数的计算:
1)起重机的选择
根据厂房的跨度、柱距、构件重量及施工现场条件和当地现有的起重设备选择合适的起重机。在这里,只有W1-100型履带式起重机可选,但还要选则起重机工作时的起重臂长。
2)工作参数的计算
主要计算柱子、屋架和天窗架三种构件。
a、柱子:采用斜吊绑扎法
起升荷载 Q=Q1+Q2
Q1—构件重量;
Q2—索具重量,取2KN;
起升高度 H=h1+h2+h3+h4
h1—吊装支座表面高度;
h2—吊装间隙;
h3—绑扎点至构件吊起后底面的距离;
h4—索具高度,吊装柱时取2.0m;
b、屋架:采用两点绑扎法
起升荷载 Q=Q1+Q2
Q1—构件重量;
Q2—索具重量,取2KN;
起升高度 H=h1+h2+h3+h4
h1—吊装支座表面高度,地面至柱安装好后地面的距离;
h2—吊装间隙;
h3—绑扎点至构件吊起后底面的距离;
h4—索具高度,吊屋架时取3.0m;
c、屋面板:吊装高跨跨中屋面板时(此时起升高度最大)
起升荷载 Q=Q1+Q2
Q1—构件重量;
Q2—索具重量,取2KN;
起升高度 H=h1+h2+h3+h4
h1—吊装支座表面高度,地面至屋架安装好后顶面的距离;
h2—吊装间隙;
h3—绑扎点至构件吊起后底面的距离;
h4—索具高度,吊屋面板时索具成;
当起重机吊装高跨跨中屋面板时,起重钩伸过已吊装好的屋架3m,且起重臂轴线与已吊装好的屋架上弦中线的距离必须保持≥1m的水平间隙。据此来计算起重机的最小起重臂长L和起重倾角.
所需最小起重臂长时的起重倾角:
=
h—起重臂底铰至屋架上弦顶面的高度,h=h1-E;
f—起重机需跨过已吊装屋架的距离;
g—起重臂轴线与已吊装好的屋架上弦中线的水平距离,至少取1m;
所需最小起重臂长L:
根据所计算出的数据,并结合履带式起重机的情况,选择某一臂长的起重机。若取定起重倾角,根据公式:
R=F+L·COS
可求得吊装屋面板时的工作幅度R。查任务书中W1—100型履带式起重机的技术性能表(表5),已知L和R时,可得Q和H,检查Q和H是否满足要求。若不满足要求,可调整起重倾角或者选用更长的起重臂。
查起重机的技术性能表,确定出各构件吊装时起重机的工作参数,列成表格如下:
| 构件名称 | 柱子 | 屋架 | 屋面板 | ||||||
| 工作参数 | Q (kN) | H (m) | R (m) | Q (kN) | H (m) | R (m) | Q (kN) | H (m) | R (m) |
| 计算需要值 某臂长工作参数 | |||||||||
(三)、确定构件的平面布置位置和起重机的开行路线:
1)确定构件的平面布置位置
a、柱子的预制位置:采用三点共弧法(斜向布置)
①确定起重机开行路线到柱基中线的距离a。a的最大值不要超过起重机吊装该柱时的最大工作幅度R;a值也不要太小,以免起重机离基坑边太近而失稳;此外还要注意起重机回转时其尾部是否与周围构件相撞。
②确定起重机的停机位置。方法是以吊装柱的的柱基中心M为圆心,所选吊装该柱的工作幅度R为半径,画弧交起重机开行路线于O点,则O点即为起重机的停机位置。
③确定柱在地面上的预制位置。按旋转法的要求,以停机点O为圆心,以工作幅度R为半径画弧,在靠近柱基的弧上选一点K,作为预制时柱脚的位置。又以K为圆心,以柱脚到吊点的距离为半径画弧,两弧相交于S。再以KS为中心线画出柱的外形尺寸,此即为柱的预制位置图。
b、屋架的斜向就位:
①确定起重机吊装屋架时的开行路线及停机位置。起重机吊装屋架时一般沿跨中开行,在图上画出开行路线。然后以欲吊装的某轴线(例如②轴线)的屋架中点M2为圆心,以所选择吊装屋架的工作幅度R为半径画弧交开行路线于O2,O2即为吊②轴线屋架的停机位置。
②确定屋架就位的范围。屋架一般靠柱边就位,但屋架离柱边的净距不小于200mm,并可利用柱作为屋架的临时支撑。这样,可定出屋架就位的外边线P—P。另外,起重机在吊装屋架及屋面板时需要回转,若起重机尾部至回转中心的距离为A,则在距起重机开行路线A+0.5m 的范围内也不宜布置屋架及其他构件。以此画出虚线Q-Q,在P-P及Q-Q两虚线范围内可布置屋架就位。但屋架就位不一定需要这样大,应根据实际需要定出屋架就位的宽度P-Q。
③确定屋架的就位位置。定出屋架就位实际宽度P-Q后,在图上画出P-Q的中线H-H。屋架就位后之中点均在此H-H线上。因此,以吊装②轴线屋架的停机点O2为圆心,以吊屋架的工作幅度R为半径,画弧交H-H于G点,则G点即为②轴线屋架就位之中点。再以G点为圆心,以屋架跨度一半为半径,画弧交P及Q两虚线于E、F两点,连E、F两点即为②轴线屋架就位的位置。其他屋架的就位位置均平行于此屋架,端点相距6m(柱距)。唯有①轴线屋架由于已安装了抗风柱,需要退后至②轴线屋架就位位置附近就位。
2)起重机的开行路线
根据上述预制构件的布置方案,起重机的开行路线及构件的吊装顺序按以下分三次开行吊装:
①第一次开行吊装。吊完全部柱并就位屋架、吊车梁等构件。
起重机自A轴线跨外进场,接一定长的起重臂→沿A轴线自①至⑩吊装A列柱→沿B轴线自⑩至①轴线吊装B列柱→沿C轴线自①至⑩轴线吊装C列柱→沿⑩轴线从2/B至1/A吊装⑩轴线上的四根抗风柱→由⑩轴转至①轴自1/A至2/B吊装①轴线上的四根抗风柱。
屋架、吊车梁等就位。利用已吊装好的柱子在进行校正和最后固定的空隙时间,进行屋架、吊车梁、连系梁的就位工作。
②第二次开行吊装。吊装各种预制梁。
自①至⑩轴线吊装B、C跨的吊车梁、连系梁及柱间支撑→自⑩至①轴线吊装A、B跨的吊车梁、连系梁及柱间支撑。
③第三次开行吊装。吊装完屋盖各种构件。
自①至⑩轴线吊装A、B跨的屋架、屋面支撑及屋面板→自⑩至①轴线吊装B、C跨的屋架、屋面支撑及屋面板→退场并卸去起重臂。
七、整理说明书一份:
要求有一定的质量保证措施和安全保证措施,并对设计过程中采用的各种技术措施加以说明。
