钢结构屋面现场施工方案.docx

现场施工方案
第一节：现场施工总体顺序

第二节：拼装胎架的安装
1、拼装胎架计算
一）、计算分部
胎架计算分为钢梁的强度计算；钢柱压弯计算；钢梁与钢柱连接的焊缝计算。且在计算时考虑在钢梁下0.25m地方搭设支撑对钢梁的影响因素。
二）、钢梁计算
[ 基本信息 ]
左支座固定 右支座自由
跨号 跨长(m) 截面名称
1 0.500 双轴对称焊接工字钢:xh=I16(型号) xh=I16 t=12 d=8 b=200 h=200
[ 计算结果 ]
跨号: 1
左 中 右
上部弯矩(kN-m): 3.9981 0.0995 0.0000
下部弯矩(kN-m): 0.0000 0.0000 0.0000
剪 力(kN ): 15.9924 15.1962 0.0000
[容许安全系数]
侧向稳定性安全系数： 1.00000
抗弯强度安全系数： 1.00000
抗剪强度安全系数： 1.00000
[最小安全系数]
跨号 侧向稳定 抗弯强度 抗剪强度 安全状态
1 23.640 24.822 10.787 安全
[各跨截面几何特性]
跨号 面 积 惯性矩Ix 抵抗矩WxA 抵抗矩WxB 回转半径ix 惯性矩Iy 抵抗矩WyA 抵抗矩WyB 回转半径iy 面积矩Sx γx1 γx2
(cm2) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm3)
1 62.08 4610.49 461.05 461.05 8.62 1600.75 160.08 160.08 5.08 256.58 1.05 1.05
注：WxA—截面上部对x轴的抵抗矩；
WxB—截面下部对x轴的抵抗矩。
WyA—截面左侧对y轴的抵抗矩。
WyB—截面右侧对y轴的抵抗矩。
γx1—截面上部的塑性发展系数。
γx2—截面下部的塑性发展系数。
[各跨材料特性]
跨号 抗拉强度 抗压强度 抗弯强度 抗剪强度 屈服强度 弹性模量
(N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2)
1 205.00 205.00 205.00 120.00 225.00 206000

三）、钢柱压弯计算
1 输入数据
1.1 基本输入数据
构件材料特性
材料名称:Q235-B
设计强度:205.00(N/mm2)
屈服强度:225.00(N/mm2)
截面特性
截面名称:双轴对称焊接工字钢:b=200(mm)
翼缘板宽度[3d≤b≤40t]:200 (mm)
腹板厚度[(h-2t)/40≤d≤b/3]:8 (mm)
翼缘板厚度[b/40≤t]:12 (mm)
截面高度[4t≤h≤(40d+2t)]:200 (mm)
缀件类型:
构件高度:4.000(m)
容许强度安全系数:1.00
容许稳定性安全系数:1.00

1.2 荷载信息
恒载分项系数:1.20
活载分项系数:1.40
是否考虑自重:考虑
轴向恒载标准值: 0.000(kN)
轴向活载标准值: 10.000(kN)
偏 心 距Ex: 30.0(cm)
偏 心 距Ey: 0.0(cm)
1.3 连接信息
连接方式:普通连接
截面是否被削弱:否
1.4 端部约束信息
X-Z平面内顶部约束类型:固定
X-Z平面内底部约束类型:固定
X-Z平面内计算长度系数:0.65
Y-Z平面内顶部约束类型:简支
Y-Z平面内底部约束类型:简支
Y-Z平面内计算长度系数:1.00
2 中间结果
2.1 截面几何特性
面积:62.08(cm2)
惯性矩Ix:4610.49(cm4)
抵抗矩Wx:461.05(cm3)
回转半径ix:8.62(cm)
惯性矩Iy:1600.75(cm4)
抵抗矩Wy:160.08(cm3)
回转半径iy:5.08(cm)
塑性发展系数γx1:1.05
塑性发展系数γy1:1.20
塑性发展系数γx2:1.05
塑性发展系数γy2:1.20

2.2 材料特性
抗拉强度:205.00(N/mm2)
抗压强度:205.00(N/mm2)
抗弯强度:205.00(N/mm2)
抗剪强度:120.00(N/mm2)
屈服强度:225.00(N/mm2)
密度:7850.00(kg/m3)

2.3 稳定信息
绕Y轴屈曲时最小稳定性安全系数:8.09
绕X轴屈曲时最小稳定性安全系数:7.01
绕Y轴屈曲时最大稳定性安全系数:8.26
绕X轴屈曲时最大稳定性安全系数:7.12
绕Y轴屈曲时最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:4.000(m)
绕X轴屈曲时最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:4.000(m)
绕Y轴屈曲时最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)
绕X轴屈曲时最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)
绕X轴弯曲时的轴心受压构件截面分类（按受压特性）:b类
绕Y轴弯曲时的轴心受压构件截面分类（按受压特性）:c类
绕X轴弯曲时的稳定系数:0.88
绕Y轴弯曲时的稳定系数:0.77
绕X轴弯曲时的长细比λ:46.42
绕Y轴弯曲时的长细比λ:51.20
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_X:1.00
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_XA:1.00
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_XB:1.00
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_Y:1.00
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_YA:1.00
按《建筑钢结构设计手册》P174表3-2-24计算的φb_YB:1.00

2.4 强度信息
最大强度安全系数:8.50
最小强度安全系数:8.37
最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:0.000(m)
最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:4.000(m)
计算荷载:16.34kN
受力状态:绕Y轴单弯
3 分析结果

绕X轴弯曲时的最小整体稳定性安全系数:8.09
该截面距离构件顶端:4.000(m)

绕Y轴弯曲时的最小整体稳定性安全系数:7.01
该截面距离构件顶端:4.000(m)

最小强度安全系数:8.37
该截面距离构件顶端:4.000(m)

构件安全状态:稳定满足要求，强度满足要求。
四）、钢梁钢柱连接处焊缝计算
1.控制参数
连接类型:弯矩、轴力、剪力共同作用下的工字形连接（角焊缝）:t1=10(mm)
焊接方法:手工焊
焊条型号:E43
焊件材料:3号钢第1组
焊缝等级:一级
焊缝类型:角焊缝
是否采用引弧板:是

2.材料强度(N/mm2)
焊件抗压强度:215.0
焊件抗拉强度:215.0
焊件抗弯强度:215.0
焊件抗剪强度:125.0

焊缝抗压强度:215.0
焊缝抗拉强度:215.0
焊缝抗弯强度:215.0
焊缝抗剪强度:125.0

3.基本参数
翼缘宽度w=200.0(mm)
翼缘厚度t=12.0(mm)
腹板宽度tw=8.0(mm)
截面高度h=500.0(mm)
焊件厚度t1=10.0(mm)
翼缘焊缝焊角尺寸hf1=6.0(mm)
腹板焊缝焊角尺寸hf2=6.0(mm)
荷载设计值产生的弯矩M=3.0(kN-m)
荷载设计值产生的轴力N=0.0(kN)
荷载设计值产生的剪力V=12.0(kN)

4.分析结果
翼缘有效宽度w1=200.0(mm)
正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22

4.1 上部分析结果
翼缘外侧由N 引起的应力σ=0.0(N/mm2)
翼缘外侧由M 引起的应力σ=2.3(N/mm2)
翼缘外侧由N+M 引起的应力σ=2.3(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)
翼缘内侧由N 引起的应力σ=0.0(N/mm2)
翼缘内侧由M 引起的应力σ=2.2(N/mm2)
翼缘内侧由V 引起的应力τ=3.0(N/mm2)
翼缘内侧由N+M 引起的应力σ=2.2(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)
翼缘内侧由N+M+V 引起的折算应力σ=3.7(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)

4.2 下部分析结果
翼缘外侧由N 引起的应力σ=0.0(N/mm2)
翼缘外侧由M 引起的应力σ=-2.3(N/mm2)
翼缘外侧由N+M 引起的应力σ=2.3(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)
翼缘内侧由N 引起的应力σ=0.0(N/mm2)
翼缘内侧由M 引起的应力σ=-2.2(N/mm2)
翼缘内侧由V 引起的应力τ=3.0(N/mm2)
翼缘内侧由N+M 引起的应力σ=2.2(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)
翼缘内侧由N+M+V 引起的折算应力σ=3.7(N/mm2)≤ffw=215.0(N/mm2)
附：焊缝设置应符合《钢结构设计规范》构造要求。

2、拼装胎架搭设
一）拼装胎架使用材料明细表
使用部位：下面垫板 规格：热轧H300×300×10×15 使用量 8m*10根
使用部位：牛腿用 规格：热轧H200×200×8×12 使用量20m
使用部位：斜支撑 规格：20号槽钢 使用量50米
使用部位：支柱斜撑 规格：角钢∠63×10根 使用量150米
使用部位：立柱 规格：热轧H200×200×8×12 使用量120米
使用部位：连接用 规格：热轧H150×150×7×10 使用量100米
使用部位：平面拼装两榀管桁架 规格：热轧H200×200×8×12使用量100米
钢板 -20 N=2m²
钢板 -16 N=2m²
钢板 -10 N=2m²

二）拼装胎架搭设步骤

拼装胎架示意图

第一步：进行底部钢梁的铺设

第二步搭设支撑架

第三步：对搭设完成的支撑架进行校正

支撑架大样图

第四步：根据构件特性在支撑架上放样

第五步：对胎架进行再次加固且依据构件放线在胎架上设置构件拼装定位板
第三节：钢架的拼装
1、钢架的拼装及焊前校正

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

第五步：

第六步：

第七步：

第八步：
2、钢架的焊接

第四节：钢架吊装
1、钢架吊点设置分析及吊装机械选择
根据计算需要的吊装条件为：起吊重量为11T，吊车幅度为16m，起吊高度为26m，吊车臂长为32m。

2、钢结构吊装工艺
按下节的吊装状态分析，采用四点起吊方式。

第五节：钢索张拉
1）预应力钢索张拉前标定张拉设备
张拉设备采用相应的千斤顶和配套油泵。根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对千斤顶、油泵进行标定。实际使用时，由此标定曲线上找到控制张拉力值相对应的值，并将其打在相应的泵顶标牌上，以方便操作和查验。
2）张拉控制应力
根据设计要求的预应力钢索张拉控制应力取值。
3）张拉工装
根据张拉端节点形式设计张拉工装如下图所示：

4）预应力钢索张拉采用双控，即预应力钢索的拉力、变形值及钢结构变形。预应力钢索张拉完成后，应立即测量校对。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，并采取措施后，再继续张拉。
5）张拉操作要点：
a. 张拉设备安装：由于本工程张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张拉设备形心与钢索重合，以保证预应力钢索在进行张拉时不产生偏心；
b. 预应力钢索张拉：油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，然后停止加压，完成预应力钢索张拉。张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。
6）预应力钢索张拉测量记录
张拉前可把预应力钢索自由部分长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量原自由部分长度，两者之差即为实际伸长值。
除了张拉长度记录，还应该对压力传感器测得压力和全站仪测得钢结构变形记录下来，以对结构施工期行为进行监测。
7）张拉质量控制方法和要求
a）张拉力按标定的数值进行，用伸长值和压力传感器数值进行校核；
b）认真检查张拉设备及与张拉设备相接的钢索，以保证张拉安全、有效；
c）张拉严格按照操作规程进行，控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；
d）张拉设备形心应与预应力钢索在同一轴线上；
e）实测伸长值与计算伸长值相差超过允许误差时，应停止张拉，报告工程师进行处理。