穹顶施工方案.doc

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1#、2#主楼穹顶概述

温岭大溪·皇家花园1#、2#主楼的半球形穹顶，原设计为不锈钢空间网架结构；根据业主方要求，现改为现浇钢筋混凝土结构；穹顶混凝土结构垂直方向设有相互交叉的拱形梁三道，截面尺寸：

300×600；水平方向设有环梁两道，截面尺寸：

350×350；球形板厚100mm，板内配有钢筋B10@150双层双向；混凝土强度等级为：

C30。

施工步骤

主体结构封顶后，距建筑物顶部还有14.5米高的装饰性结构，这部分结构宜采用分段施工的方法，逐一完成。

一：

标高99.100m~105.700m（层高6600mm）为水箱层、机房及消防机房层，这部分结构按《模板专项施工方案》之常规方法先行施工。

二：

标高105.700m~113.700m（层高8000mm）为两层中空圆形装饰性框架结构（分两次浇灌混凝土），这部分结构的模板支撑采用满堂脚手架，立杆纵横间距≤1000mm；水平杆间距≤1500mm。

施工完成后，为保证上部支撑结构的整体稳定，此层支撑体系不变。

由于上部结构为拱形梁板，自重产生水平推力，所以上部结构需待混凝土强度≥70%设计强度后，再继续向上施工。

三：

标高113.700m~120.200m（层高6500mm）为钢筋混凝土穹顶结构，最后施工。

穹顶净高度6.5m，半径为7500mm。

利用穹顶混凝土结构内的两道环梁距圆心的水平距离及标高控制球体表面位置。

采用A48×3.0钢管、扣件做支撑结构，立杆纵横间距≤1000mm；按拱形梁方向设置斜拉撑；扫地杆必须设置；沿混凝土球体水平方向布置环形水平杆，间距≤350mm；环形水平杆在地面放样，按不同截面高度的直径制成环型，上面安装；沿球体垂直方向布置150×36（双层）mm木模板带或90×60mm方木，板带（或木方）上铺复合木模板。

四：

球体外侧支模至标高3.5m处。

五：

混凝土浇灌：

拱形结构浇灌混凝土需使用塌落度小的干硬性混凝土（塌落度≤5），由下而上，沿球面体四周均匀向上铺筑浇灌混凝土，随铺随振，随振随收面；混凝土机械振动采用平板振动器。

支撑结构体系构造

一：

1、立杆步距≤1000mm，水平杆间距≤1500mm；

2、支撑架总高度＜20m，高宽比≤1；

3、垂直方向剪刀撑按相互交叉的拱形梁，在其两侧通高设置；水平方向扫地杆必须设置，在标高为113.700m处，增设一道水平剪刀撑，剪刀撑与立杆连接，用以加强立杆的稳定性，使支撑体系为几何不可变体系；

5、水平杆在标高为110.700m、113.700m处，与先期施工的梁、柱进行有效连接，以加强支撑结构的整体稳定性；

6、立杆底部应垫设≥20×200×200mm的木垫板；

7、各扣件的拧紧力矩应控制在45～60Nm。

二：

支撑结构简图

支撑结构体系验算

穹顶结构的梁高为300×600mm和350×350mm两种，所以侧压力忽略不计，仅计算梁底模板承载及立杆稳定。

一：

梁底模板计算（按最大梁截面300×600mm计算）：

1.荷载计算：

计算每米内荷载：

底模板：

0.35×0.018×5=0.0315KN/m

侧模板：

0.6×2×0.018×5=0.108KN/m

混凝土与钢筋自重：

25×0.3×0.6=4.5KN/m

振捣混凝土时水平模板上产生的荷载：

2×0.3=0.6KN/m

竖向总荷载：

q=[（0.0315+0.108+4.5）×1.2+0.6×1.4]=6.41KN/m

2.木模板计算：

ａ.强度计算：

按简支梁计算，本工程梁底模板底楞间距为350mm

Mmax=1/8qL2=1/8×6.41×3502=9.82×104Nmm

其中：

18mm厚胶合板：

Wn=bh2/6=350×182/6=18900mm3

模板内应力：

σ=Mmax/Wn=9.82×104/18900=5.19N/mm2＜[σ]=13N/mm2

（满足要求）

ｂ.剪应力验算：

V1=1/2qL=0.5×6.41×0.35=1.12KN

剪应力Tmax=3V1/2bh=3×1.12×103/（2×300×18）=0.31N/mm2

＜fv=1.4N/mm2（满足要求）

ｃ.刚度验算：

刚度验算按标准荷载，同时不考虑振动荷载。

q1=0.0315+0.108+4.5=4.64KN/m

WA=5q1l4/384EI=5×4.64×3504/384×9.5×103×（1/12）×350×183=0.56mm

而[W]=L/250=350/250=1.4mm≥0.51mm（满足要求）

二：

高支撑架的计算：

1.脚手架参数

横向间距或排距（m）:

1.00；纵距（m）:

1.00；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.30；脚手架搭设高度（m）:

15.00；

采用的钢管（mm）:

A48×3.0；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.000；

楼板浇筑厚度（mm）:

100.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

3.支座力计算

集中荷载P=1.4×（1.000+2.000）×1.000×1.000=4.2KN

匀布荷载q=1.2×4.64=5.568KN/m

支座力N=P/2+ql/2=4.2/2+5.568/2=4.884kN

4.扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值N=4.884kN；

N<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

5.模板支架立杆荷载标准值（轴力）:

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

a.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.138×14.50=2.001kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.100×1.000×1.000=2.500kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.851kN；

b.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载

施工匀布荷载标准值取：

1.0KN/m2

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×1.000×1.000=3.000kN；

c.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.851+1.4×3=10.0212kN；

6.立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=10.0212kN；

φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.59cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

σ--------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

L0----计算长度（m）；

考虑到高支撑架的安全因素，由下式计算

l0=k1k2（h+2a）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.5+2×0.3=2.100按照表2取值1.031；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.167×1.031×（1.500+0.300×2）=2.53m；

Lo/i=2526.6717/15.900=158.910；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.277；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=10021.200/（0.277×424.000）=85.325N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=85.325N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！

模板承重架利用柱作为连接连墙件，增加系统安全。

以上表参照杜荣军:

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

模板安装和拆除安全要求

一：

模板安装安全要求：

1、用于支撑结构的钢管、扣件，必须是经检验合格的产品；因保养不好或有明显缺陷的严禁使用；

2、模板安装必须按施工设计要求及交底内容进行，严禁随意变动；

3、安装上层模板时必须待下层楼板结构的强度达到70%设计强度（≥1.2Mpa）以后，才能上料具；

4、模板及其支撑系统在安装过程中必须设置临时固定措施，严防倾覆；

5、模板的支柱以及纵横向水平杆、剪刀撑等均应按设计规定布置；

6、支撑应按工序进行，每道工序必须经项目部的安质检人员检查验收之后，方可进行下道工序施工；

7、支模时，支撑、拉杆不准连接在脚手架或其它不稳固的物体上；

8、要严格控制施工荷载，扣件管、钢筋等不得在支架上集中堆放；

9、在混凝土浇捣过程中，要有专人检查模板，发现有变形、松动现象，及时进行加固和修理。

二：

模板拆除安全要求：

1、拆除时应严格遵守各类模板拆除作业的安全要求；操作人员必须戴好安全帽，操作时应按顺序进行；

2、拆模板，应经施工技术人员按试块强度检查，确认混凝土已达拆模强度时（达到设计强度的100％），方可拆除；

3、高处、复杂结构模板的拆除，应有专人指挥和切实可靠的安全措施，并在下面标出作业区，严禁非操作人员进入作业区；操作人员应配挂好安全带，禁止站在模板的横拉杆上操作，拆下的模板和支架宜分散堆放并及时清运，不准乱抛乱扔；

4、工作前应检查所使用的工具是否牢固，扳手等工具必须用绳链系好，工作时思想要集中，防止钉子扎脚和从空中滑落；

5、拆除模板采用长撬杠，严禁操作人员站在正拆除的模板下；

6、拆模间歇时，应将已活动的模板、拉杆、支撑固定牢固，严防突然掉落，倒塌伤人。

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