钢结构柱脚支架设计及柱脚安装方案（57页）

1、钢结构柱脚支架设计及柱脚安装方案目 录 TOC o 1-5 h z u 第1章 编制依据 PAGEREF _Toc466878732 h 1第2章 柱脚支架设计 PAGEREF _Toc466878733 h 22.1 柱脚分段结构概况 PAGEREF _Toc466878734 h 22.2 柱脚支架设计 PAGEREF _Toc466878735 h 42.2.1外柱柱脚支架设计 PAGEREF _Toc466878736 h 72.2.2核心筒柱脚支架设计 PAGEREF _Toc466878737 h 142.2.3柱脚支架整体轴测图 PAGEREF _Toc466878738 h 2

2、22.3 柱脚支架验算 PAGEREF _Toc466878739 h 222.4 柱脚支架材料 PAGEREF _Toc466878740 h 31第3章 柱脚支架及柱脚安装 PAGEREF _Toc466878741 h 323.1 柱脚支架安装 PAGEREF _Toc466878742 h 323.2 柱脚分段安装 PAGEREF _Toc466878743 h 363.3 柱脚支架及柱脚钢结构安装工况措施 PAGEREF _Toc466878744 h 49第4章 进度计划安排 PAGEREF _Toc466878745 h 53第5章 施工人员及施工机械 PAGEREF _Toc4

3、66878746 h 54编制依据本方案编制依据为设计院施工图纸、深化设计图纸，以及施工相关规范、规程等，主要包括如下：1）技术资料序号名称备注1结构设计图纸广东省建筑设计院有限公司2钢结构深化设计图纸深化设计部门提供3工程进度总计划总承包单位提供4钢结构加工制作合同2）主要引用的规范标准序号编制依据备 注1钢结构设计规范GB50017-20032建筑结构荷载规范GB5009-20123建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20134钢结构工程施工规范GB50755-20125钢结构焊接规范GB50661-20116钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20017型钢混凝土组合结构技

4、术规程JGJ138-20018高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-20159低合金高强度结构钢GB/T1591-200810厚度方向性能钢板GB/T5312-201011工程测量规范GB 50026200712建筑机械使用安全技术规程JGJ33201213建筑施工起重吊装安全技术规范JGJ276-201214起重机械安全规程GB6067.1-201015现场实际情况及用电布置柱脚支架设计柱脚分段结构概况本工程有8根外框角柱，61根核心筒钢骨柱，钢柱自大底板顶面标高起，以标高（-22.7米）分别插入大底板。钢柱的柱脚为埋入式，外框角柱柱脚抗剪键埋入混凝土底板1.6米深，核心筒钢骨柱柱脚抗剪键埋

5、入混凝土底板1.0米深。大底板厚度为4.5米，外框角柱柱脚、核心筒钢骨柱柱脚抗剪键底部距离底板底部分别为2.9米、3.5米。八根外框钢柱两两对称，分段位置为柱底板往上1.6米位置，重量均为10.8吨；核心筒钢柱共61根，截面形式有四种类型（H型钢柱、对称十字型钢柱、非对称十字型钢柱、双十字型钢柱），分段位置为柱底板往上1.5米位置。柱脚平面布置及结构示意图如下：柱脚平面布置图外框柱结构示意图核心筒钢柱脚结构图一核心筒钢柱脚结构图二柱脚支架设计大底板底面标高基本为-27.2m，局部区域标高有下降，涉及柱脚支架设置部位主要有5处：其中核心筒区域，2A-22A-3轴交1/2A-D1/2A-C轴区域桩

6、顶标高为-32.8m（垫层底面标高为-33 .1m）、2A-42A-5轴交1/2A-D1/2A-C轴区域桩顶标高为-32.8m（垫层底面标高为-33.1 m）与1/2A-32A-4轴交1/2A-C1/2A-B轴区域桩顶标高为-29.2m（垫层底面标高为-29.5m）；外柱区域， 2A-21/2A-2轴交2A-B2A-A轴区域桩顶标高为-30.1m（垫层底面标高为-30.4m）、1/2A-42A-5轴交2A-B2A-A轴区域桩顶标高为-29.2m（垫层底面标高为-29.5m）。支架主要由埋件、格构式立柱、支撑、支承马板等组成。埋件采用埋入式锚筋埋件与桩头上膨胀螺栓坚固连接埋件等两种方式。外柱所在

7、区域底板底筋为双层D40钢筋，核心筒所在区域底板底筋为4层D40钢筋。埋件设置时，考虑到避开底筋，便于施工，在埋件上端分别设置净高600mm转换直段。支架立柱与埋件焊接连接，并采用支撑进行支撑与相邻立柱连接成框架的方式保证支架的稳定。大底板平面布置图大底板剖面图一大底板剖面图二接桩处桩帽与混凝土垫层之间关系示意图桩顶标高与混凝土垫层之间关系示意图钢柱脚支架平面图2.2.1外柱柱脚支架设计1、材料说明外框钢柱柱脚支架竖向立杆采用H100*100*6*8的热轧型钢，型钢之间水平联系杆件为L50*5的角钢，斜向稳定支撑杆件为L75*8的角钢，型钢顶部设置20*300*300mm的定位板。支架竖向立杆

8、底部设置预埋件，预埋件板厚12mm，锚筋采用16mm的螺纹钢，锚筋长度240mm。上述材料材质除锚筋为HRB335外，其他支撑材料材质为Q235B。支架位于砼柱顶时，预埋件采用膨胀螺栓坚固连接方式，预埋板板厚12mm，紧固件为M12膨胀螺栓。2、焊接说明支架立柱、横梁、斜撑搭接焊缝均为角焊缝焊缝，焊接高度不小于6mm，埋件与锚栓采用角焊缝围焊。3、支架设计八根外框柱为两两对称结构，但底板南北两侧由于底板南侧存在深坑，因此，外柱柱脚支架南北不对称，东西两侧对称设置。1）、未涉及深坑的外柱柱脚支架未涉及深坑，其设计思路如下：未涉及深坑的外柱柱脚支架轴测图未涉及深坑的外柱柱脚支架轴测图及立面图未涉及

9、深坑的外柱柱脚支架埋件详图未涉及深坑的外柱柱脚支架埋件详图（砼桩顶）未涉及深坑的外柱柱脚支架埋件定位图未涉及深坑的外柱柱脚支架立面图及横向联系杆件布置图未涉及深坑的外柱柱脚支架横向联系杆件平面图外柱柱脚抗剪键加设缀板示意图2）、涉及深坑的外柱柱脚支架，其设计思路如下：涉及深坑的外柱柱脚支架轴测图涉及深坑的外柱柱脚支架三维轴测图（西南角）涉及深坑的外柱柱脚支架三维轴测图（东南角）涉及深坑的外柱柱脚支架立面图（西南角）涉及深坑的外柱柱脚支架立面图（东南角）涉及深坑的外柱柱脚支架埋件详图涉及深坑的外柱柱脚支架埋件详图（砼桩顶）涉及深坑的外柱柱脚支架埋件定位图涉及深坑的外柱柱脚支架立面图涉及深坑的外柱

10、柱脚支架横向联系杆件布置图外柱柱脚抗剪键加设缀板示意图2.2.2核心筒柱脚支架设计1、材料说明核心筒钢柱柱脚支架竖向立杆采用L75*5的角钢，立杆之间的联系杆件为L50*5的角钢，柱脚支架之间拉设的水平侧向稳定杆件为L75*5的角钢。预埋板与立柱或斜撑连接区间设置H100*100*6*8转换段。型钢顶部设置L90*8角铁框架支承柱脚抗剪键。支架竖向立杆底部设置预埋件，预埋件板厚12mm，锚筋采用16mm的螺纹钢，锚筋长度240mm。上述材料材质除锚筋为HRB335外，其他支撑材料材质为Q235B。支架位于砼柱顶时，预埋件采用膨胀螺栓坚固连接方式，预埋板板厚12mm，坚固件为M12膨胀螺栓。2、

11、焊接说明支架立柱、横梁、斜撑搭接焊缝均为角焊缝焊缝，焊接高度不小于6mm，埋件与锚栓采用角焊缝围焊。3、支架设计核心筒区域，除2A-22A-3轴x1/2A-D1/2A-C轴区域、2A-42A-5轴交1/2A-D1/2A-C轴区域桩顶标高为-32.8m（垫层底面标高为-33 m）与1/2A-32A-4轴交1/2A-C1/2A-B轴区域桩顶标高为-29.2m（垫层底面标高为-29.4 m）外，其余区域支架均设置在大底板-27.2米标高垫层底面上。1）无深坑区域支架设置柱脚平面尺寸较小，设置格构式支撑架较细长，为增加支架的侧向稳定性，在相邻柱脚支架上部拉设一道双联系横梁，横梁规格为L75*5，材质Q

12、235B，最边缘的支架外侧设置斜向支撑，支撑规格同样为L75*5。大底板有8层D40底筋，50mm保护层，为避开底筋，在埋板与立柱或斜撑间，设置净高600mm的转换节段，转换节规格为H100*100*6*8，材质Q235B。无深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架详图（典型十字型柱脚）无深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架详图（典型偏心十字型柱脚）无深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架详图（典型H型柱脚）无深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架埋件详图无深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架埋件详图（砼桩顶）无深坑区域侧向稳定横梁结构图核心筒柱脚支架局部轴测图2）深坑区域支架设置深坑区域支架高度较高，在深坑底部采用埋件、支撑等固定措施外，

13、在浅区大底板标高亦相应设置埋件、水平连杆、支撑等；核心筒网钢骨柱柱脚支架立柱在高度方向分为2段，以控制变形，保证支架稳定，满足柱脚承载要求。深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架三维轴测图（北侧核心筒）深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架立柱三维轴测图（南侧核心筒）支架立杆的位置需避开柱脚抗剪键位置，且柱脚平面尺寸较小，因此设置格构式支撑架较细长，为增加支架的侧向稳定性，在相邻柱脚支架上部拉设一道双联系横梁，横梁规格为L75*5，材质Q235B，最边缘的支架外侧设置斜向支撑，支撑规格同样为L75*5。大底板有8层D40底筋，50mm保护层，为避开底筋，在埋板与立柱或斜撑间，设置净高600mm的转换节段，转换节规

14、格为H100*100*6*8，材质Q235B。深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架立柱详图（典型十字型柱脚）深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架立柱详图（典型双十字型柱脚）深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架立柱详图（典型H型柱脚）深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架埋件详图（砼桩顶）深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架埋件详图（砼桩顶）2.2.3柱脚支架整体轴测图柱脚支架整体轴测图柱脚支架验算1、计算依据钢结构设计规范 GB 50017-2003建筑结构荷载规范 GB 50009-20122、典型支架1、支架2、支架3和支架4计算模型典型支架计算模型如下：典型支架1计算模型（外框柱脚支架）典型支架2计算模型（涉及深坑外框柱脚支架）

15、典型支架3计算模型（核心筒柱脚支架）典型支架4计算模型（深坑区域核心筒柱脚支架）3、计算荷载支架和埋件柱脚自重D，其中支架自重由程序自动计算，支架1和支架2柱脚埋件重量12吨、支架3脚埋件重量2吨以线荷载的形式施加在支架上，支架4柱脚埋件重量16吨以点荷载的形式施加在支架上，如下图所示。典型支架1加载计算模型（kN/m）典型支架2加载计算模型（kN/m）典型支架3加载计算模型（kN/m）典型支架4加载计算模型（kN）4、支架1计算结果支架竖向变形（mm）杆件应力（MPa）从计算结果可知：支架1竖向最大变形0.89mm，杆件的最大应力为56MPa215MPa，最大应力满足要求！5、支架2计算结果

16、支架竖向变形（mm）【1.0D+1.0L】杆件应力（MPa）【1.2D+1.4L】从计算结果可知：支架2最大变形1.01mm，杆件的最大应力为62.0MPa215MPa，最大应力满足要求！6、支架3计算结果支架竖向变形（mm）杆件应力（MPa）从计算结果可知：支架3最大变形0.2mm，杆件的最大应力为64.0MPa215MPa，最大应力满足要求！7、支架4计算结果支架竖向变形（mm）杆件应力（MPa）从计算结果可知：支架4最大变形1.6mm，杆件的最大应力为45MPa215MPa，最大应力比满足要求！柱脚支架材料外柱柱脚支架材料清单序号规格材质数量重量(kg)备注1M12膨胀螺栓 A232套2

17、D16 钢筋HRB33566.2米104.43HW100*100*6*8 Q235B291米5000.54L50*5 Q235B40米146.755L63*6 Q235B135米752.616L75*8Q235B125米1100.27PL10*150*625Q235B16件117.758PL12*147*92Q235B144件183.59PL12*280*300Q235B2件15.8310PL12*300*300Q235B166件1407.3511PL20*150*670Q235B128件2019.6512PL20*300*300Q235B88件1243.45合计12091.99核心筒钢骨柱柱

18、脚支架材料清单序号规格材质数量重量(kg)备注1C16 槽钢Q235B37.5米739.62M12膨胀螺栓 A2228套3D16 钢筋HRB335250米39034HW100*100*6*8 Q235B198米33875L50*5 Q235B1492米5624.56L75*5 Q235B2266米131817L90*8 Q235B173米18898PL12*150*200Q235B1件2.859PL12*160*200Q235B2件6.0310PL12*163*200Q235B4件12.2911PL12*168*200Q235B1件3.1712PL12*180*200Q235B12件40.71

19、3PL12*187*200Q235B1件3.5314PL12*197*200Q235B1件3.7215PL12*200*182Q235B720件2468.8合计31265.19柱脚支架及柱脚安装柱脚支架安装结合大底板混凝土施工特点，在大底板垫层施工前，需提前安置柱脚支架的预埋件，并将埋件浇筑在底板垫层内，后续用于焊接固定柱脚支架；通过测量放线定位出埋件的安装位置后，将埋件安装定位，并使埋件板标高同垫层标高。考虑到如果格构式的柱脚支架在底板钢筋绑扎前安装就位，则底板钢筋无法穿过支架定位绑扎，因此柱脚支架分为两步进行安装，先安装埋件（埋件与转换段全为一体），转换段长度600mm（高过底板底层钢筋）

20、，当底板底层钢筋绑扎完成后，再安装柱脚支架主体部分与柱脚。现场总包在南侧已经设置了一台TC7525-16D塔吊，塔吊最大覆盖半径为70米，起重量为3t，满足除外柱柱脚外的柱脚埋件及支架的吊装；所有外柱柱脚由于重量已经超过塔吊吊装重量范围，因此，需要另外选择吊装机械。根据柱脚埋件、支架、柱脚等构件重量，结合其吊装区域半径，经综合考虑，选择将支架拼装成整体安装的方案，选用徐工QAY200吨汽车吊进场与塔吊相配合吊装。柱脚埋件、支架均采用塔吊卸车至基坑内钢结构堆放区域；北侧外柱柱脚采用汽车吊在北侧钢结构卸车点位置卸车至钢结构堆放区域、南侧外柱柱脚需运输车辆进入基坑在塔吊20米半径范围内进行卸车，柱脚

21、卸放在坑内通道南侧钢结构堆放区域。1、柱脚支架重量根据柱脚支架设计图纸，其柱脚支架重量统计见下表序号支架类型支架重量支架数量1外框柱脚支架0.5-0.8吨8件2H型钢柱脚支架0.2吨33件3对称十字型钢柱脚支架0.3吨20件4非对称十字型钢柱脚支架0.3吨6件5双十字型钢柱脚支架0.5吨2件2、吊装半径分析现场TC7525-16D塔吊位于建筑南侧，距基坑约9米，覆盖区域R70米，满足柱脚支架的吊装。吊装半径分析由于支架重量较轻，核心筒柱脚支架最重0.5吨，外框钢柱脚支架0.8吨，因此吊装支架时，采取在支架立杆上开吊装孔的方式吊装，吊装孔为直径25mm的圆孔，圆孔距支架顶500mm。同时核心筒柱

22、脚支架采用两点吊的起重方式，两根钢丝绳设置在对角线上的两根立杆上，外框钢柱脚支架采用四点吊的起重方式，四根钢丝绳设置在最外侧的四根立杆上。TC7525-16D塔吊性能3、柱脚支架施工流程施工流程一：底板基坑开挖平整后，测量定位安装支架埋件，并将埋件进行固定。施工流程二：底板垫层施工。施工流程三：底板底层钢筋绑扎施工流程四：埋件上段转换节安装。施工流程五：复测埋件位置，安装柱脚支架。4、上人爬梯由于柱脚支架高度较高，需设置上人爬梯，爬梯采用12 圆钢焊接而成，爬梯宽400mm，爬梯踏步间距350mm左右，踏步与爬梯立杆搭接焊接；爬梯顶部设置挂钩，并与支架横杆利用铁丝绑扎固定，一侧设置防坠绳，如下

23、示意图所示。需要注意，爬梯不得多人同时攀爬。同时在支架最上层水平腹杆上铺设木跳板。钢爬梯示意图柱脚分段安装当定位支架安装完成后，如果立即安装柱脚分段，考虑到大底板还有大量的钢筋需要绑扎，在绑扎过程中易发生撞击柱脚支架的不利事件，造成已定位的柱脚段产生位移，同时柱脚倾覆也是一安全隐患。为此考虑待大底板钢筋绑扎基本完成后才插入安装柱脚段。柱脚段定位安装完成后，进行底板混凝土的浇筑。柱脚段的安装选用塔吊与汽车吊相配合吊装。汽车吊在结构北侧卸货通道吊装北侧的外柱柱脚构件；另外，汽车吊需要到南侧的基坑内吊装外柱柱脚。其余部位的钢柱脚均采用南侧TC7525-16D塔吊进行吊装。考虑到尽量减少柱脚段分段重量

24、，柱脚段分段位置设置在底板标高往上1.5米位置（外框钢柱分段位置在底板往上1.6米位置）。1、柱脚分段重量柱脚平面布置及编号示意图序号构件号数量单重t总重t备注1JXZ1-ZJ-1410.7643.062JXZ1-ZJ-2410.7643.063XG1-ZJ-111.171.174XG1a-ZJ-111.171.175XG2-ZJ-111.171.176XG2a-ZJ-111.171.177XG3-ZJ-111.171.178XG3a-ZJ-111.171.179XG4-ZJ-111.201.2010XG4a-ZJ-111.201.2011XG5-ZJ-111.291.2912XG5a-ZJ-

25、111.291.2913XG6-ZJ-121.222.4514XG6-ZJ-211.221.2215XG6-ZJ-311.221.2216XG6a-ZJ-121.222.4517XG6a-ZJ-211.221.2218XG6a-ZJ-311.221.2219XG7-ZJ-112.042.0420XG7a-ZJ-112.042.0421XG8-ZJ-110.640.6422XG8a-ZJ-110.640.6423XG9-ZJ-111.331.3324XG9a-ZJ-111.331.3325XG10-ZJ-111.161.1626XG10a-ZJ-111.161.1627XG11-ZJ-111.1

26、61.1628XG11a-ZJ-111.161.1629XG12-ZJ-1180.396.9330XG12-ZJ-280.393.0831XG13-ZJ-111.301.3032XG13a-ZJ-111.311.3133XG14-ZJ-140.391.5468134.702、吊装半径分析现场在南侧布置了一台TC7525-16D塔吊，塔吊距核心筒柱脚最远为R56米，该半径范围塔吊吊装性能为4t，核心筒柱脚最大重量为2.03t，塔吊均满足核心筒柱脚的吊装。南北外柱柱脚重量均为10.8t，北侧外柱塔吊覆盖半径为R67米（塔吊吊重3t），南侧外柱塔吊覆盖半径为R23-35米（塔吊吊重9t-7t），塔吊

27、均不满足外柱柱脚的吊装。选择徐工QAY200型汽车吊进行柱脚段吊装作业，选择52米主臂、支腿全伸的吊装工况，可满足外柱柱脚分段的吊装。北侧外柱柱脚采用汽车吊在北侧钢结构卸车点位置卸车至钢结构堆放区域、南侧外柱柱脚需运输车辆进入基坑在塔吊20米半径范围内进行卸车，柱脚卸放在坑内通道南侧钢结构堆放区域。吊装半径分析吊车性能如下。徐工QAY200汽车吊性能徐工QAY200汽车吊性能 TC7525-16D塔吊性能3、吊装钢丝绳及卸扣选择钢丝绳的选择：结构吊装中常用的钢丝绳是先由若干根钢丝捻成股，再由若干股围绕绳芯捻成绳，其规格619和637等种（6股，每股分别由19、37根钢丝捻成）。前者钢丝粗，较硬

28、，不易弯曲，多用作缆风绳。后者（637）钢丝细，较柔软，多用作起重吊索，其主要数据见下表（按国标GB/T 20118-2006）。钢丝绳安全系数表用途安全系数用途安全系数作缆风绳用于手动起重设备用于电动起重设备3.54.556作吊索、无弯曲时作捆绑吊索用于载人的升降机6781014本工程地下室柱脚分段，吊装最大的单体构件10.5吨（外柱节段）。承载能力考虑K=1.1倍冲击系数，吊装时选用7个吊点，按6根钢丝绳进行计算。吊装时采用637钢丝绳（公称抗拉强度为1670N/mm2）作为吊索。钢丝绳与重心之间有夹角，则单根钢丝绳的荷载F=G/（6COS），其中为两根钢丝绳之间夹角的1/2，为30，这样

29、F0=（10.59.81.1）/（6COS30）=21.78KN。按国标GB20118-2006，钢丝绳破断拉力计算式如下：F0=KD2R0/1000式中：F0 ： 钢丝绳最小破断拉力，单位KN；K： 钢丝绳最小破断拉力系数；见上表5。D2 ： 钢丝绳公称直径，单位mm；R0 ： 钢丝绳公称抗拉强度，单位Mpa；查上表， 钢丝绳最小破断拉力系数K=0.295；钢丝绳安全系数选 7则：钢丝绳直径所以，吊装用钢丝绳的直径取20mm。卸扣的选择根据钢丝绳吊最大受力为21.78kN，选择起重量为4t（型号为T（8），销轴螺纹为22）的D扣作为本工程吊装的卸扣，卸扣参数表如下：其余构件根据构件重量按上表

30、选用相应的卸扣。4、钢柱耳板吊装计算钢柱拼接节点连接耳板做法如下图所示：耳板详细尺寸核心筒H型劲性钢柱连接板及吊耳设置 外柱连接板及吊耳设置钢柱现场拼接双夹板布置节点详图做法（钢框柱：t1=20mm,t2=16mm，连接板t1与钢柱为单面坡口熔透焊缝）耳板尺寸如上图所示，耳板材质Q345B，钢柱吊装耳板板厚20mm，吊装耳孔孔径为40mm。耳板强度计算单个吊耳轴向承载力为:考虑放大系数：吊装系数1.4，安全系数2.0，最终系数1.4x2.0=2.8，取3.0，即考虑放大系数后的耳板设计轴向承载力为。吊装构件最大重量为10.5t，设置7个耳板。在吊起状态下，考虑荷载不均匀系数1.1，单个耳板所受

31、重量为，满足！在构件吊离地面之前，仅考虑两个耳板受力，耳板受力大小为构件重量一半，为10.5t/2=5.3t，则单个耳板受力为2.7t，考虑两个受力耳板受力不均衡，不均衡系数取为1.1，则受力较大耳板受力为1.12.7=3t，计30kN，小于耳板轴向承载力。耳板孔壁承压抗剪计算，满足！耳板焊缝计算由于耳板采用全熔透焊缝，吊装过程中，七块耳板焊缝承受钢柱自身重量10.5吨，每块耳板承受17kN的剪切力，取1.1不均匀系数，则焊缝的剪应力170MPa，远小于焊缝设计剪应力，满足。5、柱脚分段安装流程施工流程一：柱脚支架定位安装施工流程二：底板面层钢筋支架安装施工流程三：柱脚分段安装施工流程四：底板面层钢筋施工施工流程五：底板混凝土浇筑6、柱脚分段安装拉结固定措施核心筒柱脚安装固定在柱脚支架上，其截面较小，柱脚整体高度2.5米，在安装过程中，采取横向拉结稳定