结构加固托梁换加固柱支撑方案.doc

天津市医疗废物集中解决中心地下室和办公楼加固工程

地下室G轴四根框架柱加固专项支撑托换方案

编制：

审核：

批准：

北京发研工程技术有限公司
天津市医疗废物集中解决中心工程项目经理部
2023年8月1日

目录
1.编制说明 1
2.编制依据 1
2.1施工图纸 1
2.2设计规范 1
3.施工流程 2
3.1钢支撑施工流程 2
4.地下室钢支撑计算书 2
4.1恒载计算 2
4.2钢支撑稳定性计算 4
4.3钢支撑长细比验算 5
4.4支撑柱脚垫板计算 6
5.地下钢支撑施工方案 6
5.1钢支撑节点设计 6
5.2钢支撑剪刀撑设计 8
6.脚手架卸荷计算书 9
6.1办公楼卸荷架搭设区域 9
6.2办公楼地下室顶板荷载计算 10
7.地上工字钢卸荷计算书 13
7.1.工字钢性能参数表 13
7.2工字钢取值 15
7.3工字钢选择 15
7.4工字钢强度验算 15
7.5地上工字钢支撑方案 15

1.编制说明
本工程位于天津市静海区，根据《天津市医疗废物集中解决中心地下室和办公楼加固工程》施工图S-04有5根框架柱需要加固，分别位于G/7.9.10.12.14轴，其中G/7.9.10.12轴框架柱受损较重，需加固框架柱截面均为700*700，地下至地上一层加固，其余层不加固。地下加固柱为四周加固每面加大100mm，地上一层为三面加固，室内每面各加大100mm。其中地下室框架柱在结构标高0.25处以G轴往南为中段纯地下室顶板，结构标高1.410位置处以G轴往北为综合办公楼地下室顶板。根据设计规定，受损较重框架柱加固前，柱头损伤的混凝土应剔除，直至坚硬部位；剔凿表面应清理干净，做好界面解决，避免出现冷缝；采用灌浆料掺微膨胀剂，采用压力注浆等方式，结合柱加大截面灌注，保证强度和密实度；在梁柱节点范围内应加密箍筋间距，保证施工质量,在剔凿施工前，应对剔凿的柱进行可靠地支撑托换，支撑方案应考虑上部各层结构和非结构构件等恒载、活荷载，支撑系统应进行承载力和稳定性计算。为此，我公司通过多次方案论证，认为采用钢管支撑托换卸荷法既能满足结构水平构件受力荷载也能保证结构纵向受力荷载。
2.编制依据
2.1施工图纸
2.1.1根据建设单位提供的天津市医疗废物集中解决中心地下室和办公楼加固工程的施工图纸
图纸名称
图纸楼号
出图日期
结构施工图
S-01—S-13
2023年4月30日
2.2设计规范
序号
名称
编号
1
混凝土结构设计规范
GB50010-2023
2
混凝土结构加固设计规范
GB50367-2023
3
钢结构设计规范
GB50017-2023
3.施工流程
3.1钢支撑施工流程
现场测量
钢支撑下料制作,垫板安装
钢支撑端头板安装
支撑钢管安装
楔入楔铁
第三方纵向水平观测

4.地下室钢支撑计算书
4.1恒载计算
4.1.1以办公楼地下室G/9轴框架柱竖向受力荷载计算为例。

4.1.2地下室G/9轴阴影部位框架柱竖向受力荷载计算。

G/9轴地下室柱重要承受结构自重荷载，受力分析如下：
①G/9轴受力面积：7.9×8.4=66.36m2
②单层每平米按12KN/m2
③p=12×7.9×8.4=796.32kn/m2
G/9总受力图计算

9/G总P应力=796.32+12×7.4/2×8.4×4=2288.16 kn/m2
根据现场实际情况，每根框柱可设立三根钢支撑托换卸荷。
Pcr=2288.16/3=763Kn
根据欧拉公式：Pcr=π²*E*I/(uL)²
763*10³N=π²*E*I/(uL)²
=π²*2.1*105*I/(2*7000)2
I=763*103*4*49*106*104/3.142*2.1*105
=7215cm4
4.2钢支撑稳定性计算
已知I截面惯性距为7215cm4，安全系数取1.5
钢管截面惯性矩为：7215*1.5=10822.5cm4

根据钢结构设计手册查表外径325mm钢管壁厚12mm满足本次支撑规定。
4.3钢支撑长细比验算
4.3.1.根据《钢结构设计规范》GB50017-2023第5.3.8条
项次
构件名称
允许长细比
1
柱、桁架和天窗架结构
150
柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑
2
支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）
200
用以减少受压构件长细比的杆件
钢支撑长6.8米、钢柱直径325mm，壁厚12mm，一端固定，一端自由。
计算如下：
计算如下：D=32.5cm，d=31.3cm，=680cm，=2
长细比公式：

=680×2=1360

I—构件的截面惯性矩。对于圆管截面的惯性矩为
A—圆管截面A=
可得回转半径i===√2035.94/4=11.28
=1360/11.28=120.567≤150满足稳定性
4.4支撑柱脚垫板计算
支撑柱为外径325mm刚管，柱脚钢材为Q235钢，N=796.32kN，基础梁混凝土采用C40，考虑了局部受压的有利作用后用抗压强度设计值fc=15.5N/mm2，钢材抗压性能见下表；
钢材
抗拉、抗压和抗弯f
抗剪
fv
端面承压（刨平顶紧）fce
牌号
厚度或直径（mm）
Q235钢
≤16
215
125
325
＞16~40
205
120
＞40~60
200
115
＞60~100
190
110
地下室砼局部压强验算σ=N/A=2288*103/3/600*600=2.1Mpa<fc
首层梁局部压强验算σ=（2288-796.32）*103/3/500*500=5.5Mpa<fc
5.地下钢支撑施工方案
5.1钢支撑节点设计
5.1.1地下室钢管支撑平面分布图及节点做法；

5.2钢支撑剪刀撑设计

6.脚手架卸荷计算书
6.1办公楼卸荷架搭设区域
办公楼B1层-4层卸荷重要是将框架柱区域承受的板、梁、填充墙、屋面做法等自重荷载通过脚手架层层卸荷，将此区域内的板梁填充墙屋面做法等荷载通过脚手架层层传递至筏板面层，由筏板分摊此区域的荷载，这样，框架柱只承受自重荷载，大大减轻了框架柱分摊的荷载。

6.2办公楼地下室顶板荷载计算
以办公楼下室9-10/F-G轴荷载受力区为例计算脚手架稳定性。

6.1.1办公楼卸荷部位参数
办公楼满堂红钢管卸荷脚手架架横向间距或排距(m):1.2；纵距(m):1.2；步距(m):地下1.8m，地上1.5m
卸荷支架搭设高度(m):地下6.8m，地上3.2m；
采用的钢管(mm):Φ48×3.5；板底支撑连接方式:方木支撑；
板顶面铺脚手板；
立杆承重连接方式:双扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；
6.1.2静荷载标准值涉及以下内容：
(1)木顶撑的自重(kN)：
NG1=0.119 kN
(2)屋面材料自重(kN)：
NG2=4.2*8.4*0.5*0.8=141.12KN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3=4.2*8.4*0.15*2.5=132.3KN
(4)钢筋混凝土梁自重(kN)：
NG4=4.2*0.6*0.3*2.8*2+0.6*0.3*8.4*2.8=84.67KN
(5)填充墙自重(kN)：
NG5=3.2*8.4*0.24*1.2=221.18KN
经计算得到，静荷载标准值；
NG=(0.2+141.12+132.3+84.67+221.18)/4.2*8.4=579.47/35.28=16.425KN/m2；
6.1.3施工产生的活荷载
活荷载标准值NQ=2.000kN
③.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ=1.2*16.425+1.4*2=22.51KN/m2
N应力=22.51*1.2*1.2=32.414KN
6.1.4.立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=32.414kN；
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=1.59 cm；
A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89 cm2；
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；
σ--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2)；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205 N/mm2；
L0----计算长度(m)；
根据《扣件式规范》，立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=H+2a，为安全计，取两者间的大值，即L0=H+2a；
H=立杆水平步距H=1500
k----计算长度附加系数，取1.155；
μ----考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.7；
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.085 m；
6.1.5长细比验算
得到计算结果立杆计算长度L0=H+2a=1500+2*0.085=1670mm
λ=L0/i=1670/15.8=105.696；（查表长细比系数为0.428）
长细比λ=105.696<250满足规定
Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数φ
λ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1.000
0.997
0.995
0.992
0.989
0.987
0.984
0.981
0.979
0.976
10
0.974
0.971
0.968
0.966
0.963
0.960
0.958
0.955
0.952
0.949
20
0.947
0.944
0.941
0.938
0.936
0.933
0.930
0.927
0.924
0.921
30
0.918
0.915
0.912
0.909
0.906
0.903
0.899
0.896
0.893
0.889
40
0.886
0.882
0.879
0.875
0.872
0.868
0.864
0.861
0.858
0.855
50
0.852
0.849
0.846
0.843
0.839
0.836
0.832
0.829
0.825
0.822
60
0.818
0.814
0.810
0.806
0.802
0.797
0.793
0.789
0.784
0.779
70
0.775
0.770
0.765
0.760
0.755
0.750
0.744
0.739
0.733
0.728
80
0.722
0.716
0.710
0.704
0.698
0.692
0.686
0.680
0.673
0.667
90
0.661
0.654
0.648
0.641
0.634
0.625
0.618
0.611
0.603
0.595
100
0.588
0.580
0.573
0.566
0.558
0.551
0.544
0.537
0.530
0.523
110
0.516
0.509
0.502
0.496
0.489
0.483
0.476
0.470
0.464
0.458
120
0.452
0.446
0.440
0.434
0.428
0.423
0.417
0.412
0.406
0.401
130
0.396
0.391
0.386
0.381
0.376
0.371
0.367
0.362
0.357
0.353
140
0.349
0.344
0.340
0.336
0.332
0.328
0.324
0.320
0.316
0.312
150
0.308
0.306
0.301
0.298
0.294
0.291
0.287
0.284
0.281
0.277
160
0.274
0.271
0.268
0.265
0.262
0.259
0.256
0.253
0.251
0.248
170
0.245
0.243
0.240
0.237
0.235
0.232
0.230
0.227
0.225
0.223
180
0.220
0.218
0.216
0.214
0.211
0.209
0.207
0.205
0.203
0.201
190
0.199
0.197
0.195
0.193
0.191
0.189
0.188
0.186
0.184
0.182
200
0.180
0.179
0.177
0.175
0.174
0.172
0.171
0.169
0.167
0.166
210
0.164
0.163
0.161
0.160
0.159
0.157
0.156
0.154
0.153
0.152
220
0.150
0.149
0.148
0.146
0.145
0.144
0.143
0.141
0.141
0.139
230
0.138
0.137
0.136
0.135
0.133
0.132
0.131
0.130
0.129
0.128
240
0.127
0.126
0.125
0.124
0.123
0.122
0.121
0.120
0.119
0.118
250
0.117
—
—
—
—
—
—
—
—
—
当λ>250时,φ=7320/λ2
6.1.6架体稳定性验算
计算得出长细比lo/i轴心受压立杆的稳定系数φ=0.551；
钢管立杆受压应力计算值；σ=32414/(0.551×489)=120.30N/mm2；
立杆稳定性计算σ=120.30N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205 N/mm2，满足规定！
7.地上工字钢卸荷计算书
7.1.工字钢性能参数表

型号
尺寸/mm
截面面积/cm2
理论质量/(kg/m)
参考数值
X～X
Y-Y
h
b
d
t
r
r1
Ix/cm4
Wx/cm3
ix/cm
Ix:Sx
Iy/cm4
Wy/cm3
iy/cm
10
100
68
4.5
7.6
6.5
3.4
14.345
11.261
245
49
4.14
8.59
33.0
9.72
1.52
12.6
126
74
5.0
8.4
7.0
3.5
18.118
14.223
488
77.5
5.20
10.8
46.9
12.7
1.61
14
140
80
5.5
9.1
7.5
3.8
21.516
16.890
712
102
5.76
12.0
64.4
16.1
1.73
16
160
88
6.0
9.9
8.0
4.0
26.131
20.513
1130
141
6.58
13.8
93.1
21.2
1.89
18
180
94
6.5
10.7
8.5
4.3
30.756
24.143
1660
185
7.36
15.4
122
26.0
2.00
20a
200
100
7.0
11.4
9.0
4.5
35.578
27.929
2370
237
8.15
17.2
158
31.5
2.12
20b
200
102
9.0
11.4
9.0
4.5
39.578
31.069
2500
250
7.96
16.9
169
33.1
2.06
22a
220
110
7.5
12.3
9.5
4.8
42.128
33.070
3400
309
8.99
18.9
225
40.9
2.31
22b
220
112
9.5
12.3
9.5
4.8
46.528
36.524
3570
325
8.78
18.7
239
42.7
2.27
25a
250
116
8.0
13.0
10.0
5.0
48.541
38.105
5020
402
10.2
21.6
280
48.3
2.40
25b
250
118
10.0
13.0
10.0
5.0
53.541
42.030
5280
423
9.94
21.3
309
52.4
2.40
28a
280
122
8.5
13.7
10.5
5.3
55.404
43.492
7110
508
11.3
24.6
345
56.6
2.50

7.2工字钢取值
《钢结构设计规范》GB50017-2023表3.4.1-1
钢材
抗拉、抗压和抗弯f
抗剪fv
端面承压（刨平顶紧）fce
牌号
厚度或直径（mm）
Q235钢
≤16
215
125
325
＞16~40
205
120
＞40~60
200
115
＞60~100
190
110
7.3工字钢选择
根据以上两表地上选用3根20a工字钢，地下选用25a工字钢，材质为Q235钢,依据《钢结构设计规范》GB50017-2023表5.1.1-1对本次选用刚性支撑验算公式如下：σ=N/An≤f
7.4工字钢强度验算
工20a立柱构件强度计算最大应力p=12*7.4/2*8.4*4=1492KN
σ=N/An=1492*103/3/3557.8=140Mpa≤f
地上工20a立柱构件强度验算满足。
根据计算得出，地上一层每根加固柱距梁端部1.2米处需支撑三根工字钢20a替代砼柱纵向受力荷载，二层至四层加固同轴柱也需在同位置支撑工20a，保证钢支撑竖向受力，轴心力不偏移。
7.5地上工字钢支撑方案
7.5.1现场实际测量每根增大截面柱梁底距顶板上皮净距尺寸后在截取工字钢上下端部焊接端头板，地上钢支撑分布图如下。

7.5.2工字按现场实测尺寸下料，使用线坠或者铅垂仪从柱头和梁端部交接处，以柱为基点向梁方向返1.2米，用线坠往地面返点，为工字钢的定位点，并画出定位线。
7.5.2为防止工字钢在安装时倾倒，先用膨胀螺栓将垫板与混凝土面固定，工字钢顶部端头板用膨胀栓与梁或者顶板处固定。工字钢底部端头板与垫板保持2cm用底部锚板临时固定，待三根工字梁均安装到位后在加设撑杆，撑杆为75×8角钢，节点作法见下图。

④.为保证结构不受扰动，一层至四层钢支撑卸荷时，必须垂直于地下室钢支撑，严禁错位支撑，防止轴心位移。
⑤.一层至四层钢支撑定位支撑方式同地下室，根据计算结果，地上部分钢支撑使用工20a。　人类在漫长的岁月里，发明了丰富多彩的音乐文化，从古至今，从东方到西方，中国文化艺术，渊源流长。
　　我国最早的歌曲可以追溯到原始社会，例如传说中伏羲时的【网罟之歌】，诗经中的【关关雉鸠】，无论是思想内容，还是艺术形式，都已发展到很高的水平。

　　我们华人音乐有着悠久的历史，有着独特的风格，在世界上，希腊的悲剧和喜剧，印度的梵剧和中国的京剧，被称为【世界三大古老戏剧】，而京剧则是国之瑰宝，是我们华人的骄傲，亦是世界上最璀璨的一颗明珠。
　　你可知道高山流水遇知音的故事？你可知道诸葛亮身居空城，面对敌兵压境，饮酒抚琴的故事？
　　列宁曾经说过：我简直天天都想听奇妙而非凡的音乐，我经常自豪的，也许是幼稚的心情想，人类怎么会发明出这样的奇迹？一个伟大的无产阶级革命家，为什么对音乐如此痴狂？音乐究竟能给我们带来什么？
　　泰戈尔说：我举目漫望着各处，尽情的感受美的世界，在我视力所及的地方，充满了弥漫在天地之间的乐曲。
　　【二】
　　音乐，就是灵魂的漫步，是心事的诉说，是情愫的流淌，是生命在徜徉，它可以让寂寞绽放成一朵花，可以让时光婉约成一首诗，可以让岁月凝聚成一条河，流过山涧，流过小溪，流入你我的麦田……
　　我相信所有的人，都曾被一首歌感动过，或为其旋律，或某句歌词，或没有缘由，只是感动，有的时候，我们喜欢一首歌，并不是这首歌有多么好听，歌词写的多么好，而是歌词写的像自己，我们开心的时候听的是音乐，伤心的时候，慢慢懂得了歌词，而真正打动你的不是歌词，而是在你的生命中，关于那首歌的故事……
　　或许，在我们每个人的内心深处，都藏着一段如烟的往事，不经阳光，不经雨露，任岁月的青苔覆盖，而忽然间，在某个拐角，或者某间咖啡厅，你忽然听到了一首歌，或是你熟悉的旋律，刹那间，你泪如雨下，即使你不乐意去回忆，可是瞬间便触碰了你心中最柔软的地方，荡起了心灵最深处的涟漪，这就是音乐的神奇，音乐的魅力！
　　【三】
　　德国作曲家，维也纳古典音乐代表人贝多芬，49岁时已经完全失聪，然而，他的成名曲【命运交响曲】却是震惊世界，震撼我们的心灵，在他的音乐世界里，你能感受到生命的悲怆，岁月的波澜，和与命运的抗衡，这就是音乐赋予的力量！
　　贝多芬说：音乐是比一切智慧、一切哲学更高的启示，谁能渗透我音乐的意义，便能超脱寻常人无以自拔的苦难。
　　其实，人生就是一次漫长的旅行，一场艰难的跋涉，无论碰见如何的风景，繁华过后，终归平淡，无论碰见还是辞别，相聚亦是别离，我们都应当怀着感恩的心，善待生命，善待自己……
　　每一首歌都是一个故事，每一段音乐都是一段过往，不知哪首歌里写满了你的故事？哪段音乐有你最美的回忆？想念一个人的时候，是否在安静的夜晚？悲哀的时候，是否单曲循环？快乐时分，是否在音乐里手舞足蹈？
　　我喜欢音乐，没有任何理由，音乐是我灵魂的伴侣，是我生活的知己，它能懂我的喜，伴我的忧，随着着淡淡的旋律，它便融入我的生命，浸透我的灵魂。
　　我喜欢音乐，音乐不仅仅是一种艺术享受，还能丰富我的生活，给我带来创作灵感，一首歌，或一句歌词，都是我写作的素材，都是我灵感的源泉，它如同涓涓细流，汩汩流淌，令我思绪翩翩，令我意象浓浓……
　　当我忧伤的时候，我喜欢在音乐里漫步，当我快乐的的时候，我喜欢在音乐里起舞，当我迷茫困惑的时候，唯有音乐，才是我最佳的陪同……
　　【四】
　　红尘喧嚣，世事沧桑，三千烟火，韶光迷离，我们在尘世间行走，凡尘琐事总会困扰于心，我已经习惯了，将浅浅的心事蕴藏在文字里，将淡淡的忧伤释怀在音乐中，委婉的旋律，围绕于耳，凄美的歌词，萦绕于心， 当我累了，倦了，我只想置身于音乐的海洋，忘掉凡尘，忘掉喧嚣，安静的去听一首歌……