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鐵藝圍牆施工組織設計
鐵藝圍牆施工組織設計
第一章 工程概況
工程名稱:杭州電子科技大學下沙校區研究生公寓38#樓
建設單位:杭州電子科技大學
設計單位:浙江城建建築設計院
監理單位:南京華寧工程監理公司
施工單位:紹興第一建工集團有限公司
工程地點:杭州市下沙高教園區西工後勤設施公建項目G區塊
本工程位於杭州市下沙高教園區學林街和文津路交叉處,總框架剪力牆結構。
第二章 圍牆布置
1. 本工程在場地西側為工程學院學生宿舍,原有2.5M高的圍牆,本次粉刷翻新。北面為計量學院學生宿舍,原有彩鋼隔離圍牆。南面和歌山建築公司工地連,採用彩鋼板隔離。北面為文津路,採用磚砌圍牆底部30公分高,上部採用彩鋼板,用方鋼固定。大門設置在南面,在和歌山建築公司共同進出的道路兩側磚砌圍牆,粉刷並寫上標語。
2. 根據公司統一要求設置圍牆壓頂及大門燈箱,做好亮燈工程。
。
第三章 圍牆結構計算
1、牆體抗傾覆穩定性驗算(幾何尺寸如圖)
b/kΨH=
=17×0.24/1.12×0.3
=2.9(m)2.5m 符合要求
式中:K-抗傾覆安全係數,該牆厚240,取K=1.12;
Ψ-風荷載,根據當地基本風壓取Ψ=0.3KN/㎡
h-磚牆砌築允許自由高度
-磚砌體重度
b—牆厚
2、高厚比驗算(幾何尺寸如附圖)
牆截面幾何尺寸如附圖
截面積A=5000×240+240×120=1228800 mm
重心軸 Y1=∑(AiYi)/A
=(5000×240×120+120×240×300)÷1228800=124 mm
Y2=360-124=236 mm
慣性矩I=∑(I0+Aa)
=1/12×5000×2403+5000×240×(124-120) +1/12×240×1203×(236-60) =1.628×1011 mm4
迴轉半徑 i=(I/A)1/2=(1.628×1011/1228800)1/2
=364 mm
牆身折算厚度 ht=3.5i=364×3.5=1274 mm
②、整片牆高厚比驗算
取H0=H=2.5m
高厚比β= H0/ ht=2.5/1.274=1.96
取 μ1=1.2 μ2=1
μ1μ2[β]=1.2×1×24=28.8﹥1.96 符合要求
③、壁柱間牆高厚比驗算(按剛性方案計算)
H0=0.4s+0.2H=2+0.5=2.5 m
高厚比β=2.5/0.24=10.4﹤28.8 符合要求
④地基土承載力驗算
牆體自重N=[2.5×0.24+0.36×(0.06+0.12)] ×17+0.56×0.3×23=15.17 KN﹤fk
式中:fk—地基土承載力標準值
第四章 圍牆做法
1、挖土後將素土夯實。
2、採用毛石基礎,M5混合砂漿砌築。
3. 圍牆採用M10標準磚,M5混合砂漿砌築。
4. 主大門磚柱為500*500MM,高5M標準磚水泥砂漿砌築。
5. 每5米設一圍牆磚柱。
6. 圍牆雙麵粉刷。
第五章 注意事項
1、嚴禁靠圍牆堆放砂石等散料。
2、嚴防圍牆基礎遭受雨水強烈沖刷。
附屬圍牆工程施工組織設計
一、工程概況及施工條件
本工程系附屬圍牆工程,由工程總公司施工。
(一)建築部分概況:
主要建築做法如下:
1、牆體:+0.00以下採用10CM 厚C10砼墊層,MU10標準磚,M7.5水泥砂漿砌築;+0.00以上採用MU10標準磚,M7.5混合砂漿砌築;
(二)結構部分概況:
1、基礎
+0.00以下採用10CM 厚C10砼墊層,MU10標準磚,M7.5水泥砂漿砌築
2、牆體:
(1)砌築材料:
±0.00m以下採用MU10標準磚,M7.5水泥砂漿砌築
±0.00m以上採用MU10標準磚,M7.5混合砂漿砌築;
(2)砌築砂漿品種及標號
±0.00m以下採用M7.5水泥砂漿
±0.00m以上採用M7.5混合砂漿。
內外混合砂漿粉刷M10,2CM。
(三)施工條件
1、水電基本到位,場地便道作整平處理。
2、機械設備及施工人員安排
配備兩台350型攪拌機,經計算其機械性能和覆蓋範圍均能滿足施工要求。機械設備及施工人員安排具體見附表。
二、施工準備工作及現場平面布置:
(一)技術準備工作:
1、會審圖紙。
2、簽訂施工合同及各工作協議。
3、根據預算對各類材料進行分析,確定其使用量,根據施工進度要求確定其進場日期和進場量,組織材料採購人員落實所有材料的來源,安排採購工程所需的材料,保證開工時及各施工階段將所需材料如期進場。
4、根據對施工現場的勘探地貌,結合現場情況,擬用土方開挖人員。
5、測量放線:檢查驗收紅線樁,運用複核後的已知軸線和坐標點,根據總平面圖,測出新建圍牆的主軸線,埋設永久性軸線控制樁,同時做好建築物定位驗收簽證手續。
(二)施工用電
施工現場用電按照市臨時用電要求進行布設。在施工用電引入口處設總配電箱一座,攪拌棚、場地各設分配電箱一隻沿擬建建築物周邊架設用電線路在南、北、西立面各設配電箱一隻。
在所有的電氣線路上,採用三相五線制,機械用電和照明用電均分開設置,以符合供電操作規程的要求。
(三)施工用水
經現場勘察採用里運河水集中供應。
現場選用P100mm鋼管作入口進水總供水管,場內使用P50mm的供水管,才能滿足工程施工用水需求。
施工現場的採用P50mm水管鋪設,在攪拌棚處設水龍頭,施工用水需要。
(四)施工總平面布置圖
施工現場是按照優良工程的要求來布置現場,根據現場勘察情況,和優良工程的要求,以及施工方便等方面考慮現場作硬化處理。現場布置的具體情況見附圖一:施工總平面布置圖。
三、勞動力和施工機械的配置
在整個施工過程中力爭做到精心組織,統籌安排,全面協調好各單位,各專業工種之間的工作,管理人員要對口負責,把工作重點放到現場管理,指揮協調,檢查落實上。
(一)施工管理組織機構
精心組織該工程項目管理班子,選派施工經驗豐富的同志擔任項目經理進場組織施工。
整個工程施工過程中,項目經理在現場負責工程技術、質量、工期、安全生產管理等全部施工管理工作,確保工程按質、按期竣工。
1、施工組織管理網絡具體如下:
施工組織管理網絡
2、施工中勞動力安排
詳見專業工種構成一覽表(附表二)
進場時間及人數根據現場實際需要可臨時調整。
(二)機械設備表
詳見主要機械設備一覽表(附表一)
四、重要部位的施工方法
(一)土方及基礎工程
1、測量放線
(1)施工現場區測量控制網的布設
在工程開工前,利用建設單位和規劃部門提供的坐標控制點和水準點,在場地區域內布設坐標控制網和標高控制網,便於測設建築物的軸線和標高,也便於複核測量結果。
(2)建築物軸線控制網的測設
① 在縱、橫兩個方面各確定兩條永久測量的控制軸線
②在基礎施工前,將上述控制軸線測設在主建築物外10-15m範圍內,各條控制軸線的每側設置雙點,以便單側上引軸線和校對軸線,各點均用龍門樁作為標識(外延伸線點可設置在周邊較遠的固定建築物上),可引到相鄰的固定建築物牆面上,待基礎施工時,以龍門樁為基準點,用經緯儀將控制軸線引測至擬建建築物的基坑中。
③當施工至±0.00m時,利用經緯儀將龍門樁上的控制軸線測設至磚砌體上,並布設投基點,以便引測各層控制軸線。
④控制軸線測設後,利用經緯儀和鋼捲尺測設各層的其它軸線和控制軸線。
(3)高程的測設和傳遞
①在正式施工前,在建築物外8-15m範圍內利用場區標高控制網布設兩至三個標高後視點,並保證與建築物之間能通視,高程點可引至沉降較穩定的牆面上備查,但不能引在較臨近的建築或構築物上。
②利用水準儀,標尺和鋼捲尺由地面的基準標高沿外牆的外側面向上傳遞,可在建築物的兩側分別上引,並對引入的兩個標高點所測的標高應進行相互對照複核校正,以盡量減小測量誤差。
(5)測量信息的傳遞:
①在每一次軸線或標高引測後,施工測量員必須將測設位置和標高用書面形式向各有關工長、技術負責人進行技術交底和交接,經技術負責人和相應工長複核無誤後簽字接受。
②工長接受施工測量員的各段落軸線和標高作為後視點,再測出各構件具體位置和標高。
(6)每層軸線測設後,施工測量員必須對建築物各對角點進行垂直度校核,若發現偏差超標,應會同工長和技術負責人查明原因,採取一定的技術措施,將測量偏差超標隱患消除。
2、土方開挖和回填:
(1)挖土
由於該工程採用條形磚基礎,從基礎的類型考慮,可採用整體開挖,土方均採用機械開挖。
土方開挖時,應先閱讀該工程的地質勘探報告,如土質較差,可採用放坡開挖;如土質較好,不超挖,開挖深度較淺,則可採用不放坡開挖,視實際情況而定。
施工時現場應設置集水坑排水,隨着基坑的開挖不斷加深集水坑深度,確保地下水位處於地槽以下,以防止坑壁土層受到地表水和地下水的影響而濕化,內聚力降低,在重力的作用下造成邊坡失穩形成塌方。
基坑上口外側應設置排水溝或擋水堤,防止地表水流入基坑內,坡頂與排水溝應保持一定的距離,一般為0.5-1.0m。
土方開挖時,應避免在邊坡處堆土,所挖的土方應堆放在指定堆放點,堆土離邊坡頂邊不少於1m,土質較差時,不少於2m。堆土高度不超過1.50m。
土方開挖前,應根據基槽開挖,室內外高差、自然地坪標高等實際情況,計算出余土數量後,在開挖時即外運,減少場地的不必要佔用。
(2)土方回填
土方應分層回填,分層夯實,每層回填土厚度不大於300mm。當基坑寬度較窄時,應採用手工夯實。回填前應清除基坑內的積水和雜物,如地下水位較高,還應考慮排水措施。
回填的土料應符合規定,含水量較大的粘性土、淤泥質土,含草皮、拆除原有建築物餘下的垃圾土等物的雜質土均不得作為回填土,填土土料中不得含有直徑大於50mm的土塊,不應有較多的干土塊,以避免夯填不實。
基槽開挖有餘土外運時,應盡量將自然地坪的上表面雜填土優先運 出,較好的土用於回填。
3、基礎工程
(1)基礎墊層砼
基礎砼施工時必須將砼墊層和表面清理乾淨,無積水,不得有泥土落入槽內,側模板支撐在基坑壁上時需注意加固的穩定,不得將模板支撐桿直接支撐在土壁上,支撐下口必須加墊板支撐在密實土層上,以防止澆築砼時因支撐不牢而發生跑模。基礎梁模板,可採用斜撐加對撐方式加固,梁體上口專門製作的卡口鋼筋或角鋼應限制其寬度。
基礎砼澆築時,不留置施工縫。
(2)磚基礎
磚基礎施工前,基礎梁側回填土時,應避免將土散落在基礎樑上,如有應將基礎樑上口清理乾淨,彈出磚基礎的中線和邊線,上鋪一層水泥砂漿,對基礎樑上口牆體部位有局部不平整的地方進行找平,然後鋪磚砌牆。也可將磚基礎砌築完成後,再回填土,保持磚基礎砌築階段原砼表面的潔凈,使砌築質量得到更進一步保證。
(二)主體結構工程
1、牆體工程
本工程砌築材料:
牆體用磚:
(1)砌築材料:
±0.00m以下採用MU10標準磚,M7.5水泥砂漿砌築
±0.00m以上採用MU10標準磚,M7.5混合砂漿砌築;
(2)砌築砂漿品種及標號
±0.00m以下採用M7.5水泥砂漿
±0.00m以上採用M7.5混合砂漿。
擺放好抗震拉結筋,砌體質量必須達到驗收標準提出的「內三度」、「外三度」的要求。
(1)砌築工程所用材料必須先試驗後使用,嚴禁用不合格的材料。
(2)砌築砂漿:砂漿品種,標號必須符合設計要求,黃砂不得含有雜物,採用自來水,黃砂雜質含量控制在低於3%的範圍以內,石灰膏進場後應防止乾燥、污染,嚴禁使用脫水硬化的石灰膏和不合格的石灰膏。
砂漿的拌制應按一定的順序進行,一般分兩次投料,先加入部分黃砂,水和全部塑化材料(石灰膏或微沖劑)通過攪拌將塑化材料打開(不見疙瘩為止),再投入其餘的黃砂和全部水泥,拌至砂漿顏色一致為止。
(3)施工準備,砌筑前磚或砌塊必須用水濕透,但不能過濕或濕潤不勻現場。
(4)砌筑前必須先將基層表面的砂漿雜物清理乾淨,並澆水濕潤,同時應試擺;砌筑前,應按圖紙設計要求預留洞口管道及預埋件。
(5)應嚴格按磚砌工程施工規範操作,根據層高、窗檯及窗頂高度計算出該層磚的皮數,灰縫厚度等數據,在施工部位彈出牆身軸線,立好皮數桿,控制好灰縫厚度,以控制砌築高度,並用七分磚或小規格砌塊配合整磚砌築轉角和牆端部,以達錯縫的目的。
(6)砌體接槎時,必須將接槎處的表面清理乾淨、澆水濕潤,並應填實砂漿,保持灰縫平直。
(7)補砌牆體時,應檢查拉結筋的鏽蝕情況,如鏽蝕較重的,必須用鋼絲刷等工具除銹後,方可砌築隱蔽。
(8)按規範要求做砂漿試塊,並按期試驗。
(9)抹灰前應做好砌體隱蔽驗收記錄。
(三)內外裝修工程
進入裝修階段施工後,對內、外牆粉刷分項工程應在施工前,根據設計及建設單位要求先做樣板間或塊,待業主、監理、設計等單位驗收認可後再大面積施工。各工種穿插施工,施工順序採用先下後上,內外同時進行交叉作業的辦法。
1、內、外牆粉刷
(1)抹灰前牆面應澆水,砌牆基層一般澆水兩遍,磚面滲水深度約8-10mm,即達至抹灰要求。
(2)抹灰用的砂漿必須具有良好的和易性,並具有一定的粘結強度。
抹灰砂漿稠度一般控制如下:
底層抹灰砂-漿為100-120mm
面層抹灰砂漿為100mm
(3)抹灰用的原材料和使用的砂漿應符合質量要求。抹灰用的水泥砂漿和混合砂漿應分別在攪拌後3小時和4小時內使用完畢,儘可能做到隨拌隨用。
(4)當局部垂直度和平整度誤差較大時,在抹灰層加厚部位應分次抹平,一般每次抹灰厚度控制在8-10mm為宜。
(七)腳手架工程及周邊安全防護
內、外腳手架採用移動式臨時腳手架。
五、安全、文明施工管理措施
1、安全施工管理體系
(1)制定工程安全管理制度,在進行自我安全考核的同時,還需通過我單位有關部門實行考核。
(2)成立以項目經理主的項目安全管理網絡,實行專人負責安全管理工作。
2、安全施工管理措施
(1)加強安全教育,增強安全意識,配合各級安全管理人員。安全目標層層分解,落實到班組,做到誰施工,誰負責安全,嚴格執行上級頒佈的安全操作規程和企業生產管理制度。
(2)按市有關規定施工現場進行全封閉施工,安排專人管理,非施工人員嚴禁進入施工現場。
(3)供施工人員和居民出入的施工通道口均應設置護頭棚,並且應安全牢固。
(4) 工地所有機械要實行一機一閘制度。
(5)各工種操作必須嚴格按照本工程的安全操作規程及安全技術交底執行。
(6)杜絕隨意亂扔物件,不準工種之間互換作業。
(7)設定專職安全、保衛人員進行全方位監督管理。
(8)進入施工現場任何員都必須系戴好安全帽,高空作業人員需佩戴好安全帶。
(9)安全責任落實到人,實行掛牌制度,現場布設醒目的安全宣傳標語。
(10)由公司負責牽頭,派專人負責指定出門規定和攜帶材料工具進出門的規定。在裝修安裝階段,要組織成品保護隊伍,分層分房間安排專人專職看守。施工期間,每晚由項目部領班,組織晚間值班巡邏,杜絕一切破壞行為和不良現象,經常與當地派出所、居委會保持聯繫,確保工程在安全文明的良性狀態下正常施工。
(11)特殊工種工人要經過專業培訓,考試合格後,發給操作證,並要求持證上崗。
(12)對新入場的工人和變換工種的工人,進行安全教育,使之熟悉本工種操作規程,每周星期一以班組為單位,進行安全活動,並有具體記錄,班前班後,安全自檢,發現問題及時解決。
(13)施工現場禁止動用明火,易燃、易爆物要安全堆放,並派人具體保管。
(14)建立施工項目安全施工責任保證體系。
3、文明施工管理體系
(1)制定工程內部管理制度,並通過我單位有關部門實行考核,並與項目部管理人員工資掛鈎。
(2)成立以項目經理主的項目管理網絡,實行專人負責管理工作。
4、文明施工管理措施
(1)遵章守紀,嚴禁違章指揮、違章作業、野蠻施工。工地統一發放安全帽,按規定配色,以利管理及相關檢查。
(2)現場標準化,嚴格現場材料管理,按規定分類,分規格整齊堆放,材料進場卸料、搬運或吊運,堆放及時。
(3)嚴格按規範和設計要求進行施工,確保施工質量及安全,杜絕野蠻施工。施工作業段要日做日清,保持清潔。
(4)加強成品、半成品及產品、材料的保護,派專人負責看護。
(5)施工現場水、電線路布置,按規範標準及文明工地要求布置,不得任意亂拉、亂拖亂接和破壞。
(6)門衛室實行24小時派人值班巡查制度,負責工地現場的保衛工作。
(7)外來人員及材料進出場必須經門衛驗明方准通行,不戴安全帽不得進入施工現場。
(8)施工期間確保周圍環境道路的整潔,垃圾及時清理乾淨,對帶有污泥的車輛出門前應加以清理。
(9)按規定布置好消防設施,並經常檢查消防設施是否失效,工地進行用火控制,強調用電及機械使用安全。
(10)加強與當地派出所、110部門、水電部門及宿舍區管理部門的聯繫,以期得到他們的大力支持和配合,為施工提供方便,以便優質、高速、文明地完成本工程的施工任務,讓建設單位稱心滿意。
(11)開展職業道德建設,提高職工隊伍素質,樹立企業良好形象。
(12)場容管理責任包干,落實人員,張榜公布。
(13)加強企業內部職工的法制觀念教育,為維持安定環境做出我們應有的貢獻,真正做到工程高速優良、工地文明、衛生整潔、綜合治理達標。
六、質量保證體系及技術措施
(一)工程質量目標
確保工程質量一次性優良並達標投運。
(二)建立健全質量保證體系
建立並健全質量保證體系,把企業各部門、各環節的質量管理職能和活動合理地組織起來,形成一個有明確任務、職責、權限互相協調,互相促進的有機整體,確保工程按目標完成。
質量保證體系網絡如下圖:
質量保證體系網絡
1、以我單位質量宗旨為綱要,以國家有關技術質量規範、規程為指南,在明確項目部內各級管理人員質量職責的前提下,正確合理地進行質量管理。
2、建立以項目經理為首,由項目部與工程質量管理直接相關的各職能部門人員有機地組成工程質量管理委員會,對工程質量實施統一領導,對保證施工質量的重大技術措施等問題進行決策。
3、項目部設專職質檢員一名,各專業班組設兼職質檢員1-2名,組成項目部質量監督機構。各位質檢員在現場進行跟蹤檢查,發現問題及時督促有關人員糾正或重大問題立即向技術負責人報告,同時授予質檢員特殊的「六權」——監督檢查權、質量否決權、考核評價權、表彰獎勵權、處罰權和越級上報權。
4、貫徹「誰抓生產,誰管質量;誰施工,誰負責質量;誰操作,誰保證質量」的原則,實行工程質量崗位責任制,並層層分解落實,簽訂工程質量目標責任狀,用經濟手段來輔助工程質量崗位責任制的實施。
5、依據《建築安裝工程施工驗收規範》,定期開展內部質量檢查活動,將檢查結果作為制訂糾正和預防措施的依據。
(三)技術措施
1、認真學習並貫徹執行國家有關的施工規範、標準,嚴格按施工圖和施工組織設計的要求施工,並積極推廣新技術、新工藝、新設備、新材料的應用。
2、本工程技術負責人一名,全面負責工程的所有綜合技術管理工作,配備技術員、質檢員、工種工長等,設試驗員一名。技術員、工種工長、質檢員、試驗員等都受技術負責人領導和監督。
3、制定配套的技術管理制度和各崗位技術負責制度,並嚴格遵照執行。
4、正式施工前,有關技術人員認真研究施工圖紙,並做好圖紙會審工作。
5、在施工過程中發現設計圖紙中的
砌體房屋中牆的高厚比根據牆體的什麼確定
砌體房屋中牆的高厚比根據牆體的厚度、計算高度確定。
詳見《砌體結構設計規範GB 50003-2001第5章
第5.1.2條 計算影響係數φ或查φ表時,構件高厚比β應按下列公式確定:
對矩形截面
對T形截面
式中
γβ—-不同砌體材料構件的高厚比修正係數,按表5.1.2採用;
H0—-受壓構件的計算高度,按表5.1.3確定;
h—-矩形截面軸向力偏心方向的邊長,當軸心受壓時為截面較小邊長;
hT—-T形截面的折算厚度,可近似按3.5i計算;
i—-截面迴轉半徑。
第5.1.3條 受壓構件的計算高度H0,應根據房屋類別和構件支承條件等按表5.1.3採用。表中的構件高度H應按下列規定採用:
1 在房屋底層,為樓板頂面到構件下端支點的距離。下端支點的位置,可取在基礎頂面。當埋置較深且有剛性地坪時,可取室外地面下500mm處;
2 在房屋其他層次,為樓板或其他水平支點間的距離;
3 對於無壁柱的山牆,可取層高加山牆尖高度的1/2;對於帶壁柱的山牆可取壁柱處的山牆高度。
第5.1.4條 對有吊車的房屋,當荷載組合不考慮吊車作用時,變截面柱上段的計算高度可按表5.1.3規定採用;變截面柱下段的計算高度可按下列規定採用:
1 當Hu/H≤1/3時,取無吊車房屋的H0;
2 當1/3<Hu/H<1/2時,取無吊車房屋的H0乘以修正係數μ。
Iu為變截面柱上段的慣性矩,Iι為變截面柱下段的慣性矩;
3 當Hu/H≥1/2時,取無吊車房屋的H0。但在確定β值時,應採用上柱截面。
註:本條規定也適用於無吊車房屋的變截面柱。
自承重牆的自承重牆的構造
1.不考慮構造柱、壁柱及圈樑作用時的自承重牆
1.1高厚比計算中計算高度H0的取值
規範第6.1.1指出,計算高度H0的取值,應按第5.1.3條採用。
按規範第5.1.3條確定自承重牆的計算高度時,可表達成下面幾個基本規則。
1.1.1. 自承重牆砌至樓蓋或屋頂
H0 = H 。式中H為自承重牆的高度。
1.1.2. 自承重牆上端為自由端
H0 = 2H 。
1.1.3. 自承重牆兩側與主體結構柱或橫隔牆聯繫(自承重牆上端不是自由端)
設自承重牆兩側與主體結構柱或橫牆聯繫的間距為S 。
當S2H時,認為橫向的聯繫不起作用,仍按上述1.1.1.的規則確定計算高度H0 ;
當S≤H時,可以認為是橫向聯繫的距離起控制作用,規範規定H0 = 0.6S ;
當HS≤2H時,高度方向與橫方向共同起作用,規範規定H0 = 0.4S+0.2H 。
1.1.4. 自承重牆兩側與主體結構柱或橫隔牆聯繫且自承重牆上端是自由端
規範對此未做明確規定,作為一個思路可考慮將H定義為牆高的2倍,再應用上面的規則確定自承重牆的計算高度。
1.2. 自承重牆的高厚比驗算,不同厚度自承重牆的允許計算高度
1.2.1. 自承重牆的允許高厚比的基準值〔β〕
自承重牆允許高厚比的基準值(.一個基於科學原理的理論值或確定值)〔β〕與砌築砂漿的強度等級有關,如下所示:
砂漿強度等級 M2.5 M5 ≥M7.5
〔β〕 22 24 26
為了建立基本的概念,下面的討論均取砂漿強度等級為M5 。
1.2.2. 自承重牆驗算時的最終允許高厚比值
自承重牆驗算時的最終允許高厚比值,還需乘以修正係數μ1與μ2 。
1.2.2.1.μ1修正係數
與牆厚相關:牆厚 h 240mm時,μ1 = 1.0 ;h = 240mm時,μ1 = 1.2 ;h = 90mm時,μ1 = 1.5 ; 240 h 90mm時,μ1可按插入法取值。
按此規定,可以列出幾個不同牆厚的μ1值:
牆厚(mm) 100 ,120 ,200 240
μ1值 1.48 1.44 1.28 1.20
上端為自由端的自承重牆,除按上述規定提高外,尚可再乘以修正係數1.3 。
1.2.2.2.μ2修正係數
μ2的值與門窗洞口相關,主要取決於牆寬範圍內門窗洞口的總寬度。
設牆寬範圍內門窗洞口的總寬度為b S ,自承重牆兩側與主體結構柱或橫牆聯繫的間距為S 。
μ2 = 1-0.4bs / s
按公式算得μ2的值小於0.7時,取0.7 。
當洞口高度等於或小於牆高的1 / 5時,可取μ2等於1.0 。
μ2的取值範圍為0.7~1.0 。
1.2.2.3.自承重牆不同牆厚時允許牆高的參考值(砌築砂漿M5)
μ2=0.7(洞口大)時,允許牆高參考值(m) 2.49 2.90 4.30 4.84
μ2=1.0(無洞口)時,允許牆高參考值(m) 3.55 4.15 6.14 6.91
上端為自由端的自承重牆,應綜合考慮H0 = 2H及附加的修正係數1.30,其允許牆高參考值應為上述允許牆高參考值乘以修正係數0.65 。 2. 考慮構造柱、壁柱及圈樑作用時的自承重牆
2.1. 構造柱的作用
構造柱可以增加牆的允許高度,但作用有限。
有構造柱時,牆的允許高厚比〔β〕可乘以提高係數μC :
μC = 1+γ b c/l。
式中 γ—係數。對燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體,γ=1.5 ;對混凝土砌塊砌體γ=1.0 ;對細料石、半細料石砌體γ=0;
b c—構造柱沿牆方向的寬度;
l —構造柱的間距。
當b c = 500mm、l =3000mm且採用磚砌體時,μC = 1.25 。在常用範圍內這已經是比較密的構造柱設置,一般來說採用比較密的構造柱也就能使牆高的允許值能提高25% 。
當構造柱寬度為500mm,間距為3m,砂漿強度等級為M5時,允許牆高的參考值:
牆厚(mm) 200 240
μ2=0.7(洞口大)時,允許牆高參考值(m) 5.02 6.05
μ2=1.0(無洞口)時,允許牆高參考值(m) 7.17 8.64
註:牆厚200mm時,按混凝土砌塊考慮,μC = 1.167 ;
牆厚 240mm時,按磚砌體考慮,μC = 1.25 。
2.2. 壁柱的作用
壁柱對提高牆的允許高度可以有比較明顯的作用,壁柱凸出牆面部分的尺寸愈大作用愈明顯。
驗算帶壁柱牆的高厚比時,採用帶壁柱牆截面的折算厚度hT :
近似取hT =3.5i ,詳見《砌體結構設計規範》(GB50003-2001)第5.1.2條。
式中:i—截面迴轉半徑,i=sqrt(I/A) ;
I—截面慣性矩;
A—截面面積。
例如:240mm厚的牆,每3m設一壁柱,壁柱寬490mm,凸出牆面250mm,其折算厚度為388mm 。相當於以240mm厚牆為基準時,提高係數為1.62 。與構造柱1.25的提高係數比較,有明顯的提高作用。
hT的計算有點麻煩,但有些可以查表,見苑振芳主編《砌體結構設計手冊》(第三版)表14—14。
2.3. 構造柱與壁柱的比較
構造柱與壁柱對提高牆的允許高度的作用是相似的,只是在規範中採用了不同的公式來表達。構造柱用的是提高係數,壁柱採用增大折算厚度的辦法。其實,折算厚度與原始牆厚的比值也可理解為是提高係數。
構造柱的作用有限。按照規範的規定,構造柱的寬度達到500mm,構造柱的中距3m時,提高係數才能達到1.25 。在最極端的情況下提高係數也只能達到1.375 ,此時3m中距的構造柱就要做成750mm寬,採用1.375 的提高係數不應該是可取的方案。
壁柱可以明顯提高牆的允許高度。如前所述,採用壁柱後牆的允許高度可以比不加壁柱提高1.62倍,如有必要,再加大壁柱的尺寸牆的允許高度可以提得更高。缺點是,工藝或建築專業往往不喜歡出現壁柱。
2.4. 圈樑的作用
2.4.1. 圈樑沒有作用的條件
自承重牆的兩側沒有橫向支承或僅一側有橫向支承時,圈樑對提高牆的允許高度沒有任何作用。
2.4.2. 對規範條文可能引起的一點誤會
在進一步討論橫向支承的問題前,有必要先澄清一些容易引起誤會的概念。《砌體結構設計規範》(GB 50003—2001)的第6.1.2條,敘述了3點。前兩點涉及到牆的整體穩定性,第3點談的是牆的局部穩定性。不應在整體穩定不滿足規範要求的情況下討論牆的局部穩定性,更不能因為僅僅是局部穩定滿足規範要求就誤認為整體牆的穩定性自動滿足要求。
請注意規範中上述3點中用詞的區別:
第1點是「驗算帶壁柱牆的高厚比」 ;
第2點是「驗算帶構造柱牆的高厚比」 ;
第3點是「驗算壁柱間牆或構造柱間牆的高厚比」 。
2.4.3. 對規範條文更容易引起的一點誤解
在實踐中發現,規範條文中最容易引起誤解的是這樣一句話(見規範6.1.2-3):「設有鋼筋混凝土圈樑的帶壁柱牆或帶構造柱牆,當b/s≥1/30時,圈樑可視作壁柱間牆或構造柱間牆的不動鉸支點(b為圈樑寬度)」 。注意,這裡指的是「壁柱間牆」或「構造柱間牆」 ,而不是「帶壁柱牆」或「帶構造柱牆」 。
規範的條文應該按照下列順序解讀:
「帶壁柱牆」或「帶構造柱牆」要滿足上述第1、2點的高厚比要求;
滿足要求後,「壁柱」或「構造柱」已能視為「壁柱間牆」或「構造柱間牆」的側向支點;
如果此時「壁柱間牆」或「構造柱間牆」 的局部穩定還不能滿足規範要求,可以通過設圈樑來解決問題,「此時s應取相鄰壁柱間或相鄰構造柱間的距離」 ,只要上下圈樑間的距離能滿足「壁柱間牆」或「構造柱間牆」 的高厚比要求即可。 3. 幾種常見的自承重牆穩定設計的思路
3.1. 框架或排架結構的砌體外圍護牆
3.1.1. 討論的範圍
由彩鋼板、鋼龍骨等組成的外圍護牆不在本文討論範圍。
常見的討論範圍內的外圍護牆使用的材料主要有,燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、混凝土砌塊等。本文以240mm、200mm厚的砌體牆為例探討其穩定設計思路。
3.1.2. 層高較低時
當層高較低,如果能滿足本文1.2.2.3.中的允許高度要求時,可不做特別處理;如果略超過一些,200mm厚超過8 %左右,240mm厚超過12 %左右時,可用設構造柱的辦法來解決,不必再做其他的特別處理。需注意本文1.2.2.2.中門窗洞口對μ2值的影響,當0.7μ21.0時,可使用插值。
3.1.3. 層高不低時
當符合規範表5.1.3「帶壁柱牆或周邊拉結的牆」中的2H≥SH的要求時,可按表中的公式0.4S+0.2H確定計算高度。式中,S為框架柱的間距,H為層高。設計思路是,保證按公式確定的計算高度能滿足規範要求。
3.1.4. 層高較高時
3.1.4.1.橫向能滿足高厚比要求
在H≥S的條件下,如果規範表5.1.3中的計算高度0.6S能滿足高厚比要求,也可不做特別處理。需注意,此時設構造柱並不能將允許高度乘以提高係數,因為計算高度的方向已經轉了90度。下面分別情況討論:
3.1.4.2. 橫向不能滿足高厚比要求可通過增設圈樑解決
在層高很高,例如是很高的單層廠房,0.6S又不能滿足高厚比要求時,可以尋求圈樑的解決方案。按照規範中6.1.2-3的規定,只要b/S≥1/30時,所設的圈樑就可視為框架柱間外圍護牆的不動鉸支點。這樣,即使H很高,例如20m高,都可以通過設若干道圈樑的辦法來解決問題。只要任意兩個相鄰圈樑間的距離能滿足允許高厚比的要求即可。
如果框架柱的間距為6m,200mm厚的牆上的圈樑寬度b=200mm,正好滿足b/S=1/30的條件。
3.1.4.3. 橫向不能滿足高厚比要求但能通過增設「加高」的圈樑解決
同樣的牆厚(200mm),如果框架柱的間距為7.5m就不能滿足規範的條件。對此,規範中還有一個補充條款:「如不允許增加圈樑寬度,可按牆體平面外等剛度原則增加圈樑高度,以滿足……牆不動鉸支點的要求」 。
註:該補充條款規定得並不明確,因為一開始只定義了圈樑寬度b,並沒有定義圈樑高度h 。在沒有確定圈樑高度h的情況下,討論按等剛度原則增加圈樑高度是沒有意義的。為了能夠合理的進行計算,參照規範中7.1.5-3關於圈樑高度不應小於120mm的規定,暫取基準圈樑的高度h為120mm。
對於框架柱的間距為7.5m時的牆上圈樑,按照規範要求作為不動鉸支點的圈樑寬度不應小於250mm。當採用200mm厚的牆時,其計算原則如下:
基準圈樑的寬度b0 = 250mm,高度h0 = 120mm ;
平面外等剛度圈樑的寬度b = 200mm,求高度h 。
計算條件為 ,按此條件可得
。
按此計算,對於框架柱的間距為7.5m、牆厚200mm且牆高很高的外圍護牆,可以在高度方向設若干道250mm高的圈樑,來保證其穩定性。
3.1.4.4.橫向不能滿足高厚比要求且不能通過增設「加高」的圈樑來解決
例如,當外柱的間距為12m,牆厚仍為200mm厚時。單層建築的山牆容易遇到這種狀況。
此時,按照同樣的計算方法,圈樑應高達960mm。將200mm×960mm截面的梁放在牆上仍稱其為圈樑似乎有些牽強。
如果仍想保持「可視為框架柱間外圍護牆的不動鉸支點」的概念,宜將該梁構造成能承受側向風荷載的梁。從穩定設計的要求來看,最好將梁做得比牆寬一些。注意,梁兩側的縱筋才是承受側向風荷載的受力主筋。
在許多情況下,更合理的辦法是採用抗風柱來保持外圍護牆的穩定性。
3.2. 多層框架結構的砌體內隔牆
民用建築層高一般較低,容易滿足規範要求,這裡側重對工業建築進行討論。在工業建築中,厚度小於200mm的牆多數集中在衛生間這類的橫牆較多的場合,也比較容易滿足規範要求,可不專門討論。下面以牆厚200mm為例進行討論,其他的牆厚可以用類似的思路去計算。
3.2.1. 框架柱間的內隔牆
3.2.1.1. 層高較低時
層高較低時,處理比較方便,不再贅述。
3.2.1.2.層高較高且柱距不大時
層高較高且柱距不大時,例如柱距不大於7.5m時,可以採用增設圈樑或「加高」圈樑的辦法,當牆厚為200mm時一般均可設法滿足規範要求。
3.2.1.3.層高較高且柱距大時
處理起來有一定難度。如果加構造柱能解決問題最好,但因為構造柱的效果有限,遇到需要洞口折減時,有可能無法滿足規範要求。如果有吊頂,在吊頂的上部圈樑的寬度容許大於牆厚時,在吊頂上部偏下的位置增設較寬的圈樑是比較有利的辦法。有利條件是,這裡不需要考慮側向風荷載。
3.2.2. 與框架柱不相連且長度很長的內隔牆
當層高較低時,處理仍很簡單。當層高較高時,處理方案可能很複雜,需要認真討論。其基本思路可能是,在牆的層高中間部位設圈樑,然後設法構造該圈樑的側向支承。當該牆離柱不遠時,可考慮設水平鋼樑支承在框架柱上。
3.3. 單層排架輕鋼屋蓋廠房的砌體內隔牆
3.3.1. 防火牆
對於層高比較高的單層廠房來說,比較難處理的是防火牆。由於牆比較高,牆的上端設為自由端時,更難滿足規範要求。一般可將牆的上端構造成鉸接端,這樣相對容易滿足規範的要求。
鉸接端的構造思路:
當牆正處於鋼屋架或主鋼樑的下方時,可以在鋼屋架或主鋼樑的下方,採用在牆的兩側用夾鋼板的形式來約束牆頂端側向位移的方式。需要注意兩點,一是約束位置,二是約束方式。約束位置:鋼屋架在下弦節點處,該節點處有垂直支撐或有與垂直支撐相連的水平系桿;主鋼樑在設隅撐處。約束方式:限制牆的側向位移,不限制鋼屋架或主鋼樑的豎向位移。
當牆不處於鋼屋架或主鋼樑的下方但相互平行時,可以在垂直於鋼屋架或主鋼樑的方向設置鋼樑,在此鋼樑的下方與牆相交處設置上述約束。需注意:當為鋼屋架時,該鋼樑應設置在有垂直支撐或有與垂直支撐相連水平系桿處的下弦節點處;當為主鋼樑時,該鋼樑應設置在設隅撐處。
當牆不處於鋼屋架或主鋼樑的下方且相互垂直時,可直接在鋼屋架或主鋼樑的下方設置上述約束。
對於採用鋼屋架的單層廠房,防火牆在鋼屋架的高度範圍內不好砌築,宜由建築專業在消防規範容許的範圍內採用外包防火板的辦法解決。
牆的高厚比控制辦法:
對防火牆來說,如果牆與排架柱相連,牆的高厚比控制思路與外圍護牆的控制思路一致。如果與排架柱不相連,一般要看加了構造柱之後能否滿足規範要求,如還不滿足要求就只好加壁柱了,這是最後的也是有效的手段。
3.3.2. 普通內隔牆
設計時應特別注意那些不與排架柱相連又很長沒有側向支點的內隔牆。這裡只討論用加構造柱的辦法還不能滿足規範要求的那些牆。
如果能在不太長的距離(例如18m以下)處,牆的兩側均有橫隔牆,或者能人為加上一小段橫隔牆時,可以按本文3.1.4.2.來增設圈樑。在許多情況下,圈樑的寬度可以做得比牆更寬一些。如有必要也可採用「加高」圈樑的辦法。當然,兩圈樑間的距離應滿足允許高厚比的要求。
隔牆上頂部圈樑施工時可能會遇到麻煩,不太好操作,也可採用變通的辦法,將頂部圈樑設得稍低些,圈樑澆好後再砌幾皮磚到頂。
如果前述辦法行不通,就只好加壁柱了。注意,這只是最後的不得已的手段。
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