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泵池顶板、侧墙支撑体系专项施工方案.ppt

1、泵池顶板、侧墙模板支撑体系专项施工方案 达濠市政建有限公司江西分公司 丁镜坤2015-7-5九龙湖新城起步区市政基础设施一期工程龙湖大道-下穿道雨水泵站工程一、工程概况 雨水泵站布置在龙湖大道与九龙大道下穿立交的东南角,主要收集龙湖大道下穿汇集的雨水,集雨面积约1ha,雨水经提升后往西排入九龙大道雨水干管,再往南排入九龙湖。本工程泵房下部建筑面积约为229.32m2,泵房上部建筑面积约为197.65m2,其中泵房泵池结构层高为11.6m,底板厚度为80cm,墙身厚度为7090cm,顶板厚度为20cm,梁截面尺寸普遍为 4001100mm、300900mm、250500mm;地上部分建筑高为8.

2、1 m,斜屋面结构,梁截面尺寸普遍为 3501100mm、200300mm、200400mm,框架柱的尺寸为400700mm,屋面板厚度120mm。本方案主要针对泵房泵池顶板、侧墙的模板支撑体系进行设计及验算。1、工程施工图纸。2、相关的技术规范、规程、规定:建筑结构荷载规范(GB50009)混凝土结构设计规范(GB50010)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003,J270-2003)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2010)建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)建筑施工安全检查标准(JGJ59)

3、编制建筑施工脚手架安全技术标准统一规定二、编制依据 三、材料选用 模板采用松木九层类1830mm915mm的胶合板,厚度18mm,弹性模量E(N/mm2):6000;抗弯强度设计值fm(N/mm2):24.0。方木采用50100mm规格方木,弹性模量E(N/mm2):8000;抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.4;方木截面抵抗距W =bh2/6=50100100/6=83333.3 mm3,截面惯性距I=bh3/12=50100100100/12=4166666.7 mm4。梁下支撑体系采用48.33.6钢管搭设,立杆净截面面积 A=5.06 c

4、m2,立杆净截面抵抗矩W=5260mm3,弹性模量E206000N/mm2;截面惯性矩I=127100 mm4;抗弯强度设计值f=205 N/mm2。直角、旋转扣件(抗滑):取8.0KN/扣。四、顶板模板支撑体系构造(一)楼板模板 模板支架搭设高度为11.4m,板厚200mm时,底部木方间距400mm,支撑间距为1100mm,钢管平面布置为1100*1100mm,步距为1.5m,在每一步距处纵横向应各设置一道水平拉杆;立杆顶部应采用可调顶托受力,且顶托距离最上面一道水平杆不超过300mm;架体必须连续设置纵、横向扫地杆和水平杆,纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上

5、,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上;架体必须连续设置竖向、水平剪刀撑,在架体外侧周边及内部纵、横向每隔3m5m由底至顶设置宽度3m5m连续设置竖向剪刀撑;在竖向剪刀撑交点平面设置宽度3m5m连续设置水平剪刀撑。(二)梁模板 梁截面尺寸普遍为 4001100mm、300900mm、250500mm、250*400mm;当梁的截面尺寸为400*1100mm,300*900mm时,梁底模方木间距为250mm,钢管支撑间距为900*900mm,侧模方木间距为300mm,设一道穿梁螺栓,间距为350 mm;梁的截面尺寸为250*500mm、250*400mm时,梁底模方木间距为3

6、00mm,钢管支撑间距为1100*1100mm。楼板支撑架立面简图 楼板支撑架立面简图备注:1-地下墙钢筋砼底板;2-垫木;3-纵横向扫地杆;4-水平剪刀撑;5-立杆;6-竖向剪刀撑;7-纵横向水平拉杆;8-U型顶托;9-对拉螺栓;10-通长托木;11-立档;12-斜撑200300步距按构造要求布置1211109687562131.5m1.5m1.5m1.5m444楼板支撑架立面简图支撑架立杆稳定性荷载计算单元(一)现浇构件模板荷载组合五、顶板模板支撑体系设计计算 (二)模板工程验算 模板荷载组合值为:验算强度q Q=10.124Kn、验算刚度qG=9.024Kn,按三跨(等跨)连续梁计算弯距

7、和挠度值。设底部方木间距为400mm,钢管支撑间距为1100mm。模板计算简图如下:1、20cm厚现浇板底模板、方木及支撑验算 (1)模板强度、刚度验算 qQ10.1241.111.136 kN/m;qG9.0241.19.926 kN/m;模板弹性模量E6000N/mm2;模板截面抵抗距 W =bh2/6=11001818/6=59400mm3,截面惯性距 I=bh3/12=1100181818/12=534600mm4。最大弯矩 M=0.1qQl2=0.111.1360.400.40=0.178kN.m 最大应力 M/W 178000/59400=2.996 N/mm2 f=24.0 N/

8、mm2 强度满足要求;挠度计算=0.677qGl4/100EI v=l/400 面板最大挠度计算值=0.6779.9264004/(1006000534600)=0.536mm 400/400=1.0mm,刚度满足要求!(2)模板下直接支撑方木验算 方木间距400mm,其底部支撑点1100mm qQ10.1240.44.0496 kN/m qG9.0240.43.970 kN/m 方木弹性模量E8000N/mm2;方木截面抵抗距W=bh2/6=50100100/6=83333.3 mm3;方木截面惯性距I=bh3/12=50100100100/12=4166666.7 mm4。最大弯矩 M=0

9、.1qQl2=0.14.04961.11.1=0.490kN.m M/W 490000/83333.3=5.88 N/mm2 f=13 N/mm2 强度满足要求;挠度计算=0.677qGl4/100EI v=l/400 方木最大挠度计算值 =0.6773.9711004/(10080004166666.7)=1.18mm 1100/400=2.75mm,刚度满足要求!(3)模板下钢管抗弯及支撑验算 钢管计算简图如下:钢管支撑间距1100*1100mm 钢管强度、刚度验算:qQ10.1240.41.14.455 kN/m qG9.0240.41.13.971 kN/m 最大弯矩 M=0.175q

10、Ql=0.1754.4551.1=0.857587kN.m M/W 857587/5078=168.88 N/mm2 f=205 N/mm2 强度满足要求;挠度计算=1.833 qGl4/100EI v=l/250 钢管弹性模量E206000N/mm2;钢筋立杆净截面抵抗矩W=5.26cm3;钢管截面惯性矩I=127100 mm4;钢管最大挠度计算值 =1.8333.97111004/(100206000127100)=4.07mm 1100/250=4.4mm;刚度满足要求!2、现浇梁底模板、方木、钢管横梁及支撑验算 现浇梁底模采用镀膜胶合板,其底部直接支撑为50mm100mm方木,底模面板

11、按三等跨连续梁取弯距、挠度系数值,其计算公式及支撑简图如下:最大弯矩 M=0.1qQl2;抗弯强度 M/W;挠度计算=0.677qGl4/100EI 2.1 现浇梁底模板验算 2.2 现浇梁底方木强度、刚度验算(按单跨简支梁)(1)计算公式(支撑钢管按照简支梁)最大弯矩M=0.125qcl(2-c/l);抗弯强度 M/W;挠度计算=qcl3(8-4r2r3)/384EI 其中:E8000N/mm2;W=bh2/6=50100100/6=83333.3mm3;I=bh3/12=50100100100/12=4166666.7mm4。(2)计算简图如下 (3)原梁截面荷载组合值需计算方木间距内荷载

12、组合值,强度、刚度验算如下:400mm1100mm梁下方木强度、刚度验算(底模方木间距0.25m,钢管支撑间距0.9m):M=0.125qcl(2-c/l)0.12516.9240.25400900(2-400/900)296170 Nmm M/W296170/83333.3 3.554 Nmm2 13 Nmm2 强度满足要求;=qcl3(8-4r2r3)/384EI 14.4240.254009003(840.33320.3333)/(38480004166666.7)0.624mm900/4002.25mm,刚度满足要求。300mm900mm梁下方木强度、刚度验算(底模方木间距0.25m,

13、钢管支撑间距0.9m):M=0.125qcl(2-c/l)0.12510.9920.25300900(2-300/900)154575 Nmm M/W154575/83333.3 1.855 Nmm2 13 Nmm2 强度满足要求;=qcl3(8-4r2r3)/384EI 8.8920.253009003(840.320.33)/(38480004166666.7)0.291mm900/4002.25mm刚度满足要求。250mm500mm梁下方木强度、刚度验算(底模方木间距0.30m,钢管支撑间距1.1m):M=0.125qcl(2-c/l)0.1255.650.302501100(2-250

14、/1100)103289 Nmm M/W103289/83333.3 1.239 Nmm2 13 Nmm2 强度满足要求;max=qcl3(8-4r2r3)/384EI 4.4250.3025011003(840.2520.253)/(38480004166666.7)0.268mm1100/4002.75mm刚度满足要求。2.3 梁底方木下水平钢管强度、刚度验算(双边支撑计算时单边取q/2)(1)计算简图 (2)计算公式(支撑钢管按照简支梁)最大弯矩M=mbq l;其中:mb=0.267;抗弯强度 M/W;其中:W5260mm3;挠度计算=Kq l3/100EI;其中:K(挠度系数)1.88

15、3,E 206000N/mm2;I=127100 mm4。400mm1100mm梁下钢管强度、刚度验算(取钢管纵向间距0.9m):q=16.9240.25 0.5 2.116 KN M=0.2672116 900508475 Nmm;508475/526096.7 N/mm2205 N/mm2,强度满足要求;=1.8832116 9003/(100EI)=1.11 mm900/250=3.6m刚度满足要求。300mm900mm梁下钢管强度、刚度验算(取钢管纵向间距0.9m):q=10.9920.25 0.5 1.374 KN M=0.2671374 900330172 Nmm;330172/5

16、26062.8 N/mm2205 N/mm2,强度满足要求;=1.8831374 9003/(100EI)=0.72 mm900/250=3.6m 刚度满足要求。250mm500mm梁下钢管强度、刚度验算(取钢管纵向间距1.1m):q=5.650.30 0.5 0.848 KN M=0.267848 1100249058Nmm;249058/52604703 N/mm2205 N/mm2,强度满足要求;=1.883848 11003/(100EI)=0.812 mm1100/250=4.4m,刚度满足要求。2.4钢管扣件抗滑力及支撑稳定性验算 计算时取梁截面较大荷载值较高的梁400mm1100

17、mm、300mm900mm和较普遍的梁250mm500mm,其他梁不一一计算。(1)钢管支撑稳定性计算计算长度:L0=kh其中:k-立杆计算长度附加系数,取1.155,验算立杆允许长细比时,取k=1;-单杆计算长度系数,查扣规表5.2.8采用;h-步距长细比:=L0/i 其中:i-截面回转半径,1.59cm,查扣规附录B表B.0.1采用;支撑稳定性=N/(A)其中:-轴心受压构件的稳定系数,查扣规附录A表A.0.6取值;A-立杆的截面面积,A=5.06 cm2。梁400mm1100mm(钢管支撑间距横向0.9m、纵向间距0.9m):荷载组合值:q=16.924 KN/m(梁截面每m荷载),N1

18、6.9240.915.232KN。验算立杆允许长细比,=L0/i=12.3351.5/0.0159220,查扣规表5.1.9,满足要求。支撑验算(纵向0.9m/2根):水平横杆约束步距1.5m,计算长度:L0=kh=1.1552.3351.5=4.045 m=L0/i=4.045/0.0159=254,查扣规附录A,=0.114N/(A)=15.232103/(25060.114)=132N/mm2fc=205N/mm2支撑稳定性安全。梁300mm900mm(钢管支撑间距横向0.9m、纵向间距0.9m):荷载组合值:q=10.992 KN/m(梁截面每m荷载),N10.9920.99.893

19、KN。验算立杆允许长细比,=L0/i=12.3351.5/0.0159220,查扣规表5.1.9,满足要求。支撑验算(纵向0.9m/2根):水平横杆约束步距1.5m,计算长度:L0=kh=1.1552.3351.5=4.045m=L0/i=4.045/0.0159=254,查扣规附录A,=0.114N/(A)=9.893103/(25060.114)=85.8N/mm2fc=205N/mm2支撑稳定性安全。梁250mm500mm(钢管支撑间距横向1.1m、纵向间距1.1m):荷载组合值:q=5.65KN/m(梁截面每m荷载),N5.651.16.215 KN。验算立杆允许长细比,=L0/i=1

20、2.4411.5/0.0159230,查扣规表5.1.9,满足要求。支撑验算(纵向1.1m/2根):水平横杆约束步距1.5m,计算长度:L0=kh=1.1552.4411.5=4.229 m=L0/i=4.229/0.0159=266,查扣规附录A,=0.103N/(A)=6.215103/(25060.103)=59.6N/mm2fc=205N/mm2支撑稳定性安全。(2)扣件抗滑力计算:梁400mm1100mm:q=16.9240.9 0.5 7.6 KN8 KN,接近8 KN,采用双扣8216 KN,抗滑力满足要求。梁300mm900mm:q=10.9920.90.5 4.946 KN8

21、 KN,抗滑力满足要求。梁250mm500mm:q=5.651.10.5 3.108 KN8 KN,抗滑力满足要求。2.5现浇梁侧模板强度、刚度验算 梁侧模板选择具有代表性高度500mm、900mm、1100mm,1400mm以上高度的梁侧模板纳入墙体模板计算。梁高500mm(梁侧方木间距0.3m)计算简图如下:强度q1=25.60.615.36 KN/m;刚度q2=14.40.68.64 KN/m;计算公式:最大弯矩M=Kmq1l2;其中:Km0.1,抗弯强度 M/W;其中:Wbh2/6=500*18*18/6=27000mm3,挠度计算=0.677q2 l4/(100EI),其中:E600

22、0N/mm2;I=(bh3/12)=243000mm4。梁侧模板强度、刚度验算:M=0.115.363002 138240 Nmm138240/270005.1224 N/mm2,强度满足要求;=0.6778.64 3004/(1006000243000)0.325mm1.2mm,刚度满足要求。梁高900mm(梁侧方木间距0.30m)计算简图如下:q1=37.120.933.408 KN/m;q2=25.920.923.328KN/m;计算公式:最大弯矩M=Kmq1l2;其中:Km0.1,抗弯强度 M/W;其中:W(bh2/6)=900*18*18/6=48600mm3,挠度计算=0.677q

23、2 l4/(100EI),其中:E6000N/mm2;I=bh3/12=437400mm4。梁侧模板强度、刚度验算:M=0.133.4083002 300672Nmm300672/486006.1924 N/mm2,强度满足要求;=0.67723.3283004/(1006000437400)0.487mm1.2mm,刚度满足要求。梁高1100mm(梁侧方木间距0.30m)计算简图如下:q1=42.881.147.168KN/m;q2=31.681.134.848KN/m;计算公式:最大弯矩M=Kmq1l2;其中:Km0.1,抗弯强度 M/W;其中:W(bh2/6)=59400mm3,挠度计算

24、=0.677q2 l4/(100EI),其中:E6000N/mm2;I=bh3/12=534600 mm4。梁侧模板强度、刚度验算:M=0.147.1683002 424512 Nmm424512/594007.1524 N/mm2,强度满足要求;=0.67734.8483004/(1006000534600)0.596mm1.2mm,刚度满足要求。2.6现浇梁侧方木强度、刚度验算梁高900mm(梁侧方木间距0.3m,中间设对拉螺栓一道)计算简图如下:q1=37.120.311.14 KN/m;q2=25.920.37.78 KN/m;计算公式:最大弯矩M=Kmq1l2;Km0.125抗弯强度

25、 M/W;其中:W(bh2/6)=50*100*100/6=83333.3mm3,挠度计算=Kwq2 l4/(100EI),其中:Kw 0.521,E8000N/mm2,I=(bh3/12)=50100100100/12=4166666.7 mm4。梁侧方木强度、刚度验算:M=0.12511.144502 281981 Nmm281981/83333.33.3824 N/mm2,强度满足要求;=0.5217.78 4504/(10080004166666.7)0.05mm450/400=1.125mm,刚度满足要求。梁高1100mm(梁侧方木间距0.3m,中间设对拉螺栓一道)计算简图如下:q1

26、=42.880.312.864 KN/m;q2=31.680.39.504 KN/m;计算公式:最大弯矩M=Kmq1l2;Km0.125抗弯强度 M/W;其中:W(bh2/6)=50*100*100/6=83333.3mm3,挠度计算=Kwq2 l4/(100EI),其中:Kw 0.521,E8000N/mm2,I=(bh3/12)=50100100100/12=4166666.7 mm4。梁侧方木强度、刚度验算:M=0.12512.8645502 486420 Nmm486420/83333.35.8424 N/mm2,强度满足要求;=0.5219.504 5504/(10080004166

27、666.7)0.136mm550/400=1.375mm,刚度满足要求。梁高500mm(梁侧方木间距0.30m,上下支承)计算简图如下:q1=25.60.37.68 KN/m;q2=14.40.34.32KN/m;计算公式:最大弯矩M=0.125q1l2;抗弯强度 M/W;其中:W=(bh2/6)=50*100*100/683333.3mm3,挠度计算=5q2 l4/(384EI),其中:E8000N/mm2;I=(bh3/12)=50100100100/12=4166666.7 mm4。梁侧方木强度、刚度验算:M=0.1257.685002 240000 Nmm 240000/83333.3

28、2.8824 N/mm2,强度满足要求;=54.32 5004/(38480004166666.7)0.105mm600/400=1.5mm,刚度满足要求。六、侧墙模板的构造及计算书(一)、侧墙模板构造 泵房泵池结构层高为11.6m、板厚20cm、墙身厚度为7090cm,墙身高度为11.4m,底部50cm与泵池底板同时施工,顶部40cm与泵池顶板同时浇筑,中部墙身10.5m分两次浇筑,每次浇筑层高5.25m。墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞和钢楞)组成,直接支撑模板的龙骨为次龙骨,即内龙骨;用以支撑内层龙骨为外龙骨,外龙骨组装成墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结,每个穿墙螺栓成为外龙骨

29、的支点。模板面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度f=24N/mm2。内楞采用方木,截面50100mm,每道内楞1根方木,间距250mm。外楞采用圆钢管48.33.6,每道外楞2根钢管,间距500mm。穿墙螺栓水平距离500mm,穿墙螺栓竖向距离500mm,直径14mm。墙模板组装示意图(二)、墙模板荷载标准值计算 强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。(三)、墙模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。面板计算简图 1.抗弯强度计

30、算 f=M/W f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2);M 面板的最大弯距(N.mm);W 面板的净截面抵抗矩,W=500.001818/6=27000mm3;f 面板的抗弯强度设计值(N/mm2)。M=0.1q1l2 其中 q 作用在模板上的侧压力,它包括:验算强度荷载结合,q1=76.30.5=38.15kN/m;验算刚度荷载结合,q2=70.70.5=35.35kN/m;l 计算跨度(内楞间距),l=250mm;面板的抗弯强度设计值f=24.000N/mm2;M=0.1q1l2=0.138.15250250=238437N.mm M/W 238437/27000=8.83N/m

31、m2 f=24.0 N/mm2;强度满足要求;2.挠度计算 v=0.677q2l4/100EI v=l/400 其中 q2 作用在模板上的侧压力;l 计算跨度(内楞间距),l=250mm;E 面板的弹性模量,E=6000N/mm2;I 面板的截面惯性矩,I=5001818180/12=243000mm4;v=0.677q2l4/100EI =0.66735.35*2504/(100*6000*243000)=0.632mm面板的最大允许挠度值,v=l/400=500/400=1.2mm;面板的最大挠度计算值,v=0.632mm;面板的挠度验算 v v,满足要求!(四)、墙模板内外楞的计算1.墙

32、身模板内楞采用方木,截面50100mm,每道内楞1根方木,间距250mm。内楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载的三跨连续梁计算。截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=50100100/6=83333.3 mm3;I=50100100100/12=4166666.7 mm4 ;内楞计算简图 (1).内楞抗弯强度计算 f=M/W f 其中 f 内楞抗弯强度计算值(N/mm2);M 内楞的最大弯距(N.mm);W 内楞的净截面抵抗矩;f 内楞的抗弯强度设计值(N/mm2)。M=0.1q1l2 其中:验算强度荷载结合,q1=76.30.25=19.075kN/m;验算刚度荷载结合,q2=70.70

33、.25=17.675kN/m;l 内楞计算跨度(外楞间距),l=500mm;内楞抗弯强度设计值f=13.000N/mm2;M=0.1q1l2=0.119.075500500=476875N.mm;M/W 476875/83333.3=5.722N/mm2 f=13.0 N/mm2;强度满足要求!(2).内楞的挠度计算 v=0.677q2l4/100EI v=l/400 其中 E 内楞的弹性模量,E=8000N/mm2;q2 作用在模板上的侧压力;l 计算跨度(内楞间距),l=500mm;I 内楞的截面惯性矩,50100100100/12=4166666.7 mm4;v=0.677q2l4/10

34、0EI=0.66717.675*5004/(100*8000*4166666.7)内楞的最大允许挠度值,v=500/400=1.2mm;内楞的最大挠度计算值,v=0.221mm;内楞的挠度验算 v v,满足要求!2.墙身模板外楞采用圆钢管48.33.6,每道外楞2根钢管,间距500mm,配合3形卡件和M14止水螺栓穿墙对拉紧固,穿墙螺栓水平距离500mm,穿墙螺栓竖向距离500mm,直径14mm。外楞(钢管)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载下的三跨连续梁计算。截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:外钢楞截面抵抗矩 W=5260 mm3;外钢楞截面惯性矩 I=127100 mm4;外楞计算简图(1)

35、.外楞抗弯强度计算 f=M/W f 其中 f 外楞抗弯强度计算值(N/mm2);M 外楞的最大弯距(N.mm);W 外楞的净截面抵抗矩,W=5260 mm3;f 外楞的抗弯强度设计值(N/mm2)。M=0.267q1l=0.2679.538500=1273323N.mm 其中:验算强度荷载结合,q1=76.30.250.5=9.538kN/m;l 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距),l=500mm;f=M/W=1273323/(52602)=121.04N/mm2 外楞抗弯强度设计值f=205.000N/mm2;经计算得到,外楞的抗弯强度计算值113.3N/mm2;外楞的抗弯强度验算 f,满足要

36、求!(2).外楞的挠度计算 v=1.883q2l3/100EI v=l/400 其中:验算刚度荷载结合,q2=70.70.250.5=8.838kN/m;E 外楞的弹性模量,E206000N/mm2;I 外钢楞截面惯性矩,I=127100 mm4 v=1.146q2l3/100EI=1.4668.8385003/(1002060002127100)=0.397mm;外楞的最大允许挠度值,v=l/400=1.2mm;外楞的挠度验算 v v,满足要求!(五)、穿墙螺栓的计算 穿墙螺栓水平距离500mm,穿墙螺栓竖向距离500mm,直径14mm。计算公式:穿墙螺栓所受的最大拉力(kN):N=FA=58.90.50.5=14.725KN 其中:F 新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力(KN/m2)=58.9KN/m2;A 穿墙螺栓有效作用面积(m2);穿墙螺栓最大容许拉力值(kN):N=fA=17.8 N 其中:f 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;A 穿墙螺栓有效面积(mm2);穿墙螺栓有效直径(mm):14,有效面积(mm2):A=105.000;穿墙螺栓最大容许拉力值(kN):N=17.8 N;穿墙螺栓所受的最大拉力(kN):N=14.725 N=17.8 N;穿墙螺栓强度验算满足要求!泵房效果图

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