某工程无梁板顶板行车加固方案

-1-一、编制依据1、《某建筑及结构施工图纸》2、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）4、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）7、《公路涵桥设计通用规范》（JTGD60-2015）8、《建筑施工手册》第五版9、清华大学结构力学求解器10、参考杂志《四川建筑》第28卷6期工程结构《无梁楼盖地下室顶板消防车活荷载取值的探讨》二、工程概况本工程南邻于家xxx小区，北邻xxx路主干道绿化带，西邻xx路，东邻规划道路。工地设置大门两个，位于北侧及西侧。本工程基坑为深基坑，北侧红线距基坑边线约12米，为办公区及管理人员生活区所在区域，其余各侧红线距基坑边线均约为2.5~7米，为了保证二次结构及装饰装修过程中垂直运输问题，故考虑地下室顶板设置材料堆场并地下室挡土墙外回填，采用规划小区道路及消防通道作为施工道路。本工程地下室施工即将完毕，挡墙外侧的土方提前回填，以及二次砌体的插入，施工现场的场地比较狭小，钢筋加工房需要转至屋面，为了配合土方回填序号项目内容1工程名称2工程地址3建设单位4设计单位5监理单位6质量监督单位7施工单位8合同工期9合同质量目标-2-和砌体施工的顺利进行，需要在屋面上行成施工道路，以供施工材料的顺利转运。对于回填土、挖机、上屋面的材料车、钢筋加工房等的布置和荷载情况进行分析，以保证本工程主楼结构施工时材料的正常运输、堆码、加工和使用，特出此方案。（砂浆罐及施工电梯基础加固方案另详见各专项方案）三、平面布置及荷载分析1、平面布置：为了保证二次结构及装饰装修过程中运输问题，地下室挡土墙外侧土方回填完成后将在地下室顶板上进行行车，并堆载主体结构、二次结构以及装饰装修所用建筑材料。我项目部在综合考虑主楼结构施工以及主楼装饰装修施工的条件下，施工总平面图进行部署和安排，具体见附图一。2、荷载分析：挡墙外侧土方回填完毕后需在地下室顶板形成一条施工道路，屋面的荷载如下：行车荷载：混凝土罐车：考虑一车12m3混凝土，其罐车自重=13.5T混凝土重量=2.5×12=25T总重量：13.5+25=48.5T干混砂浆罐车：考虑30t干混砂浆运输车，其车自重：13.7T总重量：30+13.7=43.7T钢筋车:考虑为30T，其车自重：17.5T总重量：30+17.5=47.5T综上考虑，其形车重量需至少考虑到50T。材料堆场荷载：钢筋：标准层一层钢筋用量约90T，考虑备两层钢筋用量。其钢筋堆场钢筋重量：180T，按照均布荷载考虑为：180×10/54=33.3kN/m2（堆场按6X9考虑）钢筋半成品堆场同钢筋堆场考虑为：33.3kN/m2装修材料考虑为：17.5kN/m2钢筋加工场考虑为：10×10/60=1.7kN/m2模板加工场考虑为：10×10/60=1.7kN/m2。周转材料考虑为：10kN/m2-3-干混砂浆罐：单独编制基础及支撑措施方案。3、堆场高度分析3.1无支撑时普通顶板承压：因覆土1.5米厚，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录表A中A.1.4得：粘土自重为18KN/m3，普通顶板能承压静荷载等效覆土荷载18X1.5=27KN/m2；活荷载取总说明顶板活荷载4KN/m2。故普通顶板能承压27+4=31KN/m2（保守计算，不考虑荷载系数）消防通道承压取值为保守计算同普通顶板承压，下列材料为荷载计算高度，实际施工应与安全高度取最小值。（1）钢筋：钢自重：78.5KN/m3；1m3的钢筋堆中钢材的体积为0.9m3，所以钢筋堆放自重为70.65KN/m3；钢筋堆放高度：31/70.65=0.44m；（2）加气砖：加气砖自重：5.5KN/m3；堆放高度：31/5.5=5.64m；（3）水泥砖：空心砖自重：19.8KN/m3；堆放高度：31/23.6=1.57m；（4）半成品堆场：半成品堆放高度=1.5×钢筋堆放高度，1.5×0.44=0.66m（5）模板：模板自重：0.09KN/m2（按15mm计）；新模板堆放高度：31/0.09*0.015=5.17m；（6）木方：木方自重：9KN/m3；堆放高度：31/9=3.44m；（7）盘圆钢盘圆钢外径：1.2m；内径：0.8m；-4-盘圆钢重：（1.22-0.82）×78.5/1.2=26.2KN/m2＜31KN/m2＜26.2*2=52.4KN/m2,所以只能堆放一排。盘圆钢下垫50mm×100mm的木条，间距400mm，木条伸出宽度0.4L，如图：（8）钢管：钢管折算自重：26.943KN/m3；钢管堆放高度：31/26.943=1.15m；3.2加支撑时立杆纵距900，立杆横距900，横杆间距1500。（查施工手册，立杆容许荷载26.8KN）承压强度：31×1.2+26.8/（0.9×0.9）=70.29KN/m2；（1）、钢筋：钢自重：78.5KN/m3；1m3的钢筋堆中钢材的体积为0.92m3，所以钢筋堆放自重为72.34KN/m3；钢筋堆放高度：70.29/72.34=0.97m；（2）、加气砖：加气砖自重：5.5KN/m3；堆放高度：70.29/5.5=12.78m；超过安全高度，故选用不加支撑；（3）、水泥砖：空心砖自重：19.8KN/m3；堆放高度：70.29/19.8=3.55m；超过安全高度，故选用不加支撑；-5-（4）、半成品堆场：半成品堆放高度=1.5×钢筋堆放高度，1.5×0.97=1.455m超过人员操作高度，现场分散堆放，按不加支撑考虑；（5）、模板：模板自重：0.09KN/m2（按15mm计）；新模板堆放高度：70.29/0.09*0.015=11.72m；超过安全高度，故选用不加支撑；（6）、盘圆钢盘圆钢外径：1.2m；内径：0.8m；盘圆钢重：（1.22-0.82）×78.5/1.2=52.291KN/m2＜70.29KN/m2；堆放一排时，盘圆钢下垫50mm×100mm的木方，间距400mm；堆放两排时，盘圆钢下垫50mm×100mm的木方，间距400mm，且木方伸出宽度0.4L，如图：（7）、钢管：钢管折算自重：26,943KN/m3；钢管堆放高度：70.29/26.943=2.609m；堆码高度限制表材料屋面承压堆放高度钢筋原材70.29KN/m20.97m-6-加气砖31KN/m25.64m（不得超过2m）水泥砖31KN/m21.65m半成品31KN/m20.66m钢管31KN/m21.15m木方31KN/m23.44m（不得超过2m）模板31KN/m25.17m（不得超过2m）盘圆钢70.29KN/m2两层4、顶板行车荷载分析4.150T行车作用下楼面等效均布荷载的确定《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中规定了300KN消防车活荷载标准值，但对于柱网小于6M×6M的无梁楼盖板没有给出活荷载标准值，且本工程选用500KN的同型汽车无法套用，故将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算成均布荷载进行计算。由于无梁楼盖板是柱支撑体系，并且在每个方向上都是考虑全部活荷载作用，不考虑荷载分配，因此在两个方向都按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录CC.0.4（如下式）进行计算，并取两个方向的等效活荷载的最大值作为最后的等效荷载：局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载qe=8Mmax/bL2式中L——板的跨度，取最大板跨距8000mm；b——板上荷载的有效分布宽度，按本附录CC.0.5确定；Mmax——简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。按砂车后车轮作用在跨中考虑且单车通行，后轮均作用在一个共同的平面上，轮胎着地尺寸为0.6m×0.2m，按《公路涵桥设计通用规范》JTGD60-2015中300KN车轮重力分布，前轮不计作用荷载（偏安全考虑），中、后车轮作用荷载取500KN。详附图（参照JTGD60-2015）按300KN（双桥）取模型，汽车的平面布置图如下所示：-7-按结构最不利的布置位置且按长跨计算。-8-弯矩图如下：Mmax=825KN·m(取最大跨度L=8m)按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录CC.0.5.1bcx、bcy取值为：bcx=btx+2S+h=1.4+0.6+0.25=2.25m（无垫层，S取0）bcy=bty+2S+h=1.8+0.2+0.25=2.25m（无垫层，S取0）bcx≥bcy,bcy≤0.6L，bcx≤L时-9-b=bcy+0.7L，(偏安全考虑取L=6.2m)b=2.25+0.7×6.2=6.59（b/2=1.8＞d=0.75，故不予以折减）qe=8Mmax/bL2=(8×825)/(5.87×6.22)=29.25KN/m2×1.2=35.10KN/m2（考虑动荷载）4.2满堂支撑架稳定性验算偏安全考虑，不计算顶板承载能力，现场根据实际情况顶撑架体的立杆纵、横向间距按800×800设置，水平杆步距为1500，根据《建筑施工计算手册》得知每根ø48×3.0的钢管立杆容许荷载[N]＝26.8kN；计算单元为(2.4m×2.4m＝5.76m2)共计9根立杆如下图所示：因为地下室支撑架，故不考虑风荷载。每根立杆的实际承载力N＝35.10kN/m2×5.76m2÷9＝22.464kN[N]＝26.8kN满足要求。不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：-10-其中N——立杆的轴心压力设计值，N=35.10kN×0.036=12.636kNi——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.2m；h——最大步距，h=1.50m；l0——计算长度，取1.500+2×0.2=1.900m；λ——由长细比，为1900/16.0=118.75210满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.391；经计算得到σ=12636/(0.391×424)=76.22N/mm2；不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ[f],满足要求!4.3后浇带行车验算因车库顶板有多条后浇带，其中后浇带宽800mm，故需用16#工字钢架设在后浇带上以便过车。-11-选重量最大的运输钢管的货车进行计算：货车总重约（车和货）500KN；假设车轮压在两条工字钢上，现对16#工字钢承载力进行计算：1、构件参数:抗震调整系数RE:0.75热轧普通工字钢:I16钢材牌号:Q235钢材强度折减系数:1.00腹板厚度:tw=6.00mm毛截面面积:A=26.11cm2截面惯性矩:Ix=1127.00cm4半截面面积矩:Sx=80.80cm3回转半径:ix=6.57cm；iy=1.89cm截面模量:Wx=140.90cm3；Wy=21.10cm3截面模量折减系数:0.95净截面模量:Wnx=133.85cm3；Wny=20.05cm3受压翼缘自由长度:l1=2.00m截面塑性发展系数:x=1.05；y=1.052、构件承载力hbtwtr1r1:6xxyy-12-构件截面的最大厚度为9.90mm,根据表3.4.1-1,f=215.00N/mm2,fv=125.00N/mm2根据GB/T700-2006及GB/T1591-2008,fy=235.00N/mm2弯曲正应力控制的单向弯矩设计值Mx1=1.00×f×Wnx×x=1.00×215.00×133.85×103×10-6×1.05=30.22kN·m只承受与腹板平行的剪力时,可承受的剪力设计值Vmax=1.00×fv×Ix×twSx=1.00×125.00×1127.00×104×6.0080.80×103×103=104.61kN整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值（绕x-x