某工程无梁板顶板行车加固方案.docx
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某工程无梁板顶板行车加固方案
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
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
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
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；
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；
（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/m2
0.97m
加气砖
31KN/m2
5.64m（不得超过2m）
水泥砖
31KN/m2
1.65m
半成品
31KN/m2
0.66m
钢管
31KN/m2
1.15m
木方
31KN/m2
3.44m（不得超过2m）
模板
31KN/m2
5.17m（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：
按结构最不利的布置位置且按长跨计算。
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.0.5.1
bcx、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
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：
其中N——立杆的轴心压力设计值，N=35.10kN×0.036=12.636kN
i——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=118.75<210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。
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=1.05
2、构件承载力
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=
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值（绕x-x轴）
简支梁I16,钢号Q235,受压翼缘自由长度l1为2.00m,
跨中无侧向支承,集中荷载作用在上翼缘，查表B.2,并插值计算,得轧制普通工字钢简支梁的b为2.000
b>0.6,根据（B.1-2）式,得
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值（绕x-x轴）:
Mx2=1.00×f×b×Wx/1000.=1.00×215.00×0.929×140.90/1000.=28.14kN·m
综上,可承受与腹板平行的剪力设计值为104.61kN
每个车轮带给工字钢的荷载为：
500/4×2=62.5KN<104.61kN（保守考虑，假设轮胎压在两根工字钢）
符合工字钢承载要求!
车辆可以安全通过。
四、加固措施
为了保证第二阶段施工及装饰装修施工的顺利进行，确保屋面行车安全及结构安全，特对屋面荷载进行了严密的分析，保证动荷载在50T（故车辆荷载应按40T）以下，屋面车道位置具体加固措施如下：
拆除在上面区域的架体，先按照平面布置在屋面放线，弹出车道线，按道路6.4m宽度搭设支撑钢管，并用黄色的油漆画出车道边线，在-F1此区域采用φ48×3.25钢管进行行车、堆载加固，屋面临时施工车道负一层搭设为纵横向立
杆间距为0.8m，步距1.5m回顶架体。
屋面临时材料堆场搭设为纵横向立杆间距为0.9m，步距1.5m回顶架体，回顶应采用顶托与木方同上下层楼面顶紧，架体每隔4跨加剪刀撑一道，立杆自由端不超过200mm。
（如下图）
五、结构安全保障措施：
1、为了保正地下室屋面结构在行车过程中的结构安全性，凡是行车重量超过40T的车辆均不得入内。
如需入内需在市政道路上卸掉一部分荷载，满足了荷载在40T以下后方能进入裙房屋面车道内。
2、项目部将成立专门的裙房屋面结构质量观察小组，每周组织一次车道、地下室的结构观察，若发现结构出现裂缝以后需及时汇报项目质安部、技术部，并由技术部通知监理、业主、设计单位进行现场处理。
3、对于钢筋堆场等集中力较大的材料堆场，需进行平铺堆码，并在钢筋地铺满铺木方。
在堆载过程中严格控制其材料的堆载重量和堆载高度。
4、对于各分包单位材料的进出场将严格按照40T限载数量进行严格控制，并就裙房屋面超载问题对分包单位予以专项技术交底。
5、施工过程中在我项目部施工大门上对行车限重予以标识，以便各分单位的自觉遵守。
六、附图
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