车库顶板加固方案.docx
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车库顶板加固方案
车库顶板加固专项施工方案
第一章编制依据
序号
名称
编号
1
杭政储出[2009]81号地块商品住宅施工图及会审纪要
2
《杭政储出[2009]81号地块商品住宅施工组织设计》
3
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2002
4
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
5
《建筑结构荷载规范》
GB50009-2001
6
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2002
7
《钢结构设计规范》
GB50017-2003
8
《城市供热管网结构设计规范》
CJJ105-2005
9
《公路工程技术标准》
JTJ001-97
10
《施工手册》
11
集团公司CIS形象设计标准
12
杭州市创文明安全工地的有关文件
13
《对荷载规范第4.1.1条的理解与应用》参考文献
朱炳寅
14
《足够覆土下车库顶板消防车活荷载合理取值》参考文献
李永康 马国祝
第二章工程概况
工程名称：
杭政储出[2009]81号地块商品住宅
建设单位：
杭州绿城北秀置业有限公司
设计单位：
浙江绿城建筑设计有限公司
监理单位：
杭州信达投资咨询估价监理有限公司
勘察单位：
杭州市勘测设计研究院
施工总承包单位：
浙江耀厦建设有限公司
工程地点：
杭政储出（2009）81号地块商品住宅工程；工程建设地点：
杭州市拱墅区半山镇；属于框剪结构；1#、2#、5#、6#楼为十一层、3#、4#楼为四层；7#楼为1层商铺，8#楼为开闭所，9#楼为门卫。
地下一层；建筑高度最高为35.80m；1#、2#、5#、6#楼标准层层高为3.05m、3#、4#楼标准层层高为3.2m；地上建筑面积为32998平方米、地下建筑面积为18037.53平方米、建筑占地面积为56534.26平方米；总工期：
810天。
本工程根据施工现场的实际情况，地下车库顶板消防通道位置需作为本工程主体及装修阶段的施工通道。
为确保本工程地下车库顶板作为施工通道使用期间的结构安全，特编制本车库顶板加固专项施工方案指导施工。
第三章加固方案的设计
根据本工程的实际情况，地下车库顶板消防通道位置需作为本工程主体及装修阶段的施工通道，即利用车库顶板消防通道。
施工通道位置与车库顶板消防车道位置重合。
具体详见《施工现场通道布置图》。
消防车对楼面的荷载作用，主要包括车辆满载重量和汽车轮压的动荷载效应，根据《建筑结构荷载规范》[1]4.1.1条的说明，一般取300kN的消防车，按最大轮压为60kN考虑。
根据《建筑结构荷载规范》，消防车道允许通车的重量为≤30T（300kN）。
根据本工程地下室顶板结构平面布置图说明第7条、第8条，本工程地下室顶板覆土厚度设计考虑为1.5m，且本工程施工覆土时，运土车只能在消防车道内开，等效荷载不大于20kN/m2。
考虑在高层区主体施工阶段主楼混凝土浇筑时车库顶板需上混凝土罐车、混凝土泵车、吊车、钢筋车等，由于一般钢筋运输车以及大方量的混凝土罐车核载总重量一般在50T左右，则顶板加固设计必须要求施工通道位置顶板需满足能承受50T汽车行驶产生的荷载。
根据上述条件综合考虑，本工程地下室车库顶板加固方案设计如下：
1、地下室车库顶板混凝土浇筑以及地下室顶板防水施工完毕后，待达到设计强度100%以上时，在地下车库顶板上浇C35素砼，厚度为150mm，宽度为6m。
2、消防车道底部地下室顶板搭满堂支模架（1000×1000×1800）。
3、由于施工通道经过后浇带，后浇带位置加固处理方案详见附图。
第四章加固方案的验算
第一节车载的计算
根据《公路工程技术标准》（编号JTJ001—97）中表7.0.1A，各级汽车荷载主要技术指标如下：
各级汽车荷载的主要技术指标
主要指标
单位
汽车-10级
汽车-超10级
汽车-20级
汽车-超20级
主车
重车
主车
重车
主车
重车
主车
重车
一辆汽车总重力
kN
100
150
200
300
550
一行汽车车队中重车数量
辆
—
1
1
1
1
前轴重力
kN
30
50
70
60
30
中轴重力
kN
—
—
—
—
2×120
后轴重力
kN
70
100
130
2×120
2×140
轴距
m
4.0
4.0
4.0
4.0+1.4
3+1.4+7+1.4
轮距
m
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
前轮着地宽度及长度
m
0.25×0.20
0.25×0.20
0.3×0.2
0.3×0.2
0.3×0.2
中、后轮着地宽度及长度
m
0.5×0.2
0.5×0.2
0.6×0.2
0.6×0.2
0.6×0.2
车辆外形尺寸（长×宽）
m
7.0×2.5
7.0×2.5
7.0×2.5
8.0×2.5
15.0×2.5
本工程车载计算根据杭州三中混凝土有限公司提供的车辆核载量统计表（具体详见附件），商品混凝土搅拌站共有43辆混凝土罐车，满载总重量在26吨~28.8吨之间，汽车核载计算参考300KN级重车，由于混凝土罐车一般尺寸在8.0m*2.5m，轴距为4.0m+1.4m，满载总重约为30T左右，则计算总量力选用300KN，前后轴重力分配如下：
前轴重力为60KN（两个着力点），后轴重力为2*120KN（共两轴、每轴四个着力点）；前轮着地宽度及长度为0.3m*0.2m，后轮着地宽度及长度0.6m*0.2m。
综上所述，荷载取最大值按2*120KN（共两轴、每轴四个着力点）考虑，每个着力点着地宽度及长度0.6m*0.2m。
考虑汽车轮压在混凝土中压力扩散的影响，根据《城市供热管网结构设计规范》中相关内容，汽车轮压在混凝土中的扩散角为45°。
因此取罐车轮压在混凝土中扩散角45°进行计算。
后轮着地于混凝土施工道路的宽度及长度0.6m*0.2m，根据应力扩散原则，最终应力传至车库顶板的面积为1.9m*2.3m，具体详见下图。
将车轮的局部荷载换算为等效均布荷载：
（2*140/4）/（1.9m*2.3m）=16.01KN/m2
考虑本工程结构板在达到结构设计强度100%后能承受20KN/m2的荷载，则车库顶板消防通道位置已能承受车辆传递下来的荷载，则需验算支模架的承载力对上部自重（混凝土顶板、混凝土路面）是否满足要求。
混凝土顶板、混凝土路面荷载为：
1、200板厚荷载：
25*0.2=5KN/m2
2、150mm道路自重：
25*0.15=3.75KN/m2；
3、顶板模板荷载：
0.3KN/m2；
总计：
上部传递的自重荷载为：
5+3.75+0.3=9.05KN/m2
第二节车库支模架的验算
1、荷载的选择：
静载：
300板厚荷载：
25*0.2=5KN/m2；顶板模板荷载：
0.3KN/m2；
活荷：
施工均布荷载：
2KN/m2；混凝土倾倒荷载：
3KN/m2；
荷载效应组合为：
1.2*（5+0.3）+1.4*（2+3）=13.36KN/m2
2、楼板模板扣件钢管支撑架计算书：
模板支架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。
一、参数信息:
1.模板支架参数
横向间距或排距（m）:
1.00；纵距（m）:
1.00；步距（m）:
1.80；
立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:
0.10；模板支架搭设高度（m）:
3.80；
采用的钢管（mm）:
Φ48×3.0；板底支撑连接方式:
钢管支撑；
扣件连接方式:
双扣件，取扣件抗滑承载力系数:
0.80；
板底钢管的间隔距离（mm）:
450.00；
2.荷载参数
模板与木板自重（kN/m2）:
0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:
25.000；
施工均布荷载标准值（kN/m2）:
1.000；
3.楼板参数
楼板的计算厚度（mm）:
200.00；
4.材料参数
面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用钢管；
面板弹性模量E（N/mm2）:
9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:
13；
托梁材料为：
钢管（单钢管）:
Φ48×3；
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W=100×1.82/6=54cm3；
I=100×1.83/12=48.6cm4；
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：
q1=25×0.2×1+0.35×1=5.35kN/m；
（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN）：
q2=1×1=1kN/m；
2、强度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
其中：
q=1.2×5.35+1.4×1=7.82kN/m
最大弯矩M=0.1×7.82×0.452=0.158kN·m；
面板最大应力计算值σ=158355/54000=2.933N/mm2；
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；
面板的最大应力计算值为2.933N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
其中q=5.35kN/m
面板最大挠度计算值v=0.677×5.35×4504/（100×9500×107800）=1.45mm；
面板最大允许挠度[V]=450/250=1.8mm；
面板的最大挠度计算值1.45mm小于面板的最大允许挠度1.8mm,满足要求!
三、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为
截面抵抗矩w=4.49cm3；
截面惯性矩I=10.78cm4；
方木楞计算简图
1.荷载的计算：
（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：
q11=25×0.3×0.2=1.5kN/m；
（2）模板的自重线荷载（kN/m）:
q12=0.35×0.3=0.105kN/m；
（3）活荷载为1施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：
q2=（1+2）×0.3=0.9kN/m；
2.强度验算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载：
q1=1.2×（q1+q2）=1.2×（1.5+0.105）=1.926kN/m；
活荷载：
q2=1.4×0.9=1.26kN/m；
最大弯距Mmax=（0.1×1.926+0.117×1.26）×12=0.34kN.M；
最大支座力N=（1.1×1.926+1.2×1.26）×1=3.631kN；
最大应力计算值σ=M/W=0.34×106/4490=75.728N/mm2；
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2；
纵向钢管的最大应力计算值为75.728N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载q1=q11+q12=1.605kN/m
活荷载q2=0.9kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=（0.677×1.605+0.990×0.9）×10004/（100×20.6×105×10.78）=0.891mm；
支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求!
四、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
托梁采用：
钢管（单钢管）:
Φ48×3；
W=4.49cm3；
I=10.78cm4；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=3.631kN；
托梁计算简图
托梁计算弯矩图（kN.m）
托梁计算变形图（mm）
托梁计算剪力图（kN）
最大弯矩Mmax=0.893kN.m；
最大变形Vmax=2.58mm；
最大支座力Qmax=9kN；
最大应力σ=892583.01/4490=198.794N/mm2；
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；
托梁的最大应力计算值198.794N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为2.58mm小于1000/150与10mm,满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值（轴力）:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
（1）脚手架的自重（kN）：
NG1=0.116×3.8=0.441kN；
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.35×1×1=0.35kN；
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25×0.2×1×1=5kN；
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.791kN；
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值NQ=（1+2）×1×1=3kN；
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=11.149kN；
六、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：
N=11.149kN；
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=1.59cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.24cm2；
W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：
W=4.49cm3；
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]=205N/mm2；
L0----计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规范》，由下式计算：
l0=h+2a
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；
得到计算结果：
立杆计算长度L0=h+2a=1.8+2×0.1=2m；
L0/i=2000/15.9=126；
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.417；
钢管立杆受压应力计算值；σ=11149.416/（0.417×424）=63.059N/mm2；
立杆稳定性计算σ=63.059N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
七、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=170×1=170kpa；
其中，地基承载力标准值：
fgk=170kpa；
脚手架地基承载力调整系数：
kc=1；
立杆基础底面的平均压力：
p=N/A=11.149×0.25=44.598kpa；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=11.149kN；
基础底面面积：
A=0.25m2。
p=44.598≤fg=170kpa。
地基承载力满足要求！
第三节后浇带钢梁验算
1、施工通道遇后浇带部位处理方案：
施工通道遇后浇带部位处理具体详见下图所示：
后浇带处底部支模架不拆除，支模架示意图如下图所示：
2、后浇带钢梁验算：
考虑550KN重量级汽车的最大轮压为：
2*140KN/4=70KN
则后浇带处钢梁按轮压最不利位置进行验算：
轮压最不利位置位于跨中：
最大轮压值F为122.5KN
水平钢梁（16#工字钢）自重荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m
水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=141.00cm3。
最大弯矩的计算公式（按简支梁考虑）为：
M=qL2/8+FL/4=0.21*0.92/8+122.5*0.9/4=0.021+27.56=27.581KN.m
则代入公式：
M=27.581KN.m
抗弯强度计算：
=M/rxwx≤[f]
=27.58×106/（1.05×141000）=186.288N/mm2
该钢梁的抗弯强度计算
<[f]=215N/mm2,满足要求!
第五章附件
附图一：
地下室车库顶板施工通道平面布置图
附图二：
轮压应力扩散示意图
附图三：
车库顶板施工通道做法示意图
附图四：
车库顶板施工通道后浇带加固做法示意图
附图五：
后浇带处支模架示意图
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