地下室顶板堆载及行车验算.docx

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地下室顶板堆载及行车验算

NO.2013G49地块项目A地块工程

地下室顶板道路及堆场加固方案

编制单位：

建工集团

编制人：

汪翔

编制日期：

二零一六年六月

第一章工程概况1

第二章编制说明及依据1

一、编制说明1

二、编制依据1

三、设计数据1

四、原设计承载能力计算1

第三章施工进度计划1

第四章施工准备与资源配置计划2

一、材料准备2

二、人员准备2

第五章支撑架设计计算2

一、基本参数2

二、荷载参数2

三、纵向支撑钢管计算2

四、横向支撑钢管计算3

五、扣件抗滑移的计算4

六、支撑架立杆荷载标准值（轴力）计算4

七、立杆的稳定性验算5

八、可调托座验算6

九、立杆的地基承载力计算6

第六章地下室顶板承载计算6

一、车库顶板行车荷载6

二、钢筋堆场的堆载验算8

三、钢管堆载验算8

四、方木、板堆载验算8

五、后浇带行车验算8

第七章支撑架搭设及拆除10

一、搭设围10

二、工艺流程10

三、构造要求10

第八章支撑架的使用、保养与拆除11

一、支撑架的使用11

二、支撑架的保养12

三、支撑架的拆除12

第九章监督和检测要求12

第十章安全保证措施12

第一章工程概况

NO.2013G49地块项目A地块工程位于市淮区卡子门大街与汇景北路交叉口。

场地北侧规划建设机场二路，场地南侧规划建设机场三路，场地西侧规划建设家桥路，场地东侧规划建设夹岗路。

本工程总建筑面积（报建面积）约为115324.95m2，单体为高层住宅、社区商业等，包括5#、6#、7#、8#计4栋单体（地下一层、地上29层）、D3社区商业、配电房及库工程。

其中地上面积约94097.43m2，地下面积21227.52m2（一层地下室，含高层地下室）。

第二章编制说明及依据

一、编制说明

为了保证NO.2013G49地块项目A地块工程安全、文明施工、按规化要求并达到国家规定的标准。

由于本工程地下室施工完成进入主体结构施工时就没有施工道路和施工场地，根据现场的实际情况和施工的需要，在本工程的地下室顶板上布置钢筋加工房及材料堆场，在地下室顶板上（局部）设置施工道路。

施工期间的荷载大于设计活荷载，需对布置钢筋加工房及材料堆场位置及施工道路部位的地下室顶板现浇板进行顶撑加固（考虑结构砼支撑体系加强）。

二、编制依据

1、本工程设计图纸

2、本工程施工组织设计

3、《建筑施工模板安全技术规》JGJ162-2008

4、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》JGJ130-2011

6、《建筑施工高处作业安全技术规》JGJ800-1991

7、《混凝土结构工程施工质量验收规》GB50204-2002（2010版）

8、《工程建设标准强制性条文》2002年版

9、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）

10、《屋面工程质量验收规》GB50207-2012

12、根据现场载重货车≤75吨、材料堆放最大荷载20.0kN/m2进行编制。

三、设计数据

地下室顶板板厚：

300mm

主梁最大间距为8.40m；主梁断面500×800

顶板上设计回填土厚度为1.2m

活动荷载：

2.5KN/m2

四、原设计承载能力计算

1）查《建筑结构荷载规》GB50009-2012附录表A中A.1.4得：

粘土自重为18KN/m3

2）地下室顶板覆土1.2M每平方米荷载：

18KN/m3×1.2M=21.6KN/m2

3）地下室顶板可承受荷载为：

21.6KN/m2＋（活动荷载2.5KN/m2）=24.1KN/m2

4）本工程顶板可承受荷载折算后为：

24KN/m2

第三章施工进度计划

加固脚手架根据结构层施工进度搭设，搭设进度计划见下表：

搭设部位

搭设高度

搭设时间

完成时间

车道、钢筋及砂石等材料堆场

基顶～地下室顶板

方案审批完成后3天开始

开始后15天完成

本工程加固脚手架预计使用时间为地下室顶板强度达到设计强度后1个月。

第四章施工准备与资源配置计划

一、材料准备

钢管：

采用外径48.3mm，壁厚3.0mm的Q235钢材质的焊接钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700-2006）中Q235A级钢的规定，有严重锈蚀弯曲、压扁、裂纹和损伤者禁用。

立杆、纵向水平杆的钢管长度为3.5～6m或每根最大重最不超过25kg为宜，钢管应全涂防锈漆。

扣件：

扣件采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831-2006）的规定，扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷，扣件与钢管要接触良好。

扣件应做防锈处理，螺栓拧紧，扭力矩达65N·M时不得发生破坏。

木枋：

50×100mm，支撑架体上下两端软接触均加顶托。

加强对使用材料的检查，检查钢管是否合格，是否变形，检查扣件是否松动，螺栓螺纹是否有损，检查钢管型号、质量等，不合格的材料一律不准在本工程中使用，严禁使用变形和不合格的材料，严禁使用变形和不合格的扣件、钢管。

二、人员准备

架体搭设操作必须由架工搭设，架工必须持证上岗。

搭设前必须由技术、安全部门对操作人员进行技术交底及安全交底。

交底必须以口头形式和书面形式同时进行，并且有交底人和被交底人的签字。

第五章支撑架设计计算

一、基本参数

按现场施工的需要，加固区域详见施工平面布置图。

立杆横向间距或排距la（m）:

0.90；立杆lb纵距（m）:

0.90；

立杆步距h（m）:

1.50；模板支架搭设高度（m）:

3.64；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.0；

扣件连接方式:

双扣件，取扣件抗滑承载力系数:

0.80；

钢管基脚200mm×50mm木板

二、荷载参数

查《建筑结构荷载规》GB50009-2012，满载300KN的消防车对地库顶板产生的均布活荷载为20KN/M2，故75吨汽车对地库顶板产生的均布活荷载为50KN/M2。

方木自重（kN/m2）:

0.310；

材料堆放最大荷载（kN/m2）:

20.000；

地库顶板行车荷载（kN/m2）:

50.000；

三、纵向支撑钢管计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩W=4.49cm3；

截面惯性矩I=10.78cm4；

纵向钢管计算简图

（1）荷载的计算：

1）方木（kN/m）：

q11=0.31×0.9=0.279kN/m；

2）堆放材料的自重线荷载（kN/m）：

q12=20×0.9=18kN/m

3）活荷载为施工荷载标准值（kN/m）：

p1=50×0.9=45kN/m；

（2）强度验算:

依照规5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。

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；

最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

均布活载：

q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.279+1.2×18=21.93kN/m；

均布荷载：

q2=1.4×18=25.20kN/m；

最大弯距Mmax=0.1×21.93×0.52+0.117×25.20×0.52

=0.806kN.m；

最大支座力N=1.1×21.93×0.9+1.2×25.20×0.9=48.93kN；

最大应力σ=Mmax/W=0.806×106/（4490）=179.51N/mm2；

纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

纵向钢管的计算应力157.51N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/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:

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/150

均布恒载:

q=q11+q12=18.279kN/m；

均布活载：

p=45.0kN/m；

ν=0.677×18.279×5004/（100×2.06×105×121900）=0.308mm；

纵向钢管的最大挠度为0.308mm小于纵向钢管的最大容许挠度1500/150与10mm，满足要求！

四、横向支撑钢管计算

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P=18.279kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.154kN·m；

最大变形Vmax=0.105mm；

最大支座力Qmax=3.359kN；

最大应力σ=154000.045/4490=34.298N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值34.3298N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度为0.105mm小于900/150与10mm,满足要求!

五、扣件抗滑移的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规培训讲座》，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=12.678kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

六、支撑架立杆荷载标准值（轴力）计算

作用于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容：

1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.125×3.64=0.455kN；

2）方木的自重（kN）：

NG2=0.31×0.9×0.9=0.251kN；

3）堆放荷载（kN）：

NG3=2×0.9×0.9=1.62kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=2.325kN；

（2）活荷载为施工荷载标准值产生的荷载

经计算得到，活荷载标准值NQ=50×0.9×0.9=40.5kN；

（3）立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.325+1.4×40.5=59.49kN；

七、立杆的稳定性验算

支撑系统立杆稳定性荷载计算单元

立杆的稳定性计算公式:

组合风荷载：

σ=N/（φA）≤[f]

其中N---立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=18.764kN；

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----钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

KH----高度调整系数:

KH=1；

如果完全参照《扣件式规》，由公式

（1）或

（2）计算

l01=kμ1（hd+2a）

（1）

l02=kμ2h

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.163；

μ----计算长度系数，参照《扣件式规》表5.3.3；μ1=1.5；μ2=1.755

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；

（1）长细比验算

顶部立杆段：

l01=kμ1（hd+2a）=1×1.386×（1500+2×200）=2633.4mm

非顶部立杆段：

l02=kμ2h=1×1.755×1500=2632.5mm

λ=l0/i=2633.4/15.9=165.62≤[λ]=210

长细比满足要求！

（2）立柱稳定性验算

顶部立杆段：

l01=kμ1（hd+2a）=1.155×1.386×（1500+2×200）=3041.577mm

λ1＝l01/i＝3041.577/15.9＝191.294，查表得，φ1＝0.197

f=N/（φA）=0.9max[1.2×（0.5+（1.1+24）×0.16）+1.4×1,1.35×（0.5+（1.1+24）×0.16）+1.4×0.7×1]×0.9×0.9×1000/（0.2×424）=5.16×1000/83.53=61.76N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

非顶部立杆段：

l02=kμ2h=1.155×1.755×1500=3040.538mm

λ2＝l02/i＝3040.538/15.9＝191.229，查表得，φ2＝0.197

非顶部立杆段：

l02=kμ2h=1.155×1.755×1500=3040.538mm

λ2＝l02/i＝3040.538/15.9＝191.229，查表得，φ2＝0.197

f=N/（φA）=0.9max[1.2×（0.75+（1.1+24）×0.16）+1.4×1,1.35×（0.75+（1.1+24）×0.16）+1.4×0.7×1]×0.9×0.9×1000/（0.2×424）=5.4×1000/83.53=64.71N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

八、可调托座验算

可调托座承载力容许值[N]（kN）=30

按上节计算可知，可调托座受力N＝5.16kN≤[N]＝30kN

满足要求！

九、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:

fg=fgk×kc=320kPa

其中，地基承载力标准值：

fgk=320kPa

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=187.64kPa

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=18.764kN

基础底面面积：

A=0.2×0.9=0.18m2

p=104.24kPa≤fg=320kPa地基承载力满足要求！

综上所述：

该支撑架体满足相关要求。

第六章地下室顶板承载计算

一、车库顶板行车荷载

1、吊车、砂车、混凝土罐车作用下楼面等效均布活荷载的确定

按《建筑结构荷载规》GB50009-2012附录BB.0.2：

连续梁板的等效均布活荷载，可按单跨简支计算。

但计算力时，仍应按连续考虑。

按《建筑结构荷载规》GB50009-2012附录BB.0.4：

单向板上局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载qe=8Mmax/bL2式中：

L——板的跨度，考虑车型状况，出于安全考虑，取车轮外边各1000mm；

b——板上荷载的有效分布宽度；

Mmax——简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。

按罐车后车轮作用在跨中考虑，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，后车轮作用单侧荷载取25T，前车轮作用荷载不计，（偏安全考虑）：

2、计算

1）选重量最大的罐车进行计算：

罐车总重约（车和货）500KN。

2）根据《建筑结构荷载规》GB5009-2012附录B.0.5条,局部荷载的有效分布宽度按公式B.0.5-1计算有效载荷面积：

（1）bcy=bty+2S+h

=0.6＋0.2×0+0.16（车轮宽bty选600mm，板厚160mm，无垫层S不计）=0.76m

（2）当bcx≥bcy,bcy≤0.6L,bcx≤L时；

b=bcy+0.7L

=0.66+0.7×2.7（次梁间距L为2.7m）=2.55m

（3）有效载荷面积

s=b×L

=2.55×2.7=6.89m2

3）局部荷载分布的压强

（车货总重500KN）/（4个车轮）/（有效面积14.15m2）=8.83KN/m2

2、验算

车库顶板行车验算：

（500KN车重荷载8.83KN/m2）＜（顶板可承受荷载28.0KN/m2），符合顶板承载要求。

二、钢筋堆场的堆载验算

1、圆盘一级钢堆载验算

1）每盘的重量计算得：

约25KN

2）平放时的底面积（圆盘钢底部垫废模板）：

3.14×（圆盘直径1.6/2）×2=2.00m2

3）地下室顶板受到的压力:

25/2=12.5KN/m2

4）验算

（圆盘一级荷载为12.5KN/m2）<（顶板可承受荷载28.0N/m2），符合顶板承载要求。

2、直条二、三级钢筋堆载验算

1）每捆的重量计算得：

约25KN/捆

2）一扎钢筋每米的重量为：

25/9=2.78KN/M

3）工字钢架放置

为保证结构安全，将钢筋堆放架设置在车库顶板次梁位置上，间隔同次梁,2.7米（次梁尺寸为250×800mm），

4）现假设平均每格堆放2扎钢筋，每一格架子底梁受到重量为：

2.78×2×2.7/0.95=15.80KN/M＜28.0N/M

满足要求！

三、钢管堆载验算

1、计算

1）算钢管理论重量得Ф48×3.0钢管每米自重：

0.033KN/M

2）堆载面分布中得出1M宽1.5M高空间可堆放约675根钢管，1M长1M宽的地方堆载1M高钢管，其重量为：

（0.033KN/M）×（675根）=22.275KN/M2

2、验算

（1.5M高钢管荷载为22.275KN/M2）<（顶板可承受荷载28.0KN/m2），符合顶板承载要求。

四、方木、板堆载验算

1、计算

1）查《建筑结构荷载规》GB50009-2012附录表A中A.1.1得方木、板自重：

（4KN/m3）

2）每平方受力：

（4KN/m3）×（1m）=4KN/m2

3）方木可堆载高度：

（29.5KN/m2）/（4KN/m2）=7.375m

2、验算

1）根据现场材料堆放要求规定方木、板堆放不超过2m；

2）（要求堆载高度2m）<（可堆载高度7.375m），符合顶板承载要求。

五、后浇带行车验算

因车库顶板有多条后浇带，其中后浇带按最宽进行1000mm，故需用16#工字钢架设在后浇带上以便过车。

后浇带铺设工字钢大样图

选重量最大的运输货车进行计算：

货车总重约（车和货）400KN；假设车轮只压在一条工字钢上（荷载全部作用在一条工字钢上），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/T700-1988及GB/T1591-1994,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：

400/4=100KN<104.61kN

符合工字钢承载要求!

车辆可以安全通过。

为了保证后浇带的安全通过，在后浇带底部做采用钢管架顶撑。

同时在后浇带顶部铺设道板。

保证车库的安全通过。

第七章支撑架搭设及拆除

一、搭设围

按现场施工通道和材料堆放的需要，在地下室顶板上设置车道、钢筋原材、砖、砂石等材料和钢筋、木工制作房、半成品堆场放部位；（加固区域详见施工平面布置图）。

二、工艺流程

铺底部垫木→逐根树立立杆并随即与第一步横杆扣紧→装第一步小横杆并与立杆扣紧→安第一步大横杆与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二小小横杆→第三、四小大横杆和小横杆→加设剪刀撑。

三、构造要求

1、杆件与扣件

（1）扣件规格必须与钢管外径相同。

在主节点处固定横向平杆、纵向平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。

对接扣件开口朝上或朝，各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

立杆上下交叉使用顶托抵紧上部梁板。

（2）杆件之间的斜交节点采用旋转扣件。

对于平杆、立杆、斜杆交汇的节点，其旋转扣件轴心距平立杆交汇点应≤150mm。

（3）杆件接长采用对接扣件。

立杆的对接，错开布置，相邻立杆接头不得在同步，错开距离≥500mm，立杆接头与中心接点之间不大于600mm。

2、搭设要求

（1）脚手架构架

所有立杆纵距，立杆排距均为900mm×900mm；立杆步距为1500mm，实际搭设时根据搭设高度进行选择。

地面200mm高为第一道横杆（扫地杆）。

（2）纵横向水平杆

纵横向水平杆设置在立杆侧，应连续设置；纵向水平杆的对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨；不同步或不同跨两各相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm；纵横向水平杆应采用直角扣件固定在立杆上。

（3）立杆

每根立杆底部应设置厚度不小于50mm的木垫板。

脚手架立杆必须设置纵、横向扫地杆。

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。

横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

地下室顶板的顶撑加固立杆与负一层现浇板顶撑加固的立杆必须在同一立面位置，保证上、下层的立杆同心。

钢管立杆顶部应采可调节U型托，且其螺杆伸出钢管顶部的使用长度不得大于200mm，安装时应保证上下同