地下室回顶方案地下室顶板加固.docx
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地下室回顶方案地下室顶板加固
1编制说明及依据
1.1编制说明
本工程地下室施工完成后,因现场场地限制,后期工程主要材料的转运需要在地下室顶板上进行。
考虑结构安全,需对部分顶板进行加固,加固采用钢管扣件脚手架支撑。
为保证施工顺利进行,现对其支撑体系布置、施工工艺以及施工质量安全措施方面加以阐述,特编制此加固专项施工方案。
1.2编制依据
1、广元卓新·欧锦城施工图纸;
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
8、《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008
2工程概况
2.1工程简介
卓新·欧锦城是由广元卓新地产有限公司投资开发,泛华集团有限公司设计,四川江阳工程项目管理有限公司监理,四川鹏翔建筑有限公司承建的一个中高档小区。
本工程为框架及剪力墙结构组合的工程,独立基础及筏板板底标高-9.35m~-10.65m。
本工程的±0.000高程488.5m。
4#楼地下两层,地上30层,由两个单元组成,建筑物总高度93.400米;5#、6#楼地下两层,地上25层,建筑物总高度78.400米。
2.2设计总体思路
结合本工程结构形式和实际施工特点,4栋、5栋、6栋人货梯安装在地下室结构顶板上,所以砌体及装修材料运输必须在地下室顶板上,结构顶板底采用钢管支撑传至地下室基础抗水板上。
材料堆放范围内,因设置在地下室顶板上,材料堆放量大,使用时间长,结构装修时使用频繁,地下室顶板有后浇带,不成为整体,所以该区域荷载全部由回顶系统传至地下室底板,车道通过后浇带处必须提前浇筑(如设计不同意提前浇筑,则采用20厚钢板覆盖),综合分析,决定在地下室材料堆场、车道部位进行加固。
加固采用采用钢管扣件式脚手架支撑体系,具体加固区域为主楼外20M范围内(见附图):
阴影区域为拟加固区域。
2.3荷载概况
本工程设计行车荷载为100T,钢筋运输车100T,预拌砂浆运输车75T。
计算取最大荷载100T。
3施工准备
3.1材料准备
(1)钢管
脚手架钢管应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》(GB/T 13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q23F-A级钢管的规定。
弯曲变形及锈蚀的钢管不得使用。
根据广元建材市场实际情况,无壁厚3.5mm的钢管,脚手架钢管采用外径为48mm,壁厚3.0mm的钢管,其它杆最大长度不应超出6m,且每根钢管的最大质量控制在25kg。
脚手架钢管的表面质量及外形应符合下列要求:
1)新钢管应有产品质量合格证及质量检验报告,钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕。
钢管壁厚及外径偏差不应大于-0.5mm,端面偏差不应大于1.7mm。
2)旧钢管表面锈蚀深度应小于0.5mm,弯曲变形各种杆件钢管的端部弯曲l≤1.5m时,不应大于5mm。
立杆钢管弯曲当3m (2)扣件 1)扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。 2)扣件式钢管脚手架应采用可锻铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定,螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定,垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。 扣件与钢管的贴合面必须完好不变形,扣件扣紧钢管时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的旋转面间小于1mm,扣件表面应进行防锈处理。 3)脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。 4)扣件验收应符合下列规定: 新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证;旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑动的螺栓必须更换;新旧扣件均应进行防锈处理。 (3)顶托 顶托螺杆直径不小于28mm。 4加固支撑体系设计 需进行加固的地下室顶板,存在不同板厚及配筋,此区域内地下室顶板需能承受100T运输车通行,考虑地下室顶板安全、按最小板厚及最小配筋进行加固设计,即按160板厚,配筋板面 12@200双向通长钢筋,板底 12@150双向通长钢筋。 由于地下室顶板荷载传至地下一层板,同时需要对地下一层板进行加固,因此加固体系为为两层,负一层与负二层的立杆竖向一一对应,偏差不得大于50mm。 4.1板下支撑体系设计 板下支撑体系采用钢管扣件式脚手架,具体设计参数如下: 楼层 支撑体系设计 立杆横距 立杆纵距 横杆步距 地下室-1F 0.5 0.5 1.5 地下-2F 0.5 0.5 1.5 1、离地200mm设置扫地杆。 2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。 3、立杆上部采用可调顶托,顶托伸出长度不超过200mm。 4、顶托上采用两根50*100木方做主楞,直接顶在结构板面上。 5、在支撑体系外周搭设连续剪刀撑、内部纵横向每隔6米搭设剪刀撑。 4.2梁下支撑体系 扣件式脚手架在离地200mm高处设置扫地杆,步距不大于1500mm,满堂架应设置剪刀 撑,间距不大于6m,梁、板下主楞采用双木方,可调支撑托。 梁下支撑体系与板下支撑体系分开,各自搭设成独立支撑体系。 1、梁底支撑 截面宽度b(mm) 梁两侧立杆间距(mm) 沿梁跨度方向间距(mm) 梁底支撑(道) 200≤b<500 500 500 1 500≤b 500 500 2 1、离地200mm设置扫地杆。 2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。 3、立杆上部采用可调顶托,顶托伸出长度不超过200mm。 4、顶托上采用双木方做主楞直接支撑在梁上。 5支撑体系施工工艺及施工方法 5.1支撑体系施工方法 (1)满堂架搭设 满堂架搭设应放线抄平,梁架立杆每排间距按上述设计排放,并采用纵横向横杆与满堂架拉结牢固。 且纵横向剪刀撑必须按要求搭设。 剪刀撑应纵横向搭设,每6m设置一道,由底到顶全高设置。 对于梁板下支架,采用可调顶托进行调节,可调顶托伸出不得超过200mm,模板安装前必须将顶托顶紧,不得留有未顶紧的顶托。 6支撑架搭设质量要求 支撑提下搭设完成后必须进行验收,验收合格后方可投入使用。 脚手架质量要求 项目 技术要求 允许偏差(mm) 检查方法与工具 地基基础 表面 坚实平整 — 观察 排水 不积水 垫板 不晃动 底座 不滑动 不沉降 -10 立杆垂直度 H=5.2 — ±12 经纬仪 纵向水平杆高差 — ±20 水平仪 — 1±10 双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差 外伸150mm -20 钢板尺 扣 件 安 装 主节点处各扣件中心点相互距离 a≤150mm 钢卷尺 同步立杆上两个相隔对接扣件的高差 A≥500mm 钢卷尺 立杆上的对接扣件置主节点的距离 a≤h/3 600mm 钢卷尺 纵向水平杆的对接扣件至主节点的距离 a≤la/3 500mm 钢卷尺 纵向水平杆相邻接头水平距离 a≥500mm 钢卷尺 螺栓拧紧扭力矩 40~65N·m — 扭力扳手 剪刀撑斜杆与地面的倾角 45o~60o — 角尺 7安全文明施工措施 7.1管理制度 (1)执行安全生产交底制度。 施工作业前,由工长向施工班组作书面的安全交底,施工班组长签字,并及时向全体操作人员交底。 (2)执行施工前安全检查制。 各班组在施工前对所施工的部位,进行安全检查,发现隐患,经有关人员处理解决后,方可进行施工操作。 (3)加强对施工人员的安全意识教育,提高自我防护意识,进场前对职工进行安全生产教育,以后定期、不定期地进行安全生产教育,加强安全生产、文明施工的意识。 (4)建立安全生产责任制。 定期组织安全生产检查,并建立安全生产评定制度。 根据安全生产责任制的规定,进行评比,对安全生产优良的班组和个人给予奖励,对于不注意安全生产的班组和个人给予处罚。 7.2施工措施 (1)支架搭设及拆除工人必须是持有省级建设厅颁发的特种作业人员。 (2)进入施工现场人员必须戴好安全帽,高空作业人员必须佩带安全带,并应系牢。 安全带应高挂低用。 (3)经医生检查认为不适宜高空作业的人员,不得进行高空作业。 (4)工作前应先检查使用的工具是否牢固,板手等工具必须用绳链系挂在身上,钉子必须放在工具袋内,以免掉落伤人,工作时要思想集中,防止钉子扎脚和空中滑落。 (5)安装与拆除模板,应搭脚手架,并设防护栏杆,防止上下在同一垂直面操作。 (6)高空,复杂结构模板的安装与拆除,事先应有切实的安全措施。 (7)高空作业要搭设脚手架或操作台,上、下要使用梯子,不许站立在墙上工作;不准站在大梁底模上行走。 操作人员严禁穿硬底鞋及高跟鞋作业。 8计算书 支撑架的计算依据《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。 本工程回顶方案计算方法参照模板支架计算,地下室顶板为双向板,最大尺寸为8100×8100,地下室顶板上通过最大荷载为钢筋运输车(钢筋车100T)时,板上最不利荷载值为75T,顶板按刚性构件计算,板面上均布荷载为11.7KN/m²。 托梁材料为两根50×100方木合并在一起。 一、参数信息 1.模板支架参数 横向间距或排距(m): 0.50;纵距(m): 0.50;步距(m): 1.50; 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m): 0.20;钢管支架搭设高度(m): 5.00; 采用的钢管(mm): Φ48×3.0;板底支撑连接方式: 方木支撑; 立杆承重连接方式: 可调托座; 2.荷载参数 木方自重(kN/m2): 0.500;混凝土与钢筋自重(kN/m3): 25.500; 施工均布荷载标准值(kN/m2): 1.000; 3.材料参数 底板支撑采用木方: 50×100mm; 木方抗剪强度设计值(N/mm2): 1.400; 木方弹性模量E(N/mm2): 9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2): 13.000; 木方的截面宽度(mm): 50.00;木方的截面高度(mm): 100.00; 托梁材料为: 木方: 两根50×100mm; 二、最不利荷载计算 发生最不利荷载的情况为前三排车轮落在同一块板,最后一排落在另一块板。 如下图: 把后轮的三个轮胎简化为中间的一个轮胎,则简化的板反力作用方向与位置如下图 Fa=650KN Fb=350KN 再把Fa简化为后三个轮子平均分担650KN的力如下 则Fa1=250KN 此时Fa2+Fa3+Fb=750KN 最不利荷载值为750KN÷64m²=11.7KN/m² 三、顶板支撑方木的计算 方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3; I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4; 方木楞计算简图 1.荷载的计算 (1)静荷载为钢筋运输车辆(500厚混凝土板)的自重(kN/m): q1=25.5×0.25×0.5+0.5×0.25=3.312kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2=1×0.25=0.25kN/m; 2.强度验算 计算公式如下: M=0.1ql2 均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×3.312+1.4×0.25=4.325kN/m; 最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.325×0.5²=0.108kN·m; 方木最大应力计算值σ=M/W=0.108×106/83333.33=1.298N/mm2; 方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2; 方木的最大应力计算值为1.298N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求! 3.抗剪验算 截面抗剪强度必须满足: τ=3V/2bhn<[τ] 其中最大剪力: V=0.6×4.325×0.5=1.298kN; 方木受剪应力计算值τ=3×1.298×10³/(2×50×100)=0.389N/mm2; 方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2; 方木的受剪应力计算值0.389N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求! 4.挠度验算 计算公式如下: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 均布荷载q=q1=3.312kN/m; 最大挠度计算值ν=0.677×3.312×5004/(100×9000×4166666.667)=0.037mm; 最大允许挠度[ν]=500/250=2mm; 方木的最大挠度计算值0.037mm小于方木的最大允许挠度2mm,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: 木方: 2根50×100mm; W=166.667cm3; I=833.333cm4; 集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=5.19kN; 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=0.227kN·m; 最大变形Vmax=0.05mm; 最大支座力Qmax=5.58kN; 最大应力σ=1946561.369/166666.667=1.363N/mm2; 托梁的抗压强度设计值[f]=13N/mm2; 托梁的最大应力计算值1.363/mm2小于托梁的抗压强度设计值13N/mm2,满足要求! 托梁的最大挠度为0.05mm小于500/250,满足要求! 五、模板支架立杆荷载设计值(轴力) 作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容 (1)脚手架的自重(kN): NG1=0.138×5=0.692kN; (2)模板的自重(kN): NG2=0.5×0.5×0.5=0.125kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.5×0.5×0.5×0.5=3.188kN; 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.004kN; 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载 经计算得到,活荷载标准值NQ=(1+2)×0.5×0.5=0.75kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N=1.2NG+1.4NQ=5.855kN; 六、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式: σ=N/(φA)≤[f] 其中N----立杆的轴心压力设计值(kN): N=5.855kN; 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); 按下式计算: l0=h+2a=1.5+0.2×2=1.9m; 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; l0/i=1900/15.9=119; 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=0.458; 钢管立杆的最大应力计算值;σ=5855.4/(0.458×424)=30.153N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值σ=30.153N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 如果考虑到支撑架的安全因素,建议按下式计算 l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.003×(1.5+0.2×2)=2.224m; k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167; k2--计算长度附加系数,h+2a=1.9按照表2取值1.003; Lo/i=2223.952/15.9=140; 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=0.349; 钢管立杆的最大应力计算值;σ=5855.4/(0.349×424)=39.57N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值σ=39.57N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
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