車庫頂板支撐補(bǔ)強(qiáng)方案

1、地下車庫頂板支撐加固方案一、項(xiàng)目概況：劍橋郡花園六區(qū)二期1-2 幢和四期 3-4 幢高層住宅及地下車庫土建、水電安裝工程，工程建設(shè)地點(diǎn)：市西區(qū)翠景道17號(hào)；屬于框剪結(jié)構(gòu)；地上層數(shù)：32-33 層；地下層數(shù)： 2層 ；層高：首層標(biāo)高 5.3m，二層標(biāo)高 3.6m; 標(biāo)準(zhǔn)層高 2.9m。工程總建筑面積：84190.44；總工期： 730天。本工程由市雅居樂雍景園房地產(chǎn)開發(fā)投資建設(shè)， 建筑股份設(shè)計(jì)，中火炬監(jiān)理咨詢監(jiān)理，紅陽建工集團(tuán)組織施工；由郝鋼擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，忠福擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。項(xiàng)目地下車庫頂板已經(jīng)施工完成。 因甲方提前覆土及綠化， 施工需要項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)需要遷移到地下室頂板上， 為了滿足施工運(yùn)輸和頂板安

2、全需要， 場(chǎng)地遷設(shè)前需要對(duì)地下車庫混凝土頂板進(jìn)行必要驗(yàn)算，如不滿足施工荷載要求，需要對(duì)頂板進(jìn)行必要支頂加固。重型機(jī)械設(shè)備的行走，按車輛荷載（含自重）為60 噸，輪胎左右間距2.9m，前后軸距 4.45m，每個(gè)后輪的集中壓力為 Q1=20 噸，每個(gè)前輪的集中壓力為 Q2=10 噸。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)地下室頂板的力及承載能力進(jìn)行驗(yàn)算。已知，地下一層基礎(chǔ)持力層為第層粘土層，承載力特征值為Fa=150KPa，地下二層基礎(chǔ)持力層為第層粘土層，承載力特征值為Fa=180Kpa；2地下車庫頂板可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值按 Q310.0KN/m 設(shè)計(jì)；地下車庫頂板靜荷載取值按 Q41.6x18 = 28.8KN/m 2地下室

3、頂板厚 400mm，混凝土現(xiàn)澆無梁樓蓋體系， 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，框架柱 550mm× 550mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40。二、加荷后應(yīng)力計(jì)算：加荷方式驗(yàn)算按兩種模型考慮，一種是重載車輛作用于板跨中間（如下圖1）的計(jì)算模型，另一種是重載車輛后輪作用于跨中（如下圖5）的計(jì)算模型。通過建模分別計(jì)算出各種形勢(shì)下所產(chǎn)的應(yīng)力， 然后確定出： 跨中板帶最大彎矩、跨中板帶最大剪力、柱帽處最大負(fù)彎矩、柱帽處最大剪力。力分析采用 Midas/Gen 軟件，建立 3× 3 無梁板區(qū)格，并考慮柱帽處厚度變化。每個(gè)區(qū)格尺寸 8m× 8m，按 0.5m×0.5m 的尺寸劃分

4、單元。重車荷載簡(jiǎn)化為 4 個(gè)集中荷載，兩個(gè)前輪豎向荷載分別是 10 噸（100KN ），兩個(gè)后輪豎向荷載分別是 20 噸（200KN ）。荷載組合 =1.2 恒載 +1.4 活載。計(jì)算兩種荷載情況，圖1圖 4 為重車作用在跨中；圖5圖 8 為重車后輪作用在跨中。模型和力如圖18 所示。00.0.0000.0.1010-0-022-圖 1重車作用在跨中的計(jì)算模型0.041-0.041-0.082-0.082-圖 2 重車作用在跨中時(shí) X 方向的彎矩圖（跨中最大正彎矩 105 KN/m ；柱帽最大負(fù)彎矩 725 KN/m ）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE彎矩

5、-Mxx1.05275e+0020.00000e+000-4.55897e+001-1.21022e+002-1.96455e+002-2.71887e+002-3.47320e+002-4.22753e+002-4.98185e+002-5.73618e+002-6.49050e+002-7.24483e+002系數(shù) =4.2268E+002CB:荷載組合MAX : 640MIN : 1170文件 :板單元跨中受荷單位 :kN*m/m日期 :08/05/2011表示 -方向X:-0.419Y:-0.726Z:0.545MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE彎矩

6、-Myy8.51942e+0010.00000e+0000-5.44114e+001.-1.24214e+002041-1.94017e+002-0-2.63820e+002.04-3.33623e+0021-4.03426e+0020-4.73228e+002.-5.43031e+00208-6.12834e+0022-6.82637e+0020.08系數(shù) =24.2268E+002-CB:荷載組合MAX : 19MIN : 1170文件 :板單元跨中受荷單位 :kN*m/m日期 :08/05/2011表示 -方向X:-0.419Y:-0.726Z:0.545圖 3 重車作用在跨中時(shí) Y 方

7、向的彎矩圖（跨中最大正彎矩 852 KN/m ；柱帽最大負(fù)彎矩 683 KN/m ）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE剪力 -Max1.00500e+0038.22269e+00206.39542e+002.4.56816e+0020412.74090e+002-09.13632e+001.00.00000e+00041-2.74090e+0020-4.56816e+002-6.39542e+002.08-8.22269e+0022-1.00500e+0030.0系數(shù) =824.2268E+002-CB:荷載組合MAX : 1170MIN : 1148文件 :

8、板單元跨中受荷單位 :kN/m日期 :08/05/2011表示-方向X:-0.419Y:-0.726Z:0.545圖 4 重車作用在跨中時(shí)的剪力圖（跨中板帶處最大剪力 274KN/m 柱帽根部處最大剪力 1005KN/m）00.0.000100-.10-.0020-2-圖 5后輪位于跨中的計(jì)算模型0.041-0.041-0.082-0.082-MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE彎矩 -Mxx1.11985e+0020.00000e+000-4.07804e+001-1.17163e+002-1.93546e+002-2.69929e+002-3.46312e+

9、002-4.22695e+002-4.99078e+002-5.75461e+002-6.51844e+002-7.28227e+002系數(shù) =4.7544E+002CB:荷載組合MAX : 689MIN : 1715文件 :板單元后輪處在單位 :kN*m/m日期 :08/05/2011表示 -方向X:-0.412Y:-0.659Z:0.629圖 6 后輪位于跨中時(shí) X 方向的彎矩圖（跨中最大正彎矩 112 KN/m ；柱帽最大負(fù)彎矩 728 KN/m ）0.041-0.041-0.082-0.082-圖 7后輪位于跨中時(shí)Y 方向的彎矩圖（跨中最大正彎矩135 KN/m ；柱帽最大負(fù)彎矩709

10、 KN/m ）0.041-0.041-0.082-0.082-MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE彎矩-Myy1.34799e+0025.81245e+0010.00000e+000-9.52242e+001-1.71898e+002-2.48573e+002-3.25247e+002-4.01922e+002-4.78596e+002-5.55270e+002-6.31945e+002-7.08619e+002系數(shù)=4.7544E+002CB:荷載組合MAX : 689MIN : 1548文件 :板單元后輪處在單位:kN*m/m日期:08/05/2011表示

11、-方向X:-0.412Y:-0.659Z:0.629MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATE FORCE剪力-Max1.01639e+0038.31591e+0026.46793e+0024.61995e+0022.77197e+0020.00000e+000-9.23991e+001-2.77197e+002-4.61995e+002-6.46793e+002-8.31591e+002-1.01639e+003系數(shù)=4.7544E+002CB:荷載組合MAX : 792MIN : 770文件 :板單元后輪處在單位:kN/m日期:08/05/2011表示 -方向X:-0.412

12、Y:-0.659Z: 0.629圖 8 后輪位于跨中時(shí)的剪力圖（跨中板帶處最大剪力 277KN/m 柱帽根部處最大剪力 1016KN/m）從以上 Midas/Gen 軟件建模計(jì)算結(jié)果得知：跨中最大彎矩為 852 KN/m ，柱帽處最大負(fù)彎矩為 728 KN/m ；跨中最大剪力 277KN/m ，支座最大剪力 1016KN/m。三承載力驗(yàn)算按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)（GB50010-2002），取 1m 寬板帶進(jìn)行驗(yàn)算。屋梁樓蓋鋼筋配置如下圖所示：（一）跨中板帶正截面受彎承載力跨中板帶兩個(gè)方向配筋相同，板面均配置C14250，板底均配置C14120。 1m 寬板帶面筋 4C14，底筋 8C14。計(jì)算參

13、數(shù)： C30 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2，b=1000mm；s2sfy = fy=360N/ mma =27mm；a =37mm；×2× =1231 mm2；2× =615 mm2As=87As =4× 7h0 =Has = 400 27373 mm按照規(guī)公式，混凝土受壓區(qū)高度：1f cbx = fyAsf'yA's由于混凝土強(qiáng)度小于C80，故， 1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×1231360× 615x=15.5mm按照規(guī)公式，正截面的混凝土極限壓應(yīng)

14、變：cu=0.0033(fcu,k 50) ×10-5由于正截面混凝土處于非均勻受壓狀態(tài)，故取cu0.0033根據(jù)規(guī) 7.1.4-1 相對(duì)界限受壓區(qū)高度：x h(7.2.1-3)b 0x 2'(7.2.1-4)其中，鋼筋屈服點(diǎn)所以， bh00.52×373 194mm；2a'=2*40=80mmx=15.5mm194mm，滿足公式要求；x=15.5mm2a'=2*37=74mm，不滿足公式要求；不滿足規(guī)公式，根據(jù)規(guī)條，正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：MfyAs (h-a s-a 's )(7.2.5)fy sssKNmA (h-a -a &#

15、39; ) 360×1231×（ 400-37-27 ） 148.9跨中 X 方向彎矩允許值 Mx max148.9 KNm跨中 Y 方向彎矩允許值 My max148.9 KNm（二）跨中板帶斜截面承載力按照規(guī)條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：V 0.7 h×ft ×b×h0(7.5.3-1)h01/4(7.5.3-2)(800/h )截面高度影響系數(shù) h00，（當(dāng) h <800mm時(shí)， (7.5.3-2)式中取 h =800mm）。h=(800/h0)1/4 (800/800)1/4=1

16、C30 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ft=1.43N/mm2，跨中板帶斜截面的受剪承載力允許值為：V 0.7 hftbh0=0.7× 1× 1.43 ×1000×373=373.4KN/m（三）柱上板帶正截面受彎承載力垂直板帶方向：板面配（2C14+C14）250，板底配 C14120；沿著板帶方向：板面配C16250，板底配 C16100。取 1m 寬板帶，垂直板帶方向的面筋12C14，底筋 9C14；沿著板帶方向的面筋4C16，底筋 10C16。1、垂直板帶方向的受彎承載力計(jì)算：計(jì)算參數(shù)：C30 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2；鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度值

17、fy = fy =360n/ mm2 ；板帶截取寬度 b=1000mm；as=27mm； as =37mm；As = 12×72× =1847 mm2；As = 9×72× =1385 mm2h0 =Has=400 27373 mm按照規(guī)公式，混凝土受壓區(qū)高度：1f cbx = fyAsf'yA's由于混凝土強(qiáng)度小于C80，故， 1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x = 360×1847360×1385x = 11.63mm按照規(guī)公式，正截面的混凝土極限壓應(yīng)變：cucu,k-5=

18、0.0033-(f -50)×10由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取cu 0.0033；又從前計(jì)算結(jié)果已知鋼筋屈服點(diǎn)b0.52根據(jù)規(guī) 7.1.4-1 相對(duì)界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x h(7.2.1-3)b 0x 2'(7.2.1-4)所以， bh00.52×373 194mm； 2a'=2*37=74mm x= 11.63mm194mm，滿足公式要求；x= 11.63mm 2a'=2*37=7m4m，不滿足公式要求；不滿足規(guī)公式，根據(jù)規(guī)條，正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：MfyAs (h-a s-a 's )(7.2.5)M f yAs(h

19、-a s-a 's) 360×1385×（ 400-37-27 ） 167.53 KNm即，垂直于柱上板帶板方向彎矩允許值M 167.53 KNm2、沿著板帶方向的受彎承載力計(jì)算，計(jì)算參數(shù)：；C30 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2；fy = fy =360n/ mm2b=1000mm；as=28mm； as =38mm；As=10×82× =2010 mm2；As=4×82×=804 mm2h0 =Has=400 28372 mm按照規(guī)公式，混凝土受壓區(qū)高度：1f cbx = fyAsf'yA's由于

20、混凝土強(qiáng)度小于C80，故， 1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×2010360× 804x =30.4mm按照規(guī)公式，正截面的混凝土極限壓應(yīng)變：cu=0.0033(fcu,k 50) ×10-5由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取cu0.0033；又從前計(jì)算結(jié)果已知鋼筋屈服點(diǎn)b0.52根據(jù)規(guī) 7.1.4-1 相對(duì)界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x bh0(7.2.1-3)x 2'(7.2.1-4)所以， bh00.52×372 193.4mm；2a'=2*37=88mmx=30.4mm193.4m

21、m，滿足公式要求；x=30.4mm2a'=2*38=76mm，不滿足公式要求；不滿足規(guī)公式，根據(jù)規(guī)條，正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：MfA (h-a-a ' )(7.2.5)y sssM f yAs(h-a s-a 's) 360×2010×（ 400-28-38 ） 241.68 KNm即，沿柱上板帶板方向彎矩允許值 M 241.68 KNm（四）柱上板帶斜截面承載力按照規(guī)條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：V 0.7 ×f×b×h0(7.5.3-1)hth01/4(7.5

22、.3-2)=(800/h )截面高度影響系數(shù) 時(shí)， (7.5.3-2)式中取 h0=800mm）。h，（當(dāng) h0<800mmh=(800/h0)1/4=(800/800)1/4=1C30 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.43N/mm2，斜截面的受剪承載力為V 0.7 hftbh0=0.7×1×1.43 ×1000×372=373.37KN/m即，柱上板帶斜截面的受剪承載力V 373.37KN/m（五）柱帽正截面負(fù)彎矩受彎承載力柱帽兩個(gè)方向配筋相同，板面均配置（ 2C18+C16）250，板底配 C16100。取 1m 寬板帶面筋 8C18+4C1

23、6，底筋 10C16。計(jì)算參數(shù)： C30 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2；fy = fy =360n/ mm2b=1000mm； as=52mm； as =28mm；h0 =H as=100052 948 mmAs=（ 8× 92 4×82）× =2839 mm2； As =10×82× =2010 mm2按照規(guī)公式，混凝土受壓區(qū)高度：1f cbx = fyAsf'yA's由于混凝土強(qiáng)度小于C80，故， 1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×2839360

24、15; 2010x =20.87mm按照規(guī)公式，正截面的混凝土極限壓應(yīng)變：cu=0.0033-(fcu,k-50) ×10-5由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取cu0.0033；又從前計(jì)算結(jié)果已知鋼筋屈服點(diǎn)b0.52根據(jù)規(guī) 7.1.4-1 相對(duì)界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x bh0(7.2.1-3)x 2'(7.2.1-4)所以， bh00.52×948 493mm；2a'=2*30=60mmx=20.87mm493mm，滿足公式要求；x=20.87mm 2a'=2*28=56mm，不滿足公式要求；不滿足規(guī)公式，根據(jù)規(guī)條，正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定

25、：MfA (h-a-a ' )(7.2.5)y sssfyAs(h-as-a 's) 360×2839×（ 1000-52-28 ） 940.3 KNm柱帽正截面 X 方向彎矩允許值 Mx max940.3 KNm 柱帽正截面 X 方向彎矩允許值 My max940.3 KNm（六）柱帽斜截面承載力按照規(guī)條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：h ×ft ×b×h0(7.5.3-1)V 0.7 h=(800/h0)1/4(7.5.3-2)又知 h0 ，截面高度影響系數(shù) h為：950 mmh

26、01/4 (800/948)1/4 0.95795=(800/h )C30 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.43N/mm2，柱帽斜截面的受剪承載力為V 0.7 hftbh0=0.7×0.95845×1.43 ×1000×948909.5 KN/m即，柱帽斜截面的受剪承載力允許值V 910KN/m四結(jié)論根據(jù)力計(jì)算及承載力驗(yàn)算，得出以下結(jié)果：1. 跨中板帶最大彎矩為 852KN/m ，小于正截面受彎承載力 149 KN/m （不可）；2. 跨中板帶最大剪力 277KN，小于斜截面承載力 373KN（可）；3. 柱帽處最大負(fù)彎矩為 728 KN/m ，大于正

27、截面受彎承載力 941 KN/m （可）；4. 柱帽處最大剪力 1016KN ，小于斜截面承載力 910KN（不可）。除柱帽處剪力超過斜截面承載力外， 其余部位承載能力足夠。 柱帽處配筋未記， 加上彎起鋼筋，抗剪承載力在混凝土現(xiàn)齡期強(qiáng)度能夠設(shè)計(jì)強(qiáng)度的條件下應(yīng)該足夠?？紤]到簡(jiǎn)化計(jì)算模型并非與實(shí)際結(jié)構(gòu)完全一致，加上已計(jì)及各種最不利情況， 柱帽處剪力超過設(shè)計(jì)承載力，施工中，可以采取重車緩慢通過解決，這樣將車輛荷載近似為靜載，則剪力在承載能力圍之。考慮到混凝土泵車瞬間沖擊力及市場(chǎng)上商砼的配合比與理論有偏差，及養(yǎng)護(hù)條件對(duì)實(shí)際混凝土強(qiáng)度的影響，在跨中再增加支撐系統(tǒng)，具體附圖所示。五、樓板支撐體系驗(yàn)算：支撐

28、體系豎向及橫向鋼管均所采用的鋼管均為?48 ×3.25 碗扣式腳手架鋼管，剪刀撐鋼管為 ?48 ×3.25 普通腳手架鋼管。步距601、支撐立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算：取計(jì)算單元和劃受力簡(jiǎn)圖。 以豎向支撐立管為中心選定0.6m2 見方的地下室頂板為計(jì)算單元為荷載計(jì)算單元；選取立管約束最大段（h 1000mm）為受力驗(yàn)算桿件。2、計(jì)算立柱所受的荷載：地下室混凝土頂板的實(shí)際強(qiáng)度按設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行考慮， 為了確保支撐體系的安全性， 求的受力單元作用在豎向支撐立管上的荷載， 計(jì)算出單根豎向支撐立管的強(qiáng)度、 剛度和穩(wěn)定性?？紤]到后車輪居于板跨中部時(shí)所產(chǎn)生彎矩及剪力最大。 單側(cè)后輪由四個(gè)平行輪胎組成一

29、個(gè)受力單元，此受力單元至少由 12 根豎向鋼管支撐承擔(dān)。受力計(jì)算單元見下圖所示：已知，地下車庫頂上面板覆土按1.6m 厚考慮（考慮堆土），即板靜荷載值按 Q3 1.6x18= 28.8KN/m2，園區(qū)頂板上部消防車行駛所生的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值按Q410.0KN/m2 設(shè)計(jì)。施工荷載組合系數(shù)為 1.2 恒載 +1.4 活載 2.6；根據(jù)上圖所示，受力單元作用在豎向支撐立管的數(shù)量N 為：N N中 （ N側(cè) ×0.5 ）× 2 側(cè) 4（ 4×0.5 ）× 28 根考慮到豎向支撐桿件作用面積 S（ 0.1 0.35 0.1 ）×（ 0.3 1.3 0.3 ） 1.045 mm2，另