地下室顶板加固计算即车辆轮胎压力换算.docx
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地下室顶板加固计算即车辆轮胎压力换算
XX
（XX）
地下室顶板加固施工方案
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审批人：
第1章工程概况
第2章等效荷载换算
2.1车辆运载及堆载情况
因场内施工期间运输车辆较重的主要为钢筋运输车和砼运输车，因此本方案以这两种车型进行验算。
场内行车时必须严格将车辆荷载控制在方案计算范围内。
即钢筋运载不得大于60吨、砼运输不大于12m³。
钢筋运输车
按平板半挂车计算，汽车自重20吨（轮胎12个，前4后8，轮胎规格为12R（真空）），钢筋载重按60吨，合计80吨。
混凝土罐车及泵车
按装12立方米车考虑，混凝土罐车自重约25吨，12立方米混凝土按24吨计，合计49吨。
2.2等效均布荷载计算
本方案荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑施工临时支撑结构技术规范》（JGJ300-2013）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2600×3200，地下室顶板上通过最大荷载为钢筋运输车（钢筋车80T），当两个轮胎的中点落在板的跨中时，弯矩最大。
2.2.1最不利荷载计算
轮胎中轴点落在板跨中时，弯矩最大，本案例计算板跨为4米。
根据《建筑结构荷载规范》附录C，等效均布活荷载按下式计算：
Q=8Mmax/bL2①
1、b值的计算如下：
轮胎12R，即每个轮胎宽度为304mm，扁平比按最低70%计算，则每个轮胎的触地面积为0.3*0.2。
通常情况下，荷载作用宽度大于长度，则选用公式如下：
b=2/3bcy+0.73L②（依据荷载规范C.0.5-2）
bcy=bty+2*垫层厚度+板厚③
bty为荷载作用面平行于板跨的宽度，取bty=2*300=600mm；
则bcy=0.6+2*0+0.2=0.8m
b=2/3*0.8+0.73*4=3.45m
两个局部荷载相邻时有效分部宽度进行折减（轮距1.86m）：
=3.45/2+1.86/2=2.65m
2、荷载的计算如下：
则钢筋运输车后轮（单个组合）传递的荷载为：
9/31*80/2（双排）=23.516/2=11.62t
3、最大弯矩计算如下：
Mmax=11.62*9.8*4（板跨）/2=227.75KN.m
4、等效荷载为：
Q=8Mmax/bL2=8*227.75/（3.45*42）=34KN/m2
5、乘可变荷载组合系数，动力系数：
Q=1.1*1.3*34=48.62KN/m2
当车道或顶板设计荷载超过49KN/m2时，下部可不进行加固。
第3章支撑体系验算
计算依据：
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011
3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称
B2，标高-1.50m
新浇混凝土楼板板厚（mm）
200
模板支架高度H（m）
4
模板支架纵向长度L（m）
3
模板支架横向长度B（m）
3
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
模板及其支架
0.75
荷载标准值G2k（kN/m3）
50
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算面板和小梁时的均布活荷载（kN/m2）
2.5
当计算面板和小梁时的集中荷载（kN）
2.5
当计算主梁时的均布活荷载（kN/m2）
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载（kN/m2）
1
模板支拆环境不考虑风荷载
三、模板体系设计
主梁布置方向
平行立柱纵向方向
立柱纵向间距la（mm）
800
立柱横向间距lb（mm）
800
水平拉杆步距h（mm）
1500
小梁间距l（mm）
200
小梁最大悬挑长度l1（mm）
200
主梁最大悬挑长度l2（mm）
200
结构表面的要求
结构表面隐蔽
荷载系数参数表：
正常使用极限状态
承载能力极限状态
抗倾覆
可变荷载的组合值系数ψc
1
0.9
-
可变荷载的分项系γQ
1
1.4
-
永久荷载的分项系数γG
1
1.35
-
结构重要性系数γ0：
1
设计简图如下：
模板设计平面图
模板设计剖面图（模板支架纵向）
模板设计剖面图（模板支架横向）
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t（mm）
15
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.4
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
面板计算方式
三等跨连续梁
楼板面板应搁置在梁侧模板上，本例以三等跨连续梁，取1m单位宽度计算。
W＝bh2/6=1000×15×15/6＝37500mm3，I＝bh3/12=1000×15×15×15/12＝281250mm4
承载能力极限状态
q1＝γ0×[1.35×（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×（0.1+（50+1.1）×0.2）+1.4×0.9×2.5]×1=17.082kN/m
q1静=γ0×[γG（G1k+（G2k+G3k）h）]b=1×[1.35×（0.1+（50+1.1）×0.2）]×1=13.932kN/m
q1活=γ0×（γQ×φc×Q1k）×b=1×（1.4×0.9×2.5）×1=3.15kN/m
q2＝1×1.35×G1k×b＝1×1.35×0.1×1=0.135kN/m
p＝1×1.4×0.9×Q1k＝1×1.4×0.9×2.5＝3.15kN
正常使用极限状态
q＝（γG（G1k+（G2k+G3k）×h））×b=（1×（0.1+（50+1.1）×0.2））×1＝10.32kN/m
计算简图如下：
1、强度验算
M1＝0.1q1静L2+0.117q1活L2＝0.1×13.932×0.22+0.117×3.15×0.22＝0.07kN·m
M2＝max[0.08q2L2+0.213pL，0.1q2L2+0.175pL]＝max[0.08×0.135×0.22+0.213×3.15×0.2，0.1×0.135×0.22+0.175×3.15×0.2]＝0.135kN·m
Mmax＝max[M1，M2]＝max[0.07，0.135]＝0.135kN·m
σ＝Mmax/W＝0.135×106/37500＝3.59N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax＝0.677ql4/（100EI）=0.677×10.32×2004/（100×10000×281250）=0.04mm
ν＝0.04mm≤[ν]＝L/250＝200/250＝0.8mm
满足要求！
五、小梁验算
小梁类型
方钢管
小梁截面类型（mm）
□60×40×2.5
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
小梁截面抵抗矩W（cm3）
7.36
小梁弹性模量E（N/mm2）
206000
小梁截面惯性矩I（cm4）
22.07
小梁计算方式
二等跨连续梁
q1＝γ0×[1.35×（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×（0.3+（50+1.1）×0.2）+1.4×0.9×2.5]×0.2＝3.47kN/m
因此，q1静＝γ0×1.35×（G1k+（G2k+G3k）×h）×b=1×1.35×（0.3+（50+1.1）×0.2）×0.2＝2.84kN/m
q1活＝γ0×1.4×φc×Q1k×b=1×1.4×0.9×2.5×0.2＝0.63kN/m
q2＝1×1.35×G1k×b=1×1.35×0.3×0.2＝0.081kN/m
p＝1×1.4×0.9×Q1k＝1×1.4×0.9×2.5＝3.15kN
计算简图如下：
1、强度验算
M1＝0.125q1静L2+0.125q1活L2＝0.125×2.84×0.82+0.125×0.63×0.82＝0.278kN·m
M2＝max[0.07q2L2+0.203pL，0.125q2L2+0.188pL]＝max[0.07×0.081×0.82+0.203×3.15×0.8，0.125×0.081×0.82+0.188×3.15×0.8]＝0.515kN·m
M3＝max[q1L12/2，q2L12/2+pL1]=max[3.47×0.22/2，0.081×0.22/2+3.15×0.2]＝0.632kN·m
Mmax＝max[M1，M2，M3]＝max[0.278，0.515，0.632]＝0.632kN·m
σ=Mmax/W=0.632×106/7360=85.818N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
V1＝0.625q1静L+0.625q1活L＝0.625×2.84×0.8+0.625×0.63×0.8＝1.735kN
V2＝0.625q2L+0.688p＝0.625×0.081×0.8+0.688×3.15＝2.208kN
V3＝max[q1L1，q2L1+p]＝max[3.47×0.2，0.081×0.2+3.15]＝3.166kN
Vmax＝max[V1，V2，V3]＝max[1.735，2.208，3.166]＝3.166kN
τmax=Vmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=3.166×1000×[40×602-（40-5）×552]/（8×220700×5）＝13.674N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
q＝（γG（G1k+（G2k+G3k）×h））×b=（1×（0.3+（50+1.1）×0.2））×0.2＝2.104kN/m
挠度,跨中νmax＝0.521qL4/（100EI）=0.521×2.104×8004/（100×206000×22.07×104）＝0.099mm≤[ν]＝L/250＝800/250＝3.2mm；
悬臂端νmax＝ql14/（8EI）=2.104×2004/（8×206000×22.07×104）＝0.009mm≤[ν]＝2×l1/250＝2×200/250＝1.6mm
满足要求！
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型（mm）
Ф48×3
主梁计算截面类型（mm）
Ф48×3
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁截面抵抗矩W（cm3）
4.49
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁截面惯性矩I（cm4）
10.78
主梁计算方式
三等跨连续梁
可调托座内主梁根数
1
1、小梁最大支座反力计算
q1＝γ0×[1.35×（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×（0.5+（50+1.1）×0.2）+1.4×0.9×1.5]×0.2＝3.272kN/m
q1静＝γ0×1.35×（G1k+（G2k+G3k）×h）×b＝1×1.35×（0.5+（50+1.1）×0.2）×0.2＝2.894kN/m
q1活＝γ0×1.4×φc×Q1k×b＝1×1.4×0.9×1.5×0.2＝0.378kN/m
q2＝（γG（G1k+（G2k+G3k）×h））×b=（1×（0.5+（50+1.1）×0.2））×0.2＝2.144kN/m
承载能力极限状态
按二等跨连续梁，Rmax＝1.25q1L＝1.25×3.272×0.8＝3.272kN
按悬臂梁，R1＝3.272×0.2＝0.654kN
R＝max[Rmax，R1]＝3.272kN;
正常使用极限状态
按二等跨连续梁，R'max＝1.25q2L＝1.25×2.144×0.8＝2.144kN
按悬臂梁，R'1＝q2l1=2.144×0.2＝0.429kN
R'＝max[R'max，R'1]＝2.144kN;
计算简图如下：
主梁计算简图一
2、抗弯验算
主梁弯矩图一（kN·m）
σ=Mmax/W=0.851×106/4490=189.475N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
3、抗剪验算
主梁剪力图一（kN）
τmax=2Vmax/A=2×5.153×1000/424＝24.309N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
4、挠度验算
主梁变形图一（mm）
跨中νmax=0.671mm≤[ν]=800/250=3.2mm
悬挑段νmax＝0.038mm≤[ν]=2×200/250=1.6mm
满足要求！
5、支座反力计算
承载能力极限状态
图一
支座反力依次为R1=11.207kN，R2=13.333kN，R3=13.333kN，R4=11.207kN
七、可调托座验算
荷载传递至立柱方式
可调托座
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＝13.333kN≤[N]＝30kN
满足要求！
八、立柱验算
剪刀撑设置
加强型
立柱顶部步距hd（mm）
1500
立柱伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a（mm）
200
顶部立柱计算长度系数μ1
1.386
非顶部立柱计算长度系数μ2
1.755
钢管截面类型（mm）
Ф48×3
钢管计算截面类型（mm）
Ф48×3
钢材等级
Q235
立柱截面面积A（mm2）
424
立柱截面回转半径i（mm）
15.9
立柱截面抵抗矩W（cm3）
4.49
抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
支架自重标准值q（kN/m）
0.15
1、长细比验算
顶部立柱段：
l01=kμ1（hd+2a）=1×1.386×（1500+2×200）=2633mm
非顶部立柱段：
l0=kμ2h=1×1.755×1500=2632mm
λ=max[l01，l0]/i=2633.4/15.9=165.623≤[λ]=210
满足要求！
2、立柱稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011，荷载设计值q1有所不同：
小梁验算
q1＝1×[1.35×（0.5+（50+1.1）×0.2）+1.4×0.9×1]×0.2=3.146kN/m
同上四～六步计算过程，可得：
R1＝10.775kN，R2＝12.82kN，R3＝12.82kN，R4＝10.775kN
顶部立柱段：
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，φ＝0.197
不考虑风荷载:
N1=Max[R1，R2，R3，R4]=Max[10.775，12.82，12.82，10.775]=12.82kN
f＝N1/（ΦA）＝12820/（0.197×424）＝153.481N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
非顶部立柱段：
l0=kμ2h=1.155×1.755×1500=3040.537mm
λ=l0/i=3040.537/15.9=191.229
查表得，φ1=0.197
不考虑风荷载:
N=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[10.775,12.82,12.82,10.775]+1×1.35×0.15×4=13.63kN
f=N/（φ1A）＝13.63×103/（0.197×424）=163.179N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求！
九、高宽比验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011第6.9.7：
支架高宽比不应大于3
H/B=4/3=1.333≤3
满足要求，不需要进行抗倾覆验算！
第4章支撑体系平面布置图
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