顶板堆载施工方案.docx

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顶板堆载施工方案

万科城A5区一标段人防地下室工程

 地下室顶板施工荷载加固方案

编制人：

审核人：

审批人：

中兴建设有限公司项目部

万科城A5区一标段人防地下室工程

顶板施工荷载加固方案

一、工程概况：

本工程为万科城A5区一标段人防地下室工程，本工程由徐州万科城置业有限公司，江苏九鼎环球建设科技集团有限公司设计，徐州中国矿业大学建筑设计咨询研究院有限公司监理，中兴建设有限公司组织施工。

本工程设计图纸中规定的地下室顶板允许荷载为20KN/㎡（允许荷载5 KN/㎡+1.2米覆土15KN/㎡）；有消防车通道群房地下室顶班允许荷载为35KN/㎡（消防车荷载20 KN/㎡+1.2米覆土15KN/㎡）。

因施工场地限制，钢筋加工场地、模板加工场地、施工临时道路等只能设置在地下室顶板上。

最大板跨为8.1m*8.1m，板厚400mm，柱距8.1m*8.1m，柱截面为500*500mm，柱高3.1m。

二、地下室顶板加固范围 

在施工过程中，主要重载车辆为混凝土搅拌车及钢筋、钢管、砂石、砌块等材料运输车。

施工过程中，考虑到在混凝土浇筑的同时，要保证钢筋、钢管、砂石等材料运输车通行顺畅，不影响材料进场时间，以确保工程工期。

3、车库顶板堆载情况与荷载分析：

1、钢筋加工区荷载：

钢筋加工间单根立柱所传荷载基本在1.5吨以下，加工设备自重基本在2吨以内，且分布比较分散，低于地下室顶板承载力，无需采取支撑措施。

钢筋半成品堆放区分布荷载一般在5KN/㎡以下，小于地下室顶板承载力，无需采取支撑措施。

2、木模加工荷载：

木工加工间单根立柱所传荷载基本在1.5吨以下，木工加工设备自重基本在1吨以内，且分布比较分散，低于地下室顶板承载力，无需采取支撑措施。

方木堆放高度一般不超过2米，方木容重一般在0.5～0.85×10³ KN/㎡，堆载荷载为10～17 KN/㎡，低于地下室顶板承载力，无需支撑。

竹胶合板堆放高度一般不超过2米，容重一般在0.7～0.95×10³ KN/㎡，堆载荷载为14～19 KN/㎡，低于地下室顶板承载力，无需支撑。

模板拼装区均布荷载多小于3 KN/㎡，无需支撑。

3、施工环道荷载：

 1）环道上荷载：

在不过车的情况下，施工道路上荷载不超过2KN/㎡，但在重车经过时，车辆荷载较大，需要验算。

施工场地荷载最大的车辆为混凝土运输车。

 常见混凝土运输车参数为：

 总重（满料）50000 Kg合50T 轴距3220＋1350=4570㎜ 前轮距约2000，后轮距2250㎜ 

按后轮承担全部荷载计算，汽车轴距按4.57m，轮距按2m，顶板混凝土厚400mm，按传力放射角度45°计算得：

实际传力面积（4.57+0.4*2）

*（2+0.4*2）=15.036m2，受力均布荷载标准值为50/15.036*1.3=4.32T/m2，地下室顶板设计可承受5T/m2.

 四、排架加固计算书 

本工程采用钢管排架支撑加固，在需要加固的范围内，行车道路按照0.4*0.4m，混凝土泵车架设场地及材料堆场按照0.5m*0.5m设置支撑立杆，根据上部荷载参数，计算如下：

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）:

0.10；模板支架搭设高度（m）:

3.20； 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:

双扣件，取扣件抗滑承载力系数:

0.80； 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.材料参数 

面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木； 

面板弹性模量E（N/mm2）:

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:

13； 木方弹性模量E（N/mm2）:

9000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000； 木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；木方的间隔距离（mm）:

300.000； 木方的截面宽度（mm）:

60.00；木方的截面高度（mm）:

80.00； 

                    图2  楼板支撑架荷载计算单元 二、模板面板计算 

模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度 模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

 W = 50×1.82/6 = 27 cm3； I = 50×1.83/12 = 24.3 cm4； 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 = 25×1.25×0.5+0.35×0.5 = 15.8 kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

 q2 = 1×0.5= 0.5 kN/m；

 2、强度计算 计算公式如下:

 M=0.1ql2 

其中：

q=1.2×15.8+1.4×0.5= 19.66kN/m 最大弯矩M=0.1×19.66×3002= 176940 N·mm； 

面板最大应力计算值  σ =M/W= 176940/27000 = 6.553 N/mm2； 面板的抗弯强度设计值  [f]=13 N/mm2； 

面板的最大应力计算值为 6.553 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!

3、挠度计算 挠度计算公式为：

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250 其中q =q1= 15.8kN/m 

面板最大挠度计算值 ν= 0.677×15.8×3004/（100×9500×24.3×104）=0.375 mm；  面板最大允许挠度  [ν]=300/ 250=1.2 mm； 

面板的最大挠度计算值 0.375 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!

三、模板支撑方木的计算 

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=6×8×8/6 = 64 cm3； I=b×h3/12=6×8×8×8/12 = 256 cm4；        

             方木楞计算简图（mm） 1.荷载的计算 

（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：

 q1= 25×0.3×1.25+0.35×0.3 = 9.48 kN/m ； 

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

 q2 = 1×0.3 = 0.3 kN/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 = 1.2×9.48+1.4×0.3 = 11.796 kN/m；

最大弯矩   M = 0.1ql2 = 0.1×11.796×0.52 = 0.295 kN·m； 

方木最大应力计算值  σ= M /W = 0.295×106/64000 = 4.608 N/mm2； 方木的抗弯强度设计值  [f]=13.000 N/mm2； 

方木的最大应力计算值为 4.608 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/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 = 0.6×11.796×0.5 = 3.539 kN； 

方木受剪应力计算值 τ = 3 ×3.539×103/（2 ×60×80） = 1.106 N/mm2； 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2； 

方木的受剪应力计算值 1.106 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/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 = 9.48 kN/m； 

最大挠度计算值   ν= 0.677×9.48×5004 /（100×9000×2560000）= 0.174 mm； 最大允许挠度  [ν]=500/ 250=2 mm； 

方木的最大挠度计算值 0.174 mm 小于 方木的最大允许挠度 2 mm,满足要求!

四、板底支撑钢管计算 

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取纵向板底支撑传递力，P＝5.898kN; 

                    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 = 0.51 kN·m ； 最大变形 Vmax = 0.295 mm ； 最大支座力 Qmax = 10.458 kN ； 

最大应力 σ= 509744.48/4490 = 113.529 N/mm2； 支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2； 

支撑钢管的最大应力计算值 113.529 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计

值 205 N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度为 0.295mm 小于 500/150与10 mm,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范》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 。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:

 R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN； 

          R-------纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;  计算中R取最大支座反力,R= 10.458 kN； 

R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

六、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 = 0.129×3.5 = 0.452 kN； 

（2）模板的自重（kN）：

NG2 = 0.35×0.5×0.5 = 0.087 kN； （3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

 NG3 = 25×1.25×0.5×0.5 = 7.812 kN； 

静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 8.352 kN； 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 ） ×0.5×0.5 = 0.75 kN； 3.立杆的轴向压力设计值计算公式 

         N = 1.2NG + 1.4NQ = 11.072 kN； 七、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式 σ =N/（υA）≤[f] 

其中  N ---- 立杆的轴心压力设计值（kN） ：

N = 11.072 kN；       υ---- 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 = 1.59 cm；       A ---- 立杆净截面面积（cm2）：

A = 4.24 cm2；       W ---- 立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49 cm3；       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] =205 N/mm2；       L0---- 计算长度 （m）； 

根据《扣件式规范》，立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a，为安全计，取二者间的大值，即L0=max[1.155×1.7×1.5，1.5+2×0.1]=2.945； 

      k ---- 计算长度附加系数，取1.155； 

      μ ---- 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.7；       a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m； 得到计算结果：

立杆计算长度 L0=2.945； L0 / i = 2945.25 / 15.9=185 ； 

由长细比 lo/i  的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.209 ； 钢管立杆受压应力计算值；σ=11072.22/（0.209×424） = 124.946 N/mm2； 立杆稳定性计算 σ= 124.946 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205 N/mm2，满足要求！