某地下室加固专项方案091202讲解.docx

1、某地下室加固专项方案091202讲解广安万贯法国风情街3#4#楼工程车库顶板加固设计验算及施工专项方案一、工程概况工程名称广安枣山万贯法国风情街3#4#楼工程工程地址广安枣山商贸园区建设单位广安万贯置业有限公司设计单位成都惟尚建筑设计有限公司监理单位四川亿博工程项目管理有限公司施工单位四川省第一建筑工程公司建筑面积35000m2建筑总高本工程车库0.000相当于绝对标高359.00mm（黄海高程）。3#、4#楼0.000相当于绝对标高360.00mm（黄海高程）。结构类型及层数地上部分：框架，地上4-5层地下部分：框架，地下1层基础类型抗水板250mm厚；地下室典型断面尺寸地下室： 典型墙体厚

2、度： 300典型柱断面尺寸：600600，700700，800800，900900，9001000典型梁断面尺寸：250600,300600,300700, ,500900，450800，400800，4001600, 5001000,4001700,3001650，3001850，3001950,300900，350900，4001200, 3001450，250700典型顶板厚度：160,150,130结构层高：5m、5m、6m由于场地限制，本工程在地下车库封顶后，主体结构上升及砌体结构插入（装饰阶段）须利用地下车库顶板进行材料堆放和车辆通行。根据现场塔吊、施工井架及加工运输道路及场地布置

3、实际情况，本工程主体施工阶段平面加固示意图如附图所示。本工程拟采用型钢加固支撑及满堂支撑架进行加固，以满足行车及材料堆放要求。后浇带将梁板断开处在两侧混凝土浇筑完成后采用型钢加固支撑。在后浇带未封闭前，车辆经过区域的后浇带铺垫20mm厚钢板，车辆不经过区域用层板封盖。二、材料堆放、车辆行驶区域的荷载技术要求根据总平面布置图及总体规划，地下车库顶板在主体结构上升及装修阶段，在划定的材料堆放及加工场区域、车辆运输道路荷载技术要求如下；（一）材料堆放区域包括堆放砖砌体材料、钢筋加工场地，钢管扣件、木材堆场等，车库顶板在细石混凝土和覆土前均布活荷载最大控制在50 KN/以内，即每平方米控制在堆载5T。

4、（二）行车区域不堆放材料，但考虑混凝土输送泵车、钢筋运输车、混凝土罐车等车辆通过；混凝土输送泵车：自重38T，车长12m；钢筋运输车：最大重量（含自重）60T，按车长15m、车宽3m，则最大面荷载约为13.06 KN/(顶板上车行道路按最大60t钢筋车考虑)。混凝土罐车(8m3)：最大重量（含自重）38.5T，按车长9m、车宽按2.8m，则面荷载为14.98KN/。三、除后浇带外，框架主、次梁及顶板荷载对比计算已知：地下车库原设计采用600600框架柱、柱网尺寸主要为6.4m8.4m，部分为8.48m；主梁截面主要为450800、跨度最大8.4m，次梁截面主要为300600、跨度最大为8.4，

5、顶板厚度160mm；根据设计图纸需要加固的区域未在消防车道的范围内，设计荷载为4KN/m2。一般正常情况下，车辆启动或者停止时车轮对楼板的冲击荷载远大于静止时的荷载，故在加固计算时应按最大受力状态考虑，即在车辆制动瞬间对车库顶板的冲击荷载作用。四、冲击荷载计算根据图纸会审时专业设计单位的意见，原设计的车库顶板厚度及配筋在消防车道区域可承受30T汽车通过，非消防车道区域荷载减半至15T左右汽车，但是由于车辆型号及尺寸不一样，现计算当材料堆放区域承受最大20T汽车的冲击荷载、以及行车区域60T汽车在制动瞬间，车轮对顶板的冲击荷载作用，并根据不同状态下的计算结果对车库顶板的承载力进行验算。（一）主要

6、车辆荷载计算(1)钢筋车辆总质量按最大60T考虑,所有车辆在顶板上的行驶速度不超过25Km/h；其中钢筋采用塔吊按每捆往下吊的卸货方式，固不考虑钢筋对顶板的冲击荷载，只考虑60T载物车在静止的瞬间顶板的冲击荷载按冲量定理；车辆在板上按25Km/h行驶到静止对顶板的冲击力F1(一般汽车的加速度按2.53m/s2)：根据公式 Vt=V0+at可知：t=25000/60602.53=2.75sV0初速度、Vt末速度、a汽车加速度再把t=2.75s带入冲量定理公式F1t=mVt+mV0可知：F1=(60000Kg6.94m/s)/2.75=151418.2Kg=1483.9KN停止瞬间的制动力（制动力

7、系数一般取1.5）：Fz=1.5F1=1.51483.9=2225.85KN所以当车辆由25Km/h到静止对顶板的冲击荷载大约是2225.85 KN （本身自重的1.5倍），面荷载标准值最大为49.46 KN/(考虑顶板自重最大为58.21 KN/)。(2)石子采用自卸式货车直接往下卸，其中货物降落高度按1.6米考虑；通过结构力学动力学原理分析可知：然后是卸货物的瞬间对楼板的冲击力按动量定理； 运输石子车辆静止后卸货物的瞬间对楼板的冲击力F2：根据自由落体计算公式S=gt2/2先求石子从车上自由落下的时间：其中S=1.6m、g=9.8m/s2,带入数据得t=0.6s根据加速度公式求得石子落地的

8、瞬速度Vt=V0+gt=0+9.80.6=5.9m/s同理根据动量定理：F2t=MVt并带入以上数据得：每辆车的核载量按10T(石子)考虑，自重按10T考虑(面荷载成线性变大、降落距离成线性变小)，整个线性变化过程持续时间按1.2s考虑；F2=(100005.9m/s)/ 1.2s=49.2T=482.16KN在卸完货物的瞬间顶板上的荷载总量为F=482.16+109.8=580.16KN当卸完货物的瞬间对顶板的总荷载大约是580.16KN；根据一般的石子堆场可估计最大面荷载为45.016KN/（考虑顶板自重）；结论：通过对比两种情况下的面荷载，石子对顶板的冲击荷载小于总载60T的钢筋车辆在制

9、动瞬间产生的的最大面荷载58.21 KN/，所以应按58.21KN/进行加固计算。说明：根据目前现场实际情况，满堂加固支撑架考虑采用钢管加固最为经济适用，计算书附后。五、加固方案施工工艺一、施工准备 1、现场技术负责人应按审批完善的加固专项方案中有关高支模架要求，向搭设和使用人员进行安全技术交底。2、材料准备（1）防护材料：准备安全带、安全帽、防滑鞋。（2）工程材料 数量：根据工程进度要求，会同主管工长，确认需要的各种规格钢管、十字扣件、直角扣件、旋转扣件的数量；提前4天报到材料主管处。对回到施工场地的材料要求核对。不够部分做好沟通和督促。质量：要求对回到施工场地的材料，做好合格性检查，并及时

10、将检查情况汇报到安全工程师处。对不合格产品坚决不准使用。安全文明：要求对回到施工场地的材料，按指定场地分类堆放整齐。3、进场人员须持证上岗，对身体条件不合格者，不能进入施工操作。二、技术参数 1、钢管：采用48.3，壁厚3.6mm（现场实际按483.0 计），钢管选用国标直缝电焊钢管（GB/T13793），质量符合国标碳素结构钢（GB/T700）Q235-A级钢要求。钢管上打孔的严禁使用，有严重锈蚀，弯曲，压扁或裂纹钢管不得采用。2、扣件：扣件要求无裂纹、无气孔、不变形、螺杆、螺帽无滑丝，其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定。支模架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N

11、.m时，不得发生破坏，一般控制在4055N.m之间。3、脚手板、层板木枋： 脚手板采用木质材料，每块质量不大于30kg。木脚手板采用宽200300mm，厚50mm，要求无腐蚀，无折裂，架板两端各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。 模板符合国家现行标准，表面平整光滑、具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜，并有保温性能好，易脱模和可以两面使用等特点。木枋全部采用4090木枋。根据实际情况选择质量好的材料，不得使用腐朽、霉变、虫蛀、折裂、枯节的木材。4、架体的基础 加固架体直接落于地下室底板钢筋砼面上。5、高支模架搭设高度最高为3.5m。6、立杆根据计算要求，纵横方向0.6m满堂搭设。8、可调托座支架立杆顶

12、端可调托座外径不能小于36mm，螺杆插入钢管的长度不应小于150mm ,螺杆伸出钢管的长度不应大于200mm，可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度不应大于500mm。 9、纵、横向水平杆纵、横向水平杆间距根据计算确定为不大于1.5m，第一道离地200mm纵横方向搭设扫地杆，最顶一道纵横水平杆距离钢管顶150mm。10、 剪刀撑本加固支模架采用普通型剪刀撑。竖向剪刀撑设置为：在架体外侧周边及内部纵、横向每隔5m8m，由底至顶设置连续竖向剪刀撑。水平剪刀撑：不考虑设置水平剪刀撑。11、纵、横向扫地杆：高支模架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距立杆底部距底座上皮不大于200mm处的

13、立杆上，横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。六、后浇带处加固验算由于地下车库封顶时后浇带未封闭，因此车辆通行跨过后浇带必须对后浇带处进行结构加固。车辆通过后浇带1m宽,架设2米宽4米长20厚钢板；并在板底加设型钢支撑。说明：1、方案验算不考虑原后浇带贯通方向钢筋受力，仅考虑顶板、梁后浇带缝两边的支撑加固计算；2、通过现场行车区域划分得知，行车路线部分与后浇带方向垂直，部分平行。3、现场钢筋以及其他材料堆场均离后浇带至少一跨。（一）梁上荷载传递计算根据以上荷载最大值计算可知，60T汽车卸货物前的车轮处的集中荷载为588KN，则前后轮各分荷载约295KN(按集中荷载考虑)，所

14、以按最不利的考虑，传给后浇带处的集中荷载最大为295KN； (1)次梁自重线荷载：F次=1.2250.30.6=5.4KN/M顶板上匀速行驶的汽车的压力折算成面荷载，再传递给次梁，通过估算最大面荷载为20KN/ (考虑顶板自重,扣除后浇带处的混凝土自重约9.5T)，再通过三角形荷载传递给次梁：Pe=20KN/5/82=25 KN/MP总=F次+Pe=13.5+25=38.5 KN/M(2)主梁自重线荷载为：F4=1.2250.551.1=18.15KN/m同理：顶板上传递给主梁的线荷载（按梯形荷载考虑）：Pf=Pf=(1-2a2+a3) P2 =1-2（0.5LO1/LO2)2+（0.5LO1

15、/LO2)3202 =20(1-20.11+0.04)2=32.8 KN/M P总=F主+Pf=18.15+32.8=50.96 KN/M（二）后浇带处梁下支撑方案通过计算可知，汽车传递的最大集中荷载为V=F=588KN；为了确保安全，并保证梁底加固和板底加固结构稳定性，通过钢结构设计考虑正常使用极限状态下，加固结构的强度、整体稳定和局部稳定三个方面。1、已知行车区域内是顶板主梁与后浇带方向垂直，并根据第1条的主梁线荷载计算可知P总=F主+Pf=18.15+32.8=50.95 KN/M；初步选型为：每根梁端头用2根22b工字钢梁连接，支撑用两根20a工字钢进行加固，钢材采用Q235钢。(1)

16、跨中最大弯矩、最大剪力设计值(固结)： MX=1/2P总L2/24=1/250.9582/24=67.94KNM 根据抗弯强度选择截面，梁所需要的净截面抵抗距为： Wnx= MX/(xf)=67940102/(1.05215102)=301 3 其中：f-钢材抗拉强度设计值； x-截面塑性发展系数，双轴对称工字形截面取1.05 查钢结构附表1，选用22b，单位长度的质量为36.4Kg/m，梁的自重为36.49.8=356.72N/m，x=35704，WX=3253，x/SX=18.7，tw=12.3。验算：梁自重产生的弯矩为： Mg=1/24356.7222=59.5Nm（按2m计算） 总弯矩

17、为：67940+59.5=67999.5Nm 支座处最大剪力为：V=1/250.958=203.8KN (2)梁弯曲正应力为： = MX/x Wnx=67999.5103/(1.05325103 )=199.3N/2215N/2 (3)支座处最大剪应力： =VS/tw=(203.8103+1/2356.722）/18.71012.3 =88.8N/2125N/2 (4)梁的局部压应力 梁在承受固定集中荷载处不设置加劲肋时，或承受移动荷载（如轮压）作用时，荷载通过翼缘传至腹板，使之受压。腹板边缘在压力F作用点处所产生的压应力最大，向两侧边则逐渐减小，其压应力的实际分布并不均匀。 在腹板计算高度边

18、缘处的局部压应力为： C=F/twlz 其中lz=a+5hy+2hR F集中荷载，因为汽车是匀速行驶，根据结构动力学原理为了验算上部结构腹板，所以还要乘以动力系数1.2 集中荷载增大系数，因为已经考虑了动力系数,此处为1.2 a集中荷载沿梁跨的支撑长度 hy自梁承载的边缘到腹板计算高度边缘的距离，因为此处采用工字钢，则为翼缘厚度 hR轨道高度，此处取0 所以带入相关数据: C=F/twlz =1.2295103/12.3(200+512.3)=110N/mm2 (5)梁的折算应力当有对腹板产生局部压力C的集中荷载时，折算应力公式扩展为：(2+C2-C+3 2)1/21f 1折算应力的强度设计值

19、增大系数,取1.2 带入数据所以经过验算： (2+C2-C+3 2)1/2/1=210.4N/mm2215N/mm2 结论：所以22b工字钢梁截面满足要求。2、工字钢下竖向支撑计算：（1）截面类型判别：因为现场所用工字钢均为“20a轧制工字钢”，翼缘厚度均小于40mm,且根据支撑情况可知，相对于X轴属于b类截面；（2）长细比验算： 一般对于受压构件的刚度，是以保证长细比限值来实现的，已知车库的净高最大为4.15米，所以最大支撑长度L0X =4.15米、(Y方向的柱计算长度L0Y=1.85米)，查钢结构设计附录7知：截面回转半径ix=8.15cm，带入数据知：= L0/ix=4.15100/8.

20、15=50.92=200 所以：满足要求 （3）支撑设计：后浇带每根梁底设置2根I20工字钢，对于轧制工字钢，当其绕X轴失稳时属a类截面类截面，绕Y轴失稳时属b类截面，x=L0X/ix=415/8.15=50.92y=L0Y/iy=185/2.12=87.26y远大于x，故由y查钢结构设计附表417-1得：=0.641。 N/A=295103/0.64135.5102=129.6 N/mm215 N/mm 所以：梁下支撑满足承载力要求。（三）后浇带处板底支撑方案由以上计算可知：非后浇带处面荷载加固考虑最大为58.21N/m2, 该后浇带处仅是60T汽车匀速通过，由以上计算知道其最大面荷载约为2

21、0 KN/，所以不用继续验算，和其他板下支撑一样。七、施工区域加固构造及要求1、非后浇带处加固满堂支撑架按照前述计算要求的技术参数进行加固处理。 2、后浇带一跨支撑方案 由于后浇带较长时间才能封闭，因此即使不过车辆后浇带一跨模板支撑均不予拆除。通过后浇带车辆运输材料区域在主体结构施工时，沿后浇带方向各增加600350暗梁同主体结构一起浇筑，配筋为上下各5根HRB400，直径25钢筋，箍筋为HRB400，直径14150。现场缝宽铺设2m宽20厚钢板，下部按方案加固。在后浇带两侧主、次梁的每一侧梁底设置竖向I20工字钢2根，型钢上下与混凝土接触部分采用20厚钢板作为垫块并焊接连接严实，型钢之间采用

22、10号槽钢型钢水平焊接连接成整体。后浇带两侧型钢加固完成后开始满堂支撑加固，混凝土强度达到100%时即可上车通行。附图:后浇带处型钢支撑图和顶板材料及通行加固铺设钢板图后浇带加固立面图 3、材料计划根据材料堆放及主要行车区域布置图，梁底加固支撑材料计划如下：支撑部位型号规格长度mm备注后浇带主梁梁底支撑20工字钢支撑3900后浇带次梁梁底支撑20工字钢支撑4100满堂加固支撑架48.33.0钢管、扣件、顶托、木枋后浇带处铺钢板-204m2m4000/6000钢板20mm厚4、安全技术要求A、严格按照方案施工，后浇带两侧梁底型钢支撑加固完毕经验收后方可搁置梁底模板；B、为保证顶板荷载安全，车库顶

23、板钢筋非加密区域，材料堆置荷载严格按照最大60T考虑C、车辆通行严格控制行车区域，交界处控制在主梁范围内，并用围护栏杆加以隔离；D、车辆通行区域车辆行驶速度严格控制在25km/h范围内，以避免增大冲击力和制动力；钢筋运输车钢筋卸车严禁倾倒否则增大冲击荷载。E、砼泵车严禁超出车库顶板钢筋加密区域，砼集中浇筑时，严禁4辆以上汽车同时开行，以免共振破坏；F、工字钢型钢支撑顶部与底板焊接端头钢板时，贴角焊缝厚度不小于6mm，顶撑加固梁底时应保持竖直，垂直度允许偏差不得超过10mm，以免引起压弯荷载增加；G、型钢支撑焊接完成后，须进行防锈防腐处理，表面涂刷两道红丹防锈漆。H、为有效保证型钢支撑竖向受压稳

24、定性，梁底型钢支撑加固完毕后须设置10号槽钢连系杆。八、附计算书扣件钢管楼板模板支架计算书计算依据建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)。计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为3.5m，立杆的纵距 b=0.60m，立杆的横距 l=0.60m，立杆的步距 h=1.50m。面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方5080mm，间距200mm，木方剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁顶托采用双钢管483.0mm。模板自

25、重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载49.46kN/m2。扣件计算折减系数取1.00。 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：由可变荷载效应控制的组合S=1.2(25.100.20+0.30)+1.3049.46=70.682kN/m2由永久荷载效应控制的组合S=1.3525.100.20+0.71.3049.46=51.786kN/m2由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.30采用的钢管类型为483.0。一、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗

26、弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q1 = 0.9(25.1000.2000.600+0.3000.600)=2.873kN/m考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值 q2 = 0.9(0.000+49.460)0.600=26.708kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 60.001.801.80/6 = 32.40cm3； I = 60.001.801.801.80/12 = 29.16cm4；(1)抗弯强度计算 f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2

27、)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.202.873+1.3026.708)0.2000.200=0.153kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.15310001000/32400=4.712N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.202.873+1.326.708)0.200=4.580kN截面抗剪强度计算值 T=34580.0

28、/(2600.00018.000)=0.636N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2面板抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.6772.8732004/(1006000291600)=0.018mm面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!(4) 2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2面板的计算宽度为1200.000mm集中荷载 P = 2.5kN考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q = 0.

29、9(25.1000.2001.200+0.3001.200)=5.746kN/m面板的计算跨度 l = 200.000mm经计算得到 M = 0.2000.91.302.50.200+0.0801.205.7460.2000.200=0.139kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.13910001000/32400=4.292N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!二、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.1000.2000.200=1.004kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0

30、.3000.200=0.060kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (49.460+0.000)0.200=9.892kN/m考虑0.9的结构重要系数，静荷载 q1 = 0.9(1.201.004+1.200.060)=1.149kN/m考虑0.9的结构重要系数，活荷载 q2 = 0.91.309.892=11.574kN/m计算单元内的木方集中力为(11.574+1.149)0.600=7.634kN2.木方的计算按照简支梁计算，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，计算公式如下:均布荷载 q = 7.634/0.600=12.72