車庫頂板(行車區(qū)域)支撐補強方案

第4頁共13頁明發(fā)錦繡華城地下車庫頂板行車道支撐方案一、項目概況：沈陽明發(fā)錦繡華城項目地下車庫頂板已經施工完成。因施工需要項目現(xiàn)場需要遷移到地下室頂板上，為了滿足施工運輸和頂板安全需要，場地遷設前需要對地下車庫混凝土頂板進行必要驗算，如不滿足施工荷載要求，需要對頂板進行必要支頂加固。重型機械設備的行走，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，每個后輪的集中壓力為Q1=20噸，每個前輪的集中壓力為Q2=10噸。針對現(xiàn)場情況對地下室頂板的內力及承載能力進行驗算。已知，地下一層基礎持力層為第②層粘土層，承載力特征值為Fa=150KPa，地下二層基礎持力層為第③層粘土層，承載力特征值為Fa=180Kpa；地下車庫頂板可變荷載標準值按Q3＝10.0KN/m2設計；地下車庫頂板靜荷載取值按Q4＝1.6x18=28.8KN/m2地下室頂板厚400mm，混凝土現(xiàn)澆無梁樓蓋體系，混凝土強度等級C30，框架柱550mm×550mm，混凝土強度等級為C40。二、加荷后內應力計算：加荷方式驗算按兩種模型考慮，一種是重載車輛作用于板跨中間（如下圖1）的計算模型，另一種是重載車輛后輪作用于跨中（如下圖5）的計算模型。通過建模分別計算出各種形勢下所產的內應力，然后確定出：跨中板帶最大彎矩、跨中板帶最大剪力、柱帽處最大負彎矩、柱帽處最大剪力。內力分析采用Midas/Gen軟件，建立3×3無梁板區(qū)格，并考慮柱帽處厚度變化。每個區(qū)格尺寸8m×8m，按0.5m×0.5m的尺寸劃分單元。重車荷載簡化為4個集中荷載，兩個前輪豎向荷載分別是10噸（100KN），兩個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。模型和內力如圖1~8所示。圖1重車作用在跨中的計算模型圖2重車作用在跨中時X方向的彎矩圖（跨中最大正彎矩QUOTE錯誤!未找到引用源。KN/m；柱帽最大負彎矩725KN/mQUOTE錯誤!未找到引用源。）圖3重車作用在跨中時Y方向的彎矩圖（跨中最大正彎矩852QUOTE錯誤!未找到引用源。；柱帽最大負彎矩683KN/mQUOTE錯誤!未找到引用源。）圖4重車作用在跨中時的剪力圖（跨中板帶處最大剪力274KN/m柱帽根部處最大剪力1005KN/m）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方向配筋相同，板面均配置C14@250，板底均配置C14@120。1m寬板帶面筋4C14，底筋8C14。計算參數(shù)：C30混凝土強度設計值fc=14.3N/mm2QUOTE錯誤!未找到引用源。，b=1000mmQUOTE錯誤!未找到引用源。；as=27mm；as／=37mm；fy=fy／=360N/mm2As=8×72×π=1231mm2；As／=4×72×π=615mm2h0=H－as=400－27＝373mm按照規(guī)范公式7.2.1-2，混凝土受壓區(qū)高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土強度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×1231－360×615x=15.5mm按照規(guī)范公式7.1.2-5，正截面的混凝土極限壓應變：εcu=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QUOTE錯誤!未找到引用源。εcu＝0.0033根據(jù)規(guī)范7.1.4-1相對界限受壓區(qū)高度：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)其中，鋼筋屈服點所以，ξbh0＝0.52×373＝194mm；2a'=2*40=80mmx=15.5mm≤194mm，滿足(7.2.1-3)公式要求；x=15.5mm≯2a'=2*37=74mm，不滿足(7.2.1-4)公式要求；不滿足規(guī)范公式7.2.1-4，根據(jù)規(guī)范7.2.5條，正截面受彎承載力應符合下列規(guī)定：M≤fyAs(h-as-a's)(7.2.5)

fyAs(h-as-a's)＝360×1231×（400-37-27）＝148.9KNm跨中X方向彎矩允許值[Mxmax]＝148.9KNm跨中Y方向彎矩允許值[Mymax]＝148.9KNm（二）跨中板帶斜截面承載力按照規(guī)范7.5.3條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構件，其斜截面的受剪承載力應符合下列規(guī)定：V≤0.7βh×ft×b×h0(7.5.3-1)βh＝(800/h0)1/4(7.5.3-2)截面高度影響系數(shù)βh，（當h0<800mm時，(7.5.3-2)式中取h0=800mm）。βh=(800/h0)1/4＝(800/800)1/4=1C30混凝土軸心抗拉強度設計值QUOTE錯誤!未找到引用源。ft=1.43N/mm2QUOTE錯誤!未找到引用源。，跨中板帶斜截面的受剪承載力允許值為：[V]＝0.7βhftbh0=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C14@120；沿著板帶方向：板面配C16@250，板底配C16@100。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算：計算參數(shù)：C30混凝土強度設計值fc=14.3N/mm2；鋼筋設計強度值fy=fy／=360n/mm2；板帶截取寬度b=1000mm；as=27mm；as／=37mm；As=12×72×π=1847mm2；As／=9×72×π=1385mm2h0=H－as=400－27＝373mm按照規(guī)范公式7.2.1-2，混凝土受壓區(qū)高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土強度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×1847－360×1385x=11.63mm按照規(guī)范公式7.1.2-5，正截面的混凝土極限壓應變：εcu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取QUOTE錯誤!未找到引用源。εcu＝0.0033；又從前計算結果已知鋼筋屈服點ξb＝0.52根據(jù)規(guī)范7.1.4-1相對界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)所以，ξbh0＝0.52×373＝194mm；2a'=2*37=74mmx=11.63mm≤194mm，滿足(7.2.1-3)公式要求；x=11.63mm≯2a'=2*37=7m4m，不滿足(7.2.1-4)公式要求；不滿足規(guī)范公式7.2.1-4，根據(jù)規(guī)范7.2.5條，正截面受彎承載力應符合下列規(guī)定：M≤fyAs(h-as-a's)(7.2.5)

[M]＝fyAs(h-as-a's)＝360×1385×（400-37-27）＝167.53KNm即，垂直于柱上板帶板方向彎矩允許值[M]＝167.53KNm2、沿著板帶方向的受彎承載力計算，計算參數(shù)：；C30混凝土強度設計值fc=14.3N/mm2；fy=fy／=360n/mm2b=1000mm；as=28mm；as／=38mm；As=10×82×π=2010mm2；As／=4×82×π=804mm2h0=H－as=400－28＝372mm按照規(guī)范公式7.2.1-2，混凝土受壓區(qū)高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土強度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×2010－360×804x=30.4mm按照規(guī)范公式7.1.2-5，正截面的混凝土極限壓應變：εcu=0.0033－(fcu,k－50)×10-5由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取QUOTE錯誤!未找到引用源。εcu＝0.0033；又從前計算結果已知鋼筋屈服點ξb＝0.52根據(jù)規(guī)范7.1.4-1相對界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)所以，ξbh0＝0.52×372＝193.4mm；2a'=2*37=88mmx=30.4mm≤193.4mm，滿足(7.2.1-3)公式要求；x=30.4mm≯2a'=2*38=76mm，不滿足(7.2.1-4)公式要求；不滿足規(guī)范公式7.2.1-4，根據(jù)規(guī)范7.2.5條，正截面受彎承載力應符合下列規(guī)定：M≤fyAs(h-as-a's)(7.2.5)

[M]＝fyAs(h-as-a's)＝360×2010×（400-28-38）＝241.68KNm即，沿柱上板帶板方向彎矩允許值[M]＝241.68KNm（四）柱上板帶斜截面承載力按照規(guī)范7.5.3條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構件，其斜截面的受剪承載力應符合下列規(guī)定：V≤0.7βh×ft×b×h0(7.5.3-1)βh=(800/h0)1/4(7.5.3-2)截面高度影響系數(shù)βh，（當h0<800mm時，(7.5.3-2)式中取h0=800mm）。βh=(800/h0)1/4=(800/800)1/4=1C30混凝土軸心抗拉強度設計值QUOTE錯誤!未找到引用源。ft=1.43N/mm2QUOTE錯誤!未找到引用源。，斜截面的受剪承載力為[V]＝0.7βhftbh0=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）柱帽正截面負彎矩受彎承載力柱帽兩個方向配筋相同，板面均配置（2C18+C16）@250，板底配C16@100。取1m寬板帶面筋8C18+4C16，底筋10C16。計算參數(shù)：C30混凝土強度設計值fc=14.3N/mm2；fy=fy／=360n/mm2b=1000mm；as=52mm；as／=28mm；h0=H－as=1000－52＝948mmAs=（8×92＋4×82）×π=2839mm2；As／=10×82×π=2010mm2按照規(guī)范公式7.2.1-2，混凝土受壓區(qū)高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土強度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×2839－360×2010x=20.87mm按照規(guī)范公式7.1.2-5，正截面的混凝土極限壓應變：εcu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5由于處于非均勻受壓狀態(tài)，故取QUOTE錯誤!未找到引用源。εcu＝0.0033；又從前計算結果已知鋼筋屈服點ξb＝0.52根據(jù)規(guī)范7.1.4-1相對界限受壓區(qū)高度符合以下公式要求：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)所以，ξbh0＝0.52×948＝493mm；2a'=2*30=60mmx=20.87mm≤493mm，滿足(7.2.1-3)公式要求；x=20.87mm≯2a'=2*28=56mm，不滿足(7.2.1-4)公式要求；不滿足規(guī)范公式7.2.1-4，根據(jù)規(guī)范7.2.5條，正截面受彎承載力應符合下列規(guī)定：M≤fyAs(h-as-a's)(7.2.5)

fyAs(h-as-a's)＝360×2839×（1000-52-28）＝940.3KNm柱帽正截面X方向彎矩允許值Mxmax＝940.3KNm柱帽正截面X方向彎矩允許值Mymax＝940.3KNm（六）柱帽斜截面承載力按照規(guī)范7.5.3條，不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構件，其斜截面的受剪承載力應符合下列規(guī)定：V≤0.7βh×ft×b×h0(7.5.3-1)βh=(800/h0)1/4(7.5.3-2)又知h0＝950mm，截面高度影響系數(shù)βh為：βh=(800/h0)1/4＝(800/948)1/4＝0.95795C30混凝土軸心抗拉強度設計值QUOTE錯誤!未找到引用源。ft=1.43N/mm2QUOTE錯誤!未找到引用源。，柱帽斜截面的受剪承載力為[V]＝0.7βhftbh0=0.7×0.95845×1.43×1000×948＝909.5KN/m即，柱帽斜截面的受剪承載力允許值[V]＝910KN/m四．結論根據(jù)內力計算及承載力驗算，得出以下結果：跨中板帶最大彎矩為852KN/m，小于QUOTE錯誤!未找到引用源。正截面受彎承載力149KN/mQUOTE錯誤!未找到引用源。（不可）；跨中板帶最大剪力277KN，小于斜截面承載力373KNQUOTE錯誤!未找到引用源。（可）；柱帽處最大負彎矩為728KN/m，大于QUOTE錯誤!未找到引用源。正截面受彎承載力941KN/mQUOTE錯誤!未找到引用源。（可）；柱帽處最大剪力QUOTE錯誤!未找到引用源。KN，小于QUOTE錯誤!未找到引用源。斜截面承載力910KNQUOTE錯誤!未找到引用源。（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)齡期強度能夠設計強度的條件下應該足夠。考慮到簡化計算模型并非與實際結構完全一致，加上已計及各種最不利情況，柱帽處剪力超過設計承載力，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，則剪力在承載能力范圍之內?？紤]到混凝土泵車瞬間沖擊力及市場上商砼的配合比與理論有偏差，及養(yǎng)護條件對實際混凝土強度的影響，在跨中再增加支撐系統(tǒng)，具體附圖所示。五、樓板支撐體系驗算：支撐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。1、支撐立柱穩(wěn)定性驗算：取計算單元和劃受力簡圖。以豎向支撐立管為中心選定0.6m2見方的地下室頂板為計算單元為荷載計算單元；選取立管約束最大段（h＝1000mm）為受力驗算桿件。2、計算立柱所受的荷載：地下室混凝土頂板的實際強度按設計強度進行考慮，為了確保支撐體系的安全性，求的受力單元內作用在豎向支撐立管上的荷載，計算出單根豎向支撐立管的強度、剛度和穩(wěn)定性?？紤]到后車輪居于板跨中部時所產生彎矩及剪力最大。單側后輪由四個平行輪胎組成一個受力單元，此受力單元內至少由12根豎向鋼管支撐承擔。受力計算單元見下圖所示：已知，地下車庫頂上面板覆土按1.6m厚考慮，即板靜荷載值按Q3＝1.6x18=28.8KN/m2，園區(qū)內頂板上部消防車行駛所生的可變荷載標準值按Q4＝10.0KN/m2設計。施工荷載組合系數(shù)為ζ＝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×0.5）×2側｝ζ＝4＋（4×0.5）×2＝8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）＝1.045mm2，另外，為了安全考慮，可能存在桿件支頂不完全同時受力，需設定修正系數(shù)ζ／＝0.75所以P＝{Q1-(Q3+Q4)×S}/N×ζ×ζ／＝｛200－（38.8×1.045)｝/8×2.6×75％＝159.5/6×2.6＝69.2KN/根 按1000mm高度的步距進行橫桿設置，即h＝1000mm其中，μ=1.0；L=L0＝1000mm；d＝Ф48×3.25mm