车库顶板行车区域支撑补强方案

1、. .jz*明 发 锦 绣 华 城地下车库顶板行车道支撑方案一、项目概况：明发锦绣华城项目地下车库顶板已经施工完成。因施工需要项目现场需要迁移到地下室顶板上，为了满足施工运输和顶板安全需要，场地迁设前需要对地下车库混凝土顶板进行必要验算，如不满足施工荷载要求，需要对顶板进行必要支顶加固。重型机械设备的行走，按车辆荷载（含自重）为60吨，轮胎左右间距2.9m，前后轴距 4.45m，每个后轮的集中压力为q1=20吨，每个前轮的集中压力为q2=10吨。针对现场情况对地下室顶板的力及承载能力进行验算。已知，地下一层基础持力层为第层粘土层，承载力特征值为fa=150kpa ，地下二层基础持力层为第层粘土

2、层，承载力特征值为fa=180kpa ；地下车库顶板可变荷载标准值按q310.0kn/m2设计；地下车库顶板静荷载取值按q41.6x18= 28.8kn/m2地下室顶板厚 400mm，混凝土现浇无梁楼盖体系，混凝土强度等级c30，框架柱 550 mm 550mm，混凝土强度等级为c40。二、加荷后应力计算：加荷方式验算按两种模型考虑，一种是重载车辆作用于板跨中间（如下图1）的计算模型，另一种是重载车辆后轮作用于跨中（如下图 5）的计算模型。通过建模分别计算出各种形势下所产的应力，然后确定出：跨中板带最大弯矩、跨中板带最大剪力、柱帽处最大负弯矩、柱帽处最大剪力。力分析采用 midas/gen软件

3、，建立 3 3 无梁板区格，并考虑柱帽处厚度变化。每个区格尺寸 8m 8m，按 0.5m 0.5m 的尺寸划分单元。重车荷载简化为4 个集中荷载，两个前轮竖向荷载分别是10 吨（100kn ） ，两个后轮竖向荷载分别是20 吨（200kn ） 。荷载组合=1.2恒载+1.4活载。计算两种荷载情况，图1图 4 为重车作用在跨中；图5图 8 为重车后轮作用在跨中。模型和力如图18所示。-200.0-200.0-100.0-100.0. .jz*图 1 重车作用在跨中的计算模型midas/genpost-processorplate force弯矩 -mxx1.05275e+0020.00000e+

4、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系数=4.2268e+002cb: 荷载组合max : 640min : 1170文件 :板单元跨中受荷单位 :kn*m/m日期 :08/05/2011表示 -方向x:-0.419y:-0.726z:0.545-280.0-280.0-140.0-140.0图 2 重车作用在跨中时x 方向的弯矩图（跨中最大正弯矩105 kn/m ；

5、柱帽最大负弯矩725 kn/m ）. .jz*midas/genpost-processorplate force弯矩-myy8.51942e+0010.00000e+000-5.44114e+001-1.24214e+002-1.94017e+002-2.63820e+002-3.33623e+002-4.03426e+002-4.73228e+002-5.43031e+002-6.12834e+002-6.82637e+002系数=4.2268e+002cb: 荷载组合max : 19min : 1170文件 :板单元跨中受荷单位:kn*m/m日期:08/05/2011表示 -方向x:-0

6、.419y:-0.726z:0.545-280.0-280.0-140.0-140.0图 3 重车作用在跨中时y 方向的弯矩图（跨中最大正弯矩852 kn/m ；柱帽最大负弯矩683 kn/m ）midas/genpost-processorplate force剪力-max1.00500e+0038.22269e+0026.39542e+0024.56816e+0022.74090e+0029.13632e+0010.00000e+000-2.74090e+002-4.56816e+002-6.39542e+002-8.22269e+002-1.00500e+003系数=4.2268e+00

7、2cb: 荷载组合max : 1170min : 1148文件 :板单元跨中受荷单位 :kn/m日期:08/05/2011表示-方向x:-0.419y:-0.726z:0.545-280.0-280.0-140.0-140.0. .jz*图 4 重车作用在跨中时的剪力图（跨中板带处最大剪力274kn/m 柱帽根部处最大剪力1005kn/m ）-200.0-200.0-100.0-100.0图 5 后轮位于跨中的计算模型. .jz*midas/genpost-processorplate force弯矩-mxx1.11985e+0020.00000e+000-4.07804e+001-1.171

8、63e+002-1.93546e+002-2.69929e+002-3.46312e+002-4.22695e+002-4.99078e+002-5.75461e+002-6.51844e+002-7.28227e+002系数=4.7544e+002cb: 荷载组合max : 689min : 1715文件:板单元后轮处在单位 :kn*m/m日期 :08/05/2011表示-方向x:-0.412y:-0.659z:0.629-280.0-280.0-140.0-140.0图 6 后轮位于跨中时 x 方向的弯矩图（跨中最大正弯矩112 kn/m ；柱帽最大负弯矩728 kn/m ）. .jz*m

9、idas/genpost-processorplate force弯矩-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系数=4.7544e+002cb: 荷载组合max : 689min : 1548文件:板单元后轮处在单位 :kn*m/m日期 :08/05/2011表示-方向x:-0.412y:-0.659z:0.629-280.

10、0-280.0-140.0-140.0图 7 后轮位于跨中时 y 方向的弯矩图（跨中最大正弯矩135 kn/m ；柱帽最大负弯矩709 kn/m ）midas/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系数=4.7544e+002cb: 荷载组合max : 792min :

11、 770文件:板单元后轮处在单位:kn/m日期:08/05/2011表示- 方向x:-0.412y:-0.659z:0.629-280.0-280.0-140.0-140.0图 8 后轮位于跨中时的剪力图（跨中板带处最大剪力277kn/m 柱帽根部处最大剪力1016kn/m ）. .jz*从以上 midas/gen软件建模计算结果得知： 跨中最大弯矩为 852 kn/m，柱帽处最大负弯矩为 728 kn/m；跨中最大剪力 277kn/m，支座最大剪力1016kn/m 。三承载力验算按照混凝土结构设计规（gb50010-2002） ，取 1m宽板带进行验算。屋梁楼盖钢筋配置如下图所示：（一）跨中

12、板带正截面受弯承载力跨中板带两个方向配筋相同，板面均配置c14250 ，板底均配置 c14120。1m 宽板带面筋 4c14，底筋 8c14。计算参数： c30 混凝土强度设计值fc=14.3n/mm2，b=1000mm；as=27mm；as=37mm；fy = fy=360n/ mm2as=8 72 =1231 mm2；as=4 72 =615 mm2. .jz*h0 =has = 40027373 mm 按照规公式 7.2.1-2，混凝土受压区高度：1fcbx=fyasfyas 由于混凝土强度小于c80，故， 1=1.0 所以，1.0 14.3 1000 x=360 1231360 615

13、x=15.5mm 按照规公式 7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：cu=0.0033(fcu,k50) 10-5由于正截面混凝土处于非均匀受压状态，故取cu0.0033 根据规 7.1.4-1 相对界限受压区高度：x bh0(7.2.1-3) x 2(7.2.1-4) 其中，钢筋屈服点所以， bh00.52 373194mm； 2a=2*40=80mm x=15.5mm194mm，满足(7.2.1-3)公式要求；x=15.5mm2a=2*37=74mm，不满足 (7.2.1-4)公式要求；不满足规公式 7.2.1-4，根据规 7.2.5条，正截面受弯承载力应符合下列规定：mfyas(h-

14、as-as) (7.2.5) fyas(h-as-as)360 1231（ 400-37-27 ）148.9knm跨中 x 方向弯矩允许值 mxmax148.9knm 跨中 y 方向弯矩允许值 mymax148.9knm（二）跨中板带斜截面承载力按照规 7.5.3 条，不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面的受剪承载力应符合下列规定：v0.7h ft b h0 (7.5.3-1) . .jz*h (800/h0)1/4 (7.5.3-2)截面高度影响系数h， （当 h0800mm 时，(7.5.3-2)式中取 h0=800mm） 。h=(800/h0)1/4(800/800)1/4=

15、1c30混凝土轴心抗拉强度设计值ft=1.43n/mm2，跨中板带斜截面的受剪承载力允许值为：v0.7hftbh0=0.7 1 1.43 1000 373=373.4kn/m （三）柱上板带正截面受弯承载力垂直板带方向：板面配（ 2c14+c14 ）250，板底配 c14120 ；沿着板带方向：板面配c16250 ，板底配 c16100 。取 1m 宽板带，垂直板带方向的面筋12c14 ，底筋 9c14；沿着板带方向的面筋4c16，底筋 10c16 。1、垂直板带方向的受弯承载力计算：计算参数：c30 混凝土强度设计值fc=14.3n/mm2；钢筋设计强度值 fy = fy=360n/ mm2

16、 ；板带截取宽度 b=1000mm；as=27mm； as=37mm；as = 12 72 =1847 mm2；as= 9 72 =1385 mm2h0 =has=40027373 mm 按照规公式 7.2.1-2，混凝土受压区高度：1fcbx=fyasfyas 由于混凝土强度小于c80，故， 1=1.0 所以，1.0 14.3 1000 x= 360 1847360 1385x = 11.63mm 按照规公式 7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：cu=0.0033-(fcu,k-50) 10-5由于处于非均匀受压状态，故取cu0.0033；又从前计算结果已知钢筋屈服点b0.52 根据规

17、 7.1.4-1 相对界限受压区高度符合以下公式要求：. .jz*x bh0(7.2.1-3) x 2(7.2.1-4) 所以， bh00.52 373194mm； 2a=2*37=74mm x= 11.63mm194mm，满足 (7.2.1-3)公式要求；x= 11.63mm2a=2*37=7m4m，不满足 (7.2.1-4)公式要求；不满足规公式 7.2.1-4，根据规 7.2.5条，正截面受弯承载力应符合下列规定：mfyas(h-as-as) (7.2.5) mfyas(h-as-as)360 1385（ 400-37-27 ）167.53knm即，垂直于柱上板带板方向弯矩允许值m167

18、.53knm2、沿着板带方向的受弯承载力计算，计算参数：；c30 混凝土强度设计值fc=14.3n/mm2；fy = fy=360n/ mm2b=1000mm；as=28mm； as=38mm；as=10 82 =2010 mm2；as=4 82 =804 mm2h0 =has=40028372 mm 按照规公式 7.2.1-2，混凝土受压区高度：1fcbx=fyasfyas 由于混凝土强度小于c80，故， 1=1.0 所以，1.0 14.3 1000 x=360 2010360 804x =30.4mm 按照规公式 7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：cu=0.0033(fcu,k50

19、) 10-5由于处于非均匀受压状态，故取cu0.0033；又从前计算结果已知钢筋屈服点b0.52 根据规 7.1.4-1 相对界限受压区高度符合以下公式要求：x bh0(7.2.1-3) . .jz*x 2(7.2.1-4) 所以， bh00.52 372193.4mm； 2a=2*37=88mm x=30.4mm193.4mm，满足 (7.2.1-3)公式要求；x=30.4mm2a=2*38=76mm，不满足 (7.2.1-4)公式要求；不满足规公式 7.2.1-4，根据规 7.2.5条，正截面受弯承载力应符合下列规定：mfyas(h-as-as) (7.2.5) mfyas(h-as-as

20、)360 2010（ 400-28-38 ）241.68knm即，沿柱上板带板方向弯矩允许值m241.68knm（四）柱上板带斜截面承载力按照规 7.5.3 条，不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面的受剪承载力应符合下列规定：v0.7h ft b h0 (7.5.3-1) h=(800/h0)1/4 (7.5.3-2)截面高度影响系数h， （当 h0800mm 时，(7.5.3-2)式中取 h0=800mm） 。h=(800/h0)1/4=(800/800)1/4=1c30混凝土轴心抗拉强度设计值ft=1.43n/mm2，斜截面的受剪承载力为v0.7hftbh0=0.7 1 1.4

21、3 1000 372=373.37kn/m 即，柱上板带斜截面的受剪承载力v373.37kn/m （五）柱帽正截面负弯矩受弯承载力柱帽两个方向配筋相同，板面均配置（2c18+c16 ）250，板底配 c16100 。取 1m 宽板带面筋 8c18+4c16 ，底筋 10c16 。计算参数： c30 混凝土强度设计值fc=14.3n/mm2；fy = fy=360n/ mm2b=1000mm； as=52mm； as=28mm；h0 =has=100052948 mm . .jz*as=（8 924 82） =2839 mm2； as=10 82 =2010 mm2 按照规公式 7.2.1-2，

22、混凝土受压区高度：1fcbx=fyasfyas 由于混凝土强度小于c80，故， 1=1.0 所以，1.0 14.3 1000 x=360 2839360 2010 x =20.87mm 按照规公式 7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：cu=0.0033-(fcu,k-50) 10-5由于处于非均匀受压状态，故取cu0.0033；又从前计算结果已知钢筋屈服点b0.52 根据规 7.1.4-1 相对界限受压区高度符合以下公式要求：x bh0(7.2.1-3) x2(7.2.1-4) 所以， bh00.52 948493mm； 2a=2*30=60mm x=20.87mm493mm，满足 (7

23、.2.1-3)公式要求；x=20.87mm2a=2*28=56mm，不满足 (7.2.1-4)公式要求；不满足规公式 7.2.1-4，根据规 7.2.5条，正截面受弯承载力应符合下列规定：mfyas(h-as-as) (7.2.5) fyas(h-as-as)360 2839（ 1000-52-28 ）940.3knm柱帽正截面 x方向弯矩允许值 mxmax940.3knm柱帽正截面 x方向弯矩允许值 mymax940.3knm（六）柱帽斜截面承载力按照规 7.5.3 条，不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面的受剪承载力应符合下列规定：v0.7h ft b h0 (7.5.3-1)

24、 . .jz*h=(800/h0)1/4 (7.5.3-2)又知 h0950 mm，截面高度影响系数h为：h=(800/h0)1/4 (800/948)1/4 0.95795c30混凝土轴心抗拉强度设计值ft=1.43n/mm2，柱帽斜截面的受剪承载力为v0.7hftbh0=0.7 0.95845 1.43 1000 948909.5kn/m 即，柱帽斜截面的受剪承载力允许值v910kn/m 四结论根据力计算及承载力验算，得出以下结果：1. 跨中板带最大弯矩为852kn/m，小于正截面受弯承载力149 kn/m （不可） ；2. 跨中板带最大剪力277kn ，小于斜截面承载力373kn（可）

25、；3. 柱帽处最大负弯矩为728 kn/m，大于正截面受弯承载力941 kn/m（可） ；4. 柱帽处最大剪力 1016kn，小于斜截面承载力910kn （不可） 。除柱帽处剪力超过斜截面承载力外，其余部位承载能力足够。 柱帽处配筋未记， 加上弯起钢筋，抗剪承载力在混凝土现龄期强度能够设计强度的条件下应该足够。考虑到简化计算模型并非与实际结构完全一致，加上已计及各种最不利情况， 柱帽处剪力超过设计承载力，施工中，可以采取重车缓慢通过解决，这样将车辆荷载近似为静载，则剪力在承载能力围之。考虑到混凝土泵车瞬间冲击力及市场上商砼的配合比与理论有偏差，及养护条件对实际混凝土强度的影响，在跨中再增加支撑

26、系统，具体附图所示。五、楼板支撑体系验算：. .jz*支撑体系竖向及横向钢管均所采用的钢管均为?48 3.25 碗扣式脚手架钢管，剪刀撑钢管为 ?48 3.25 普通脚手架钢管。1、支撑立柱稳定性验算：取计算单元和划受力简图。以竖向支撑立管为中心选定0.6m2见方的地下室顶板为计算单元为荷载计算单元；选取立管约束最大段（h1000mm）为受力验算杆件。2、计算立柱所受的荷载：地下室混凝土顶板的实际强度按设计强度进行考虑，为了确保支撑体系的安全性， 求的受力单元作用在竖向支撑立管上的荷载，计算出单根竖向支撑立管的强度、刚度和稳定性。考虑到后车轮居于板跨中部时所产生弯矩及剪力最大。单侧后轮由四个平行轮胎组成一个受力单元，此受力单元至少由12 根竖向钢管支撑承担。受力计算单元见下图所示：已知，地下车库顶上面板覆土按1.6m 厚考虑，即板静荷载值按q3 1.6x18= 28.8kn/m2，园区顶板上部消防车行驶所生的可变荷载标准值按q410.0kn/m2设计。施工荷载组合系数为 1.2 恒载+1.4活载 2.6；根据上图所示，受力单元作用在竖向支撑立管的数量n 为：. .jz*nn中（n侧 0.5） 2 侧 4（4 0.5） 28 根考虑到竖向支撑杆件作用面积 s（0.10.350.1）（ 0.31.3