地下室顶板验算与加固
一、工程简介某基地位于某市某区某校区内。地块总占地面积约30948.67m2，总建筑面积约为194000.0m2，场区地面整平标高约22.35~22.70m。东侧是某传授教化楼，南侧是某大道，西侧是某路，北侧是某职工住宅。建筑业态包含1#楼科研楼及实验演习用房（地上23F）、2#楼科研楼及实验演习用房（地上23F）、4#楼科研办公楼（地上18F）、7#楼学生公寓及实验演习用房（地上11F）、5#楼学生公寓及实验演习用房（地上7F）、3栋实验演习用房（2F/3F）、地下室2层。1#、2#、4#楼为框架核心筒构造，抗震等级二级；3#、5#、6#楼为框架构造，抗震等级三级；7#楼为框架剪力墙构造，剪力墙抗震等级二级，框架抗震等级三级；专用中央配电用房为框架构造，框架抗震等级四级；地下车库为框架构造，框架抗震等级四级。
本工程地下室顶板板厚300mm、400mm，柱距为5.7~8.7m，顶板上设计回填土厚度为1.5m，覆土打算容重不大于18.0KN/ M3，地下室顶板活荷载标准值5KN/m2，消防车道荷载标准值20KN/m2。
二、体例依据
1、本工程的建筑施工图、构造施工图、施工组织设计；
2、《建筑构造荷载规范》GB50009-2012；
3、《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技能规范》JGJ 231-2021
4、《混凝土构造工程施工质量验规范》（GB50204-2015）
5、《建筑施工高处作业安全技能规范》（JGJ80-2016）
6、《建筑施工安全检讨标准》JGJ59-2011；
7、《汽车等效均布荷载的简化打算》中国建筑设计研究院 朱炳寅 著(揭橥于<建筑构造>）
三、施工场地支配
根据上部构造构造工程、砌体工程、安装工程、装修工程施工须要，在地下室顶板上根据单体构造的分布支配材料堆放园地与行车便道，使材料能确保及时供应。
1）园地支配结合施工图纸与施工工艺需求，在地下室顶板上支配大宗材料堆放区域参数如下表：
序号
用场
堆放高度
备注
1
直条钢筋原材料堆放场
0.5m
2捆
2
盘圆钢筋堆放场
1.5m
2盘
3
钢管堆放场
1.5m
4
扣件
1000个/m2
4
模板、木方堆放场
2.5m
5
加气砌块砌块堆放场
2.0m
6
实心砖
1.2m
7
袋装水泥
1.2m
8
石子堆场
1.5m
9
砂浆
1m
10
叠合板的预制板
7块
其他集中荷载有：
序号
名称
型号
重量
是否设反顶
备注
1
施工升降机
SC200/200
是
见《施工升降机定位及回顶方案》
2
1#与2#楼之间钢连廊用吊车
待定
待定
2）许可驶入顶板消防通道的车辆如下：
①中小型砂石运输车，总质量（自重加满载满员重量）≤35T（350KN）的车辆。
车身尺寸：长7米，宽2.5米，轴距4米。
详见附件一：《实用建筑构造工程师手册》P26\27车辆荷载。
②其它，如翻斗车、叉车，总质量均在6T以下。
3）车辆限行
在地下室与非地下室之间，施工通道设置道闸，对车辆进行限行限速。
车辆限速5KM/H以内。
禁止钢筋运输车和加气砼块车辆，即禁止挂车驶入地下室顶板上方。许可模板方木运输车辆堆高不超过3米驶入，但挂-100及以上禁入。
禁止砼泵车、混凝土搅拌车驶入地下室顶板上方。
4）材料转运输方案
钢筋采取塔吊吊运；加气砼块采取6T以下叉车转运。
四、地下室顶板材料堆场荷载验算
根据本工程施工图纸地下室顶板构造平面图中所附解释：本工程地下室顶板覆土厚度，室外部分为1.5米，覆土打算容重不大于18.0KN/ M3。
顶板活载施工活载标准值5.0KN/㎡。
非消防车道处（绿化处，即施工堆场和加工场地）可许可均布荷载为：恒载标准值18.0KN/ M31.5M=27KN/㎡，施工活荷载标准值5KN/㎡，恒载标准值和施工活荷载标准值之和为：27+5=32KN/㎡。
消防车道处(施工通道)可许可均布荷载为：恒载标准值18.0KN/ M31.5M=27KN/㎡；消防车荷载标准值20KN/㎡，恒载标准值和消防车荷载标准值之和为：27+20=47KN/㎡。
1、砂浆罐根本
砂浆罐设置在地下室顶板外的施工道路边，砂浆罐根本不在地下室顶板上，无须对地下室顶板承载力等进行验算。
2、材料堆场荷载验算
1）钢筋堆场；
直条整扎钢筋：钢筋质料堆场和成品堆场，堆置净高掌握在500MM以内。
钢筋原材与楼板打仗面积按 0.3×9m 打算,单捆原材按3t打算。那么单捆原材产生的荷载为
3t×10KN/t÷（0.3m×9m）=11.1KN/㎡。27÷11.1≈2.4捆，为安全考虑，原材堆放高度限2层。
圆盘一级钢筋：不超过2盘钢筋，且不能叠放。每盘的重量约25KN，平放时的底面积：3.14×（1.6/2）2=2.00m2（1.6为圆盘直径）
车库顶板受到的压力: 25/2=12.5 KN/m2，27÷12.5≈2.16盘，圆盘一级钢筋堆放高度限2盘。
2）模板、木方堆场：
模板方木堆场，堆置高度≤2.5米。
考虑露天堆放，模板方木在雨天容重变大，根据《建筑构造荷载规范》GB50009-2012附录A，按松木取大值，带湿容重6 KN/M3。湿态下最大均布荷载=6 KN/M32.5M=15KN/㎡≤27KN/㎡。
故方木模板堆场，方木堆置高度≤2.5米。
3）钢管堆场
Φ482.7钢管每米自重0.030KN/m,1m宽、1.5m高空间内可堆放的钢管数量是（1000÷48）×（1500÷48）≈21×31=651根，1m长、1m宽的地方堆放1.5m高的钢管重量0.030651=19.53KN/m2≤27KN/㎡，故Φ482.7钢管堆置高度不大于1.5米。
4) 扣件堆场
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技能规范》（JGJ130-2011）附录A中表A.0.4 扣件自重取18.4N/个。每平米堆放数量：27KN/㎡×1m×1m÷18.4N/个=1467个 。为安全考虑，扣件堆码限1000个/㎡（即33包扣件堆放）。
5）加气砌块砌块堆场
砌块堆放最大堆置高度不大于2米。
根据《建筑构造荷载规范》GB50009-2012附录A，A5.0陶粒增强加气砌块最大容重为6.0KN/ M3；
本工程采取A5.0B06产品，考虑失落去膜覆盖后最大含水率30%；按不利情形打算，取其湿容重为6.0KN/ M3（1+0.3）=7.80KN/ M3。湿态下最大均布荷载=7.80KN/ M32M=15.60KN/㎡≤27KN/㎡。
为安全考虑，加气砼堆场最大堆置高度不大于2米。
6）实心砖堆场
根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-2012）附录A表A，实心砖自重按18KN/m³打算。
27KN/㎡÷18KN/m³=1.5m 。为安全考虑，实心砖堆码限高1.2m。
7）水泥（袋装）堆载
根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-2012）附录A表A，水泥（袋装）自重按16KN/m³打算，堆码高度：27KN/㎡÷16KN/m³=1.68m 。为安全考虑，水泥（袋装）堆码高度限1.2m。
8)砂浆堆载
根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-2012）附录A表A，砂浆自重按 20KN/m³ 打算，堆载高度：27KN/㎡÷20KN/m³=1.35m 。为安全考虑，砂浆池砌筑高度为1m。
9)石子堆载
根据《建筑构造荷载规范》（GB50009-2012）附录A表A，碎石自重按 15KN/m³打算，堆载高度：27KN/㎡÷15KN/m³=1.8m ，为安全考虑，碎石堆载高度限 1.5m。
10) 叠合板的预制板
叠合板的预制板60mm厚，每块预制板每一平方米重量标准值=25KN/m3×1m×1m×0.06m=1.5KN/㎡，堆放层数：27KN/㎡÷1.5KN/m2=18层 ，为安全考虑，堆放层数7层。
五、顶板上车辆行驶通道承载力安全性验算
1、地下室顶板设计承载力打算
根据本工程地下室加固荷载图，消防车道荷载标准值20KN/㎡，根据《建筑构造荷载规范》GB50009-2012条文解释P197页，对应本工程板跨，可知打算选用消防车为重型消防车，全车总重300KN，前轴重60KN，后轴重为2120KN,有2个前轮与4个后轮,轮压浸染尺寸均为0.2m0.6m，本工程消防车等效均布荷载的取值是20kN/m²，个中消防车的总重是30t，也便是300kN。等效均布荷载说的普通一点，便是消防车在最不利支配的情形下，轮压集中荷载对板跨中产生弯矩与一个均布荷载对板跨中产生的弯矩相等，该均布荷载便是300kN重消防车的等效均布荷载，而该均布荷载的取值与板的跨度有关，当板超过大，取值越小（现行《建筑构造荷载规范》中对有消防车的等效均布荷载的取值是20kN/m²~35kN/m²，板跨6m以上的等效均布荷载取20kN/m²）。如下图所示：
消防车集中荷载与等效均布荷载的关系
车辆总质量（自重加满载满员重量）≤35T（350KN），对应车辆荷载与300KN汽车平面相同，车身尺寸8米长2.5米宽，轴距4+1.4米旁边，同时参照《汽车等效均布荷载的简化打算》，20KN/㎡的消防车道荷载是300KN汽车轮压直接浸染于板跨不小于6米6米顶板上的汽车等效荷载标准值，已打算汽车（设备）动力系数，总重350KN的车辆等效荷载标准值偏安全地近似打算为：（350÷300）×20KN/㎡=23.33KN/㎡≤27KN/㎡，地下室顶板可不用回顶，可知足总重量35吨（350KN）车辆的行驶承载力哀求。
2、后浇带行车验算
因车库顶板有多条后浇带，根据施工须要后浇带上部需支配行车道，故在后浇带上部铺设10mm厚钢板保护后浇带混凝土不被毁坏。
如果后浇带混凝土未浇筑，地下室顶板不能承受荷载，故在后浇带下部搭设盘扣式钢管支撑架用于承受上部行车荷载。见下图：
后浇带支撑架立面图
后浇带支撑架立平面图
在后浇带两侧梁板下搭设Ф48×3.2mm（打算按Ф48×3）盘扣式钢管脚手架，立杆纵向间距×横向间距=0.6m×0.6m，盘扣式钢管脚手架立杆支配平面范围4.8m,横向2.4m,横向斜杆满布，纵向斜杆间隔1跨支配，脚手架步距为1.5m,顶层步距1.5m，支架可调托座支撑点至顶层水平杆中央线的间隔不大于650mm，支撑架高度4m、3.9m。
根据打算，非消防车道处恒载标准值18.0KN/ M31.5M=27KN/㎡，为确保施工安全，支撑架承受荷载按恒载标准值27KN/㎡和施工活荷载标准值5KN/㎡进行打算，1根立杆支撑架总荷载设计值N=1.3×27×0.6×0.6+1.5×5=20.136kN。
支撑架参数如下表：
1）长细比验算
l01=βHηh=1×1.05×1500=1575mm
l0=βHᵞhˊ+2ka=1×0.9×1500+2×0.6×425=2010mm
λ=max[l01，l0]/i=2010/15.9=126.415≤[λ]=150
知足哀求！
2）立杆稳定性验算
λ=l0/i=2010.000/15.9=126.415
查表得，φ1=0.318
不考虑风荷载:
fd=Nd/(φ1A)＝20.136×103/(0.318×424)=149.3N/mm2≤[σ]=300N/mm2
知足哀求！
3）高宽比验算
根据《建筑施工脚手架安全技能统一标准》GB51210-2016 第8.3.2条: 支撑脚手架独立架体高宽比不应大于3.0
H/B=4.2/42=0.1≤3
知足哀求，不须要进行抗倾覆验算 ！
4）可调托座验算
按上节打算可知，可调托座受力N＝20.136kN≤[N]＝30kN
知足哀求！
六、钢管加固支撑的搭设及拆除
1、工艺流程
放线定位——按定位放置可调底座——在可调底座上放置标准基座——在标准基座上安装扫地横杆——用钢卷尺和线绳将架体调直——用水准仪和线绳将架体调平——安装二步及以上立杆和横杆——安装斜拉杆——直至封顶安装横杆和斜拉杆——安装U型顶托和主次楞——检讨验收布局哀求
2、支架材料
（1）盘扣式支架钢管采取φ48、壁厚焊接钢管，哀求钢管表面无锈、光滑、无裂纹，具有出厂合格证。
（2）连接盘、扣接头、插销以及可调螺母的调节手柄采取碳素铸钢制造时，其材料机器性能不得低于现行国家标准《一样平常工程用铸造碳钢件》GB/T11352中牌号为ZG230-450的屈从强度、抗拉强度、延伸率等。
（3）利用的安全网必须知足绳断裂强力哀求、耐冲击性能、耐候性、阻燃性能等哀求。
3、布局哀求
（1）支立杆时应先在钢管底部设置支座，再搭中间水平横杆，再搭扫地杆，距地面的高度不大于550mm，一层立杆、横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装，直至最顶层，立杆上端可调螺杆伸召盘层水平杆的长度不大于650mm。末了安顿上托座，并依设计标高将U型上托座调至设计标高位置。
（2）盘扣式支架立杆竖向组合应知足以可调底座、立杆段、可调托撑组合套插的形式。选择各立杆长度应根据混凝土梁底、楼板底标高不一的情形，按净空尺寸并知足立杆组合的哀求分别确定，并应担保混凝土梁下与楼板下支撑架步高的同等性。
（3）立杆之间必须按每步距满设双向水平杆，确保其在两个方向（x,y）均具有足够的设计刚度；
（4）支架底部距根本面550mm以内必须设双向扫地杆；
（5）可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于5扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。
（6）盘扣式钢管支架纵向竖向斜杆间隔1跨支配，横向竖向斜杆满跨支配，斜杆在支配跨内由下往上连续支配。
七、顶板行车和材料堆放特殊把稳事变
1、在行车通道与其它区域之间采取围挡、标线分开，严禁车辆驶入非通道区域。
2、设置道闸，总质量35T以上车辆驶入顶板行车通道。
3、车辆限速5KM/H以内，同时禁止两辆及以上重车同时驶入。
4、按照本方案干系规定，限定材料堆放高度。
5、柱跨中有后浇带通过的板块，在后浇带未封闭并养护到100%（28天）之前，不得作为材料堆场和施工通道。
附件一、《实用建筑构造工程师手册》车辆荷载
附件二、汽车等效均布荷载的简化打算
