地下室回顶方案

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目录

1、编制依据...................................... - 1 -

2、工程概况...................................... - 1 -

3、搭设说明及要求................................ - 1 -

4、地下室回顶措施................................ - 2 -

5、地下室顶板回顶计算............................ - 2 -

1、编制依据

（1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

（3）《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001) (2006年版)

（4）《建筑施工手册》（第四版）

（5）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

2、工程概况

总建筑面积166423.6m2，其中地上面积115464.4m2，地下面积50959.2 m2。地下2层，其中2＃、3＃楼地上23层，建筑高度为73.9m；1＃、4＃楼地上25层，建筑高度为80.00m；5＃、8＃楼地上26层，建筑高度为80.30m；6＃、7＃楼地上28层，建筑高度为86.20m。塔楼采用现浇钢筋混凝土剪力墙框架结构（裙楼为框架结构），抗震设防烈度为7度，设计使用寿命为50年。

3、搭设说明及要求

临时脚手架回顶料场说明及范围

由于场地作业面狭小施工现场无塔楼地库顶板上局部现需作为料场作业区，由于地库顶板自身承载能力不足，故需对以上部位进行钢管支撑架回顶，以满足施工要求。

地下室顶板上需要堆放材料的区域也需要按此方案执行回顶。

2、脚手架回顶搭设要求

施工准备

技术人员应熟悉图纸及搭设方案，熟悉各个部位及高度的结构变化，准备材料，包括Φ48×3.0mm钢管、对接扣件、直角扣件、旋转扣件、安全网、脚手板等，并对进场材料进行检查验收，保证其符合相关的规定及搭设要求。搭设过程中必须满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范2011版》。相关作业班组组织作业人员进场，架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》的条件，经过培训、考核、取得安全操作证并经体检合格后方可从事脚手架安装、拆除作业。同时在施工前，技术人员和质安人员对作业班组进行作业前技术、安全交底。

3、支撑体系搭设基本要求

横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固、受荷安全、有安全操作空间、

致。支撑体系搭设顺序放置纵向扫地杆→底端与纵向扫地杆用直角扣件连接固定后，安装横向扫地杆并与立杆固定（固定立杆底端前，应吊线确保立杆垂直），竖起4根立杆后，随即安装第一步水平杆（与立杆连接固定）校正立杆垂直和水平杆使其符合要求后，拧紧扣件螺栓。

根据楼层总高和施工需要，料场作业区应满足作业及堆载的全部荷载，料场设置于地下室顶板上，在地下室采用两层回顶措施以保证对料场的承载力。

4、地下室回顶措施

4.1 回顶设计

料场作业区下的地下室顶板与负一层板均设置扣件式钢管支撑架回顶，支撑架立杆纵横间距为700mm，水平杆步距1200mm。立杆顶端加设可调顶托支撑双木方主楞，次楞采用40mm×90mm木枋，间距350mm，木枋顶紧楼板底。（详见附图）

4.2 支撑架搭设拆除

（1）回顶支撑架搭设必须满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)的要求。

（2）支撑架采用φ48mm×3.5mm钢管，支撑架外围搭设竖向剪刀。

（3）立杆底有垫块。

（4）调节顶托必须使木枋顶紧楼板，以保证能有效卸荷。

（5）回顶支撑架必须在料场作业区使用前搭设完毕，料场停止使用后方可拆除支撑架。

（6）拆除支撑架过程中，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚方可离开。

5、地下室顶板回顶计算

6.1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4.8m。立杆的纵距 b=0.70m，立杆的横距 l=0.70m，立杆的步距h=1.20m。木方40×90mm，间距350mm，

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100×100mm木方。

模板自重0.00kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载8.20kN/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×(25.10×0.40+0.00)+1.30×8.20=22.708kN/m2由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.40+0.7×1.30×8.20=21.016kN/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φ48.3×3.6。

钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。

一、模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。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×(25.100×0.400×0.700+0.000×0.700)=6.325kN/m

考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值 q2 = 0.9×(0.000+8.200)×0.700=5.166kN/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 = 70.00×1.80×1.80/6 = 37.80cm3；

I = 70.00×1.80×1.80×1.80/12 = 34.02cm4；

(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)；

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×(1.20×6.325+1.30×5.166)×0.350×0.350=0.175kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.175×1000×1000/37800=4.636N/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×(1.20×6.325+1.3×5.166)×0.350=3.004kN

截面抗剪强度计算值 T=3×3004.0/(2×700.000×18.000)=0.358N/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 = 0.677×6.325×3504/(100×6000×340200)=0.315mm

面板的最大挠度小于350.0/250,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 = 0.9×(25.100×0.400×1.200+0.000×1.200)=10.843kN/m

面板的计算跨度 l = 350.000mm

经计算得到 M = 0.200×0.9×1.30×2.5×0.350+0.080×1.20×10.843×0.350×0.350=0.332kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.332×1000×1000/37800=8.790N/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)：

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

q12 = 0.000×0.350=0.000kN/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 = (8.200+0.000)×0.350=2.870kN/m

考虑0.9的结构重要系数，静荷载 q1 = 0.9×(1.20×3.514+1.20×0.000)=3.795kN/m 考虑0.9的结构重要系数，活荷载 q2 = 0.9×1.30×2.870=3.358kN/m

计算单元内的木方集中力为(3.358+3.795)×0.700=5.007kN

2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，计算公式如下:

均布荷载 q = 5.007/0.700=7.153kN/m

最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×7.15×0.70×0.70=0.350kN.m

最大剪力 Q=0.6×0.700×7.153=3.004kN

最大支座力 N=1.1×0.700×7.153=5.508kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；

I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度 f = M/W =0.350×106/83333.3=4.21N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

截面抗剪强度计算值 T=3×3004/(2×50×100)=0.901N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

(3)木方挠度计算

挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，

均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距) 得到q=3.163kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677× 3.163×700.04/(100×9000.00×4166667.0)=0.137mm

木方的最大挠度小于700.0/250,满足要求!

(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算

经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2

考虑荷载重要性系数0.9，集中荷载 P = 0.9×2.5kN

经计算得到M = 0.200×1.30×0.9×2.5×0.700+0.080×3.796×0.700×0.700=0.558kN.m

抗弯计算强度 f = M/W =0.558×106/83333.3=6.70N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

三、托梁的计算

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。 集中荷载取木方的支座力 P= 5.508kN 均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m 。

700 700

700

5.51kN

5.51kN

5.51kN 5.51kN 5.51kN

5.51kN

0.10kN/m

A

B

托梁计算简图

0.750

0.872

托梁弯矩图(kN.m)

4.304.28

1.23

1.26

6.776.795.545.52

0.02

0.025.525.54

6.796.77

1.26

1.23

4.284.30

托梁剪力图(kN)

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

700 700

700

2.44kN

2.44kN

2.44kN 2.44kN 2.44kN

2.44kN

0.10kN/m

A

B

托梁变形计算受力图

0.1680.012

托梁变形图(mm)

经过计算得到最大弯矩 M= 0.872kN.m

经过计算得到最大支座 F= 12.329kN

经过计算得到最大变形 V= 0.168mm

顶托梁的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm3；

I = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4；

(1)顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度 f = M/W =0.872×106/166666.7=5.23N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)顶托梁抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

截面抗剪强度计算值 T=3×6787/(2×100×100)=1.018N/mm2截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2

顶托梁的抗剪强度计算满足要求!

(3)顶托梁挠度计算

最大变形 v =0.168mm

顶托梁的最大挠度小于700.0/250,满足要求!

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：

N G1 = 0.155×4.800=0.744kN

(2)模板的自重(kN)：

N G2 = 0.000×0.700×0.700=0.000kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

N G3 = 25.100×0.400×0.700×0.700=4.920kN

考虑0.9的结构重要系数，经计算得到静荷载标准值 N G= 0.9×(N G1+N G2+N G3)= 5.097kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

考虑0.9的结构重要系数，经计算得到活荷载标准值 N Q = 0.9×(8.200+0.000)×0.700×0.700=3.616kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

五、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

其中 N ——立杆的轴心压力设计值，N = 10.82kN

i ——计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；

A ——立杆净截面面积，A=5.060cm2；

W ——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.260cm3；

[f] ——钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

a ——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.30m；

h ——最大步距，h=1.20m；

l0——计算长度，取1.200+2×0.300=1.800m；

λ——由长细比，为1800/15.9=113 <150 满足要求!

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.497；

经计算得到σ=10818/(0.497×506)=43.045N/mm2；

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ < [f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W依据模板规范计算公式5.2.5-15:

M W=0.9×0.9×1.4W k l a h2/10

其中 W k——风荷载标准值(kN/m2)；

W k=u z×u s×w0 = 0.300×1.250×0.600=0.225kN/m2

h ——立杆的步距，1.20m；

l a——立杆迎风面的间距，0.70m；

l b——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.70m；

风荷载产生的弯矩 M w=0.9×0.9×1.4×0.225×0.700×1.200×1.200/10=0.026kN.m；

N w——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；

N w=1.2×5.097+0.9×1.4×3.616+0.9×0.9×1.4×0.026/0.700=10.715kN 经计算得到σ=10715/(0.497×506)+26000/5260=47.525N/mm2；

考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ < [f],满足要求!

六、楼板强度的计算

1.计算楼板强度说明

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积A s=5400.0mm2，f y=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为 b×h=4500mm×400mm，截面有效高度 h0=380mm。

按照楼板每15天浇筑一层，所以需要验算15天、30天、45天...的

承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.计算楼板混凝土15天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m，

楼板计算范围内摆放7×7排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第2层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.20×(0.00+25.10×0.40)+

1×1.20×(0.74×7×7/4.50/4.50)+

1.30×(0.00+8.20)=24.87kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×24.87=111.91kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

M max=0.0513×ql2=0.0513×111.91×4.502=116.25kN.m

按照混凝土的强度换算

得到15天后混凝土强度达到81.27%，C30.0混凝土强度近似等效为C24.4。

混凝土弯曲抗压强度设计值为f cm=11.62N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

ξ= A s f y/bh0f cm = 5400.00×360.00/(4500.00×380.00×11.62)=0.10

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

αs=0.095

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

M1=αs bh02f cm = 0.095×4500.000×380.0002×11.6×10-6=717.0kN.m

结论：由于∑M i = 717.01=717.01 > M max=116.25

所以第15天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑可以拆除。

钢管楼板模板支架计算满足要求！