地下室回顶方案设计(地下室顶板加固)

1编制说明及依据 (1)

1.1编制说明 (1)

1.2编制依据 (1)

2工程概况 (1)

2.1工程简介 (1)

2.2设计总体思路 (2)

2.3荷载概况 (2)

3施工准备 (2)

3.1材料准备 (2)

4加固支撑体系设计 (3)

4.1板下支撑体系设计 (4)

4.2梁下支撑体系 (4)

5支撑体系施工工艺及施工方法 (5)

5.1支撑体系施工方法 (5)

6支撑架搭设质量要求 (5)

7安全文明施工措施 (6)

7.1管理制度 (6)

7.2施工措施 (7)

8计算书 (7)

1编制说明及依据

1.1编制说明

本工程地下室施工完成后，因现场场地限制，后期工程主要材料的转运需要在地下室顶板上进行。考虑结构安全，需对部分顶板进行加固，加固采用钢管扣件脚手架支撑。为保证施工顺利进行，现对其支撑体系布置、施工工艺以及施工质量安全措施方面加以阐述，特编制此加固专项施工方案。

1.2编制依据

1、广元卓新·欧锦城施工图纸；

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162-2008

4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

8、《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ 164-2008

2工程概况

2.1工程简介

卓新·欧锦城是由广元卓新地产有限公司投资开发，泛华集团有限公司设计，四川江阳工程项目管理有限公司监理，四川鹏翔建筑有限公司承建的一个中高档小区。本工程为框架及剪力墙结构组合的工程，独立基础及筏板板底标高-9.35m～-10.65m。

本工程的±0.000高程488.5m。4#楼地下两层，地上30层，由两个单元组成，建筑物总高度93.400米；5#、6#楼地下两层，地上25层,建筑物总高度78.400米。

2.2设计总体思路

结合本工程结构形式和实际施工特点，4栋、5栋、6栋人货梯安装在地下室结构顶板上，所以砌体及装修材料运输必须在地下室顶板上，结构顶板底采用钢管支撑传至地下室基础抗水板上。材料堆放范围内，因设置在地下室顶板上，材料堆放量大，使用时间长，结构装修时使用频繁，地下室顶板有后浇带，不成为整体，所以该区域荷载全部由回顶系统传至地下室底板，车道通过后浇带处必须提前浇筑（如设计不同意提前浇筑，则采用20厚钢板覆盖），综合分析，决定在地下室材料堆场、车道部位进行加固。

加固采用采用钢管扣件式脚手架支撑体系，具体加固区域为主楼外20M范围内（见附图）：阴影区域为拟加固区域。

2.3荷载概况

本工程设计行车荷载为100T，钢筋运输车100T，预拌砂浆运输车75T。计算取最大荷载100T。

3施工准备

3.1材料准备

（1）钢管

脚手架钢管应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T 3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T 700）中Q23F-A级钢管的规定。

弯曲变形及锈蚀的钢管不得使用。

根据广元建材市场实际情况,无壁厚3.5mm的钢管，脚手架钢管采用外径为48mm，壁厚3.0mm的钢管，其它杆最大长度不应超出6m，且每根钢管的最大质量控制在25kg。

脚手架钢管的表面质量及外形应符合下列要求：

1）新钢管应有产品质量合格证及质量检验报告，钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕。钢管壁厚及外径偏差不应大于-0.5mm，端面偏差不应大于1.7mm。

2）旧钢管表面锈蚀深度应小于0.5mm，弯曲变形各种杆件钢管的端部弯曲l≤1.5m时，不应大于5mm。立杆钢管弯曲当3m

（2）扣件

1）扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。

2）扣件式钢管脚手架应采用可锻铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831）的规定，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定，螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定，垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。扣件与钢管的贴合面必须完好不变形，扣件扣紧钢管时接触良好，扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的旋转面间小于1mm，扣件表面应进行防锈处理。

3）脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。

4）扣件验收应符合下列规定：新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证；旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑动的螺栓必须更换；新旧扣件均应进行防锈处理。

（3）顶托

顶托螺杆直径不小于28mm。

4加固支撑体系设计

需进行加固的地下室顶板，存在不同板厚及配筋，此区域内地下室顶板需能承受100T运输车通行，考虑地下室顶板安全、按最小板厚及最小配筋进行加固设

计，即按160板厚，配筋板面12@200双向通长钢筋，板底12@150双向通长钢筋。由于地下室顶板荷载传至地下一层板，同时需要对地下一层板进行加固，因此加固体系为为两层，负一层与负二层的立杆竖向一一对应，偏差不得大于50mm。

4.1板下支撑体系设计

板下支撑体系采用钢管扣件式脚手架，具体设计参数如下：

1、离地200mm设置扫地杆。

2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。

3、立杆上部采用可调顶托，顶托伸出长度不超过200mm。

4、顶托上采用两根50*100木方做主楞，直接顶在结构板面上。

5、在支撑体系外周搭设连续剪刀撑、内部纵横向每隔6米搭设剪刀撑。

4.2梁下支撑体系

扣件式脚手架在离地200mm高处设置扫地杆，步距不大于1500mm，满堂架应设置剪刀

撑，间距不大于6m，梁、板下主楞采用双木方，可调支撑托。梁下支撑体系与板下支撑体系分开，各自搭设成独立支撑体系。

1、梁底支撑

1、离地200mm设置扫地杆。

2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。

3、立杆上部采用可调顶托，顶托伸出长度不超过200mm。

4、顶托上采用双木方做主楞直接支撑在梁上。

5支撑体系施工工艺及施工方法

5.1支撑体系施工方法

（1）满堂架搭设

满堂架搭设应放线抄平，梁架立杆每排间距按上述设计排放，并采用纵横向横杆与满堂架拉结牢固。且纵横向剪刀撑必须按要求搭设。剪刀撑应纵横向搭设，每6m设置一道，由底到顶全高设置。对于梁板下支架，采用可调顶托进行调节，可调顶托伸出不得超过200mm，模板安装前必须将顶托顶紧，不得留有未顶紧的顶托。

6支撑架搭设质量要求

支撑提下搭设完成后必须进行验收，验收合格后方可投入使用。

脚手架质量要求

7安全文明施工措施

7.1管理制度

（1）执行安全生产交底制度。施工作业前，由工长向施工班组作书面的安全交底，施工班组长签字，并及时向全体操作人员交底。

（2）执行施工前安全检查制。各班组在施工前对所施工的部位，进行安全检查，发现隐患，经有关人员处理解决后，方可进行施工操作。

（3）加强对施工人员的安全意识教育，提高自我防护意识，?进场前对职工进行安全生产教育，以后定期、不定期地进行安全生产教育，加强安全生产、文明施工的意识。

（4）建立安全生产责任制。定期组织安全生产检查，并建立安全生产评定制度。根据安全生产责任制的规定，进行评比，对安全生产优良的班组和个人给予奖励，对于不注意安全生产的班组和个人给予处罚。

7.2施工措施

（1）支架搭设及拆除工人必须是持有省级建设厅颁发的特种作业人员。（2）进入施工现场人员必须戴好安全帽，高空作业人员必须佩带安全带，并应系牢。安全带应高挂低用。

（3）经医生检查认为不适宜高空作业的人员，不得进行高空作业。

（4）工作前应先检查使用的工具是否牢固，板手等工具必须用绳链系挂在身上，钉子必须放在工具袋内，以免掉落伤人，工作时要思想集中，防止钉子扎脚和空中滑落。

（5）安装与拆除模板，应搭脚手架，并设防护栏杆，防止上下在同一垂直面操作。

（6）高空，复杂结构模板的安装与拆除，事先应有切实的安全措施。

（7）高空作业要搭设脚手架或操作台，上、下要使用梯子，不许站立在墙上工作；不准站在大梁底模上行走。操作人员严禁穿硬底鞋及高跟鞋作业。

8计算书

支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。

本工程回顶方案计算方法参照模板支架计算，地下室顶板为双向板，最大尺寸为8100×8100，地下室顶板上通过最大荷载为钢筋运输车（钢筋车100T）时，板上最不利荷载值为75T，顶板按刚性构件计算，板面上均布荷载为

11.7KN/m2。托梁材料为两根50×100方木合并在一起。

一、参数信息

1.模板支架参数

横向间距或排距(m):0.50；纵距(m):0.50；步距(m):1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.20；钢管支架搭设高度(m):5.00；

采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ；板底支撑连接方式:方木支撑；

立杆承重连接方式:可调托座；

2.荷载参数

木方自重(kN/m2):0.500；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.500；

施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；

3.材料参数

底板支撑采用木方：50×100mm；

木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；

木方弹性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；

托梁材料为：木方 :两根50×100mm；

二、最不利荷载计算

发生最不利荷载的情况为前三排车轮落在同一块板，最后一排落在另一块板。如下图：

把后轮的三个轮胎简化为中间的一个轮胎，则简化的板反力作用方向与位置如下图

Fa=650KN

Fb=350KN

再把Fa简化为后三个轮子平均分担650KN的力如下

则Fa1=250KN

此时Fa2+Fa3+Fb=750KN

最不利荷载值为750KN÷64m2=11.7KN/m2

三、顶板支撑方木的计算

方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=b×h2/6=5×10×10/6 = 83.33 cm3；

I=b×h3/12=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算

(1)静荷载为钢筋运输车辆（500厚混凝土板）的自重(kN/m)：

q1= 25.5×0.25×0.5+0.5×0.25 = 3.312 kN/m ；

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：

q2 = 1×0.25 = 0.25 kN/m；

2.强度验算

计算公式如下:

M=0.1ql2

均布荷载 q = 1.2 × q1 + 1.4 ×q2 = 1.2×3.312+1.4×0.25 = 4.325 kN/m；

最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×4.325×0.52 = 0.108 kN·m；

方木最大应力计算值σ= M /W = 0.108×106/83333.33 = 1.298 N/mm2；

方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2；

方木的最大应力计算值为 1.298N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!

3.抗剪验算

截面抗剪强度必须满足:

τ = 3V/2bhn < [τ]

其中最大剪力: V = 0.6×4.325×0.5 = 1.298kN；

方木受剪应力计算值τ = 3 ×1.298×103/(2 ×50×100) = 0.389 N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ] = 1.4 N/mm2；

方木的受剪应力计算值 0.389 N/mm2 小于方木的抗剪强度设计值 1.4

N/mm2，满足要求!

4.挠度验算

计算公式如下:

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

均布荷载 q = q1 = 3.312 kN/m；

最大挠度计算值ν= 0.677×3.312×5004 /(100×9000×4166666.667)= 0.037 mm；最大允许挠度[ν]=500/ 250=2 mm；

方木的最大挠度计算值 0.037 mm 小于方木的最大允许挠度 2mm,满足要求!

四、托梁材料计算

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

托梁采用：木方 : 2根50×100mm；

W=166.667 cm3；

I=833.333 cm4；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P＝5.19kN;

托梁计算简图

托梁计算弯矩图(kN·m)

托梁计算变形图(mm)

托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.227 kN·m ；

最大变形 Vmax = 0.05 mm ；

最大支座力 Qmax = 5.58 kN ；

最大应力σ= 1946561.369/166666.667 =1.363N/mm2；

托梁的抗压强度设计值 [f]=13 N/mm2；

托梁的最大应力计算值1.363/mm2 小于托梁的抗压强度设计值 13 N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为 0.05mm 小于 500/250,满足要求!

五、模板支架立杆荷载设计值(轴力)

作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容

(1)脚手架的自重(kN)：

NG1 = 0.138×5 = 0.692 kN；

(2)模板的自重(kN)：

NG2 = 0.5×0.5×0.5=0.125 kN；

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3 = 25.5×0.5×0.5×0.5 = 3.188kN；

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.004 kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载

经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×0.5×0.5 = 0.75 kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N = 1.2NG + 1.4NQ = 5.855 kN；

六、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式:

σ =N/(φA)≤[f]

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 5.855 kN；

φ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到；

i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm；

A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.24 cm2；

W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 cm3；

σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；

[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205 N/mm2；

L0---- 计算长度 (m)；

按下式计算:

l0 = h+2a = 1.5+0.2×2 = 1.9 m；

a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.2 m；

l0/i =1900 / 15.9 = 119 ；

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.458 ；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=5855.4/（0.458×424） = 30.153 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=30.153 N/mm2 小于钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

如果考虑到支撑架的安全因素，建议按下式计算

l0 = k1k2(h+2a)= 1.167×1.003×(1.5+0.2×2) = 2.224 m；

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167；

k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.9 按照表2取值1.003 ；

Lo/i =2223.952 / 15.9 = 140 ；

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.349 ；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=5855.4/（0.349×424） = 39.57 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ= 39.57 N/mm2 小于钢管立杆的抗压强度设计值[f] = 205 N/mm2，满足要求！