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        地下室頂板之上施工道路加固處理的驗算

        2014-09-20 06:22:28
        建筑施工 2014年7期
        關(guān)鍵詞:活荷載罐車立桿

        上海建工五建集團有限公司 上海 200063

        1 工程概況

        上海顧村大型居住社區(qū)L05-02地塊建設(shè)項目,位于上海市寶山區(qū)顧村鎮(zhèn)。本工程擬建20 幢13~15 層高層住宅、1 幢4 層公共設(shè)施配套房、5 幢3 層商業(yè)用房、4 座1 層埋深7.0 m的地下車庫及其他輔助設(shè)施。建筑面積151 082 m3。其中商業(yè)用房A為框架結(jié)構(gòu),帶地下1 層,建筑物高度為16.8 m,單體長62.4 m,地下車庫層頂標高為4.20 m。

        2 項目場地特點及施工條件

        因工程項目施工場地狹小,且施工現(xiàn)場尚有許多動遷房未搬遷,為了滿足施工安全要求,現(xiàn)擬在商業(yè)用房A地下室車庫頂板之上的1~8軸與C~D軸區(qū)域作一條臨時施工通道,其長62.4 m,寬7 m。原設(shè)計可通行車輛為30 t級,現(xiàn)需要通行車輛為68 t級,故需對該區(qū)域的地下室模板排架及其結(jié)構(gòu)作加固處理。加固區(qū)域包括1~8軸與A~F軸及地下室外墻。

        本工程商業(yè)A地庫混凝土應(yīng)分階段施工。先澆筑結(jié)構(gòu)柱,等結(jié)構(gòu)柱拆模后再進行頂梁板的澆筑,從而充分利用地下車庫結(jié)構(gòu)自身的承載力。地下室頂板澆筑完成且達到設(shè)計要求的強度后方可進行頂板上部臨時道路的施工。

        地下室位置便道寬7 m,長度58.8 m,兩端各加寬3 m做為緩沖帶,然后放坡與外場施工便道相接。施工便道利用E~F軸頂板作為路面基層,原設(shè)計厚度250 mm(實際施工采用300 mm),為保護地下車庫頂板面層,按設(shè)計圖紙要求覆土200 mm,設(shè)置厚150 mm道渣,澆筑厚150 mm C30混凝土,鋼筋Φ12 mm@150 mm雙向設(shè)置。臨時道路兩側(cè)設(shè)置高1.2 m的防護欄桿,刷警示漆,設(shè)立限載警示牌。

        3 地下室頂板排架支撐加固驗算[1-9]

        3.1 混凝土罐車作用下地下室頂板等效均布荷載的確定

        3.1.1 荷載取值

        (a)活荷載:混凝土罐車及泵車按18 m3混凝土罐車考慮,混凝土罐車質(zhì)量約25 t,18 m3混凝土按43.2 t計,合計68.2 t。原設(shè)計允許荷載30 t,即68.2-30=38.2 t。

        (b)恒荷載:按照施工道路方案,頂板上有覆土,碎石墊層上澆筑鋼筋混凝土路面。

        3.1.2 荷載計算

        3.1.2.1 混凝土罐車作用下樓面等效均布活荷載的確定

        由于罐車最重,以下按罐車作用下驗算樓面等效均布活荷載。按設(shè)備的最不利布置確定原則,將罐車后車輪作用在跨中考慮,后輪均作用在一個共同的平面上,輪胎著地尺寸為0.5 m×0.2 m,后車輪承重按輪距布置取總質(zhì)量的80%,并且考慮沖擊系數(shù)1.3,則計算后輪承重為38.2×0.8×1.3=39.7 t,單側(cè)一組輪胎承重為19.8 t,如圖1所示。

        從安全因素出發(fā),不考慮地下室頂板達到設(shè)計強度后本身的承載力,頂板只負責(zé)將上部集中應(yīng)力傳遞到下部滿堂腳手架支撐上。因此在計算時可不考慮地下室頂板的受力。按照施工道路方案,頂板厚度為30 cm鋼筋混凝土,上有20 cm覆土,厚15 cm碎石墊層上澆筑厚15 cm C30鋼筋混凝土路面,共計80 cm。輪胎作用荷載按45°擴散至地下室頂板板底,如圖2所示。

        圖1 混凝土罐車輪距及作用區(qū)間

        圖2 混凝土罐車輪胎壓力擴散示意

        單側(cè)輪胎與地面接觸尺寸為0.5 m×2.0 m,將后輪單組2 個輪胎看做一個整體考慮,單側(cè)輪胎承重為9.9 t,按45°擴散至板底的面積為(0.5+0.8×2)×(0.6+0.8×2)=4.62 m2。則單側(cè)單軸單輪擴散至板底產(chǎn)生的均布荷載q=N/A=21.4 kN/m2,由圖2可知單側(cè)雙軸雙輪擴散至板底產(chǎn)生的均布荷載q=2×21.4=42.8 kN/m2。

        3.1.2.2 恒荷載確定

        根據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》(JTG D60—2004)表4.2.1常用材料重力密度確定施工道路恒荷載。其中,素土重力密度查表取17 kN/m3,覆土厚0.2 m,可得素土的荷載q土=3.4 kN/m2;碎石重力密度查表取21 kN/m3,鋪設(shè)厚度0.15 m,可得碎石疊層荷載q墊=3.15 kN/m2;C30鋼筋混凝土重力密度查表取25 kN/m3,鋪設(shè)厚度0.15 m,可得道路面層荷載q面=3.75 kN/m2;地下室頂板厚度0.3 m,可得板自身荷載q頂板=0.3 ×25=7.5 kN/m2。梁截面550 mm×850 mm,可得梁自身荷載q梁=0.55×0.85×25=11.69 kN/m。

        3.1.2.3 荷載組合

        荷載組合系數(shù)恒荷載取1.2;活荷載取1.4??傻米罱K在車輪荷載作用下的板面均布荷載Q=42.8×1.4+(3.4+3.15+3.75+7.5)×1.2=81.28 kN/m2。

        3.2 頂板排架支撐驗算

        支撐鋼管承載力按81.28 kN/m2計算?,F(xiàn)場根據(jù)實際情況頂撐架體的立桿縱、橫向間距均按500 mm設(shè)置,水平桿步距為1 500 mm,根據(jù)《建筑施工計算手冊》得知每根鋼管立桿容許荷載[N]=26.8 kN;計算單元1 m2內(nèi)共計4 根立桿,每根立桿的實際承載力N=81.28÷4=20.32 kN<[N],滿足要求。

        另外,根據(jù)荷載81.28 kN/m2,每根立桿承受的荷載N=0.5×0.5×81 280=20 320 N;鋼管面積A=424 mm2,立桿的受壓應(yīng)力σ=N/A=20 320/424=47.9 N/mm2。σ=20 320/0.626×424=137.63 N/mm2<205 N/mm2,滿足要求。

        4 地下室梁排架支撐加固驗算

        4.1 混凝土罐車作用下地下室梁等效均布荷載的確定

        根據(jù)上述混凝土罐車作用下地下室頂板活荷載計算結(jié)果,梁的均布活荷載q梁活=42.8 ×0.55=23.54 kN/m。

        同理,梁的恒荷載q素土=0.2×0.55×17=1.87 kN/m;q碎石=0.15×0.55×21=1.73 kN/m;q路面=0.15×0.55×25=2.06 kN/m;q梁=0.55×0.85×25=11.6 kN/m。

        則混凝土罐車作用下地下室梁荷載組合為:23.54×1.4+(1.87+1.73+2.06+11.6)×1.2=53.662 kN/m。

        4.2 支撐架的受壓應(yīng)力及穩(wěn)定性驗算

        梁支撐鋼管承載力按53.662 kN/m計算。

        根據(jù)荷載53.662 kN/m,每根立桿承受的荷載為N=6 707 N,鋼管面積則立桿的受壓應(yīng)力σ=N/A=6 707/424=15.8 N/mm2。代入穩(wěn)定系數(shù),

        σ=6 707/0.626×424=45.42 N/mm2≤f=205 N/mm2,滿足要求。

        5 結(jié)語

        根據(jù)上述驗算,地下室頂板作為施工期間的混凝土罐車車道使用,其加固的頂板和梁支撐的立桿受壓穩(wěn)定性均能滿足安全要求,經(jīng)過工程實踐證明,達到施工安全可靠效果。

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