车库顶板(行车区域)支撑补强方案

第1页共14页明发锦绣华城地下车库顶板行车道支撑方案一、项目概况：沈阳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内力及承载能力进行验算。已知，地下一层基础持力层为第②层粘土层，承载力特征值为Fa=150KPa，地下二层基础持力层为第③层粘土层，承载力特征值为Fa=180Kpa；地下车库顶板可变荷载标准值按Q3＝10.0KN/m2设计；地下车库顶板静荷载取值按Q4＝1.6x18=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550mm×550mm，混凝土强度等级为C40。二、加荷后内应力计算：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内应力，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。内力分析采用Midas/Gen软件，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。模型和内力如图1~8所示。-200.0-200.0-100.0-100.0图1重车作用在跨中的计算模型第2页共14页MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE弯矩-Mxx1.05275e+0020.00000e+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（跨中最大正弯矩错误!未找到引用源。KN/m；柱帽最大负弯矩725KN/m错误!未找到引用源。）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE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:-0.419Y:-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错误!未找到引用源。；柱帽最大负弯矩683KN/m错误!未找到引第3页共14页用源。）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE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+002CB: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第4页共14页图5后轮位于跨中的计算模型MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE弯矩-Mxx1.11985e+0020.00000e+000-4.07804e+001-1.17163e+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112KN/m错误!未找到引用源。；柱帽最大负弯矩728KN/m错误!未找到引用源。）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE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:0.629-280.0-280.0-140.0-140.0第5页共14页图7后轮位于跨中时Y方向的弯矩图（跨中最大正弯矩135KN/m错误!未找到引用源。；柱帽最大负弯矩709KN/m错误!未找到引用源。）MIDAS/GenPOST-PROCESSORPLATEFORCE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: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）从以上Midas/Gen软件建模计算结果得知：跨中最大弯矩为852KN/m，柱帽处最大负弯矩为728KN/m；跨中最大剪力277KN/m错误!未找到引用源。，支座最大剪力1016KN/m错误!未找到引用源。。三．承载力验算按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），取1m宽板带进行验算。屋梁楼盖钢第6页共14页筋配置如下图所示：（一）跨中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C14@250，板底均配置C14@120。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错误!未找到引用源。，b=1000mm错误!未找到引用源。；as=27mm；as／=37mm；fy=fy／=360N/mm2As=8×72×π=1231mm2；As／=4×72×π=615mm2h0=H－as=400－27＝373mm按照规范公式7.2.1-2，混凝土受压区高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土强度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×1231－360×615x=15.5mm按照规范公式7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：εcu=0.0033－(fcu,k－50)×10-5由于正截面混凝土处于非均匀受压状态，故取错误!未找到引用源。εcu＝0.0033根据规范7.1.4-1相对界限受压区高度：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)其中，钢筋屈服点所以，ξbh0＝0.52×373＝194mm；2a'=2*40=80mmx=15.5mm≤194mm，满足(7.2.1-3)公式要求；x=15.5mm≯2a'=2*37=74mm，不满足(7.2.1-4)公式要求；不满足规范公式7.2.1-4，根据规范7.2.5条，正截面受弯承载力应符合下列规定：M≤fyAs(h-as-a's)(7.2.5)fyAs(h-as-a's)＝360×1231×（400-37-27）＝148.9KNm跨中X方向弯矩允许值[Mxmax]＝148.9KNm第7页共14页跨中Y方向弯矩允许值[Mymax]＝148.9KNm（二）跨中板带斜截面承载力按照规范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：V≤0.7βh×ft×b×h0(7.5.3-1)βh＝(800/h0)1/4(7.5.3-2)截面高度影响系数βh，（当h0800mm时，(7.5.3-2)式中取h0=800mm）。βh=(800/h0)1/4＝(800/800)1/4=1C30混凝土轴心抗拉强度设计值错误!未找到引用源。ft=1.43N/mm2错误!未找到引用源。，跨中板带斜截面的受剪承载力允许值为：[V]＝0.7βhftbh0=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C14@120；沿着板带方向：板面配C16@250，板底配C16@100。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；板带截取宽度b=1000mm；as=27mm；as／=37mm；As=12×72×π=1847mm2；As／=9×72×π=1385mm2h0=H－as=400－27＝373mm按照规范公式7.2.1-2，混凝土受压区高度：α1fcbx=fyAs－f'yA's由于混凝土强度小于C80，故，α1=1.0所以，1.0×14.3×1000×x=360×1847－360×1385x=11.63mm第8页共14页按照规范公式7.1.2-5，正截面的混凝土极限压应变：εcu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5由于处于非均匀受压状态，故取错误!未找到引用源。εcu＝0.0033；又从前计算结果已知钢筋屈服点ξb＝0.52根据规范7.1.4-1相对界限受压区高度符合以下公式要求：x≤ξbh0(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)所以，ξbh0＝0.52×373＝194mm；2a'=2*37=74mmx=11.63mm≤194mm，满足(7.2.1-3)公式要求；x=11.63mm≯2a'=2*37=7m4m，不满足(7.2.1-4)公式要求；不满