车库顶板支撑补强方案

地下车库顶板支撑加固方案

一、项目概况：

中山剑桥郡花园六区二期1-2幢和四期3-4幢高层住宅及地下车库土建、水电安装工程，工程建设地点：中山市西区翠景道17号；属于框剪结构；地上层数：32-33层；地下层数：2层；层高：首层标高5.3m，二层标高3.6m;标准层高2.9m。工程总建筑面积：84190.44㎡；总工期：730天。

本工程由中山市雅居乐雍景园房地产开发有限公司投资建设，广东中山建筑设计院股份有限公司设计，广东中火炬监理咨询有限公司监理，红阳建工集团有限公司组织施工；由郝钢担任项目经理，陈忠福担任技术负责人。

项目地下车库顶板已经施工完成。因甲方提前覆土及绿化，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550 mm×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

表示-方向

图2 重车作用在跨中时X方向的弯矩图

（跨中最大正弯矩105 KN/m；柱帽最大负弯矩725 KN/m ）

表示-方向

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 KN/m ；柱帽最大负弯矩683 KN/m ）

表示-方向

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）

图5 后轮位于跨中的计算模型

表示-方向

图6 后轮位于跨中时X方向的弯矩图

（跨中最大正弯矩112 KN/m ；柱帽最大负弯矩728 KN/m ）

表示-方向

图7 后轮位于跨中时Y方向的弯矩图

（跨中最大正弯矩135 KN/m ；柱帽最大负弯矩709 KN/m ）

表示-方向

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852 KN/m，柱帽处最大负弯矩为728 KN/m；跨中最大剪力277KN/m，支座最大剪力1016KN/m。

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f c=14.3N/mm2，b=1000mm；

a s=27mm；a s／=37mm；fy = fy／=360N/ mm2

As=8×72×π=1231 mm2；As／=4×72×π=615 mm2

h0 =H－a s = 400－27＝373 mm

按照规范公式7.2.1-2，混凝土受压区高度：

α1f c bx = f y A s－f'y A's

由于混凝土强度小于C80，故，α1=1.0

所以， 1.0×14.3×1000×x=360×1231－360×615

x=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－(f cu,k－50)×10-5

由于正截面混凝土处于非均匀受压状态，故取εcu＝0.0033

根据规范7.1.4-1相对界限受压区高度：

x ≤ξb h0 (7.2.1-3)

x ≥2α'(7.2.1-4)

其中，钢筋屈服点

所以，ξb h0＝0.52×373＝194mm；2a'=2*40=80mm

x=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≤f

y A

s

(h-a

s

-a'

s

) (7.2.5)

f

y A

s

(h-a

s

-a'

s

)＝360×1231×（400-37-27）＝148.9KNm 跨中X方向弯矩允许值[Mx max]＝148.9KNm

跨中Y方向弯矩允许值[My max]＝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×f t×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h0<800mm时，(7.5.3-2)式中取h0=800mm）。

βh=(800/h0)1/4 ＝(800/800)1/4=1

C30混凝土轴心抗拉强度设计值f t=1.43N/mm2，

跨中板带斜截面的受剪承载力允许值为：

[V]＝0.7βh f t bh0=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；