5号地块小区

回

顶

支

撑

施

工

方

案

                   编 制 人：               

               审 核 人：               

               审 批 人：               

                   编制单位：重庆中通建筑实业有限公司

                   编制日期：2016年3月26日

一、工程概况

本标段工程位于郑州市航空港区，本项目万科美景魅力之城5号地块，总建筑面积为163471.75㎡,其中1#楼地上29层10383.㎡、2#楼地上29层10367.63㎡、3#楼地上31层23470.96㎡、5#楼地上31层22123.76㎡、8#楼（商业）地上2层928.58㎡、10#楼地上1层（开闭所）159.45㎡、11#楼（幼儿园）地上4层3281.82㎡、地下车库：部分地下车库（部分地下车库面积为26067.1㎡）。

该工程结构为框剪结构，建筑结构和安全等级均为二级，抗震设防烈度为7度，建筑耐火等级为1级，合理使用年限为50年。

本工程基础为CFG桩复合地基、筏形基础，主体结构为全现浇框架剪力墙结构。现场施工道路拟利用消防车道和公共绿地顶板回顶作为临时施工道路，主楼边地库顶板作为施工电梯基础，扑救场地作为砂浆搅拌机基础。

二、编制依据

1、本工程现有设计图纸；

    2、国家及河南省现行施工规范、有关法律、法规等文件；

3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)；

4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

    5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

    6、《钢结构设计规范》GB50017-2003

7、重庆中通建筑实业有限公司企业标准、管理制度等。

三、编制说明

因现场施工环境所限及今后钢筋、装修材料运输方便，施工通道定于地库顶板之上。同时现场消防车道之外荷载满足不了施工要求，为满足装修材料运输及大型机械设备安拆的需要，经与甲方协商，同意在地下室顶板设置运输通道，并在车辆通行的消防、非消防地下室区域搭设钢管支撑架进行回顶。

通道路线根据现场施工环境、交通运输便利性及总平面布置的科学、合理、美观原则确定。需回顶的部位包括施工电梯基础、砂浆罐基础、现场临时道路通道区，具体部位见总平面布置图。

四、施工方案

施工方案

本方案关键点：材料运输通道宽度为8m（回顶宽度为8.0m），钢管回顶架体承载取值为25kN/㎡，地下室顶板限行50t以下车辆。具体验算附后。

电梯基础材下的钢管支撑架体待电梯拆除后拆除。砂浆管下的钢管支撑架体待各楼栋装修施工完毕后逐渐拆除；运输通道下的钢管支撑架体待道路中断后拆除。

钢管回顶支撑架体搭设方案如下：

1.材料运输道路回顶

架体立杆间距：900×900，所有立杆由横杆连成一个整体，横杆步距在不大于1200的前提下对上下横杆之间的距离进行均分确定，共设4道横杆。立杆的上端安装可调支座，上端加设木枋次楞@300和双钢管主楞@900，下端垫设木模垫板。纵横向每6跨设一道剪刀撑，架体外围设连续剪刀撑。立杆竖直支撑结构梁板，支撑必须使其受力，确保牢靠、稳固。

详下图所示。

3.施工电梯基础部位回顶

考虑到施工电梯自重及冲击荷载较大，拟在地下室负一层、负二层相应部位支设钢管快拆架承载体系，将施工电梯系列荷载由首层楼面通过支撑体系直接至基础底板，避免结构局部直接受载超过其承载力。

钢管支撑体系：采用Φ48×3mm钢管架对地下室顶板在电梯基础范围内进行回顶，以保证地下室顶板有足够的承载力。所有立杆由横杆连成一个整体，架体立杆纵横间距900×900mm，水平杆步距不大于1200mm，离地面350mm设纵横向扫地杆一道，架体外侧设置剪刀撑一道。立杆顶部采用可调支座回顶，并加设木枋，立杆底部垫150×150mm木模板。负一层、负二层支撑立杆位置应对应，保证立杆在同一条竖线上。电梯基础回顶前，先在在回顶楼层楼板上弹出电梯基础位置线，并画出立杆布置线，以确定支撑体系立杆位置对应，保证支撑体系正对电梯基础。

钢管布置示意图如下：

钢管立杆平面布置示意图

钢管立面布置示意图(仅示意负一层，负二层高分别为3.65m、3.7m)

4.砂浆搅拌机基础部位回顶

架体立杆间距：900×900，所有立杆由横杆连成一个整体，横杆步距在不大于1000的前提下对上下横杆之间的距离进行均分确定，共设4道横杆。立杆的上端、下端均安装可调支座，上端加设木枋次楞@300和双钢管主楞@900，下端垫设150*150木模板。架体外侧设置剪刀撑一道，详下图所示。

钢管立杆平面布置示意图

钢管立面布置示意图(仅示意负一层，负二层高分别为3.65m、3.7m)

五、支撑架计算书  

    计算依据：

    1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

    2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

    3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

    4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

    5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

   （一）临时通道计算书

1、计算说明

①地下室顶板设计荷载考虑0.8m覆土，其中覆土容重按18 kN/m³计，0.8m覆土荷载为14.4kN/㎡，消防车道活荷载为20kN/㎡。

②钢管回顶架体承载按25kN/㎡的材料堆载进行验算，由验算（详后）可知满足要求。钢管回顶架体承载取值25kN/㎡。

③装载汽车尺寸如下图所示（轮压尺寸为0.6*0.2m），由《荷载规范》附录B第B.0.4-2及国内相关文献，可知楼板上局部荷载的有效分布宽度分别为 bx=1.5m，by=2.4m，故有效分布面积为1.5*2.4*2=7.2㎡。根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》满荷载300KN对地库顶板产生的均布活荷载为20kN/㎡，本项目暂时不回填土，故能满足50t以下载重货车对地库顶板产生的均布活荷载33kN/㎡通行能力要求。

2、钢管回顶架体承载验算

按支撑架对钢管回顶支撑架体的承载力进行估算，荷载计算取值如下：

主次梁、支撑系自重(kN/m2):0.600；

混凝土和钢筋自重(kN/m2):25；

堆放荷载标准值(kN/m2)：25。

计算如下：

    回顶支架搭设高度为3.7米，

    搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.9米，立杆的横距 l=0.9米，立杆的步距 h=1.20米。

支撑架立面简图

支撑架立杆稳定性荷载计算单元

        采用的钢管类型为48×3.0。

    (1)基本计算参数[同上]

    (2)纵向支撑钢管的计算

        纵向木枋按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为

        截面抵抗矩 W = 83.33 cm3；

        截面惯性矩 I = 416.67 cm4；

纵向钢管计算简图

        3、荷载的计算：

        (1)脚手板自重(kN/m)：

            q1 =0.600×0.900=0.54kN/m

       (2)车辆通行活荷载(kN/m)：

           q2 = 25.00×0.3=7.5kN/m

       4、抗弯强度计算

      最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。

      最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

      最大弯矩计算公式如下:

      最大支座力计算公式如下:

     静荷载 q1 = 1.2×0.54=0.8kN/m

     活荷载 q2 = 1.4×7.5=10.5N/m

     最大弯矩 Mmax=(0.10×0.8+0.117×10.5)×0.92=1.048kN.m

     最大支座力 N = (1.1×0.8+1.2×10.5)×0.9=11.98kN

     抗弯计算强度 f=0.823×106/83330=12.57N/mm2

     纵向木枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

     5、挠度计算

     最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

     计算公式如下:

     静荷载 q1 = 0.54kN/m

     活荷载 q2 =7.5kN/m

     三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

     V=(0.677×0.54+0.990×7.5)×900.04/(100×9×103×4166700)=1.36mm

     纵向木枋的最大挠度小于900.0/250=3.6mm,满足要求!

     6、横向支撑钢管计算

     横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算

     集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=11.98kN  

                      支撑钢管计算简图

                      支撑钢管弯矩图(kN.m)

                     支撑钢管变形图(mm)

                     支撑钢管剪力图(kN)

支撑钢管支座反力图(kN)

      经过连续梁的计算得到

      最大弯矩 Mmax=1.48kN.m

      最大变形 vmax=1.247mm

      最大支座力 Qmax=22.77kN

      抗弯计算强度 f=1.48×106/4729.0=202.7N/mm2

      支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求!

      支撑钢管的最大挠度小于900/150与10mm，满足要求! 

      7、立杆的稳定性计算荷载标准值

      作用于回顶支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

      静荷载标准值包括以下内容：

      (1)脚手架钢管的自重(kN)：

            NG1 = 0.149×3.700=0.551kN

      钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值。

      (2)主次梁支撑板自重(kN)：

            NG2 = 0.6×0.900×0.900=0.486kN

      (3)堆放荷载(kN)：

            NG3 = 25.000×0.900×0.900=20.25kN

      经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 21.287kN。

       不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

             N = 1.2NG + 1.4NQ=1.2×21.287+1.4×0=25.544kN

      8、立杆的稳定性计算

       立杆的稳定性计算公式

       其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 25.544kN；

              —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；

             i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.59

             A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.50

             W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.73

              —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；

            [f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

             l0 —— 计算长度 (m)；

        如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算 

             l0 = ku1(h+2a)      (1)

             l0 = ku2h           (2)

            k —— 计算长度附加系数，取值为1.115；

            u1 —— 计算长度系数，参照《扣件式脚手架规范》表C-3；u1 = 1.294；

u2 —— 计算长度系数，参照《扣件式脚手架规范》表C-5；u2 = 2.262；

     a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.55m；

    公式(1)的计算结果： =   25.544*1000/(10*15.9*450)=90.25N/mm2，

    立杆的稳定性计算  < [f] = 205N/mm2,满足要求!

    公式(2)的计算结果： = 131.50N/mm2，立杆的稳定性计算  < [f] = 205N/mm2,满足要求!

承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件。本回顶过程中均以地下室结构柱作为连墙件（每根柱子均与回顶架相连）。

    （二）施工电梯基础计算书

  施工电梯基础位于地下室顶板结构上，地下室顶板基础为轴心受压，计算简图如下：

1、施工升降机基本参数

施工升降机型号：SC200/200TD；      吊笼形式：双吊笼；

架设总高度：103m；                 标准节长度：1.508m；

底笼长：4.4m；                     底笼宽：3.8m；

标准节重：170kg；                  对重重量：0kg；

单个吊笼重: 1400kg；               吊笼载重：2000kg；

外笼重：1490kg；                   其他配件总重量：1909kg；

2、基础参数

基础混凝土强度等级：C30            fc=14.3N/mm2；

基础长：4.4m；                     ft=1.43N/mm2

基础宽：3.8m；                     基础厚：250mm；

垫层厚：100mm

3、基础承载计算：

导轨架重（共需69节标准节，标准节重170kg）：170kg×69=11730kg，

施工升降机自重标准值：Pk=(1400.00×2+1490.00+0.00×2+2000.00×2+11730+1909.00)×10/1000=219.29kN

基础重量：P2=3.8×4.4×0.4×2.5×9.8=163.86kN（忽略基础与周围板的整体增强效果）

考虑动载、自重误差及风载对基础的影响，取系数n=2.1，基础重量系数取1.2

基础承载力设计值：P=2.1×219.29+1.2×163.86=657.14kN

基础底面积验算，轴心受压基础基底面积应满足：

(P＋F)/S =(657.14KN)/4.4×3.8=39.3KN/m2

        =0.039N/mm2 ≤fc=14.3 N/mm2

4、满堂架立杆验算

为了保证结构安全，采用钢管支撑加固的方法，由钢管支撑承担施工电梯、基础的全部荷载，通过钢管支撑将荷载传至基础底板。

Φ48×3钢管立杆的连接方式为承插对接，查《建筑施工手册》，当横杆步距小于L=1200mm，立杆间距为900mm时，立柱允许荷载［N］值为26.8KN，钢管立杆根数为90根，每根钢管承受的荷载

N=(P＋F)/90=(657.14KN)/90=7.30KN＜［N］=26.8KN

满足要求！

5、立杆稳定性验算：

σ=N/(φE)= 7300/(0.626×4)=24.01 N/mm2＜f=205N/mm2

式中 N—每根立柱承受的荷载(N)；

φ—轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ=L/i=1500/15.8=94.937,查表得φ=0.626。

满足要求！

故支撑体系满足要求！

   （三）砂浆搅拌机基础计算书

据砂浆搅拌机使用说明书砂浆搅拌机自重2350kg,搅拌罐容积2m3

1、据此搅拌机自重标准值：Pk=(2350+20*2000)×10/1000=423.5kN

2、基础重量：P2=4×4×0.4×2.5×9.8=156.8kN（忽略基础与周围板的整体增强效果）

考虑动载、自重误差及风载对基础的影响，取系数n=2.1，基础重量系数取1.2

基础承载力设计值：P=2.1×423.5+1.2×156.8=1076.55kN

基础底面积验算，轴心受压基础基底面积应满足：

(P＋F)/S =(1076.55KN)/4×4=67.28KN/m2

        =0.067N/mm2 ≤fc=14.3 N/mm2

Φ48×3钢管立杆的连接方式为承插对接，查《建筑施工手册》，当横杆步距小于L=1200mm，立杆间距为900mm时，立柱允许荷载［N］值为26.8KN，钢管立杆根数为81根，每根钢管承受的荷载

N=(P＋F)/81=1076.55/81=13.29KN＜［N］=26.8KN

满足要求！

   3、立杆稳定性验算：

σ=N/(φE)= 67280/(0.806×4)=170.7N/mm2＜f=205N/mm2

式中 N—每根立柱承受的荷载(N)；

φ—轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ=L/i=1000/15.8=63.29,查表得φ=0.0.806。

满足要求！

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