工程车辆在地下室顶板上行驶的安全性分析.pdf
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工程车辆在地下室顶板上行驶的安全性分析.pdf
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江苏建筑2012年第4期(总第149期)收稿日期2012-04-24作者简介毛浩军,南京长江都市建筑设计股份有限公司,助理工程师。
0引言通常在住宅小区等设计中,为了充分利用地下空间,往往将各住宅单体间的绿地下布置地下停车库以满足停车需求。
有的地下停车库与各单体脱开,布置于各单体之间,有的直接与各单体连接成为一个大底盘地下室。
单体和地下室如此布置,在施工中就会遇到一个不得不解决的工程问题。
在组织各住宅单体的上部施工时,除了需要考虑在地下室顶板上布置各种施工堆料的荷载外(此荷载工况施工图设计中均会考虑),还要考虑混凝土搅拌车等工程车辆在地下室顶板上的行驶荷载。
混凝土搅拌车等工程车辆在地下室顶板上行驶,地下室结构是否承受的了这么大的荷载,就需要结构工程师对此工况作用下的地下室各构件进行验算。
1工程概况工程概况:
柱网为8.4m8.4m,混凝土强度等级C30。
施工图设计时按照地下室顶板上覆土厚度1.3m,顶板厚度400mm,覆土容重20kN/m3,顶板活荷载5kN/m2考虑计算。
搅拌车在顶板上行驶时,顶板上不覆土。
混凝土保护层厚度根据混凝土结构设计规范GB50010-2010表8.2.1,板底混凝土保护层厚度取为15mm,板底钢筋直径按d=20mm考虑,则板的有效高度h0=375mm。
2混凝土搅拌车等工程车辆的相关参数及荷载取值部分混凝土搅拌车的各项参数见表1。
由于混凝土搅拌车等工程机械作用于地下室顶板上的等效均布荷载,建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006工程车辆在地下室顶板上行驶的安全性分析毛浩军,董青(南京长江都市建筑设计股份有限公司,江苏南京210002)摘要文章通过验算混凝土搅拌车等工程车辆施工期间在某地下室顶板上行驶的安全性,对此问题进行剖析,并提出在此期间对地下室顶板的保护措施。
关键词混凝土搅拌车;验算;安全性;保护措施中图分类号TU642.1:
TU9文献标识码A文章编号1005-6270(2012)04-0059-02SafetyAnalysisofEngineeringVehiclesTravelingontheBasementRoofMAOHao-junDONGQing(NangjingYangtzeRiverUrbanArchitecturalDesignCo.,Ltd.,NanjingJiangsu210002China)Abstract:
Incheckingthesafetyconditionofcoustructionvehicles,suchasconcretemixerdrivingonthebasementroof,thesafetyproblemhasbeenanalyzedandthebasementroofprotectionmeasureisprovidedac-cordingly.Keywords:
concretemixer;check;safety;conservationways图1东风大力神混凝土搅拌车图2城-B级标准车辆平面布置59江苏建筑2012年第4期(总第149期)年版)并未给出。
根据表1中的数据混凝土搅拌车的数据可知其最大轮压为45kN,通常情况下总质量为25000kg,采用汽车三轴底盘(图1为较为常用的东风大力神混凝土搅拌车)。
因此我们可以偏于安全的按照城-B级标准载重汽车考虑。
城-B级标准载重汽车采用三轴式货车加载,总重300kN,前后轴距4.8m,行车界限宽度为3.0m。
汽车的平面布置如图2。
城-B级标准载重汽车是建筑结构荷载规范给出消防车楼面均布活荷载的原型车,因此当混凝土搅拌车直接作用在顶板上时可参照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)表4.1.1中消防车楼面均布活荷载的取值,按20kN/m2取用。
动力系数根据全国民用建筑工程设计技术措施结构(结构体系)表F.2,按1.3取用。
顶板在局部荷载作用下的抗剪和抗冲切验算取用的局部荷载,参照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)条文说明,按照最大轮压60kN,作用在0.6m0.2m的局部面积上确定。
3顶板在局部荷载作用下的抗剪和抗冲切验算地下室顶板抗剪承载力验算,根据混凝土结构设计规范GB50010-2010式6.3.3-1、6.3.3-2计算如下:
h=(800h0)1/4=1VR=0.7hftbh0=0.71.01.431600375=600.6kNVS=1.41.360=109.2kNVRVS故地下室顶板抗剪承载力满足要求。
地下室顶板抗冲切承载力验算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010式6.5.1-1、6.5.1-2计算如下:
=0.4+1.2S=0.8um=(600+200+2375)2=3100mmF1R=0.7hftumh0=0.71.01.430.83100375=930.93kNF1S=1.41.360=109.2kNF1RF1S故地下室顶板抗冲切承载力满足要求。
4地下室结构的整体验算梁、板、柱其他承载力计算,由于篇幅所限本文采用荷载设计值比较的方法进行验算。
鉴于施工期间车辆在地下室顶板上的作用,属于临时作用,故本文仅对地下室进行承载力极限状态下的验算。
根据建筑结构荷载规范GB5009-2001式3.2.3-1、3.2.3-2计算如下:
(1)施工图设计时地下室顶板上每平米作用的荷载设计值计算由可变荷载效应控制的组合:
S=1.236+1.45=50.2kN/m2由永久荷载效应控制的组合:
S=1.3536+1.40.75=53.5kN/m2由以上计算可知施工图设计时,顶板上作用的荷载设计值为53.5kN/m2。
(2)施工期间搅拌车作用时地下室顶板上每平米作用的荷载设计值计算由可变荷载效应控制的组合。
S=1.210+1.41.320=48.4kN/m2由永久荷载效应控制的组合。
S=1.3510+1.41.30.720=38.98kN/m2由以上计算可知,顶板上作用有搅拌车等工程车辆时,此工况下的荷载设计值为48.4kN/m2。
二者相比较可知,地下室承载混凝土搅拌车等类似工程车辆的作用时不影响地下室结构是安全。
5结语由于混凝土搅拌车等工程车辆直接在地下室顶板上表1部分工程车辆各项参数车辆型号总质量/kg轴距/mm外形尺寸/LWH搅拌容积/m3轴荷/kg东风大力神混凝土搅拌车250003650+13508800250039305.57000/18000(并装双轴)东风天龙混凝土搅拌车310001850+3400+135010700250039706.96500/6500/18000(并装双轴)东风153后双桥混凝土搅拌车249003850+13008700250037605.527000/17900(并装双轴)东风145混凝土搅拌车1200042008230249036802.184000/8000东风DFE混凝土搅拌车249003800+13509170249039805.527000/17900(并装双轴)重汽豪沃混凝土搅拌车249903600+1350915025003980-7000/17990(并装双轴)斯太尔双桥混凝土搅拌车250004000+14009780250039604.87000/18000(并装双轴)陕汽德龙F2000搅拌车250004000+13509400249539904.67000/18000(并装双轴)陕汽德龙F3000搅拌车1250003800+135091352490381057000/18000(并装双轴)陕汽德龙F3000搅拌车2310001800+3400+1350108752500399666500/6500/18000(并装双轴)解放J6混凝土搅拌车1310002100+3200+1350106502495395066600/6400/18000(并装双轴)解放J6混凝土搅拌车2250004300+13509400249539504.67000/18000(并装双轴)(下转第85页)60江苏建筑2012年第4期(总第149期)行驶,应注意以下问题:
(1)建议地下室顶板裸露用于行走混凝土搅拌车等工程车辆期间要做好地下室顶板外表面混凝土的保护工作,以防在施工阶段致使顶板外表面的保护层局部破坏,造成钢筋锈蚀。
(2)地下室结构在刚满足28d龄期最低要求下作用比较大的荷载,建议顶板的下部模板直至这一施工期间的临时工况结束作用时再拆除。
(3)由于地下室顶板的裸露,为防止温度裂缝和收缩裂缝的出现,地下室顶板要加强养护和必要的防止开裂措施,对顶板养护工作宜组织专人负责。
(4)密切关注工程车辆的载重,以防止额定总质量大于30000kg的工程车辆行驶于地下室顶板上以致于影响地下室结构的安全性。
(从表1中我们可以明确的看到搅拌容积在5m36m3的工程车辆总质量在25000kg31000kg区间,笔者建议在出具设计文件时可以通过限制搅拌容积并同时限定车辆总质量的方法来保证地下室顶板的安全性。
)从上述实例中,我们可以看到在顶板上不覆土的情况下行驶混凝土搅拌车等工程车辆以略小于施工图设计考虑的荷载工况满足了结构的安全性要求。
针对地下室顶板上在施工期间行走工程车辆这一工程问题,如有条件可在施工图设计阶段或工程施工之前,由建设单位结合施工组织设计提供具体的工程车辆型号、最大轮压、轴距、总质量及工程车辆具体行驶线路,供结构工程师提前对相应区域进行设计并提出必要的保护措施。
参考文献1GB5009-2001建筑结构荷载规范(2006年版)S.中国建筑工业出版社,2001.2GB50010-2010混凝土结构设计规范S.中国建筑工业出版社,2010.3全国民用建筑工程设计技术措施(2009)结构(结构体系).中国计划出版社,2009.图7吹填泥渗透系数为1e-8m/s,不同砂井间距时第2层真空面上下土层的沉降曲线图8吹填泥渗透系数为1e-9m/s,不同砂井间距时第2层真空面上下土层的沉降曲线!
(上接第60页)度P0。
而在土体平均固结度随时间因素的变化关系方面,几种预压固结方法的解答一致。
(2)根据太沙基轴对称固结微分方程比较了砂井地基分别采用常规真空预压和双面真空预压时,达到相同固结度所需时间的关系。
分析得到固结速度优势随着土体水平渗透系数与竖向渗透系数比值的减小而增大;随着砂井间距的增大而增大。
(3)通过运用ABAQUS对实际问题的有限元分析,明显看到双真空面预压法比常规单面预压方法更快地使土体固结沉降。
对于吹填土,双真空面的作用是增加排水面,缩短排水距离;对于原地基土,底层真空面的存在一方面缩短了排水路径,另一方面加快了原地基表面负的超孔压形成的速率,从而加快了土体的固结速度。
(4)实际工程中,可以考虑调整吹填土厚度和吹填土或原地基土中砂井间距以使得吹填土和原地基土同时达到固结稳定。
参考文献1李丽慧,王清,等.立体式真空降水法分层加固吹填土的可行性研究J.岩土工程学报,2002(7).2殷宗泽.土工原理M.中国水利水电出版社,2007.3.3张辉星.常规真空预压与低位真空预压软基加固比较分析J.福建建设科技,2006(4).4翁冬波,等.低位真空预压法在淤泥固结中的应用J.浙江水利科技,2007(5).5张功新,等.真空预压中真空度与孔隙水压力的关系分析J.岩土力学,2005(12).6娄炎.负压条件下软土地基的孔隙水压力J.水利学报,1988(9).7李豪,等.真空堆载联合预压加固软基简化计算方法J.岩土工程学报,2003
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