人货电梯基础部位地下室顶板回顶设计

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1、 第 1 页 共 4 页 建筑时报/2012 年/7 月/12 日/第 007 版 谈实论虚 人货电梯基础部位地下室顶板回顶设计人货电梯基础部位地下室顶板回顶设计 成龙建设集团有限公司 刘美产 饶卫华 一、前言 以前施工单位通常将人货电梯基础设置在地下室底板上，但是后续施工一方面增加租赁成 本，同时也影响顶板开洞结构质量和防水等，造成不良影响。随着高层建筑施工的普及，由于考 虑到人货电梯与建筑物运输距离、施工进度、租赁成本等因素的影响，施工人货电梯基础布置在 顶板上特别是顶板后浇带情况已经十分普遍，由于建筑设计通常未能考虑到施工人货电梯的布置 对结构的不良影响，为此人货电梯基础对应顶板位置回顶

2、加固成为难题。本文将对人货电梯基础 部位采用钢管顶托和工字钢相结合的回顶设计进行阐述。 二、工程概况及施工人货电梯基础布置 1.工程概况： 本工程是由杭州市下沙街道湾南经济联合社开发的杭州下沙街道湾南社区经济联合社商业 综合房一标工程。建筑工程相对标高0.000 相当于黄海标高 6.60 米。建筑面积：96298 平方米； 其中地下室建筑面积为 14381 平方米，结构类型为框架剪力墙。工程由长沙市规划设计院有限责 任公司设计，成龙建设集团有限公司总承包。 2.人货电梯基础布置： 基础均采用钢筋混凝土，基础结构按机械出租公司提供的图纸和相关资料进行施工，工程主 楼基础位于地下室顶板上，基础施工

3、前先将地下室顶板用钢管支撑进行加固，经监理、业主验收 后再行施工。 1)施工电梯配置。 根据施工要求及实际情况，每栋楼配置一台由浙江建机集团生产的 SCD200/200 型号施工升 降机，共 5 台。 2)施工电梯基础外边设计位置：避免拆卸塔吊时与平衡臂交叉，塔吊中心与施工电梯中心距 离不少于 14.4 米。 三、基础承载计算 考虑动载、自重误差及风载对基础的影响，安全系数取 2。 P=吊笼重(KG)+底笼重(KG)+导轨架总重+对重重+载重重0.02(KN) 其中导轨架总重(按照安装高度 80 米计算共需标准节 54 节、附墙架 9 道、天轮 1 件)：197 54+15710+141=12

4、349KG，则基础承载重： P=(17502)+1608+12349+(13502)+(20002)0.02=484KN 按能承受最大压力 Pmax484KN 而制作的基础，则符合该施工升降机的使用要求。地面承载 力不得小于 0.15MPA，而基础本身自重 G=3.74.20.32.5KN/立方=11.655T=116.6KN，而基 础尺寸为 4.2 米3.7 米0.3 米，那么可求得地下室顶板承压力 N 为：N=(484+116.6)/3.7 4.2=38.65KN/平方米=0.04MPA 四、人货电梯顶板回顶加固设计 因人货电梯基础位于地下室顶板上，而按照地下室顶板经查阅本工程结构施工总说

5、明并与设 计联系确认，本工程地下室顶板按照结施 01 第一条说明，顶板按照 70KN/平方米设计，考虑该 部位为非人防部位，若仅按 1.5 米覆土厚度计算，至少可承载 111.51.8=2.7T/平方米。如果 按照最不利情况进行计算，那么地下室顶板其他部位需要适当顶撑加固。同时由于本电梯基础位 第 2 页 共 4 页 于沉降型后浇带上，为增加地下室顶板受力整体性，由于主楼施工已达十层以上，沉降已基本到 位， 拟将位于该段基础的后浇带先行封闭， 并在地下室对应人货电梯基础部位采用顶托钢管加固， 避免对结构造成不良影响。 五、地下室人货电梯加固设计 (一)地下室梁底板回顶加固体系构成 为保证施工升

6、降机正常运行及地下室顶板面安全，拟采用如下加固方案：人货电梯基础分两 个部分进行加固设计：第一，考虑集中荷载作用，设计在人货电梯对应四根导轨位置，用 160 型 号工字钢进行回顶支撑。第二，在人货电梯基础对应地下室顶板位置采用满堂钢管脚手架进行加 固，以便承担地下室顶板上人货电梯基础传来的均布荷载，通过这样双重加固确保地下室顶板结 构不受破坏。 (二)地下室顶板对应四根导轨部位加固设计 1.基础回顶设计： 在地下室顶板上浇注人货电梯基础，基础宽长高=3.74.20.3m，内配 HRB235 钢筋 10200，C30 混凝土。为了保证板不受损伤，在其下部采用四根 16 号工字钢为支撑。工字钢中

7、间用 L5050 角钢水平环向把四根工字钢连成整体，支撑点正对人货电梯支架下部。每根工字钢 底部各一块 10300300 铁板作为垫铁，每个垫铁上焊四根12 长 15cm 钢筋与工字钢焊牢。 2.强度验算： 强度验算：16 工字钢.Fm=205N/mm2；(抗弯设计强度)E=206103N/mm2；(弹性模 量)A=26.1cm2； (截面积)Ix=1130104cm4(截面惯性距)， ix=6.58cm(回转半径)， Iy=93.1104cm4(截 面惯性距) iy=1.89cm(回转半径)。 荷载计算： 484 (升降机荷载)+250.34.23.7(基础混凝土)=600.6KN 按轴心受

8、压构件计算， 当绕 x 轴失稳时属于 a 类截面，绕 y 轴失稳时属于 b 类截面，计算长度 lox=380/2=190cm； loy=380/2=190cm。 细长比x=lox/ix=190/6.58=28.85=150 查表 a 类截面 =0.965，195.45103/(0.96526.1102)=77.6N/mm 细长比y=loy/iy=190/1.89=100.5=150 查表 b 类截面 =0.552，195.45103/(0.55226.1102)=135.66N/mm 故工字钢能满足抗压要求。 3.施工时的注意事项： 工字钢安装前用测量仪器测出人货电梯四个支柱中心位置和四根工字

9、钢立杆的中心位置，两 者的位置必须在一条垂线上，安装工字钢时用额定荷载一吨的千斤顶在工字钢底部往上顶工字钢 立杆(工字钢顶部和底部各焊接 30030010 型号钢板以增加受力面积)， 再用钢筋支架焊牢工字 钢立杆，并保证工字钢不发生移动。工字钢立杆位置经复核无误后再在工字钢下面安装加工好的 铁件，铁件要水平楔紧，并在工字钢立杆中部用 L5050 角钢水平环向把四根工字钢连成整体。 (三)地下室顶板对应人货电梯非导轨部位加固设计： 1.回顶设计： 在地下室采用钢管(483.0)搭设满堂脚手架(支撑面为 3.7m4.2m)，把地下室顶板上的荷 载传至地下室底板以满足安全施工要求。满堂架搭设时采用立

10、杆上加可调顶托，单钢管作托梁， 顶托上用木方(5070mm)支撑顶板，立杆间距900900mm，底部垫方木板，水平钢管步距小 于 1500mm， 立杆四周 45 度角设置剪刀撑连续设置到顶， 上、 下水平杆距立杆端部不大于 200mm。 为确保施工电梯荷载能有效传递至地下室底板，可调顶托必须旋紧，并要求上、下层位置相对应。 脚手架支撑体系立杆与楼板的接触面用木板，立杆上部用可调式底座调紧，受力直至传到底 板基础。 2.支撑体系构成图： 第 3 页 共 4 页 1)支撑体系平面布置图(至少 65) 2)支撑体系立面图： (四)人货电梯加固方案设计计算： SCD200/200EJ 型升降机，导架高

11、度为 54 米(约 40 个标准节)。吊笼尺寸(m)(长宽高)3.0 1.32.25。底盘尺寸为 37004200。SCD200/200EJ 型升降机设置在地下室顶板上。后浇带位 置如图所示。地下室顶板厚 250，C35，采用钢管支撑加固，底盘下钢管必须采用顶托式钢管，顶 紧地下室顶板，加固钢管立杆间距 600600，步距 1200。 1.荷载计算： (1)围栏重量 1608KG=16.08KN(恒载) (2)吊笼重量 1750KG2=3500KG=35KN(恒载) (3)对重重量 1350KG2=2700KG=27KN(恒载) (4)吊笼载重量 2000KG2=4000KG=40KN(活载)

12、 (5)导架总重量 19754+15710+141=12349KG=123.5 KN(恒载) (6)动载：动载的近似计算方法为：在额定载重量上增加 100%的冲击载荷，再加上吊笼重量 和对重重量的 50%。40100%+(35+27)50%=71KN(活载) 第 4 页 共 4 页 (7)混凝土按 25KN/m3计算： 4.23.70.325=116.55KN(恒载) (8)地下室顶板上荷载：按照 3 KN/计算，34.23.7=46.62 KN(活载) 合计： 恒载：16.08+35+27+123.5+116.55=318.13 KN 活载：40+71+46.62=157.62KN 施工总荷

13、载：318.131.2+157.621.4=602.424KN。 如果按照顶板承受 15KN/平方米(实际按照覆土厚度 1.5 米能承受 27KN/平方米)， 那么需要立 杆传到地下室底板的实际荷载根据加固区域共计(3.70.9+1)(4.20.9+1)=30 根。 如按 30 根来计算， 则分摊到每根立杆上最终承受荷载为： (602.424-4.23.715)30=12.311 KN。 2.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=12.311KN 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=1.60 A立杆

14、净截面面积(cm2)；A=4.24 W立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49 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)； 参照扣件式规范 ，由公式计算： l0=ku1(h+2a) (1) l0=ku2h (2) k计算长度附加系数，按照规范表 5.4.6 取值为 1.155； u1，u2计算长度系数，参照扣件式规范附录 C 表； u1=1.719，u2=2.292，得 l0 分别为 3.574 和 3.177。 a立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m； 计算结果：取整体稳定最不利值 l0=3.574 =35740/16.0=223 查续表 A.0.6 =0.148 =12311/(0.148424)=196.185N/mm2，立杆的稳定性计算f，满足要求。 六、结束语： 本工程从最初设计的圆木在人货电梯基础导轨四角进行回顶，直径 150 壁厚 10 钢管回顶， 以及本文所阐述的顶托和工字钢回顶结合的方案中，从稳定性及经济合理角度，经综合比较选择 了本方案。实践证明，该加固方案的实施能满足结构安全和人货电梯的安全运行，至工程结束， 砼结构梁板未发现任何裂缝或渗漏现象。