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施工升降机基础加固施工
方案
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一、工程概况
****工程位于。。。路。本工程由9幢楼及地下车库组成,占地面积为
25220㎡,总建筑面积为147145㎡,总建筑高度为99m。
施工升降机配置情况:6号楼安装一台聚龙SCD200/200TD施工电梯,建筑高度
99m,安装高度99m。
因施工升降机基础座落在地下一层车库顶板上,板结构板厚180㎜。为保证地
下室顶板具有足够的承载力,确保确保施工升降机的使用安全,对施工升降
机布置的位置,在地下一层车库底板与施工升降机基础承台间进行支撑加
固。
二、升降机基础加固
方法
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及荷载计算:
施工升降机基础结构情况如下:基础长×宽为 4.4m×3.8m,基础板厚
300 ㎜,基础内配 B12@200 双层双向钢筋,混凝土强度等级 C30。
在施工升降机的基础部位 4.4m×3.8m 范围内的地下车库用φ48×3.5
钢管搭设满堂脚手架支撑体系作为加固手段对地下室顶板进行加固,脚手架
搭设高度为 4.5m,导轨架底部应力加固区域立杆纵距 0.3m,立杆横距 0.3m,
其余周边部位立杆纵距 0.6m,立杆横距 0.6m,步距 0.9m。
按说明书第9页选用SCD200/200TD型号升降机,查说明书第5页得对重重
量为1000kg×2,导轨架重(安装高度为100米共需66节
标准
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节,标准节重
150kg):150kg×67=10050kg,
施工升降机自重标准值:Pk=(1500kg×2+1480+150kg×67+1000kg×
2+2000kg×2)×2×10/1000=20530kg=20530×10=205300N=205.3kN;考虑动
载、自重误差及风载对基础的影响,取系数n=2.1(升降机说明书按2考虑);
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基础承载力
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
值:P=2.1×205.3=431.13kN
三、升降机说明书设计基础抗冲切验算:
按升降机说明书第9页基础图可知,升降机的所有重量除底层护栏外均
通过导轨架传递至基础板,由此产生荷载直接对地下室顶板的冲切应力,为
防止产生冲切破坏,必须先验算基础能把上部传来荷载分散均布在地下室顶
板上。由《混凝土结构
设计规范
民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计
》GB 50010-2002之7.7.1条,在局部荷载或
集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板,其受冲切承载力具体验算如
下:
升降机导轨架基础及其力学分析图
(其中a=650mm(按说明书第48页),c=650mm, l=4400mm, b=3800mm),
计算公式为:
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其中由说明书第9页之技术要求未明确其砼强度,现定为:C30查表
得 =1.43N/mm2。 的取值按本公式说明取最小值=1.0N/mm2;按图厚度为
h=300mm,小于800mm,得 =1.0; =h-有效高度=300-35=265mm;另
=c/a=650/650=1<2,取2, =0.4+1.2/2=1; 按最不利的角柱考虑取20,
按公式说明计算周长=((650+265/2*2)+(650+265/2*2))*2=3660mm,
=0.5+(20*265)/(4*3660)= 0.862021858,按公式要求取最小值=0.862021858
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由此根据公式的 , 即为加载在300mm
厚基础板上的集中荷载=431.13kN,而 =(0.7×1.0
×1.43 N/mm2+0.15×1.0 N/mm2)×0.862021858×3660mm×
265mm=962322.325N=962.322KN大于 =431.13kN
说明升降机的基础能满足导轨架集中荷载的冲切承载力的验算要求,由
此可以认定431.13KN的荷载经升降机基础分散均布至地下室顶板的
A=4400mm,B=3800mm范围上,但从实际加固施工过程中,不可辟免的出现支
撑点不均匀现象。
四、基础板下承载力验算
由说明书第9页技术要求第2条要求:混凝土基础板下地面的承载力应
大于0.15MPa=150KN/㎡,选用基础为A=l=4400mm,B=b=3800mm;按基础承载
力设计值:431.13kN加上基础自重:4.4×3.8×0.3×25KN/m³×1.2(标准荷
载设计分项系数)=150.48KN,得基础均布荷载
=(431.13+150.48)/4.4/3.8=34.79KN/㎡,而经查本工程图纸0-01结施总说
明<一>2.6地下室顶板C35承载力设计值(相对楼板的外加荷载即为活载)为:
10 KN/㎡,远小于均布荷载的34.78KN/㎡;必须采取加固措施,对此顶板进
行加固。
五、地下室顶板承载力加固设计
1、 地下室顶板承载力加固设计的分析
地下室顶板的本身重量可以由本身结构支撑,对地下室顶板的加固只考虑
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升降机及其基础产生的恒动荷载:431.13+150.48=581610N=581.61KN。为尽
量利用工程中使用较为灵活的材料,本加固设计拟用钢管支架作为支撑系统
作为加固方案的实施方式(具体立杆布置搭设按简图所示),由于钢管的立
杆稳定性是其承载能力的主要指标,而在搭设过程中,其搭设的水平纵横方
向的拉结杆均未能较好的顶固,其拉结作为抗挠度的约束不能认定为固定
端。由升降机及其基础对地下室顶板产生的均布荷载的 34.78KN/㎡大于设计
荷载的 10 KN/㎡为 3 倍以上,如果按应力完全分散均布在地下室顶板上,必
定导致顶板支撑点之间产生一定的弯矩,从而产生弯曲变形,影响地下室顶
板的结构安全,故此为安全考虑在加固设计时,必须尽可能的让加固支撑直
接对应,升降机导轨架位置,由此设置应力考虑范围,如图所示。
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4400
3800
650
650
基础
导轨架
应力考虑范围
钢管支架支撑立杆布置图
2、 地下室顶板混凝土受压强度验算
按照应力考虑范围,设定升降机及其基础载荷全部集中,并均匀分布于支
撑顶板底部的宽 50mm×高 100mm 的水平横支承方木(木楞)上。地下室顶板
底与方木(木楞)的受压接触面,按立杆布置图可知,长度为 2352mm 共计 7
条,每条接触面为 2×50mm(双方木(木楞),设计时考虑方木(木楞)加
工尺寸不标准,只按一条接考虑)即得总接触面面积:2352mm×50mm×7 条=
823200mm2,由升降机及其基础产生的恒动荷载:431.13+150.48=581610N,
锝:fc1=581610N/823200mm2=0.706523324N/mm2< fc =16.7 N/mm2(由地下室顶
板砼强度 C35 轴心抗压设计值,查《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002
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表 4.1.4),由此表明方木(木楞)与地下室顶板之间的应力传递混凝土受
压强度验算合格。
3、 加固支撑地下室顶板水平横支承方木(木楞)的抗压强度验算
由“地下室顶板混凝土受压强度验算”得,升降机及其基础载荷全部均匀
分布于支撑顶板底部的 7 根长 2352mm×宽 50mm×高 100mm 的方木(木楞)
上,由此计算出地下室顶板传递的荷载压应力 fc1,
fc1=581610N/823200mm2=0.706523324N/mm2,方木(木楞)按《建筑施工模板
安全技术规范》JGJ162-2008 选用 针叶树种木材“南方松”,查该规范表
A.3.1-1得其强度等级为AC15A,查该规范表A.3.1-3得顺纹抗压fc=13N/mm2,
横纹抗压 fc90=2.1N/mm2,按最不利情况按横纹抗压值考虑。则:
fc1=0.706523324N/mm2
40~60(钢管直
径为48mm)查表取用抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=200 N/mm2;钢材屈服强
度值 :本设计方案使用钢管用钢牌号为Q235,按《钢铁产品牌号表示方法》
GB221-2000第3.2.1条说明,其屈服强度为235N/mm2,轴心受压杆件毛截面面
积A按壁厚3.5mm外直径48mm取用A= ((48/2) 2-(48/2-3.5)2)×3.14159=
489.3026425mm2,直径为48mm的下套管的钢管回转半径 = (依《建
筑施工手册》第四版第一部分之2-1-2 结构静力计算表之常用截面几何与力
学特征表2-5序号5的公式:)=(48mm2+(48mm-3.5mm×2)2)0.5/4=15.7817141mm,
其惯性矩 = =3.14159×(48mm4+(48mm-3.5mm×2)4)
/64=399285.1425mm4;上插管为实心U型可调支托,其直径按JGJ162-2008规
范6.1.9条明确“螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm”=48-5.5×
2-3×2=31mm,其惯性矩 (依《建筑施工手册》第四版第一部分之2-1-2 结
构静力计算表之常用截面几何与力学特征表2-5序号4的公式)= =3.14159
×314/64=45333.19279mm4;由此依
=399285.1425mm4/45333.19279mm4=8.807787803;得 =
((1+8.807787803)/2)0.5=2.21447373;推出 = =2.21447373×
1800mm/15.7817141mm=252.5741303;按JGJ162-2008规范查附录D计算
=252.5741303×(235 N/mm2/235)0.5=252.5741303已经超出查表范围,
按《钢结构设计规范》GB 50017-2003附录C说明,查JGJ130-2001表5.1.6
得钢材弹性模量E=2.06×105N/mm2,计算
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= =(252.5741303/3.14159)×(235N/mm2/206000 N/mm2)
0.5=2.715436688>0.215,须按 公式
计算轴心受压构件稳定系数 值,查GB 50017规范表5.1.2截面分类为B类,
依GB 50017规范表C-5得a2=0.965,a3=0.3代入公式计算得 =[(0.965+0.3×
2.715436688+2.7154366882)-((0.965+0.3×2.715436688+2.7154366882)
2-4×2.7154366882)0.5] /(2×2.7154366882)=0.121056499; 弯矩作用平
面内偏心弯矩值 = 其中N=9231.904762N,d=48mm得 =9231.904762N
×48mm/2=221565.7143N.mm;弯矩作用平面内较大受压的毛截面抵抗矩
依《建筑施工手册》第四版第一部分之2-1-2 结构静力计算表之常用截面几
何与力学特征表2-5序号5的公式)= =(3.14159×(48mm3-(48mm-3.5mm
×2)4/48mm))/32=5077.789142mm;欧拉临界力 = =3.141592×206000
N/mm2×489.3026425mm2/252.57413032=15594.30632N;代各参数入公式计算
得: =9231.904762N/(0.121056499×489.3026425mm2)+(1.0
×221565.7143N.mm)/(5077.789142mm×(1-(0.8×
(9231.904762N/15594.30632N))))=238.7492543N/mm2>抗拉、抗压和抗
弯强度设计值f=200 N/mm2。
由此说明加固支撑地下室顶板扣件式钢管立柱纵横水平拉杆步距为
1800mm时稳定性的验算不合格,须作进一步分析改进设计。经分析计算杆件
的实际抗压强度值偏大,是由于受压杆件的计算长度 =1.8m偏大,导致轴
心受压构件稳定系数 值偏小,进而导致 的结果偏大。
2) 受压杆件的计算长度 =0.9m 设计(即纵横水平拉杆步距为 900mm)
结合上次验算数据得, = =2.21447373×
900mm/15.7817141mm=126.2870652;按JGJ162-2008规范查附录D计算
=126.2870652×(235 N/mm2/235)0.5=126.2870652查表得轴心受压构
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件稳定系数 值=0.406,按公式其他参数不变,代入公式得:
=9231.904762N/(0.406×489.3026425mm2)+(1.0×
221565.7143N.mm)/(5077.789142mm×(1-(0.8×
(9231.904762N/15594.30632N))))=129.3641042N/mm2<抗拉、抗压和抗
弯强度设计值f=200 N/mm2。
由此说明加固支撑地下室顶板扣件式钢管立柱纵横水平拉杆步距为
900mm时稳定性的验算合格。
六、地下室顶板加固安全保证措施
1、 为了减少顶部导轨架应力集中对支撑钢管的局部变形影响,在升降机
导轨架标准节底座的位置和加固区域四周支撑钢管时,在楼板底部和上 U 型
支托之间连续垫置两条 100×50 木方木(木楞)必须使用质量可靠的可调支
托,施工时必须多次调紧,以保证所有支撑支托受力均匀。
2、 支撑立杆的顶部和底部分别应和地下室顶板和地下室底板顶紧,标准
节支撑区立杆尽量不用对接接长,非标准节支撑区的立杆可用对接接长,禁
止使用搭接接长钢管。所有钢管端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于 100
㎜。
3、 加固的架体应悬挂标识,定期由安全员进行检查,看是否有松动的迹
象,如发现异常情况应及时进行调整加固。加固区域不能积水,如有积水现
象应先用不低于 C20 混凝土填高,高于原地下室底板面不少于 50mm。
4、 严格按示意图要求施工剪刀撑,以保证支撑体系的稳定。替他需注意
细节按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008 和《建筑施工扣件式钢
管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)规范施工。
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钢管支架支撑立面示意图
沿加固支撑体系外侧四
周和支撑体系的两个对
角方向均设置剪刀撑,
以保证体系处于自稳状
态!