施工升降机(电梯)基础加固施工方案.doc

中 建 七 局 第 三 建 筑 有 限 公 司 东山苗圃社会保障房
CHINA CONSTRUCTION SEVENENGINEERING BUREAU 5#、6#楼施工升降机基础加固施工方案
一、工程概况 2
二、升降机基础加固满堂脚手架设计及加固满堂脚手架计算： 2
三、基础板下承载力验算 2
四、地下室顶板承载力加固设计 3
五、地下室顶板加固安全保证措施 14

一、工程概况
东山苗圃社会保障房工程位于福州市晋安区鼓山镇东山村。本工程由5#、6#楼及地下车库组成，占地面积约为3984㎡，总建筑面积为28765㎡，总建筑高度为92.9m。
施工升降机配置情况：5#楼安装一台聚龙SCD200/200施工电梯，建筑高度92.9m，安装高度100m。6#楼安装一台聚龙SCD200/200施工电梯，建筑高度92.9m，安装高度100m。
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200㎜。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、升降机基础加固满堂脚手架设计及加固满堂脚手架计算：
施工升降机基础结构情况如下：5#基础长6m×宽为3.7m×高0.3m，基础板厚300㎜，基础内配A10@200双层双向螺纹钢筋，混凝土强度等级C35。6#基础长5.3m×宽为4.2m×高0.3m，基础板厚300㎜，基础内配A8@250双层双向螺纹钢筋，混凝土强度等级C35。
在施工升降机的基础部位于地下室顶板、板厚200mm，5#楼基础位于地下室顶板5-11,5-16;5-2/OA,5-A轴线位置范围内，6#楼基础位于地下室顶板6-5，6-12;6-1/OA,6-A轴线位置范围内。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5#楼4.4m、6#楼4.3m，加固区域立杆纵距0.6m,立杆横距0.6m，步距1.2m。脚手架基础为180mm厚C20砼。
按说明书第1页选用SCD200/200型号升降机，查说明书第1页得对重重量为845kg×2，导轨架重（安装高度为105米共需70节标准节，标准节重152kg）：152kg×70=10050kg
施工升降机自重标准值：Pk=(1070kg×2+1480+152kg×70+845kg×2+2000kg×2)×10/1000=19950kg=19950×10=199500N=199.5kN；考虑动载、自重误差及风载对基础的影响，取系数n=2.1；
基础承载力设计值：P=2.1×199.5=418.95kN
三、基础板下承载力验算
由说明书技术要求要求：混凝土基础板下地面的承载力应大于0.2MPa=200KN/㎡，选用基础为A=l=6000mm，B=b=3700mm；按基础承载力设计值：418.95kN加上基础自重：6×3.7×0.3×25KN/m³×1.2（标准荷载设计分项系数）=199.8KN,得基础均布荷载=(418.95+199.8)/6/3.7=27.872KN/㎡，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：4 KN/㎡，远小于均布荷载的27.872KN/㎡；必须采取加固措施，对此顶板进行加固。
四、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升降机及其基础产生的恒动荷载：418.95+199.8=618750N=618.75KN。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）
图（一）

图（二）

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27.872KN/㎡大于设计荷载的4 KN/㎡为7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，如图所示。
图（三）

图（四）

图（五）

图（六）

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100mm×高100mm的水平横支承方木（木楞）上。地下的室顶板底与方木（木楞）受压接触面，按立杆布置图可知，长度为2352mm共计5条，即得总接触面面积：2352mm×100mm×5条= 1176000，由升降机及其基础产生的恒动荷载：418.95+199.8=618750N，得：fc1=618750N/1176000mm2=0.526N/< fc =16.7 N/(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5根长2352mm×宽100mm×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, 考虑地下室顶板承受一部分荷载:618.75-3.7×6×4=529.95KN,=529950N/1176000 =0.451N/，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/，横纹抗压fc90=2.1N/，按最不利情况按横纹抗压值考虑。则：
=0.451N/的均布荷载处于方木（木楞）的2352mm全长，为此进行方木（木楞）抗弯强度验算。由立杆布置图可知方木（木楞）的支撑点为3个中间等跨600mm，标准方木（木楞）长度为2000mm，现按简支结构计算其弯矩：按《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2．单跨梁的内力及变形表（表2-6~表2-10）之（1）简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度 表2-6第5序次的均布荷载简支梁内力计算:加载在方木（木楞）上均布的荷载：q=0.451N/ 100mm=45.1 N/mm；弯矩：Mmax=q/8=45.1 N/mm 600 mm 600mm/8=1409375N.mm,依《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008方木（木楞）抗弯强度应按该规范的5.2.2-3公式进行计算，其中fm查JGJ162-2008表A3.1-1~5使用针叶树种南方松由表A3.1-1得TC15A查表A3.1-3得=15，同时另依表A3.1-4考虑本方案中方木（木楞）为长时间使用，按较为不利状态考虑“按恒载验算时”选用系数为0.8得调整后的fm=150.8=12N/;其中W由矩形木楞（方木（木楞））宽100mm×高100mm查表5.2.2的截面最小抵抗矩=166666.67mm3（按《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序号1的公式：100100100/6=166666.67），木楞（方木（木楞））的抗弯强度： =1409375N.mm/166666.67=8.456N/< fm=12N/

由此表明加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的抗弯强度验算合格。
5、加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的抗剪强度验算
按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第5.2.2第2小条以及《木结构设计规范》GB 50005-2003第5.2.2要求：

依前条验算条件，查JGJ162-2008规范附表A.3.1-3按TC15A木材顺纹抗剪强度值：fv=1.6 N/；受弯构件剪力设计值V按《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序号1的公式：V=ql/2=45.1 N/mm×600/2=11275N；构件的全截面惯性矩I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1的公式：I=b/12=100×/12= 8333333.333；构件的截面宽度b=100mm；剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩S=（100mm/2）×100mm×（100mm/2/2）=125000；代各参数入公式计算：(V×S)/(I×b)=(11275N×125000)/（8333333.333×100mm）=1.59N/ < fv=1.6 N/ ；
由此表明加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的抗剪强度验算合格（验算数据比较接近，施工时必须严格要求，认真到位，按规范施工）。
6、加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的挠度验算
按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第5.2.2第3小条以及《木结构设计规范》GB 50005-2003第5.2.6要求，受弯构件应进行挠度验算，JGJ162-2008明确简支楞梁须按照该规范的5.2.1-4或5公式进行验算，本设计没有出现集中荷载，故选用5.2.1-4式进行验算：，其中弹性模量E查JGJ162-2008规范附表A.3.1-3按TC15A木材E=10000，同时另依表A3.14考虑本方案中方木（木楞）为长时间使用，按较为不利状态考虑“按恒载验算时”选用系数为0.8得调整后的E=10000×0.8=8000N/；全截面惯性矩I=8333333.333；最大挠度的取值按JGJ162-2008规范的4.4.1条第3小条的“支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000”得=600mm/1000=0.6mm；代各参数入公式计算=（5×45.1 N/mm×600 mm×600 mm×600 mm×600mm）/（384×8000N/×8333333.333）=0.455mm<=0.6mm.
由此说明加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的挠度验算合格。

7、加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）下的可调支托（钢管支柱）的承载力复核验算
由于加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）下必须通过可调支托（钢管支柱），传递至扣件式钢管支架支撑系统，其承载力一是必须经过核算满足最低要求才能使用，依JGJ162-2008第5.2.5条之第2小条说明，查5.2.5-1表，取表中最大长度容许荷载的最小值12KN，由立杆布置图可知立杆每行9条7行共计9×5=45条，按均匀分布计算每根立杆的荷载应为：设计总荷载529950N/45条=11777N=11.777KN/条<最大长度容许荷载的最小值12KN.
由此说明加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）下的可调支托（钢管支柱）的承载力复核验算合格。
加固支撑地下室顶板扣件式钢管立柱稳定性的验算
受压杆件的计算长度=1.2m（即纵横水平拉杆步距为1200mm）
依JGJ162-2008第5.2.5条之第2之（2）小条说明：“立柱应考虑插管与套管之间因松动而产生的偏心（按偏半个钢管直径计算），应按下式的压弯杆件计算”与JGJ162-2008第5.2.5条之第3小条说明：“扣件式钢管立柱应按单杆轴心受压构件计算，计算公式为该规范的5.2.5-10，公式中的计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距，最大步距不得超过1.8m”在本设计方案中均存在，故此受压杆件的计算长度=1.2m（即实际施工时纵横水平杆的步距不得超过1.2m，且须保证钢管立柱的上下末端均须设置纵横水平杆），其余按5.2.5-9式计算：

其中轴心压力设计值N=设计总荷载529950N/45条=11777N=11.777KN；轴心受压稳定系数；钢材抗压强度设计值f按该规范附录A表A.1.1-1和表A.2.1-1 采用，按牌号Q235钢直径>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/；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/，轴心受压杆件毛截面面积A按壁厚3.5mm外直径48mm取用A= (-)×3.14159= 489.3026425，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：）=/4=15.7817141mm，其惯性矩= =3.14159×（+）/64=399285.1425；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=45333.19279m；由此依=399285.1425/45333.19279=8.807787803；得==2.21447373；推=2.21447373×1200mm/15.7817141mm=168.344；按JGJ162-2008规范查附录D计算=168.344×=168.344查表范围， =0.223; 弯矩作用平面内偏心弯矩值其中N=11777N，d=48mm得=11777N×48mm/2=282648N.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×（-/48）)/32=5077.789142mm;欧拉临界力=3.142×206000 N/×489.3026425／168.3442=35051.739N；代各参数入公式计算得： =11777N/（0.223×489.3026425）+（1.0×282648N.mm）/（5077.789142mm×（1-（0.8×（11777N/35051.739N））））=184.112N/<抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=200 N/。
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1200mm时稳定性的验算合格。
五、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100×100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。详图（三）、图（五）
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