D04人货电梯基础承载力计算

一、工程概况

南京市河西新城区莲花村中低价商品房项目D04栋地库，结构类型框架剪力墙，结构层

高3.9m，楼板厚度400mm，梁板采用C30混凝土，板内布HRB400级钢筋。因工程需要，D04栋人货电梯需放置在地库顶板上面，顶板下部采用钢管支撑。

人货电梯位置示意图（图中涂黑部分）

二、编制依据

2.1 《建筑结构荷载规范》GB 50009

2.2 《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》JGJ 130

2.3 《钢结构设计规范》GB 50017

2.4 《混凝土结构设计规范》GB 50010

2.5 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205

2.6 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204

2.7 《十七冶南京分公司莲花中低价商品房项目模板支撑体系专项方案》

2.8 《建筑施工高处作业安全技术规范》 JGJ 80

2.9 《建筑施工安全检查标准》JGJ 59

2.10《南京河西新城区莲花村中低价商品房人防地下室结构设计计算书》

三、模板支撑体系

顶板模板采用16mm厚木质胶合板，φ48*3.5mm扣件式钢管脚手架模板支撑体系，模板支撑采用架搭设高度3.45m，模板背楞采用50mm*80mm方木，间距300m，钢管支撑架搭设尺寸为：立杆的纵距b=0.60m，立杆的横距l=0.60m,立杆的步距h=1.2m。

四、楼板模板支撑架计算

4.1 基本参数：

4.1.1 400厚板荷载：

地下室底板设计采用的均布荷载标准值（考虑堆载）：4 KN/M2；

4.1.2 SC200/200型施工升降机参数：

1、额定载重量     2×2000Kg

2、最大起升高度   100m

3、吊笼净空尺寸   2.95*1.4*2.4

4、标准节尺寸     600*600*1508mm

5、整机重量     （1750×2＋1480＋135×70＋2000×2）*2.1=38703 Kg

6、基础承载近似等于F=38800 KN

4.1.3 升降机的基础为混凝土预制板式基础

1、基础尺寸5000*3000*100mm（长*宽*高），标准节距扶墙架作用点距离为（3.5）m，按6000*4000底面积计算支撑体系

2、砼基础底板下地面承载力应大于0.15MPa

4.2 设备重量38800KG*10N/KG=200KN

混凝土基础自重.5.0*3.0*0.1*25=37.5KN

顶板承受的荷载F总=（388+37.5）/（5.0*3）=28.3667KN/m2 

顶板承受荷载：F抗=（4 *5*3+18*1.2*5*3）÷（5*3）=25.6 KN/m2

F总  >F抗  即仅靠地库顶板不能满足支撑要求！

4.3  因此，顶板下部采用φ48*3.5mm扣件式钢管脚手架模板支撑体系，计算如下：

计算模型：按地库顶板不受力，设备荷载全部传导至支撑体系计算：

4.3.1 计算单元如下图所示，其中La=0.60m, Lb=0.60m.

4.3.2 模板面板计算

面板为受弯构件，需要验算其抗弯强度和刚度，模板面板按照三跨连续梁计算。

恒荷载标准值：（388+172.2）/（6*4）*0.6+0.75*0.6=14.45KN/m

活荷载标准 值：3*0.60=1.8KN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗距W分别为：

W=bh2÷6=60.00*1.60*1.60/6=25.6cm3

I=bh3÷12=(60.00*1.60*1.60*1.60)/12=20.48cm4

1、抗弯强度计算

σ=M/W≤f

      式中σ——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）;

          M——面板的最大弯矩（N*mm）

          W——面板的净截面抵抗距；

           f——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2

        M=0.10qa2

式中q——荷载设计值（kN/m）;

经计算M=0.10*（1.2*14.45+1.4*1.8）*0.30*0.30=0.1787KN*m  

经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0. 1787*106/38400=4.653N/mm2

面板的抗弯强度验算σ＜f=15.00N/mm2，满足要求。

2、抗剪强度计算

τ=3Q/(2bh) ≤f

其中最大剪力Q=0.60*（1.20*14.45+1.4*1.8）*0.30=3.574KN

截面抗剪强度计算值τ=3*3574 /(2*600.00*16.00)=0.5584N/mm2

截面抗剪强度设计值fv=1.40 N/mm2

抗剪强度验算τ＜f=1.40 N/mm2v，满足要求

4.3.3 模板支撑方木计算

方木按照均布荷载下三跨连续梁计算

1、荷载计算

设备自重q11=〔（388+37.5）/（6*4）〕*0.3=5.318KN/m

模板的自重线荷载q12=0.75*0.30=0.225 KN/m

活荷载值q2=3×0.3=0.900 KN/m

恒荷载标准值：q1=1.2*5.318+1.2*0.225=6.651KN/m

活荷载标准值q2=1.4*0.900 =1.26KN/m

2、方木计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为恒荷载和活荷载的最不利分配的弯矩计算值之和，计算公式如下：

均布荷载q=6.651+1.26=7.911KN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1*7.911*0.60*0.60=0.2848KN*m

最大剪力Q=0.6*0.6*7.911=2.848KN

方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=5.00*8.00*8.00/6=53.33cm3

I=5.00*8.00*8.00*8.00/12=213.33 cm4

3、方木抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.2848*106/53333.3=5.34N/mm2

方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2，满足要求

4、方木抗剪强度计算：

最大剪力的计算公式如下：

Q=0.6ql=0.6×7.911×0.6=2.848KN

截面抗剪强度必须满足：

τ=3Q/(2bh) ≤fv

截面抗剪强度计算值τ=3*2848/(2*50*80)=1.068N/mm2

截面抗剪强度设计值fv=1.30 N/mm2

方木的抗剪强度计算满足要求

5、方木挠度计算：

最大变形υ=0.677*7.911*6004/（100*9500.00*2133333.5）=0.3425mm

方木的最大挠度小于900.0/250=3.6mm，满足要求

4.3.4 扣件抗滑移的计算

纵向和横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑移承载力按照下式计算：

R≤RC

式中：RC——扣件抗滑移承载力设计值，取0.8KN;

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值

上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

4.3.5 模板支撑架荷载标准值（立杆轴力）

作用于模板支撑架的荷载包括恒荷载、活荷载

1、恒荷载标准值包括以下内容：

脚手架自重：NG1=0.149*3.4500=0.514KN

设备及模板自重：NG2=〔（388+37.5）/（6*4）〕*0.6*0.6+0.75*0.6*0.6=6.6525KN/m

恒荷载标准值NG= NG1+ NG2=7.166KN

2、活荷载标准值NQ =3.000*0.600*0.600=1.08KN

3、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*7.166+1.4*1.08=10.11KN

4.3.6 立杆稳定性计算：

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

σ=N/A=10.11÷4.3=20.66N/mm2

式中：N——立杆的轴心压力设计值（KN）:N=12.7KN;

     λ——μL÷i2

     i——15.78

      A——立杆净截面面积（cm2）:A=4.；

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）:W=5.08；

σ——钢管立杆抗压强度设计值（N/mm2）;

f——钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00 N/mm2；

l0——计算长度（m）;

l0=k1μh =  1.155×1.7×1.2=2356 mm

其中i=15.78 

 λ= μl0÷i=1.7×2356÷15.78 =253.81

 Φ查表得0.18

 l0=h+2a=1.2＋2×0.3=1.8m 

 λ= μl0÷i= 1.7×1800÷15.78=193.916              (2)

Φ查表得0.197

             k1——计算长度附加系数，取值为1.155；

μ——计算长度系数，参照规范，取值为1.70；

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：立杆的稳定性计算σ1=20.66÷0.18=114.77＜f=205N/mm2，满足要求。

计算结果：σ2=20.66÷0.197=104.87＜f=205N/mm2 立杆的稳定性计算σ＜f，满足！

五、综上所述，顶板及模板支撑体系承载力满足设备荷载需求，在技术交底中会加强安全施

工和使用的教育，并加强对设备及支撑体系的监控，发现异常立即停止施工。