施工升降机(电梯)基础加固施工方案

一、工程概况    2

二、升降机基础加固方法及荷载计算    2

三、升降机说明书设计基础抗冲切验算    3

四、基础板下承载力验算    5

五、地下室顶板承载力加固设计    6

1、 地下室顶板承载力加固设计的分析    6

2、 地下室顶板混凝土受压强度验算    7

3、 支承方木（木楞）的抗压强度验算    7

4、 支承方木（木楞）的抗弯强度验算    8

5、 支承方木（木楞）的抗剪强度验算    9

6、 支承方木（木楞）的挠度验算    10

7、 可调支托（钢管支柱）的承载力复核验算    10

8、 加固支撑地下室顶板扣件式钢管立柱稳定性的验算    11

六、地下室顶板加固安全保证措施    14

附图

钱皇绿都施工升降机基础加固施工方案

一、工程概况

华宇大厦工程位于文鑫路、公园路交汇处。本工程由13幢楼及地下车库组成，总建筑面积为672.48㎡，总建筑高度为m。

施工升降机配置情况（B区块）：1#、2#、5#、6#楼各安装一台广西建机SCD200施工电梯（单笼），建筑高度57.1m（按5#最高验算），安装高度60m。

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300㎜。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及荷载计算

施工升降机基础结构情况如下：基础长×宽为4.6m×3.5m，基础板厚350㎜，基础内配A8@250双层双向钢筋，混凝土强度等级C35。

在施工升降机的基础部位4.6m×3.5m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3.25m，导轨架底部基础区域立杆纵距0.5m,立杆横距0.5m，基础周边部位应向外延伸一跨，立杆纵距0.9m,立杆横距0.9m,步距1.5m。

按说明书选用SCD200型号升降机，查说明书得对重重量为1000kg；导轨架重（安装高度为60米共需40节标准节，标准节重150kg）：150kg×40=600kg；吊笼重量：945kg；外笼重量：1480kg；附墙重量（200 kg/套，共10套）：200kg×10=800kg；限载：2000kg；

施工升降机自重标准值：Pk=(1000kg+150kg×40+945kg +1480 kg +200kg×10+2000)×9.8/1000=131.6kN；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=2.1×131.6=276.36kN

三、升降机说明书设计基础抗冲切验算

按升降机说明书基础图可知，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》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=380mm（按说明书第36页），c=960mm， l=4600mm， b=3500mm），计算公式为：

其中按说明书技术要求其砼强度为：C35，查表：

得=1.57N/mm2。的取值按本公式说明取最小值=1.0N/mm2；按图厚度为h=350mm，小于800mm，得=1.0；=h-有效高度=350-30=320mm；另=c/a=960/380=2.52>2,取2.52，=0.4+1.2/2.52=0.876；按最不利的角柱考虑取20，按公式说明计算周长=((380+320/2*2)+(960+320/2*2))*2=3960mm，=0.5+(20*320)/(4*3960)= 0.904，按公式要求取最小值=0.876

由此根据公式的，即为加载在350mm厚基础板上的集中荷载=276.36kN，而=（0.7×1.0×1.57 N/mm2+0.15×1.0 N/mm2）×0.876×3960mm×320mm =13873.933N =1386KN大于=276.36kN

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276.36KN的荷载经升降机基础分散均布至地下室顶板的A=4600mm，B=3500mm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35页第1）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=4600mm，B=b=3500mm；按基础承载力设计值：276.36kN加上基础自重：4.6×3.5×0.35×25KN/m³×1.2（标准荷载设计分项系数）=169.05KN,得基础均布荷载=(276.36+169.05)/4.6/3.5=22.67KN/㎡，而经查本工程结施总说明<一>6.1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：5 KN/㎡，远小于均布荷载的22.67KN/㎡；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升降机及其基础产生的恒动荷载：276.36+169.05=445.41KN。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22.67KN/㎡大于设计荷载的5 KN/㎡为4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：

2、地下室顶板混凝土受压强度验算

按照基础对应范围，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4600mm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：4600mm×50mm×7条=1610000mm2，由升降机及其基础产生的恒动荷载：445410N，得：fc1=445410N/1610000mm2=0.277N/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 50010-2010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4600mm×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=445410N/1610000mm2=0.277N/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=0.277N/mm2由此表明加固支撑地下室顶板水平横支承方木（木楞）的抗压强度验算合格。

4、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

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4600mm×宽50mm×高100mm的方木（木楞）上，由此说明方木（木楞）承受来自于地下室顶板的均布荷载处于方木（木楞）的4600mm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9个中间等跨500mm，标准方木（木楞）长度为2000mm，按施工要求的双方木（木楞）连续接长，中间必然有一个断口接长，其弯矩分析如按连续结构考虑，必然导致计算弯矩结果偏小，同时也不符合实际受力，故此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=0.277N/mm2*50mm=13.85 N/mm；弯矩：Mmax=ql2/8=13.85 N/mm*500mm2/8 =432812.5N.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fm=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=15*0.8=12N/mm2;其中W由矩形木楞（方木（木楞））宽50mm×高100mm查表5.2.2的截面最小抵抗矩=83.33cm3=83333.33mm3（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：50*1002/6=83333.33mm3），木楞（方木（木楞））的抗弯强度：=432812.5N.mm/83333.33mm3=5.19N/mm2< fm=12N/mm2

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/mm2；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=13.85N/mm×500/2=3462.5N；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=bh3/12=50*1003/12= 4166666mm4；构件的截面宽度b=50mm；剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩S=（100mm/2）×50mm×（100mm/2/2）=62500mm3；代各参数入公式计算：(V×S)/(I×b)=(3462.55N×62500mm3)/（4166666mm4×50mm）=1.04N/mm2< fv=1.6 N/mm2；

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；全截面惯性矩I=4166666.667mm4；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=300mm/1000=0.3mm；代各参数入公式计算=（5×13.85 N/mm×500mm4）/（384×10000N/mm2×4166666.667mm4）=0.27mm<=0.3mm.

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10条7行共计10×7=70条，按均匀分布计算每根立杆的荷载应为：设计总荷载445.41KN/70条=6.363KN/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。

8、加固支撑地下室顶板扣件式钢管立柱稳定性的验算

1)受压杆件的计算长度=1.5m（即纵横水平拉杆步距为1500mm）

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=1.8m（即实际施工时纵横水平杆的步距不得超过1.8m，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=6.363KN；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/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= 4.30225mm2，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）/=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/=45333.19279mm4；由此依=399285.1425mm4/45333.19279mm4=8.807787803；得=（（1+8.807787803）/2）0.5=2.21447373；推出= =2.21447373×1500mm/15.7817141mm=210.48；按JGJ162-2008规范查附录D计算=210.48×（235 N/mm2/235）0.5=210.48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==(210.48/3.14)×（235N/mm2/206000 N/mm2）0.5=2.2>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+0.3×2.2+2.22）-（(0.965+0.3×2.2+2.22）2-4×2.22）0.5] /（2×2.22）=0.169; 弯矩作用平面内偏心弯矩值=其中N=6363N，d=48mm得=6363N×48mm/2=152712N.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=5077.8mm;欧拉临界力==3.142×206000 N/mm2×4.3mm2／210.482=22432.6N；代各参数入公式计算得：=6363N/（0.169×4.3mm2）+（1.0×152712N.mm）/（5077.8mm×（1-（0.8×（6363N/22432.6N））））=115.85N/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1500mm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》（JGJ130-2011）规范施工。