地下室頂板上架設(shè)施工電梯的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

摘要：高層建筑下部常設(shè)計(jì)地下停車(chē)場(chǎng)，這往往給施工電梯的架設(shè)帶來(lái)了難度，導(dǎo)致其必須架設(shè)在地下室頂板上。文章結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)在地下室頂板上架設(shè)施工電梯的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出了加固方案，即在頂板上建造施工電梯基礎(chǔ)，頂板下用鋼管搭設(shè)支撐架進(jìn)行支撐，使上部的施工電梯荷載經(jīng)由地下室頂板及鋼管架體最終傳至地下室底板，避免頂板被破壞。文章從基礎(chǔ)和鋼管支撐架兩方面進(jìn)行了論述，總結(jié)了施工注意事項(xiàng)，解決了加固問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：地下室；施工電梯；基礎(chǔ)；鋼管支撐架

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)城市都建設(shè)了很多高層建筑。同時(shí)，因?yàn)榻ㄔO(shè)用地越來(lái)越緊張，這些建筑為了滿足停車(chē)位的要求，大多設(shè)計(jì)了地下停車(chē)場(chǎng)。在此情況下，根據(jù)平面布置，有時(shí)只能將施工電梯設(shè)置在地下室混凝土頂板上?？紤]到施工電梯本身自重較重，同時(shí)還會(huì)有較大的沖擊力，所以必須在安裝前對(duì)其進(jìn)行加固設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算。本文通過(guò)結(jié)合一實(shí)際工程，對(duì)施工電梯支撐在地下室頂板上的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究，提出了解決問(wèn)題的思路。

1 工程概況

本工程的施工電梯安裝在位于湖北省武漢市某小區(qū)樓盤(pán)的2#住宅樓旁，該樓棟為剪力墻結(jié)構(gòu)，共19層，其中地下1層，層高3.8米，地上18層，層高3米。屋面的檐口高度為54米。因該樓棟周?chē)鸀榈叵峦＼?chē)場(chǎng)，故該樓棟的施工電梯只能設(shè)置在地下室頂板上。根據(jù)建筑高度和施工要求，電梯架設(shè)高度定為59m。

2 平面布置及加固方案

結(jié)合施工電梯的使用要求和周邊場(chǎng)地情況，電梯被安裝在樓棟周邊地下室頂板上。在頂板上設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)?；A(chǔ)尺寸為4000mm×6000mm×480mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，基礎(chǔ)配筋為雙向 12@140。在基礎(chǔ)平面中心處設(shè)置650mm×650mm的電梯導(dǎo)軌架。

因原結(jié)構(gòu)施工圖中地下室頂板上未考慮施工電梯的安裝，故需進(jìn)行加固設(shè)計(jì)：在地下室頂板下用鋼管搭設(shè)支撐架，使上部的施工電梯荷載經(jīng)由地下室頂板及鋼管架體最終傳至地下室底板。鋼管規(guī)格為φ48.3×3.6，立桿間距750mm，橫桿步距1200mm，鋼管頂部設(shè)可調(diào)托撐和木墊，同時(shí)架體還要設(shè)置加強(qiáng)型剪刀撐。

3 基礎(chǔ)計(jì)算

3.1 荷載計(jì)算

基礎(chǔ)自重：W=4.0×6.0×0.48×25=288kN；基礎(chǔ)靜荷載：w=288kN×1.2/（4.0×6.0）=14.4kN/m2；吊籠重：2250×2=4500kg；外籠重：1200kg；對(duì)重重：0kg；載重量：2000×2=4000kg；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度：1508mm；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自重：210kg；安裝總高度：59m；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)數(shù)量：59÷1.508=39.12；取40節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)總重量：210×40=8400kg。G=（4500+1200+0+4000+8400）×9.8×1.2=212.86kN；放大系數(shù)取2.0，P=G×2=425.72kN；Pi=P/A=425.72÷（4.0×6.0）=17.74kN/m2。傳到頂板下鋼管架體的荷載為p=w+pi=32.14kN/m2

3.2 基礎(chǔ)受彎計(jì)算

根據(jù)《簡(jiǎn)明高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》[1]中的公式（11.4-3）、（11.4-4）：

MⅠ=（L-a）2（2B+b）pi/24=（6.00-0.65）2×（2×4.00+0.65）×17.74÷24=1.83×108N·mm

MⅡ=（B-b）2（2L+a）pi/24=（4.00-0.65）2×（2×6.00+0.65）×17.74÷24=1.05×108N·mm

3.3 配筋面積計(jì)算

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007-2011[2]公式（8.2.12）：As1=1.83×108/（0.9×300×450）=1506mm2；As2=1.05×108/（0.9×300×450）=864mm2配筋率為？籽1=0.08%<？籽min=0.15%；？籽2=0.03%<？籽min=0.15%。計(jì)算配筋面積480×1000×0.0015=720mm2/m；鋼筋選 12，間距140mm，面積為807.84mm2/m

3.4 受沖切承載力驗(yàn)算

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007-2011[2]公式（8.2.8）：

4 鋼管支撐結(jié)構(gòu)計(jì)算

鋼管規(guī)格為φ48.3×3.6，立桿間距750mm，橫桿步距1200mm。上部荷載為32.14kN/m2。每根立桿承受的上部荷載N1=32.14×0.75×0.75=18.08kN；腳手架自重產(chǎn)生的荷載N2=0.1550×3.8=0.59kN；N=N1+N2=18.67kN

在鋼管計(jì)算長(zhǎng)度的問(wèn)題上，2011年12月實(shí)施的新版《腳手架規(guī)范》有較大更新，針對(duì)滿堂鋼管支撐架，新增了一節(jié)的內(nèi)容對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，分別給出了頂部和非頂部立桿的計(jì)算公式，并列表給出了不同剪刀撐設(shè)置情況下的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。本工程因上部荷載較大，采用加強(qiáng)型剪刀撐設(shè)置。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 130-2011[3]第5.4.6條：k取1.155；查規(guī)范附錄C得？滋1=1.546；？滋2=2.062；h取1.2m；a取0.2m；頂部立桿l0=k？滋1（h+2a）=1.155×1.546×（1.2+2×0.2）=2.86m；非頂部立桿l0=k？滋2h=1.155×2.062×1.2=2.86m；l0/i=286/1.59=180 查規(guī)范附錄表A.0.6得？準(zhǔn)=0.220。根據(jù)《腳手架規(guī)范》[3]第5.2.6條：查規(guī)范附錄B表B.0.1得到i=1.59cm；A=5.06cm2； 取205.00N/mm2；？滓=N/？準(zhǔn)A=18.67×103/（0.220×506）=167.7N/mm2

5 施工注意事項(xiàng)

（1） 在鋼管架體搭設(shè)之前，應(yīng)向施工人員就施工方案進(jìn)行詳細(xì)交底，對(duì)鋼管、扣件、可調(diào)托撐在施工前必須進(jìn)行嚴(yán)格檢查驗(yàn)收，嚴(yán)格控制鋼管的直徑和壁厚，不得使用磨損嚴(yán)重的鋼管來(lái)搭設(shè)架體。（2） 對(duì)鋼管架體與地下室頂板結(jié)合處，必須打磨平整頂板的混凝土基層，最大限度使架體和頂板緊密結(jié)合，保證上部荷載能通過(guò)地下室頂板和架體傳導(dǎo)至地下室底板。（3） 鋼管架體施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以及《腳手架規(guī)范》進(jìn)行搭設(shè)，保證立桿間距、橫桿步距等各項(xiàng)尺寸，嚴(yán)禁隨意更改。因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況需更改方案的，必須經(jīng)由設(shè)計(jì)方同意后方可執(zhí)行。（4） 鋼管架體搭設(shè)完成后，設(shè)計(jì)方和監(jiān)理等對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行上部基礎(chǔ)施工和電梯安裝。（5） 電梯基礎(chǔ)施工時(shí)，電梯廠家應(yīng)派相關(guān)技術(shù)人員來(lái)現(xiàn)場(chǎng)予以配合。電梯安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照使用說(shuō)明來(lái)安裝，確保施工安全。

6 結(jié)束語(yǔ)

按照該方案加固安裝的施工電梯投入運(yùn)行超過(guò)半年。經(jīng)檢測(cè)，施工電梯基礎(chǔ)所在范圍及其周邊的地下室頂板未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫及結(jié)構(gòu)變形，充分證明了該設(shè)計(jì)方案及理論的正確性。該方案安全、經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)便，成功解決了地下停車(chē)場(chǎng)旁的高層建筑施工電梯安裝的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]李國(guó)勝.簡(jiǎn)明高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003：424-425

[2] GB 50007-2011， 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 130-2011， 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：羅瑜（1985-），男，湖北省武漢市人，碩士研究生，葛洲壩海集房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，從事設(shè)計(jì)管理工作。