顶板方案

北海市江苏路公租房

施工电梯基础地下室顶板加固施工方案

一、工程概况

北海市江苏路公租房（含配建廉租房）工程（一期）—标段1（7#楼）工程位于广西北海市江苏路以南，长沙路以西。7#楼地下1层，地上15层，该工程建设单位：北海市经济适用住房发展中心 ；施工单位：广西建工集团第二建筑工程有限责任公司，监理单位：广西华蓝工程咨询管理有限公司。根据本工程需要拟安装壹台施工电梯，将施工电梯安装在地下室顶板上（具体位置详见电梯平面布置图），地下室顶板厚220mm，混凝土强度等级为C30，配筋为Φ12 @200双层双向。施工电梯为南宁市腾安建筑机械租赁有限责任公司提供的SC200/200，电梯架设高度为100米。 二、地下室顶板加固施工方案设计

为保证施工电梯正常运行及楼面安全，我公司拟采用如下加固方案：采用钢管（φ48×3.0）搭设满堂脚手架支撑面为8 m×5.6m）,把地下室顶板上的荷载传至地下室底板以满足安全施工要求。满堂架搭设时采用立杆上加可调顶托，顶板上用方木（50×90mm）作为主龙骨的支撑体系，支撑架搭设宽度为电梯基础宽度每边加宽1米。立杆间距600mm，底部垫方木，水平拉杆步距小于1200mm，45度角剪刀撑隔两条立杆连续设置到顶，上、下水平拉杆距立杆端部不大于200mm。为确保施工电梯荷载能有效传递至地下室底板，可调顶托必须旋紧，并要求上、下层立杆位置相对应。

本计算书主要依据本工程施工图、施工升降机说明书、《施工升降机》（GB/T 10054-2005），《施工升降机安全规程》（GB10055-2007），《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）等编制。

一、参数信息

1）.施工升降机基本参数

施工升降机型号：SC200/200； 吊笼形式：双吊笼； 架设总高度：102m； 标准节长度：1.508m； 底笼长：3.2m； 底笼宽：1.5m；

标准节重：140kg； 单个吊笼重: 1480kg；

吊笼载重：2000kg； 其他配件总重量：200kg； 外笼重：1225kg； 2）.荷载参数： 施工荷载：4kN/m2； 3）.钢管参数：

钢管类型：Ф48×3.0； 钢管横距: 600mm； 钢管纵距:600mm； 钢管步距: 1000mm；

模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度：0.2 m； 二、荷载计算

根据《设备说明书》

基础承载N＝(吊笼重+围笼重+导轨架总重+载重量)×安全系数×9.8 N/kg ＝（1480×2+1225+140×70+2000×2+200）× 2.1×9.8 ＝9185kg×9.8 N/ kg ＝ 90.01 kN

基础底座平面尺寸为 4000×3300 mm ，则地下室顶板承压

P＝90.01 /（4×3.3）＝6.8kN/m。 三、施工电梯回顶支架及方木计算书

本工程施工电梯安装在已浇筑好的地下室顶板上，为确保施工电梯安全，对地下室顶板进行回顶支撑，回顶支架搭设方法为：钢管立杆纵横距0.6米，步距1.0米，用方条通过钢管顶顶紧地下室顶板。为最大限度符合回顶支架的受力情况，回顶支架按满樘楼板模板支架中的其它脚手架进行验算。因地下室顶板已具备承受自身荷载并已拆除模板，且不考虑顶板承受施工电梯的荷载，故计算中无顶板的砼自重、振捣荷载及模板自重。

计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。

2

基础承载N＝(吊笼重+围笼重+导轨架总重+载重量)×9.8 N/kg ＝（1480×2+1225+175×102+2000×2+200）×9.8 ＝9185 kg×9.8 N/ kg ＝90.01kN

基础底座平面尺寸为 4000×3300 mm ，则地下室顶板承压 P＝90.01/（4×3.3）＝6.8 KN/m。

计算参数:

模板支架搭设高度为4.2m，

立杆的纵距 b=0.60m，立杆的横距 l=0.60m，立杆的步距 h=1.00m。

木方60×100mm，间距600mm，剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm2。

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图1 楼板支撑架立面简图

图2 楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为48×3.0。

一）支撑木方的计算

木方按照均布荷载计算。 1.荷载的计算

(1)大型设备、结构构件可变均布荷载(KN/m)： q11 = 6.8×0.600=4.08kN/m

(2)模板的自重线荷载(KN/m)：

q12 = 0.000×0.600=0.000kN/m

(3)活荷载为大型设备结构构件可变荷载、施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：

经计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+0.000)×0.600+4.08=4.68kN/m 静荷载 q1 = 1.20×0.000+1.20×0.000=0.000kN/m 活荷载 q2 = 1.40×4.68=6.552kN/m

计算单元内的木方集中力为(6.552+0.000)×0.600=3.93kN 2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

均布荷载 q = 3.93/0.600=6.55kN/m

最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×6.552×0.60×0.60=0.24kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.600×6.552=2.36kN 最大支座力 N=1.1×0.600×6.552=4.32kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 6.00×10.00×10.00/6 = 100.00cm3；

I = 6.00×10.00×10.00×10.00/12 = 500.00cm4；

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度 f=0.24×106/100000.0=2.4N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算 [可以不计算] 最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql 截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

截面抗剪强度计算值 T=3×2400/(2×60×100)=0.6N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2 木方的抗剪强度计算满足要求!

(3)木方挠度计算

均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到0.000kN/m 最大变形 v =0.677×0.000×600.04/(100×9500.00×5000000.0)=0.000mm 木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!

二）支架荷载标准值(立杆轴力)

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：

NG1 = 0.138×4.2=0.57kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1= 0.57kN。

2.活荷载为大型设备结构构件可变均布荷载、施工荷载标准值产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+6.8)×0.600×0.600=2.81kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.20NG + 1.40NQ

三）立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 11.10kN

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；

i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.60 A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.24 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.49 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2； l0 —— 计算长度 (m)； 参照《扣件式规范》，由公式计算

l0 = ku1(h+2a) (1) l0 = ku2h (2)

k —— 计算长度附加系数，按照规范表5.4.6取值为1.155；

u1，u2 —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》附录C表；u1 = 1.818, u2 = 2.626 a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.20m；

计算结果：取整体稳定最不利值 l0=3.033m； =3033/16.0=190.159 =0.199

=11097/(0.199×424)=131.548N/mm2，立杆的稳定性计算

< [f],满足要求!

四、混凝土强度验算

为方便计算，假设载荷全部集中并均匀分布于底座的两条槽钢[12（b×h＝53×120），计算如下： 两槽钢与混凝土楼面的接触面积 S＝（53mm×3300mm）×2 ＝349800 mm

据前项计算，本施工电梯荷载N＝90.1 kN， 则混凝土单位面积承载P＝90.1/349800

2

＝0.00032 KN/ mm ＝0.32 N/ mm

查《施工手册》 ，强度等级为C30混凝土强度设计值轴心抗压为 【P】＝14.3N/ mm > 0.32 N/ mm 楼板破碎应力验算（按1m长度截面计算）。

(1)楼板1m长度截面含钢率：U＝Fu / (b×h0)

板底配筋 双向Φ 12 @180、板面配筋 双向Φ 14 @200。 则截面布筋面积 Fu ＝ 1714.4 mm 。 截面长度 b ＝ 1m ＝ 1000 mm 。 楼板有效高度 h0 ＝ 250－50 ＝200 mm 。 则 U ＝1714.4/ （1000×200）＝ 0.0086 (2)混凝土强度计算系数α＝ U × Rα/ Ru 据《施工手册》，

Rα(钢筋强度)，三级螺纹钢，采用Rα＝ 400 N/mm Ru (混凝土强度)， C30 ，采用Ru ＝ 14.3 N/mm 则α＝0.0086×400/14.3＝0.24 则A0＝α×（1－α）＝0.182

(3)断面可承载最大弯矩【Mp】＝A0×b×h0×Ru

＝0.182×1000×2002×14.3 ＝104.1 KN·m

（4）实际最大跨中弯矩。

立杆支承间距为600mm，假设荷载全部集中并均匀分布于底座的两条槽钢（长为3.30m），按可能的最大弯矩验算，即槽钢正好位于两排立杆的正中 间，此时计算跨中弯矩最大值可简化为按简支梁计算，见图2。

P(每米集中荷

L＝ 0.6m 图2

每米截面最大弯矩W＝1/4 × P × L

＝1/4 ×[550.8 /(2×3.3)]×0.6

2

22

2

2

2

2

2

＝12.51 KN·m < 104.1 KN·m

(5)若底座槽钢正好与底板下钢管顶撑排列位置重叠，则此项弯矩计算按均布载荷连续梁计算，可忽略不计（见图3）。

图3

通过上述验算，施工电梯地下室楼板加固施工设计完全满足安全使用要求。

同时，为避免施工升降机梯笼在下降到底部时可能对地下室顶板的直接冲击，在梯笼下方设置了缓冲弹簧进行缓冲，可保证电梯运行安全可靠，地下室顶板完好无损。