扬州吾悦住宅施工电梯地下室顶板加固方案.docx
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扬州吾悦住宅施工电梯地下室顶板加固方案
扬州新城吾悦广场工程-住宅项目
施工电梯地下室顶板加固施工方案
一、概述：
扬州新城吾悦广场工程-住宅项目，上部26#、27#、36#、37#、40#、41#、45#、46#楼高层住宅楼施工电梯的安装位置，根据现场情况45#、46#楼施工电梯需设置在住宅南侧的地下室顶板上，40#、41#楼施工电梯需设置在住宅北侧的地下室顶板上。
本工程共布置8台SC200/200施工双笼电梯，考虑到地下室顶板设置上设有多条800宽的后浇带，施工电梯基座较近区域的后浇带进行支撑加固置。
为确保地下室结构安全，在施工电梯基座区域地下室顶板下，设置扣件式钢管满堂支撑架对地下室结构顶板进行加固，加固支撑架比施工电梯基础尺寸四边各扩大1000mm（即各扩大2排立杆），防止结构变形过大造成地下室顶板裂缝。
具体施工电梯布置如下：
46#楼（建筑层数12层）在南侧距1-oA轴3.40米交21~1/26轴之间布置一台苏州固顺工程机械有限公司SC200/200型升降机,提升高度为45米的施工双笼电梯；
45#楼（建筑层数12层）在南侧距1-oA轴3.30米交4~1/9轴之间布置一台泰州市腾发建筑机械有限公司SC200/200施工升降机，提升高度为45米的施工双笼电梯；
41#楼（建筑层数18层）在北侧距J轴3.30米交1-26~2-4轴之间布置一台苏州固顺工程机械有限公司SC200/200型升降机,提升高度为63米的施工双笼电梯；
40#楼（建筑层数18层）在北侧距K轴3.40米交2~6轴之间布置一台中联重科股份有限公司SC200/200型升降机,提升高度为63米的施工双笼电梯；
37#楼（建筑层数18层）在北侧距2-P轴3.40米交2-13~2-18轴之间布置一台中联重科股份有限公司SC200/200型升降机,提升高度为63米的施工双笼电梯；
36#楼（建筑层数18层）在北侧距1-P轴3.40米交1-10~1-15轴之间布置一台中联重科股份有限公司SC200/200型升降机,提升高度为63米的施工双笼电梯；
27#楼（建筑层数9层）在南侧距1/0A轴3.40米交26~29轴之间布置一台泰州市腾发建筑机械有限公司SC200/200型升降机,提升高度为35米的施工双笼电梯；
26#楼（建筑层数9层）在北侧距1/0A轴3.40米交3~9轴之间布置一台苏州固顺工程机械有限公司SC200/200型升降机,提升高度为35米的施工双笼电梯；
二、施工电梯技术要求：
本项目共安装8台SC200/200施工电梯,其中：
4台为苏州固顺工程机械有限公司生产、2台为泰州市腾发建筑机械有限公司生产，2台为中联重科股份有限公司生产，根据施工电梯《使用说明书》中，地基承载能力要求导轨高度不大于100m时不低于0.10MPa（100kN/㎡），其他施工电梯厂家地基承载能力应大于0.15MPa（150kN/㎡）。
根据《地下室结构施工说明》注明的地下室顶板在面层及底板粉刷未施工时允许施工载5.0kN/m2；地下室顶板不能满足要求，地下室顶板须采取加固措施。
三、结构层支撑措施:
为确保地下车库顶板结构安全及施工电梯正常运行，在地下室顶板底部采用钢管构架顶撑对施工电梯关键承载部位的顶板进行加固支撑，使上部荷载直接通过钢管支撑传递给基础底板，限制顶板在施工电梯荷载作用下的变形。
钢管构架顶撑采用￠48×3.5mm（计算按￠48×2.8mm）钢管立杆双向间距500×500mm，按施工电梯基础范围设置，双向水平杆步距1200mm一道，顶部采用可调顶托座和垫木方与顶板顶紧，具体位置及做法详见后附图。
☆注意：
顶撑支架尽量跨越后浇带，支承于后浇带两侧。
四、结构层支撑复合验算：
1）.SC200/200施工电梯荷载（按使用说明书-主要技术参数），计算按最不利考虑【中联重科-SC系列升降机操作手册（上）】。
计算示例1：
例1：
40#楼安装中联重科SC200/200型施工升降机架设高度：
63米，采用ⅡD型附墙架；
基础设置型号CM6238
吊笼自重（含驱动系统）：
2000×2=4000kg
吊笼额定载重：
2000×2=4000kg
底架护栏自重：
1300kg
导轨架自重（按18层施工电梯提升高为63米，63÷1.508≈42节，供需42节，每节重145㎏）:
145×42=6090㎏
电源电缆、电缆导向装置、紧固件等附件重量约为导轨架自重的10%，为1450kg
ⅡD型附墙架重量（9套）：
146×9=1314㎏
对重自量：
0㎏（无）
所以：
P=（4000+4000+1300+6090+1450+1314）×0.02=363.08KN
基础板重：
3.8×6.2×0.35×25.5KN/m3=210.28KN
计算示例2：
例2：
41#楼安装苏州固顺SC200/200型施工升降机架设高度：
63米，采用ⅡD型附墙架；
基础设置型号6000×3800×300
吊笼重（双笼）：
2×1500=3000kg
底架护栏自重：
1480kg
导轨架自重（按18层施工电梯提升高为63米，63÷1.508≈42节，供需42节，每节重150㎏）:
150×42=6300㎏
吊笼载重量：
2×2000=4000kg
型附墙架重量（9套）：
170×9=1530㎏
对重自量：
0㎏（无）
所以：
P=（3000+1480+6300+4000+1530）×0.02=326.20KN
基础板重：
3.8×6.0×0.30×25.5KN/m3=174.42KN
2）.钢管支承架体承载能力验算：
（按轴心受压考虑）
（1）模板支承系统承载：
顶板底支撑钢管立杆（￠48×2.8）布置间距为500×500，水平杆步距≤1.20m,
支撑钢管立杆（￠48×2.8）有效面积A=397.4mm2
钢管￠48×2.8回转半径：
i=
=
=16.01mm
计算长度：
l0=1200mm;λ=
=
=82.00<[λ]=120
查b类截面轴心受压钢构件稳定系数表：
得
=0.710
c=
<[
]=205N/mm2
N=
c.
.A=205N/mm2×0.710×397.4=57.84KN
单根立杆受力面积：
0.5m×0.5m=0.25m2
立杆支承系统承载能力：
57.84KN÷0.25m2=231.36kN/m2
注:
设计要求地下室顶板在面层及底板粉刷未施工时允许施工载5.0kN/m2，验算时未考虑顶板施工荷载。
支承系统上部荷载：
（按中联重科施工电梯，计算示例1：
）
1.地下室顶板荷载：
25.5kN/m3×1.0m×1.0m×0.32m=8.16kN/m2
2．施工电梯基础荷载：
25.5kN/m3×1.0m×1.0m×0.35m=8.93kN/m2
3.电梯使用荷载：
363.08÷（3.0m×3.5m吊笼和标准节底面积）=34.58KN/m2
合计：
∑=8.16×1.2＋（8.93+34.58）×1.4=70.71kN/m2<231.36kN/m2
符合要求！
3.可调托座验算
查施工手册可调托座允许值[f]（kN）
20
最大支座反力Rmax=70.71×（0.5×0.5）=17.68kN≤20kN
符合要求！
结论：
钢管支承系统承载能力大于上部荷载，满足地下室顶板结构安全要求。
五、钢构架顶撑技术要求：
1.钢管架顶撑的材料严格按上述要求选用，钢管规格选用ø48×3.5mm，铸铁扣件，原材料经见证取样检测合格后方可使用；不合格材料不得用于本工程中。
2.钢管架顶撑的搭设严格按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008进行。
3.立杆纵横间距为500mm，水平杆步距为1200mm，扫地杆距地面高度200mm；立杆采用单长钢管。
4.支撑立杆上部采用ø36mm可调托座、可调托座伸出长度不得大于200mm、伸入立杆内长度不得小于150mm、上部水平杆距可调托座顶间高度不得大于300mm、可调托座丝杆且直于立杆，可调托座下部必须设置纵横向水平杆与结构之间必须垫设方木，且与结构顶平顶紧。
5.扣件紧固扭力距控制在40~60N/m之间。
6.剪刀撑布置，四边沿全高布置连续竖向剪刀撑布置，中间每隔4排立杆沿全高布置一道纵横竖向剪刀撑；并在上部和扫地杆处各布置一道水平剪刀撑、连续设置；剪刀撑所经跨件杆件必须采用扣件可靠固定。
7.钢管架顶撑施工完成，经验收合格后，方可安装使用施工电梯。
8.按地下室结构后浇带实际情况调整支撑布置，中心支撑杆分布在后浇带两侧。
9.施工电梯使用期间定期对钢管架构顶撑与架构进行顶紧处理。
10.施工电梯使用期间定期观察架体的变形情况，发现问题及时处理。
11.施工电梯使用期间严禁碰撞钢构架顶撑。
六、计算书：
电梯基础扣件钢管楼板支架计算书
依据规范:
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008
计算参数:
钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取0.90。
模板支架搭设高度为3.6m，
立杆的纵距b=0.50m，立杆的横距l=0.50m，立杆的步距h=1.20m。
面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。
内龙骨采用45×90mm木方，间距100mm，
木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。
梁顶托采用双钢管φ48×2.8mm。
模板自重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值43.51kN/m2。
扣件计算折减系数取0.85。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×（25.50×0.35+0.30）+1.30×43.51=67.633kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×0.35+0.7×1.30×43.51=51.643kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.30
采用的钢管类型为φ48×2.8。
钢管惯性矩计算采用I=π（D4-d4）/64，抵抗距计算采用W=π（D4-d4）/32D。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值q1=0.9×（25.500×0.350×0.500+0.300×0.500）=4.151kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值q2=0.9×（0.000+43.510）×0.500=19.579kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=18.75cm3；
截面惯性矩I=14.06cm4；
（1）抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.100×（1.20×4.151+1.30×19.579）×0.100×0.100=0.030kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.030×1000×1000/18750=1.623N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×（1.20×4.151+1.30×19.579）×0.100=1.826kN
截面抗剪强度计算值T=3×1826.0/（2×500.000×15.000）=0.365N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
（3）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×4.151×1004/（100×6000×140625）=0.003mm
面板的最大挠度小于100.0/250,满足要求!
（4）2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为6000.000mm
集中荷载P=2.5kN
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值q=0.9×（25.500×0.350×6.000+0.300×6.000）=49.815kN/m
面板的计算跨度l=100.000mm
经计算得到M=0.200×0.9×1.30×2.5×0.100+0.080×1.20×49.815×0.100×0.100=0.106kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.106×1000×1000/18750=5.671N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
二、模板支撑龙骨的计算
龙骨按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.500×0.350×0.100=0.892kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.300×0.100=0.030kN/m
（3）活荷载为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=（43.510+0.000）×0.100=4.351kN/m
考虑0.9的结构重要系数，静荷载q1=0.9×（1.20×0.892+1.20×0.030）=0.996kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载q2=0.9×1.30×4.351=5.091kN/m
计算单元内的龙骨集中力为（5.091+0.996）×0.500=3.044kN
2.龙骨的计算
按照三跨连续梁计算，计算公式如下:
均布荷载q=P/l=3.043/0.500=6.087kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×6.09×0.50×0.50=0.152kN.m
最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.500×6.087=1.826kN
最大支座力N=1.1ql=1.1×0.500×6.087=3.348kN
龙骨的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=60.75cm3；
截面惯性矩I=273.38cm4；
（1）龙骨抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.152×106/60750.0=2.51N/mm2
龙骨的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
（2）龙骨抗剪计算
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=3×1826/（2×45×90）=0.676N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
龙骨的抗剪强度计算满足要求!
（3）龙骨挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以龙骨计算跨度（即龙骨下小横杆间距）
得到q=0.830kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×0.830×500.04/（100×9000.00×2733750.0）=0.014mm
龙骨的最大挠度小于500.0/400（木方时取250）,满足要求!
（4）2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9，集中荷载P=0.9×2.5kN
经计算得到M=0.200×1.30×0.9×2.5×0.500+0.080×0.996×0.500×0.500=0.312kN.m
抗弯计算强度f=M/W=0.312×106/60750.0=5.14N/mm2
龙骨的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取次龙骨的支座力P=3.348kN
均布荷载取托梁的自重q=0.075kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
托梁变形计算受力图
托梁变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.855kN.m
经过计算得到最大支座F=18.488kN
经过计算得到最大变形V=0.048mm
顶托梁的截面力学参数为
截面抵抗矩W=8.50cm3；
截面惯性矩I=20.39cm4；
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.855×106/1.05/8496.0=95.84N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
（2）顶托梁挠度计算
最大变形v=0.048mm
顶托梁的最大挠度小于500.0/400,满足要求!
四、模板支架荷载标准值（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=0.107×3.600=0.385kN
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.300×0.500×0.500=0.075kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25.500×0.350×0.500×0.500=2.231kN
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到静荷载标准值NG=0.9×（NG1+NG2+NG3）=2.422kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到活荷载标准值NQ=0.9×（43.510+0.000）×0.500×0.500=9.790kN
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+1.30NQ
五、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为：
其中N——立杆的轴心压力设计值，N=15.63kN
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
A——立杆净截面面积，A=3.974cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.248cm3；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=184.50N/mm2；
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；
h——最大步距，h=1.20m；
l0——计算长度，取1.200+2×0.200=1.600m；
λ——长细比，为1600/16.0=100<150长细比验算满足要求!
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.595；
经计算得到σ=15633/（0.595×397）=66.116N/mm2；
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW依据模板规范计算公式5.2.5-15:
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；
Wk=uz×us×w0=0.300×1.000×0.600=0.180kN/m2
h——立杆的步距，1.20m；
la——立杆迎风面的间距，0.50m；
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.50m；
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.180×0.500×1.200×1.200/10=0.015kN.m；
Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；
Nw=1.2×2.422+0.9×1.4×9.790+0.9×0.9×1.4×0.015/0.500=15.275kN
经计算得到σ=15275/（0.595×397）+15000/4248=68.061N/mm2；
考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
六、楼板强度的计算
1.计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取8.00m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=3600.0mm2，fy=360.0N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=6000mm×200mm，截面有效高度h0=180mm。
按照楼板每28天浇筑一层，所以需要验算28天、56天、84天...的
承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：
2.计算楼板混凝土28天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边8.00m，短边8.00×0.75=6.00m，
楼板计算范围内摆放17×13排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.20×（0.30+25.50×0.35）+
1×1.20×（0.39×17×13/8.00/6.00）+
1.30×（0.00+43.51）=69.76kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=6.00×69.76=418.57kN/m
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0701×ql2=0.0701×418.56×6.002=1056.29kN.m
按照混凝土的强度换算
得到28天后混凝土强度达到100.00%，C35.0混凝土强度近似等效为C35.0。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=16.70N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度：
ξ=Asfy/bh0fcm=3600.00×360.00/（6000.00×180.00×16.70）=0.07
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs=0.077
此层楼板所能承受的最大弯矩为：
M1=αsbh02fcm=0.077×6000.000×180.0002×16.7×10-6=250.0kN.m
结论：
由于∑Mi=249.98=249.98所以第28天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保存。
3.计算楼板混凝土56天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边8.00m，短边8.00×0.75=6.00m，
楼板计算范围内摆放17×13排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第3层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.20×（0.30+25.50×0.35）+
1×1.20×（0.30+25.50×0
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