中海花园一期项目工程.docx
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中海花园一期项目工程
中海花园一期项目工程11#、12#楼
施工升降机基础
加
固
施
工
方
案
阳升集团中海花园项目部
二0一四年元月八日
一、工程概况……………………………………3
二、升降机基础加固方法及荷载计算……………3
三、升降机说明书设计基础抗冲切验算…………4
四、基础板下承载力验算…………………………6
五、地下室顶板承载力加固设计…………………6
六、地下室顶板加固安全保证措施………………16
施工升降机基础加固施工方案
一、工程概况
中海花园一期10、11#、12#楼及车库工程,由中海宏洋地产(盐城)XXX开发,阳升集团XXX承建,南京第一建设事务所有限责任公司监理,上海原构设计咨询有限公司设计,江苏省鸿洋岩土勘察设计XXX质勘探。
本工程层数为负下二层,地上三十四层,11#、12#楼建筑总高度为103.600米,相对标高±0.00等于绝对标高3.75m,本工程基础及上部结构安全等级均为二级,地基基础设计等级为甲级,剪力墙抗震等级为二级,耐火等级为一级,防水等级为二级。
本工程位于盐城市城南新区,西临日月路,北靠世纪公园,紧邻盐都区行政中心,因此本工程文明施工显得十分重要。
主体结构及装修阶段施工时,垂直运输机械采用SCD200/200施工升降机四台;垂直运输机计划安装时间为结构六层开始。
根据施工现场的场地情况及建筑物的平面位置,确定11#、12#楼各布置一台施工升降机。
所有人货电梯安装高度为100m。
各栋施工电梯安装轴线布置情况如下:
1、编号为3#施工电梯安装于11#楼建筑物边(B轴外侧交12-16轴之间);
2、编号为4#施工电梯安装于12#楼建筑物边(E轴外侧交23-30轴之间)。
两台升降机3#、4#施工电梯在11#、12#楼飘窗处进入室内。
升降机安装高度为100m。
从首层室外地面开始安装,安装人货梯基础:
(长)6000mm×(宽)3800mm×(高)300mm。
升降机基础底板配双向双层Φ12@200钢筋,混凝土强度设备图设计值等级为C30。
由于11#、12#楼的3#、4#施工电梯基础布置在地下一层车库顶板上,板结构厚为250mm,为保证地下室顶板具有足够的承载力,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处理。
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(苏州固顺工程机械厂家提供固顺牌SD/SCD型施工升降机使用说明书第8、48页):
基础长*宽为4.4m*3.8m,基础底板厚300mm,基础底板配双向双层Φ12@200钢筋,混凝土强度等级为C30。
在施工升降机的基础部位4.4*3.8m范围内的地下车库用ø48*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回顶加固,脚手架搭设高度为3.35m,导轨架底部应力加固区域立杆纵距0.3m,立杆横距0.3m,其余周边部位立杆纵距0.6m,立杆横距0.6m,步距0.9m。
按说明书第8页选用SCD200/200型号升降机,说明书第2、6页得对重重量为1000Kg*2,导轨架重(安装高度为100m共需66节标准节,标准节重150Kg)150Kg*67=10050Kg(车库顶板多用一节)。
施工升降机自重标准值:
Pk=1500Kg*2+1480+150Kg*67+1000Kg*2+2000Kg*2*2*10/1000=20530Kg=20530*10=205300N=205.3KN;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*205.3=431.13KN。
三、升降机说明书设计基础抗冲切验算
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》GB50010-2002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:
其中由说明书第9页之技术要求未明确其砼强度,现定为:
C30查表
4.1.4混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表4.1.4采用。
表4.1.4混凝土强度设计值(N/mm²)
强度等级
混凝土强度等级
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C65
C70
C75
C80
ƒc
7.2
9.6
11.9
14.3
16.7
19.1
21.1
23.1
25.3
27.5
29.7
31.8
33.8
35.9
ƒt
0.91
1.10
1.27
1.43
1.57
1.71
1.80
1.89
1.96
2.04
2.09
2.14
2.18
2.22
注:
1计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时,如截面的长边或直径小于300mm,则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8;当构件质量(如混凝土成型、截面和轴线尺寸等)确有保证时,可不受此限制;
2离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。
得
=1.43N/mm2。
的取值按本公式说明取最小值=1.0N/mm2;按图厚度为h=300mm,小于800mm,得
=1.0;
=h-有效高度=300-35=265mm(设备基础板厚);另
=c/a=650/650=1<2,取2,
=0.4+1.2/2=1;
按最不利的角柱考虑取20,
按公式说明计算周长=((650+265/2*2)+(650+265/2*2))*2=3660mm,
=0.5+(20*265)/(4*3660)=0.862021858,按公式要求取最小值=0.862021858.
公式(7.7.1-1)中的系数ŋ,应按下列两个公式计算,并取其中最小值;
1.2
ŋ1=0.4+-----
βs(7.7.1-2)
αshᵒ
ŋ2=0.5+----
4Uᵐ(7.7.1-3)
由此根据公式的
,
即为加载在300mm厚设备基础板上的集中荷载=431.13kN,而
=(0.7×1.0×1.43N/mm2+0.15×1.0N/mm2)×0.862021858×3660mm×265mm=1962322.325N=962.322KN大于
=431.13kN
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431.13KN的荷载经升降机基础分散均布至地下室顶板的A=4400mm,B=3800mm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=4400mm,B=b=3800mm;按基础承载力设计值:
431.13kN加上基础自重:
4.4×3.8×0.3×25KN/m³×1.2(标准荷载设计分项系数)=150.48KN,得基础均布荷载=(431.13+150.48)/4.4/3.8=34.79KN/m²,而经查本工程图纸0-01结施总说明<一>2.6地下室顶板C30承载力设计值(相对楼板的外加荷载即为活载)为:
10KN/㎡,远小于均布荷载的34.78KN/㎡;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:
431.13+150.48=581610N=581.61KN。
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34.78KN/㎡大于设计荷载的10KN/㎡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:
2352mm*50mm*7条=823200mm,由升降机及其基础产生的恒动荷载:
431.13+150.48=581610N,得:
fc1=581610N/823200mm2=0.706523324N/mm2 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2352mm×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=581610N/823200mm2=0.706523324N/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=0.706523324N/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2352mm×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2352mm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300mm,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=0.706523324N/mm2*50mm=35.32616618N/mm;弯矩: Mmax=ql2/8=35.32616618N/mm*300mm2/8=397419.3695N.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 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》GB50005-2003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=1.6N/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=35.32616618N/mm×300/2=5298.925N;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=4166666.667mm4;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)=(5298.925N×62500mm3)/(4166666.667mm4×50mm)=1.5896775N/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》GB50005-2003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;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“按恒载验算时”选用系数为0.8得调整后的E=10000*0.8=8000N/mm。 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=(5×13.85N/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9条7行共计9×7=63条,按均匀分布计算每根立杆的荷载应为: 设计总荷载581610KN/63条=9231.904762N=9.231KN/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 =1.8m(即纵横水平拉杆步距为1800mm) 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=200N/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=489.3026425mm2,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)/64=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)= =3.14159×314/64=45333.19279mm4;由此依 =399285.1425mm4/45333.19279mm4=8.807787803;得 =((1+8.807787803)/2)0.5=2.21447373;推出 = =2.21447373×1800mm/15.7817141mm=252.5741303;按JGJ162-2008规范查附录D计算 =252.5741303×(235N/mm2/235)0.5=252.5741303已经超出查表范围,按《钢结构设计规范》GB50017-2003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 = =(252.5741303/3.14159)×(235N/mm2/206000N/mm2)0.5=2.715436688>0.215,须按 公式计算轴心受压构件稳定系数 值,查GB50017规范表5.1.2截面分类为B类,依GB50017规范表C-5得a2=0.965,a3=0.3代入公式计算得 =[(0.965+0.3×2.715436688+2.7154366882)-((0.965+0.3×2.715436688+2.7154366882)2-4×2.7154366882)0.5]/(2×2.7154366882)=0.121056499;弯矩作用平面内偏心弯矩值 = 其中N=9231.904762N,d=48mm得 =9231.904762N×48mm/2=221565.7143N.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=5077.789142mm;欧拉临界力 = =3.141592×206000N/mm2×489.3026425mm2/252.57413032=15594.30632N;代各参数入公式计算得: =9231.904762N/(0.121056499×489.3026425mm2)+(1.0×221565.7143N.mm)/(5077.89142mm×(1-(0.8×(9231.904762N/15594.30632N))))=238.7492543N/mm2<抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=200N/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1800mm时稳定性的验算不合格,须座进一步分析改进设计。 经分析计算杆件的世纪抗压强度值偏大,是由于受压杆件的计算长度=1.8m偏大,导致轴心受压构件稳定系数 值偏小,进而导致的结果偏大。 2)受压杆件的计算长度L0=0.9m设计(即纵横水平拉杆步距为900mm) J结合上次验算数据得,=2.21447373*900mm/15.7817141mm=126.2870652;按JGJ162-2008规范查附录D计算=126.2870652*(235N/mm/235)=126.2870652查表的轴心受压构件稳定系数 值=0.406,按公式其他系数不变,带入公式得: 9231.904762N/9(0.406*489.3026425mm)+(1.0*221565.7143N.mm)/(5077.789142mm*(1-(08*(9231.904762N/15594.30632N))))=129.3641042N/mm<抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=200N/mm. 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900mm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。 友情提示: 部分文档来自网络整理,供您参考! 文档可复制、编辑,期待您的好评与关注!
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