施工电梯地库顶板下支撑系统计算说明.doc
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施工电梯地库顶板下支撑系统计算说明.doc
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地库顶板下支撑系统计算说明
武汉市骏业.财富中综合楼AB,因场地原因该两栋楼施工电梯需安装在地库的顶板上,因地下室顶板在施工电梯基础的安装部位留置有结构后浇带,且施工电梯的安装与使用,对地库顶板结构将产生较大的施工荷载,故考虑在地库顶板下设置钢管支撑系统以策安全。
地库已施工结束需在地库顶板上钻孔设置施工电梯的地脚螺栓,此基础的设置按照施工电梯的施工图进行施工。
施工电梯的基础长为6.0m、宽为5.0m、厚为0.25m。
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/T10054-2005,《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,《建筑施工升降机安装、使用、拆卸安全技术规程》(JGJ215-2010)等进行计算。
在施工荷载的计算时为便于计算作用在支撑系统的荷载,将地库顶板、梁的高度按照电梯基础范围折算成厚度并入到顶板的厚度内,进行荷载组合。
具体计算见计算书。
支撑系统计算书
一、计算参数:
1、.施工升降机基本参数
施工升降机型号:
SC200/200C;吊笼形式:
双吊笼;
架设总高度:
75.9m;标准节长度:
3m;
底笼长:
3.4m;底笼宽:
1.7m;
标准节重:
154kg;
单个吊笼重:
2200kg;吊笼载重:
2000kg;
外笼重量:
1480kg;
注:
施工电梯位置见后附图
2、基础承载力设计
按安装80m考虑,共需54节标准节,每节重154kg;施工电梯总自重
G=吊笼重+外笼重+导轨架自重+载重量=2×2200+1480+54×154+2×2000=18196kg;
施工电梯基础承受的静荷载P的近似计算:
(有关参数见SCD200/200型升降机产品说明书)考虑动载、自重误差及风荷载对基础的影响,取安全系数n=2
P=G×2=18196×2×9.8=356642≈356KN。
施工电梯基础尺寸为:
5×6.0=30m2
由以上计算可得,施工电梯基础所承受的荷载标准值为:
11.87kN/ m2,由于本工程地下室顶板施工电梯基础区域有沉降后浇带,所以在计算过程中地下室顶板承载力取:
0 kN/ m2,故需对升降机基础部位的地下室顶板进行加固,具体
采用φ48-3.5mm钢管加固,横向间距或排距为1m,纵向间距为0.9m,中间约等于lm2范围内采用纵向间距、横向间距均为0.5m,详见附图示。
3、基底支撑架设计
支撑架的设计使用品茗安全设施计算软件采用满堂钢管架计算,采用φ48-3.5mm钢管加固,横向间距或排距为1m,纵向间距为0.9m,材料堆放最大荷载采用11.87*1.2=14.244kN/ m2,具体计算过程如下。
1)参数
立柱横向间距或排距la(m):
1.00,脚手架步距h(m):
1.50;
立杆纵向间距lb(m):
0.90,脚手架搭设高度H(m):
4.25;
钢管类型(mm):
Φ48×3.5
脚手板自重(kN/m2):
0.300;
栏杆自重(kN/m2):
0.150;
材料堆放最大荷载(kN/m2)14.244;
2)纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为
截面抵抗矩W=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
纵向钢管计算简图
荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q11=0.150+0.300×0.300=0.240kN/m;
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q12=14.244×0.300=4.273kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
p1=1.000×0.300=0.300kN/m
强度验算:
依照《规范》5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
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;
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布恒载:
q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.240+1.2×4.273=5.416kN/m;
均布活载:
q2=1.4×0.300=0.420kN/m;
最大弯距Mmax=0.1×5.416×0.9002+0.117×0.420×0.9002=0.479kN.m;
最大支座力N=1.1×5.416×0.900+1.2×0.420×0.900=5.741kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.479×106/(5080.0)=94.3N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2;
纵向钢管的计算应力94.3N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205.000N/mm2,满足要求!
挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度;
计算公式如下:
均布恒载:
q=q11+q12=5.676kN/m;
均布活载:
p=0.300kN/m;
V=(0.677×5.676+0.990×0.300)×900.04/(100×2.060×105×121900.0)=1.082mm;
纵向钢管的最大挠度为1.082mm小于纵向钢管的最大容许挠度1000.000/150=6.7mm,满足要求!
3)横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P=7.197kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=1.728kN.m;
最大变形Vmax=3.997mm;
最大支座力Qmax=23.510kN;
最大应力σ=202.086N/mm2;
横向钢管的的计算应力202.086N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为3.997mm小于支撑钢管的最大容许挠度900.000/150=6mm,满足要求!
4)支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×10.000=1.291kN;
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.150×1.000=0.150kN;
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.300×0.900×1.000=0.270kN;
(4)堆放荷载(kN):
NG4=14.244×0.900×1.000=12.82kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=14.531kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的荷载
经计算得到,活荷载标准值NQ=1.000×0.900×1.000=0.900kN;
因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×14.531+1.4×0.900=18.696kN;
5)立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=18.696kN;
φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89m2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ-------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.00N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1μh
(1)
l0=h+2a
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.167;
μ----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;μ=1.700;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.300m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度L0=k1μh=1.167×1.700×1.500=2.976m;
L0/i=2975.850/15.800=188.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.203;
钢管立杆受压应力计算值;σ=18696/(0.203×489.000)=188.3N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=188.3N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
公式
(2)的计算结果:
L0/i=2100.000/15.800=133.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.381;
钢管立杆受压应力计算值;σ=18698/(0.381×489.000)=100.35N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=100.35N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2--计算长度附加系数,按照表2取值1.017;
公式(3)的计算结果:
L0/i=2492.362/15.800=158.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.281;
钢管立杆受压应力计算值;σ=18696/(0.281×489.000)=136.06N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=136.06N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
经验算上图所示的加固方案安全可靠。
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