超高層施工電梯在樓面上的特殊安裝方案

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簡介： 本文通過介紹的施工電梯基礎(chǔ)卻不能落在地基上，而是要安裝在已經(jīng)使用的地下室屋面結(jié)構(gòu)上的工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了超高層建筑工程施工中，施工電梯安裝在地下室樓面結(jié)構(gòu)上，基礎(chǔ)的特殊處理方案；并附有結(jié)構(gòu)施工電梯基礎(chǔ)梁設(shè)計計算書。
關(guān)鍵字：施工電梯 梁式基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換 結(jié)構(gòu)承載力 穩(wěn)定性 沉降觀測

　　施工電梯作為高層建筑中材料和人員垂直運(yùn)輸?shù)谋貍涫┕C(jī)械，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，電梯基礎(chǔ)是施工電梯的重要組成部分，它直接影響到施工電梯的安全運(yùn)行。因此電梯基礎(chǔ)的設(shè)計和施工極為重要，應(yīng)根據(jù)地基承載力結(jié)合工程特點(diǎn)進(jìn)行計算。但這里主要介紹的施工電梯基礎(chǔ)卻不能落在地基上，而是要安裝在已經(jīng)使用的地下室屋面結(jié)構(gòu)上的工程實(shí)例。

　　一、工程概況

　　重慶紅鼎國際名苑工程，位于重慶市江北區(qū)觀音橋商貿(mào)中心地段，該項目屬“四久工程”，地下室及裙樓部分為“現(xiàn)代廣場”已于99年正式通過驗收投入使用。紅鼎國際名苑工程自七層裙樓上續(xù)建A、B、C座高層住宅，工程建筑總面積16.0萬平方米，其中：A座48層，高154.5米，建筑面積6.2萬平方米；工程結(jié)構(gòu)為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，為超高層建筑。

　　根據(jù)紅鼎國際名苑工程A座現(xiàn)場實(shí)際情況，工程周遍無施工場地，只有在軸外側(cè)郵政營業(yè)廳的三層屋面，即地下室屋面結(jié)構(gòu)上有空地可以作為施工場地，安裝施工機(jī)械設(shè)備。但本工程是48層的超高層建筑，施工電梯安裝高度要求達(dá)到146m，集中計算荷載大，作為唯一安裝施工電梯的郵政營業(yè)廳的三層屋面結(jié)構(gòu)，無法承受和荷載的傳遞，且下部結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行加固，因此安裝在樓面結(jié)構(gòu)上難度極大。

　　項目工程師絞盡腦汁，最后大膽地將施工電梯安裝在車道剪力墻與兩根框架柱之間，采用“T”型鋼筋混凝土扁梁結(jié)構(gòu)，作為施工電梯基礎(chǔ)的特殊安裝方案。

　　二、施工電梯基礎(chǔ)設(shè)計

　　1、施工電梯基礎(chǔ)設(shè)計難點(diǎn)：

　　a、施工電梯如此大的荷載該部位屋面梁板結(jié)構(gòu)無法承受，電梯基礎(chǔ)不可能直接做在屋面上；

　　b、該部位三層以下為郵政營業(yè)廳庫房正在使用，不能對下部梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理；

　　c、施工電梯安裝位置的下部豎向結(jié)構(gòu)跨度達(dá)到8000mm，且電梯基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)支座不能直接支撐在豎向結(jié)構(gòu)上，要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換；

　　d、施工電梯基礎(chǔ)高度受到上物坡度的限制。

　　2、施工電梯基礎(chǔ)形式及配筋設(shè)計

　　由于施工電梯的集中荷載達(dá)到600KN，荷載較大，所以電梯基礎(chǔ)采用基礎(chǔ)梁的形式進(jìn)行荷載傳遞。梁式基礎(chǔ)有鋼筋混凝土梁和型鋼組合梁兩種形式，但考慮內(nèi)側(cè)基礎(chǔ)梁支座要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，我們在實(shí)際施工中采用的是鋼筋混凝土梁的形式作為施工電梯的基礎(chǔ)。

　　施工電梯基礎(chǔ)梁L1尺寸為：1000mm寬×500mm高，梁寬是根據(jù)施工電梯標(biāo)準(zhǔn)件寬度750mm確定，梁高是考慮上材料的斜坡高度。

　　內(nèi)側(cè)支座結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁L2尺寸為：400mm寬×800mm高，其中L2在軸為鋼筋混凝土牛腿支座。

　　施工電梯基礎(chǔ)梁L1、 L2及牛腿配筋設(shè)計附后。

　　3、施工電梯基礎(chǔ)平面圖

　　4、施工電梯基礎(chǔ)梁荷載傳遞形式

　　a、基礎(chǔ)梁L1荷載傳遞：

　　b、基礎(chǔ)梁L2及牛腿荷載傳遞：

　　三、施工電梯基礎(chǔ)梁的施工

　　1、8.1M標(biāo)高三層樓面結(jié)構(gòu)軸線引測，確?；A(chǔ)梁支座位置準(zhǔn)確。軸線由樓面軸線網(wǎng)引出，確定基礎(chǔ)梁位置，彈出基礎(chǔ)梁模板線及控制線，并彈出下部剪力墻邊線，校核剪力墻位置。

　　2、施工電梯基礎(chǔ)梁外端支座，先鑿除樓面找平層，確保施工電梯基礎(chǔ)梁支撐在下部豎向結(jié)構(gòu)上，支座部位增加植入下部墻體內(nèi)的支座連接鋼筋，施工中應(yīng)注意保護(hù)原結(jié)構(gòu)砼；施工電梯基礎(chǔ)梁內(nèi)端支座是通過L2梁進(jìn)行轉(zhuǎn)換，L2梁要注意集中荷載節(jié)點(diǎn)處的鋼筋加強(qiáng)。

　　3、L1、L2電梯基礎(chǔ)梁底鋪設(shè)50mm隔離層，隔離層采用砂墊層，砂墊層周遍砌磚表面覆蓋彩條布，待電梯基礎(chǔ)梁達(dá)到強(qiáng)度后清除，確保電梯基礎(chǔ)梁與下部結(jié)構(gòu)之間50mm的間隙，防止電梯基礎(chǔ)梁的荷載向下部梁板結(jié)構(gòu)傳遞。

　　4、鋪梁底模板，綁扎梁鋼筋，支設(shè)加固梁模板，予埋地腳螺栓及予埋鐵件。

　　5、澆筑基礎(chǔ)梁C30砼，校正地腳螺栓，梁面找平。

　　6、砼澆筑完畢后，砂墊層必須拆除、清理干凈。

　　7、為保證施工電梯基礎(chǔ)側(cè)向的穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)件附墻跨度要加大，開始階段的附墻也要適當(dāng)增加。

　　四、沉降觀測

　　施工電梯在施工過程中每加載一次，都要進(jìn)行了基礎(chǔ)沉降觀測，現(xiàn)在施工電梯總高度已到146m，經(jīng)多次沉降觀測施工電梯基礎(chǔ)最大沉降量(也就是梁的最大撓度)不超過20㎜，符合設(shè)計規(guī)范要求,(梁設(shè)計最大允許撓度 [f]為40.2mm計算詳見附頁施工電梯基礎(chǔ)梁設(shè)計計算書)。

　　五、結(jié)束語

　　本工程施工電梯基礎(chǔ)設(shè)置在已施工完的樓層結(jié)構(gòu)上，這種情況是我們第一次遇到，且安裝位置只此一處，沒有其他可供選擇的位置，我們經(jīng)過對各種方案的篩選，覺得只有該方案經(jīng)濟(jì)實(shí)用。經(jīng)過一年來的使用一切正常，未對下部已處在使用中的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何影響，得到了監(jiān)理、業(yè)主的認(rèn)可和好評。施工電梯在高層工程建設(shè)中，已得到了廣泛使用。基礎(chǔ)設(shè)計方案也有多種，以上是將基礎(chǔ)設(shè)計在樓層結(jié)構(gòu)上的施工方案，為我們在以后的施工中遇到同樣的情況時提供了借鑒經(jīng)驗。

　　附頁：施工電梯基礎(chǔ)梁設(shè)計計算書

　　一、基礎(chǔ)梁L1（1000×500）

　　1、設(shè)計依據(jù)：a、SCD200/200施工電梯說明書；

　　b、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002

　　c、原有結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖

　　2、荷載計算

　　計算數(shù)據(jù)

　　a、根據(jù)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖（詳上圖）及施工電梯安裝部位，基礎(chǔ)設(shè)計支座為原結(jié)構(gòu)300mm寬剪力墻，計算凈跨8040mm。

　　b、根據(jù)施工電梯使用情況及安裝要求，基礎(chǔ)設(shè)計寬度1000mm，高度500mm。

　　c、施工電梯安裝高度154.9-8.1=146.8M，電梯荷載：

　　吊籠（雙籠）2×20 KN

　　導(dǎo)軌架（146.8÷1.5≈98節(jié)，1.8 KN/節(jié)） 176.4 KN

　　對重2×10 KN

　　載重2×20 KN

　　合計： 276.4 KN

　　動力荷載安全系數(shù)：K=1.4

　　設(shè)計計算荷載P=276.4×1.4=387 KN

　　d、基礎(chǔ)自重：b=1.0m,h=0.5m,比重25Kn/m3,安全系數(shù)K=1.2

　　q==15 KN/m

　　3、彎矩計算（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P56、57）

　　集中力: MC===245867 N·m

　　MB===449208 N·m

　　均布力: MC=N·m

　　MB=N·m

　　計算彎矩:MC=245867+40401=286268 N·m

　　MB=449208+80802=530010 N·m

　　4、配筋（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P167）

　　梁截面尺寸1000×500砼C30

　　上部筋:A=

　　查表得（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P168）:ρ(%)=0.926

　　AS=

　　選Ф28、10根，AS=6153㎜2。

　　下部筋:A=

　　查表（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P168）得:ρ(%)=0.478

　　AS=

　　實(shí)際配10根Ф28,AS=6153㎜2。

　　5、撓度驗算

　　允許撓度[f]=（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P225）

　　ρ=

　　短期剛度（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P215） BS=，查表（P219）求得:（=0）

　　BS=1544×1000×4503=1.41×1014

　　f=

　　f=13.67㎜＜[f]=40.2㎜符合要求

　　二、基礎(chǔ)梁L2（400×800）設(shè)計

• 荷載

• 彎矩 （《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P57）

　　1）q1作用下：

　　2）q2作用下：（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P57）

　　計算彎矩：Mmax=667430+9216=676646 N·M

　　MB=341452+18432=359884N·M

• 配筋（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P167）

　　梁截面尺寸 400×800砼C30

　　下鐵：

　　查表（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P168）得：ρ(%)=1.113

　　選Ф25、7根，AS=3436㎜2

　　上鐵：

　　查表（《簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》P168）得：ρ(%)=0.559

　　選Ф25、4根，AS=1963㎜2