地下室顶板上架设施工电梯的结构加固设计

摘要：高层建筑下部常设计地下停车场，这往往给施工电梯的架设带来了难度，导致其必须架设在地下室顶板上。文章结合实际工程，对在地下室顶板上架设施工电梯的结构加固设计进行分析，提出了加固方案，即在顶板上建造施工电梯基础，顶板下用钢管搭设支撑架进行支撑，使上部的施工电梯荷载经由地下室顶板及钢管架体最终传至地下室底板，避免顶板被破坏。文章从基础和钢管支撑架两方面进行了论述，总结了施工注意事项，解决了加固问题。

关键词：地下室；施工电梯；基础；钢管支撑架

引言

近年来，随着我国经济的快速发展，各个城市都建设了很多高层建筑。同时，因为建设用地越来越紧张，这些建筑为了满足停车位的要求，大多设计了地下停车场。在此情况下，根据平面布置，有时只能将施工电梯设置在地下室混凝土顶板上。考虑到施工电梯本身自重较重，同时还会有较大的冲击力，所以必须在安装前对其进行加固设计和结构计算。本文通过结合一实际工程，对施工电梯支撑在地下室顶板上的设计方案进行了研究，提出了解决问题的思路。

1 工程概况

本工程的施工电梯安装在位于湖北省武汉市某小区楼盘的2#住宅楼旁，该楼栋为剪力墙结构，共19层，其中地下1层，层高3.8米，地上18层，层高3米。屋面的檐口高度为54米。因该楼栋周围为地下停车场，故该楼栋的施工电梯只能设置在地下室顶板上。根据建筑高度和施工要求，电梯架设高度定为59m。

2 平面布置及加固方案

结合施工电梯的使用要求和周边场地情况，电梯被安装在楼栋周边地下室顶板上。在顶板上设置钢筋混凝土基础。基础尺寸为4000mm×6000mm×480mm，混凝土强度等级为C30，基础配筋为双向 12@140。在基础平面中心处设置650mm×650mm的电梯导轨架。

因原结构施工图中地下室顶板上未考虑施工电梯的安装，故需进行加固设计：在地下室顶板下用钢管搭设支撑架，使上部的施工电梯荷载经由地下室顶板及钢管架体最终传至地下室底板。钢管规格为φ48.3×3.6，立杆间距750mm，横杆步距1200mm，钢管顶部设可调托撑和木垫，同时架体还要设置加强型剪刀撑。

3 基础计算

3.1 荷载计算

基础自重：W=4.0×6.0×0.48×25=288kN；基础静荷载：w=288kN×1.2/（4.0×6.0）=14.4kN/m2；吊笼重：2250×2=4500kg；外笼重：1200kg；对重重：0kg；载重量：2000×2=4000kg；标准节高度：1508mm；标准节自重：210kg；安装总高度：59m；标准节数量：59÷1.508=39.12；取40节标准节总重量：210×40=8400kg。G=（4500+1200+0+4000+8400）×9.8×1.2=212.86kN；放大系数取2.0，P=G×2=425.72kN；Pi=P/A=425.72÷（4.0×6.0）=17.74kN/m2。传到顶板下钢管架体的荷载为p=w+pi=32.14kN/m2

3.2 基础受弯计算

根据《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》[1]中的公式（11.4-3）、（11.4-4）：

MⅠ=（L-a）2（2B+b）pi/24=（6.00-0.65）2×（2×4.00+0.65）×17.74÷24=1.83×108N·mm

MⅡ=（B-b）2（2L+a）pi/24=（4.00-0.65）2×（2×6.00+0.65）×17.74÷24=1.05×108N·mm

3.3 配筋面积计算

根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011[2]公式（8.2.12）：As1=1.83×108/（0.9×300×450）=1506mm2；As2=1.05×108/（0.9×300×450）=864mm2配筋率为？籽1=0.08%<？籽min=0.15%；？籽2=0.03%<？籽min=0.15%。计算配筋面积480×1000×0.0015=720mm2/m；钢筋选 12，间距140mm，面积为807.84mm2/m

3.4 受冲切承载力验算

根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011[2]公式（8.2.8）：

4 钢管支撑结构计算

钢管规格为φ48.3×3.6，立杆间距750mm，横杆步距1200mm。上部荷载为32.14kN/m2。每根立杆承受的上部荷载N1=32.14×0.75×0.75=18.08kN；脚手架自重产生的荷载N2=0.1550×3.8=0.59kN；N=N1+N2=18.67kN

在钢管计算长度的问题上，2011年12月实施的新版《脚手架规范》有较大更新，针对满堂钢管支撑架，新增了一节的内容对其进行了详细规定，分别给出了顶部和非顶部立杆的计算公式，并列表给出了不同剪刀撑设置情况下的计算长度系数。本工程因上部荷载较大，采用加强型剪刀撑设置。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011[3]第5.4.6条：k取1.155；查规范附录C得？滋1=1.546；？滋2=2.062；h取1.2m；a取0.2m；顶部立杆l0=k？滋1（h+2a）=1.155×1.546×（1.2+2×0.2）=2.86m；非顶部立杆l0=k？滋2h=1.155×2.062×1.2=2.86m；l0/i=286/1.59=180 查规范附录表A.0.6得？准=0.220。根据《脚手架规范》[3]第5.2.6条：查规范附录B表B.0.1得到i=1.59cm；A=5.06cm2； 取205.00N/mm2；？滓=N/？准A=18.67×103/（0.220×506）=167.7N/mm2

5 施工注意事项

（1） 在钢管架体搭设之前，应向施工人员就施工方案进行详细交底，对钢管、扣件、可调托撑在施工前必须进行严格检查验收，严格控制钢管的直径和壁厚，不得使用磨损严重的钢管来搭设架体。（2） 对钢管架体与地下室顶板结合处，必须打磨平整顶板的混凝土基层，最大限度使架体和顶板紧密结合，保证上部荷载能通过地下室顶板和架体传导至地下室底板。（3） 钢管架体施工时，必须严格按照结构设计方案以及《脚手架规范》进行搭设，保证立杆间距、横杆步距等各项尺寸，严禁随意更改。因现场实际情况需更改方案的，必须经由设计方同意后方可执行。（4） 钢管架体搭设完成后，设计方和监理等对其进行验收。验收合格后，才能进行上部基础施工和电梯安装。（5） 电梯基础施工时，电梯厂家应派相关技术人员来现场予以配合。电梯安装时，应严格按照使用说明来安装，确保施工安全。

6 结束语

按照该方案加固安装的施工电梯投入运行超过半年。经检测，施工电梯基础所在范围及其周边的地下室顶板未出现结构裂缝及结构变形，充分证明了该设计方案及理论的正确性。该方案安全、经济、施工简便，成功解决了地下停车场旁的高层建筑施工电梯安装的问题。

参考文献

[1]李国胜.简明高层钢筋混凝土结构设计手册[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社，2003：424-425

[2] GB 50007-2011， 建筑地基基础设计规范[S].

[3] JGJ 130-2011， 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

作者简介：罗瑜（1985-），男，湖北省武汉市人，硕士研究生，葛洲坝海集房地产开发有限公司，从事设计管理工作。