施工升降机基础承载设计
2020-07-10罗新星
罗新星
摘 要 本文以某工程一台施工升降机基础地库钢管支撑计算为例，运用力学方法解决基础承载和支撑情况，并结合现场实际情况对施工升降机的基础设计提供相关建议。
关键词 施工升降机;地库钢管支撑;设计计算
前言
某工程需安装一台中联SC200/200施工升降机，由于施工升降机布置的基础位置在地库顶板上，因此需对地库进行加固支撑以满足承载要求，采用钢管扣件搭设脚手架进行支撑，对支撑进行设计验算以保证施工和使用安全。
1施工升降机现场
定位布置时，受场地条件限制，升降机基础设置于地库顶板上，项目采取地库钢管支撑的方法（地库高度3.9m）满足基础的承载力。
设置图
2基础地库钢管支撑系统计算
本方案施工升降机基础设置于地下车库顶板上，车库顶板厚度30cm，为确保升降机基础的施工安全，对车库顶板采用钢管支撑措施，现对钢管支撑系统进行计算[1]。
2.1 地下室顶板升降机荷载确定
依据中联重科股份有限公司《SC200/200施工升降机使用说明书》确定荷载。
荷载组合G：
P = n×G
式中：
P—基础承载力（kN）;
N—考虑运行中的动载、风载及自重误差对基础的影响，取安全系数n=2;
G—吊笼自重、围栏自重、标准节自重及吊笼载重等总和（kg）;
轉换成重力时，9.8×G即：
吊笼自重：2000kg×2=4000kg
围栏围栏自重：1480kg
标准节自重：170kg×36=6120kg （共36节标准节）
吊笼载重：2000kg×2 =4000kg
电源电缆、电缆导向装置、紧固件、附墙架等重量约占标准节自重量的20%，计：6120kg×20%=1224kg
所以：G=（4000+1480+6120+4000+1224）=16824kg
P=0.02×G=0.02×16824=337kN
车库顶板总承载力N：
N=P+F=387+128=515kN
式中：F=4.5m×3.8 m×0.30m×25kN/m3=128kN （施工升降机基础重量）
2.2 车库顶板承载验算
根据建筑施工图纸，地下车库顶板上的设计活荷载标准值为5.0kN/m2。
升降机基础面积为4.5m×3.8m= 17.0m2，不计扩散面积。按
地下车库顶板基础面积的平均承载力计算，为17.0m2×5.0kN/m2=85kN。
85kN、515kN不能满足地下车库顶板的承载力安全要求。
为确保安全施工，本工程必须在地下车库顶板下设置钢支撑。
考虑有更多的安全储备，根据现场实际安装情况确定，实际施工升降机主要荷载作用于基础面积的中间部分，即标准节附近部分。即3.0m×3.0m= 9.0m2。故计算时施工升降机承载力515kN载荷按9.0m2基础作用面积计算。
（1）48mm×3.0mm钢管承受的轴向力
地库顶板支撑架钢管轴向荷载设计值 NP（N/m2）。
NP = 515kN×103/9m2=57222 N/m2
钢管每区格尺寸为500mm×500mm，每区格面积为0.5m×0.5m=0.25m2
每根钢管轴向荷载为：
NO= 0.25m2×57222 N/m2 =14306N
（2）48mm×3.0mm钢管的物理特性钢管截面积：A=424mm2;钢管回转半径i=0.33D=0.33×48=15.8mm;钢管的计算长度L=1.5m
钢管的长细比：λ
λ=L/i=1500/15.8=95
根据λ查《钢结构设计标准》GB50017-2017表C-2 类截面轴心受压构件的稳定系数 = 0.588。
（3）钢管的稳定性
经计算，钢管支撑的强度、刚度、稳定性均满足规定要求。
3钢管支撑系统施工注意事项
（1）钢管与地库顶板及地库承台接触部位应用槽钢或钢板等型钢设置垫板。
（2）钢管与地库顶板应顶实。
（3）钢管支撑系统搭设完毕后，再开始浇筑施工升降机基础。
（4）施工升降机基础4.5m宽度方向平行于大楼外墙墙面，3.8m宽度方向垂直于大楼外墙墙面。混凝土基础中预埋固定框架按使用说明书要求设置。混凝土C30。施工升降机基础中心线距裙房外墙面距离为3.5m。
（5）实际施工时，施工升降机基础下地库顶板支撑钢管架支撑面积按升降机基础面积搭设，即搭设面积≥4.5m×4.5m。
4结束语
本文通过对施工升降机基础及地库顶板现场实际情况分析，得出以下结论：
（1）根据施工升降机荷载情况对地库的承载能力进行分析和设计，确定支撑的结构形式和尺寸规格;
（2）根据现场实际状态和支撑的结构形式，分析支撑系统的受力情况，并对杆件的连接和稳定性进行校核，确保施工升降机安全使用[2-3]。
参考文献
[1] GB/T 26557-2011吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机[S].
[2] GB 50017-2017钢结构设计标准[S].
[3] 中联SC200/200型施工升降机使用说明书[S].
