地下室頂板上架設施工電梯的結構加固設計

摘要：高層建筑下部常設計地下停車場，這往往給施工電梯的架設帶來了難度，導致其必須架設在地下室頂板上。文章結合實際工程，對在地下室頂板上架設施工電梯的結構加固設計進行分析，提出了加固方案，即在頂板上建造施工電梯基礎，頂板下用鋼管搭設支撐架進行支撐，使上部的施工電梯荷載經由地下室頂板及鋼管架體最終傳至地下室底板，避免頂板被破壞。文章從基礎和鋼管支撐架兩方面進行了論述，總結了施工注意事項，解決了加固問題。

關鍵詞：地下室；施工電梯；基礎；鋼管支撐架

引言

近年來，隨著我國經濟的快速發展，各個城市都建設了很多高層建筑。同時，因為建設用地越來越緊張，這些建筑為了滿足停車位的要求，大多設計了地下停車場。在此情況下，根據平面布置，有時只能將施工電梯設置在地下室混凝土頂板上。考慮到施工電梯本身自重較重，同時還會有較大的沖擊力，所以必須在安裝前對其進行加固設計和結構計算。本文通過結合一實際工程，對施工電梯支撐在地下室頂板上的設計方案進行了研究，提出了解決問題的思路。

1 工程概況

本工程的施工電梯安裝在位于湖北省武漢市某小區樓盤的2#住宅樓旁，該樓棟為剪力墻結構，共19層，其中地下1層，層高3.8米，地上18層，層高3米。屋面的檐口高度為54米。因該樓棟周圍為地下停車場，故該樓棟的施工電梯只能設置在地下室頂板上。根據建筑高度和施工要求，電梯架設高度定為59m。

2 平面布置及加固方案

結合施工電梯的使用要求和周邊場地情況，電梯被安裝在樓棟周邊地下室頂板上。在頂板上設置鋼筋混凝土基礎。基礎尺寸為4000mm×6000mm×480mm，混凝土強度等級為C30，基礎配筋為雙向 12@140。在基礎平面中心處設置650mm×650mm的電梯導軌架。

因原結構施工圖中地下室頂板上未考慮施工電梯的安裝，故需進行加固設計：在地下室頂板下用鋼管搭設支撐架，使上部的施工電梯荷載經由地下室頂板及鋼管架體最終傳至地下室底板。鋼管規格為φ48.3×3.6，立桿間距750mm，橫桿步距1200mm，鋼管頂部設可調托撐和木墊，同時架體還要設置加強型剪刀撐。

3 基礎計算

3.1 荷載計算

基礎自重：W=4.0×6.0×0.48×25=288kN；基礎靜荷載：w=288kN×1.2/（4.0×6.0）=14.4kN/m2；吊籠重：2250×2=4500kg；外籠重：1200kg；對重重：0kg；載重量：2000×2=4000kg；標準節高度：1508mm；標準節自重：210kg；安裝總高度：59m；標準節數量：59÷1.508=39.12；取40節標準節總重量：210×40=8400kg。G=（4500+1200+0+4000+8400）×9.8×1.2=212.86kN；放大系數取2.0，P=G×2=425.72kN；Pi=P/A=425.72÷（4.0×6.0）=17.74kN/m2。傳到頂板下鋼管架體的荷載為p=w+pi=32.14kN/m2

3.2 基礎受彎計算

根據《簡明高層鋼筋混凝土結構設計手冊》[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 配筋面積計算

根據《建筑地基基礎設計規范》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配筋率為？籽1=0.08%<？籽min=0.15%；？籽2=0.03%<？籽min=0.15%。計算配筋面積480×1000×0.0015=720mm2/m；鋼筋選 12，間距140mm，面積為807.84mm2/m

3.4 受沖切承載力驗算

根據《建筑地基基礎設計規范》GB 50007-2011[2]公式（8.2.8）：

4 鋼管支撐結構計算

鋼管規格為φ48.3×3.6，立桿間距750mm，橫桿步距1200mm。上部荷載為32.14kN/m2。每根立桿承受的上部荷載N1=32.14×0.75×0.75=18.08kN；腳手架自重產生的荷載N2=0.1550×3.8=0.59kN；N=N1+N2=18.67kN

在鋼管計算長度的問題上，2011年12月實施的新版《腳手架規范》有較大更新，針對滿堂鋼管支撐架，新增了一節的內容對其進行了詳細規定，分別給出了頂部和非頂部立桿的計算公式，并列表給出了不同剪刀撐設置情況下的計算長度系數。本工程因上部荷載較大，采用加強型剪刀撐設置。根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ 130-2011[3]第5.4.6條：k取1.155；查規范附錄C得？滋1=1.546；？滋2=2.062；h取1.2m；a取0.2m；頂部立桿l0=k？滋1（h+2a）=1.155×1.546×（1.2+2×0.2）=2.86m；非頂部立桿l0=k？滋2h=1.155×2.062×1.2=2.86m；l0/i=286/1.59=180 查規范附錄表A.0.6得？準=0.220。根據《腳手架規范》[3]第5.2.6條：查規范附錄B表B.0.1得到i=1.59cm；A=5.06cm2； 取205.00N/mm2；？滓=N/？準A=18.67×103/（0.220×506）=167.7N/mm2

5 施工注意事項

（1） 在鋼管架體搭設之前，應向施工人員就施工方案進行詳細交底，對鋼管、扣件、可調托撐在施工前必須進行嚴格檢查驗收，嚴格控制鋼管的直徑和壁厚，不得使用磨損嚴重的鋼管來搭設架體。（2） 對鋼管架體與地下室頂板結合處，必須打磨平整頂板的混凝土基層，最大限度使架體和頂板緊密結合，保證上部荷載能通過地下室頂板和架體傳導至地下室底板。（3） 鋼管架體施工時，必須嚴格按照結構設計方案以及《腳手架規范》進行搭設，保證立桿間距、橫桿步距等各項尺寸，嚴禁隨意更改。因現場實際情況需更改方案的，必須經由設計方同意后方可執行。（4） 鋼管架體搭設完成后，設計方和監理等對其進行驗收。驗收合格后，才能進行上部基礎施工和電梯安裝。（5） 電梯基礎施工時，電梯廠家應派相關技術人員來現場予以配合。電梯安裝時，應嚴格按照使用說明來安裝，確保施工安全。

6 結束語

按照該方案加固安裝的施工電梯投入運行超過半年。經檢測，施工電梯基礎所在范圍及其周邊的地下室頂板未出現結構裂縫及結構變形，充分證明了該設計方案及理論的正確性。該方案安全、經濟、施工簡便，成功解決了地下停車場旁的高層建筑施工電梯安裝的問題。

參考文獻

[1]李國勝.簡明高層鋼筋混凝土結構設計手冊[M].第二版.北京：中國建筑工業出版社，2003：424-425

[2] GB 50007-2011， 建筑地基基礎設計規范[S].

[3] JGJ 130-2011， 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S].

作者簡介：羅瑜（1985-），男，湖北省武漢市人，碩士研究生，葛洲壩海集房地產開發有限公司，從事設計管理工作。