物料提升机基础及地下室顶板回撑方案.docx

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物料提升机基础及地下室顶板回撑方案

荆门星球•世界城一期项目

物料提升机基础

施工方案

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位：

龙元建设集团股份有限公司

2016年月日

物料提升机基础施工方案

一、工程概况

荆门星球•世界城一期项目为：

地下1-2层、商业4-5层、1#楼、3#楼（公寓楼）及4#楼（SOHO商业）为地上30层（包含地下商业部分）、2#楼（写字楼）地上25层（包含地下商业部分）、建筑面积约为241009.74㎡，其中地下室建筑面积约为47545.86㎡，地上建筑面积193463.88㎡、其中集中商业百货建筑面积95422.33㎡、30层SOHO建筑面积18467.5㎡、30层公寓建筑面积50102.86㎡、25层写字楼建筑面积29471.19㎡，施工总承包单位承接项目施工工作内容为的土方工程、基坑支护、桩基、基础及主体结构工程、装修工程、安装工程等。

工程名称:

荆门星球•世界城一期项目工程。

工程地点:

荆门市掇刀区虎牙关大道9号。

建设项目法人:

荆门民诚置业股份有限公司。

设计单位:

杭州经纬建筑设计有限公司。

结构型式:

地下1-2层、商业4-5层、1#楼、3#楼（公寓楼）及4#楼（SOHO商业）为地上30层（包含地下商业部分）、2#楼（写字楼）地上25层（包含地下商业部分）。

该工程拟采用3台物料提升机，均安装在地下室顶板上。

二、物料提升机技术方案

（一）、物料提升机基础

1、物料提升机基本参数

物料提升机型号：

标准节长度：

2m；

架设总高度：

26m；（13节）底笼长：

3.5m；

底笼宽：

1.7m；底笼高：

1.95m；

标准节重：

100kg；吊笼载重：

1000kg；

单个吊笼重:

1750kg；

两边架体总质量：

100*13*2=2600kg

基础:

4*0.7=2.8㎡

物料提升机安装在地下室顶板上，顶板底用满堂钢管架进行加固处理，满堂钢管架物料提升机经受力计算后进行搭设。

考虑到动荷载、自重误差及风荷载对基础的影响，取荷载系数n=2。

同时物料提升机能承受施工升降机工作时最不利条件下的全部荷载，加固后的总受力物料提升机能承受的最大荷载不小于P=（吊笼重+标准节+卷扬+额定载荷重）*2=（1000+2600+800+1000）*2=10800㎏=105.84KN。

2、回撑搭设方案：

物料提升机总荷载为105.84KN，基础尺寸为4000*700mm，因此加固范围为5000×1700mm，地下室顶板承担的总荷载为37.8kN/m2此荷载由物料提升机底部5000×1700范围的楼板承担，而根据结构设计地下室顶板施工荷载为20KN/m2，故需要在楼板下面设置钢管支撑，钢管支撑采用螺栓底座（钢定托）顶紧，按400mm纵横间距设置立杆，纵横向水平间距400，高度方向步距h=1000mm加设水平方向拉杆。

3、地下室顶板支撑架计算书：

（1）计算依据：

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011））、《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）、《钢结构设计规范》（GB5017-2003）、《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》等规范。

（2）设计选型：

地下室顶板在物料提升机基础底部采用钢管脚手架回撑的方式以保证板使用安全。

钢管脚手架间距纵横为400×400mm，步距为1000mm，45mm×95mm方木，钢管顶托顶紧。

考虑到地下室顶板的使用安全，将物料提升机位置的最大荷载放大至50.0kN/m2进行验算。

落地平台支撑架立面简图

落地平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元

（3）、计算书；

1）、参数信息:

（1）.基本参数

立柱横向间距或排距la（m）:

0.40，脚手架步距h（m）：

1.00；

立杆纵向间距lb（m）:

0.40，脚手架搭设高度H（m）：

4.65；

立杆上端伸出至模板支撑点的长度a（m）:

0.10，平台底钢管间距离（mm）：

400.00；

钢管类型（mm）:

Φ48×3.5（考虑到钢管的锈蚀等因素，计算时采用Φ48×3.0）连接方式：

顶托支撑，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

（2）.荷载参数

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）:

50.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

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，截面力学参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

纵向钢管计算简图

（1）.荷载的计算：

脚手板与栏杆自重（kN/m）：

q11=0.150+0.300×0.400=0.270kN/m；

堆放材料的自重线荷载（kN/m）：

q12=50.000×0.400=20.000kN/m；

活荷载为施工荷载标准值（kN/m）：

p1=1.000×0.400=0.400kN/m

（2）.强度计算:

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。

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=1.2×0.270+1.2×20.000=24.324kN/m；

均布活载：

q2=1.4×0.400=0.560kN/m；

最大弯距Mmax=0.1×24.324×0.4002+0.117×0.560×0.4002=0.400kN.m；

最大支座力N=1.1×24.324×0.400+1.2×0.560×0.400=10.971kN；

截面物料提升机σ=0.400×106/（5080.0）=78.675N/mm2；

纵向钢管的计算强度78.675小于205.000N/mm2,满足要求!

（3）.挠度计算:

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=20.270kN/m；

均布活载：

p=0.400kN/m；

V=（0.677×20.270+0.990×0.400）×400.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.144mm

纵向钢管的最大挠度小于400.000/250与10,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取纵向板底支撑传递力，P=10.971kN；

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=0.001kN.m；

最大变形Vmax=0.000mm；

最大支座力Qmax=10.973kN；

截面施工升降机力σ=0.216N/mm2；

横向钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于400.000/150与10mm,满足要求!

4）、扣件抗滑移的计算:

双扣件承载力设计值取16.00kN，

按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=10.973kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

5）、满堂支撑架荷载标准值（轴力）:

作用于满堂支撑架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

脚手架的自重（kN）：

NG1=0.149×4.500=0.670kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值。

栏杆的自重（kN）：

NG2=0.150×0.400=0.060kN；

脚手板自重（kN）：

NG3=0.300×0.400×0.400=0.048kN；

堆放荷载（kN）：

NG4=50.000×0.400×0.400=8.000kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.778kN；

2.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=1.000×0.400×0.400=0.160kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.778+1.4×0.160=10.758kN；

6）、立杆的稳定性计算:

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=10.758kN；

σ----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=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ--------钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.00N/mm2；

Lo----计算长度（m）；

参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

lo=k1uh

（1）

lo=（h+2a）

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.185；

u----计算长度系数，参照《扣件式规范》；u=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=0.100m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.185×1.700×1.000=2.015m；

Lo/i=2014.500/15.800=128.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406；

钢管立杆受压强度计算值；σ=10757.660/（0.406×489.000）=54.185N/mm2；

立杆稳定性计算σ=54.185小于[f]=205.000满足要求！

公式

（2）的计算结果：

Lo/i=1200.000/15.800=76.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.744；

钢管立杆受压强度计算值；σ=10757.660/（0.744×489.000）=29.569N/mm2；

立杆稳定性计算σ=29.569小于[f]=205.000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

lo=k1k2（h+2a）（3）

k2--计算长度附加系数，按照表2取值1.004；

公式（3）的计算结果：

Lo/i=1427.688/15.800=90.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.661；

钢管立杆受压强度计算值；σ=10757.660/（0.661×489.000）=33.282N/mm2；

立杆稳定性计算σ=33.282小于[f]=205.000满足要求！

综上所计算，物料提升机选用型，搭设高度m，根据说明书计算规则算的总荷载为860.93KN，基础尺寸为4400×6400mm，因此加固范围为5400×7400mm，总荷载为30.57kN/m2，小于50kN/m2，故该施工升降机回撑系统满足要求。

（2）、基础验算

基础砼强度等级为C35，其轴心抗压强度fc=14.3N/mm2，轴心抗拉强度ft=1.43N/mm2，底面长l=5.4m，宽b=7.4m，底面积S=5.4×7.4=39.96m2，高h=0.3m,导轨架长c=0.8m，宽a=0.8m。

1）底面积验算

轴心受压基础基底面积施工升降机满足

S=39.96≥（Pk+Gk）/fc=（352+263.25）/14.3=0.045m2。

（满足要求）

2）抗冲切验算

由于导轨架直接与基础相连，故只考虑导轨架对基础的冲切作用。

计算简图如下：

物料提升机满足如下要求

式中Pj---扣除基础自重后相物料提升机于荷载效物料提升机基本组合时的地基土单位面积净反力，Pj=P/S=352/39.96=8.808kN/m2；

βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，本例取Bhp=1；

h0---基础冲切破坏的有效高度，取h0=300-35=265mm；

Al---冲切验算时取用的部分基底面积，Al=6.5×1.4=9.1m2；

am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

at---冲切破坏锥体最不利一侧截面的上边长，取导轨架宽a；

ab---冲切破坏锥体最不利一侧截面在基础底面积范围内的下边长；

ab=a+2h0=0.8+2×0.265=1.33m

am=（at+ab）/2=（0.8+1.33）/2=1.065m

Fl＝Pj×Al=12.034×9.1=109.51kN

0.7βhpftamh0=0.7×1×1.43×1065×265/1000=282.51kN≥109.51kN，满足要求！

6、底部配筋计算

属于轴心受压，在底部两个方向的弯矩：

式中M1,M2--任意截面1-1、2-2处相物料提升机于荷载效物料提升机基本组合时的弯矩设计值；

a1------任意截面1-1至基底边缘最大反力处的距离，a1=1.9m；

l,b-----基础底面的长和宽；

pmax,pmin-----相物料提升机于荷载效物料提升机基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值，pmax=pmin=（263.25+352）/29.25=21.03kN/m2；

p-----相物料提升机于荷载效物料提升机基本组合时在任意截面1-1处基础底面地基反力设计值，p=pmax=21.03kN/m2；

G-----考虑荷载分项系数的基础自重，当组合值由永久荷载控制时，G=1.35Gk，Gk为基础标准自重，G=1.35×352=475.2kN；

M1=1.92/12×[（2×4.5+0.65）×（21.03+21.03-2×352/29.25）+（21.03-21.03）×4.5]=52.23kN·m;

M2=（4.5-0.8）2/48×（2×6.5+0.65）×（21.03+21.03-2×352/29.25）=70.04kN·m;

基础配筋计算

式中a1----砼强度等级不超过C50，取a1=1；

1-1截面：

αs=|M|/（a1fcbh02）=58.84×106/（1.00×14.30×4.60×103×265.002）=0.004；

ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.005）0.5=0.0045；

γs=1-ξ/2=1-0.005/2=0.997；

As=|M|/（γsfyh0）=52.23×106/（0.998×360.00×265.00）=548.58mm2。

2-2截面：

αs=|M|/（a1fcbh02）=83.239×106/（1.00×14.30×6.50×103×265.002）=0.004；

ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.005）0.5=0.0045；

γs=1-ξ/2=1-0.005/2=0.997；

As=|M|/（γsfyh0）=70.04×106/（0.998×360.00×265.00）=705.52mm2。

截面1-1配筋：

选配Φ12@200，As1=2260.8mm2>548.58mm2

截面2-2配筋：

选配Φ12@200，As1=4408.56mm2>705.52mm2

配筋满足要求！

综上所述，物料提升机基础4000*700*250，配筋选配Φ12@200单层双向钢筋满足要求。

龙元建设集团股份有限公司

2016年月日