屋面上施工升降机基础设计实例

屋面上施工升降机基础设计实例
摘要：施工升降机（亦称：建筑施工电梯、外用电梯）是高层建筑施工中主要的垂直运输设备。

它附着在外墙或其他结构部位上，随建筑物升高。

施工升降机基础是施工升降机的重要组成部分，基础应能承受升降机工作时最不利条件下的全部载荷。

因此施工升降机基础的设计和施工极为重要，应根据地基承载力结合工程特点进行计算。

但中冶京唐一公司承建的首钢京唐钢铁联合有限公司焦化1#煤塔施工中，施工升降机基础不能落在地基上，只能坐落在结构屋面上。

本文介绍了高层工业建筑工程施工中，施工升降机安装在建筑物楼面结构上，基础的特殊设计方案。

关键字：施工升降机升降机基础梁结构加固结构承载力
前言：首钢京唐钢铁联合有限责任公司焦化1#煤塔檐高74.6m，为了施工需要，需安装一台施工升降机。

根据1#煤塔现场实际情况，只有在煤塔北侧，+6.980米焦侧操作平台上可以作为施工升降机的位置，安装施工升降机（见图1）。

但本工程施工升降机安装高度要求达到67.32m，集中计算荷载大，作为唯一安装施工升降机的煤塔焦侧操作台屋面结构，无法承受和荷载的传递，因此安装在楼面结构上难度极大。

图1 煤塔施工升降机安装位置
项目工程技术人员经过严密论证，最后确定在煤塔墙4 和墙11之间增设1000×600钢筋混凝土扁梁结构，作为的施工升降机基础，使施工升降机的荷载通过扁梁传递到墙 4 和墙11，最终传递到煤塔基础上。

下面对基础的特殊处理方案和施工升降机基础梁设计计算进行介绍。

1、施工升降机基础形式
煤塔施工升降机型号:SC200/200TD, 双吊笼，每个吊笼载重量为2000kg。

施工升降机起重高度H=67.32m。

6.980米300mm厚屋面板结构无法承受施工升降机如此大的荷载，升降机基础不可能直接坐落在屋面上。

由于施工升降机的集中荷载达到738KN，荷载较大，所以升降机基础采用钢筋混凝土扁梁的形式进行荷载传递。

施工升降机基础梁L1尺寸为：1000mm宽×600mm高（见图2）。

图2 ▽6.980m升降机基础梁平面布置示意图
2、施工升降机基础设计验算
2.1 荷载计算
根据原有结构设计施工图及施工升降机安装部位，基础设计支座为原结构墙11（530mm 宽）和墙4（1050mm宽），计算净跨4315mm。

根据施工升降机使用情况及安装要求，基础设计宽度1000mm，高度600mm，基础梁上预留螺栓孔。

施工升降机安装高度74.6-7.28=67.32m，荷载如下：
吊笼（双笼）2×20 kN ；导轨架（67.32÷1.5≈45节，2 kN /节） 90kN ；对重2×10kN ；载重2×20kN
永久荷载分项系数：1.2
动力荷载分项系数：1.4
基础应能承受升降机工作时最不利条件下的全部载荷，施工升降机在吊笼坠落，防坠装置起作用时传给基础和在最大，为5倍的吊笼自重与额定载荷之和。

设计计算荷载P=（40+20+40）×5×0.9×1.4+90×1.2=738kN
基础自重：b=1.0m,h=0.6m,比重253
m kN ,荷载分项系数1.2 2.15.26.01⨯⨯⨯=q =18m kN
升降机荷载在预埋螺栓位置传递给基础梁，预留螺栓孔位置及荷载传递示意图如下
图3 预埋螺栓位置示意图 图4 荷载传递示意图
2.2 内力计算
受力图 弯矩图 剪力图
2.3 配筋验算
基础梁上部配筋为9φ22，下部配筋为9φ22，箍筋φ10@100(四肢箍)。

受弯承载力按照下式计算
)('
0s s y u a h A f M -⋅=
=u M 300×3419.46×540×10-6=553.956m kN ⋅
受弯承载力验算
u M ＞m ax M =543.56m kN ⋅
受弯承载力满足要求。

受剪承载力验算
0025.17.0h s A f h b f V sv yv t cs ⋅⋅
+⋅⋅==0.7×1.80×1000×570+1.25×210×100
314×570 =1188.02kN ＞MAX V =603.24kN
cs V ——斜截面受弯构件承载力
t f ——混凝土轴心抗拉强度设计值
b ——截面宽度
0h ——截面有效高度
yv f ——箍筋抗拉强度设计值
sv A ——箍筋截面积
s ——箍筋间距
截面受剪承载力验算满足要求。

墙体经过验算，受力满足要求。

3、 方案实施及效果
在施工升降机基础梁浇灌完成以后，留置了2组同条件试块，用于检测基础梁强度，当基础梁强度达到设计强度（C45）的75％以后开始安装施工升降机。

施工升降机安装完成并经过安全检验合格后即投入使用。

经过8个月的使用一切正常，未对下部已处在使用中的结构产生任何影响。

结束语
在施工带有裙楼的高层等建筑物时，也会遇见施工升降机在屋面板上安装的情况，也可以通过设置梁式基础，通过基础梁将升降机荷载传递到墙柱上并最终传递至基础上，必要时还需对支撑基础梁的墙柱进行加固。

参考文献：
［1］ 《建筑结构荷载规范》 GB 50009–2001
［2］ 《SC 型施工升降机使用说明书》
［3］ 《施工升降机安全规则》 GB10055–88
［4］ 《混凝土结构设计规范》 GB50010–2002。