超高层施工电梯在楼面上的特殊安装方案

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简介： 本文通过介绍的施工电梯基础却不能落在地基上，而是要安装在已经使用的地下室屋面结构上的工程实例，详细介绍了超高层建筑工程施工中，施工电梯安装在地下室楼面结构上，基础的特殊处理方案；并附有结构施工电梯基础梁设计计算书。
关键字：施工电梯 梁式基础 结构转换 结构承载力 稳定性 沉降观测

　　施工电梯作为高层建筑中材料和人员垂直运输的必备施工机械，已经得到了广泛的应用，电梯基础是施工电梯的重要组成部分，它直接影响到施工电梯的安全运行。因此电梯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。但这里主要介绍的施工电梯基础却不能落在地基上，而是要安装在已经使用的地下室屋面结构上的工程实例。

　　一、工程概况

　　重庆红鼎国际名苑工程，位于重庆市江北区观音桥商贸中心地段，该项目属“四久工程”，地下室及裙楼部分为“现代广场”已于99年正式通过验收投入使用。红鼎国际名苑工程自七层裙楼上续建A、B、C座高层住宅，工程建筑总面积16.0万平方米，其中：A座48层，高154.5米，建筑面积6.2万平方米；工程结构为框支剪力墙结构，为超高层建筑。

　　根据红鼎国际名苑工程A座现场实际情况，工程周遍无施工场地，只有在轴外侧邮政营业厅的三层屋面，即地下室屋面结构上有空地可以作为施工场地，安装施工机械设备。但本工程是48层的超高层建筑，施工电梯安装高度要求达到146m，集中计算荷载大，作为唯一安装施工电梯的邮政营业厅的三层屋面结构，无法承受和荷载的传递，且下部结构无法进行加固，因此安装在楼面结构上难度极大。

　　项目工程师绞尽脑汁，最后大胆地将施工电梯安装在车道剪力墙与两根框架柱之间，采用“T”型钢筋混凝土扁梁结构，作为施工电梯基础的特殊安装方案。

　　二、施工电梯基础设计

　　1、施工电梯基础设计难点：

　　a、施工电梯如此大的荷载该部位屋面梁板结构无法承受，电梯基础不可能直接做在屋面上；

　　b、该部位三层以下为邮政营业厅库房正在使用，不能对下部梁板结构进行加固处理；

　　c、施工电梯安装位置的下部竖向结构跨度达到8000mm，且电梯基础内侧支座不能直接支撑在竖向结构上，要进行结构转换；

　　d、施工电梯基础高度受到上物坡度的限制。

　　2、施工电梯基础形式及配筋设计

　　由于施工电梯的集中荷载达到600KN，荷载较大，所以电梯基础采用基础梁的形式进行荷载传递。梁式基础有钢筋混凝土梁和型钢组合梁两种形式，但考虑内侧基础梁支座要进行结构转换，我们在实际施工中采用的是钢筋混凝土梁的形式作为施工电梯的基础。

　　施工电梯基础梁L1尺寸为：1000mm宽×500mm高，梁宽是根据施工电梯标准件宽度750mm确定，梁高是考虑上材料的斜坡高度。

　　内侧支座结构转换梁L2尺寸为：400mm宽×800mm高，其中L2在轴为钢筋混凝土牛腿支座。

　　施工电梯基础梁L1、 L2及牛腿配筋设计附后。

　　3、施工电梯基础平面图

　　4、施工电梯基础梁荷载传递形式

　　a、基础梁L1荷载传递：

　　b、基础梁L2及牛腿荷载传递：

　　三、施工电梯基础梁的施工

　　1、8.1M标高三层楼面结构轴线引测，确保基础梁支座位置准确。轴线由楼面轴线网引出，确定基础梁位置，弹出基础梁模板线及控制线，并弹出下部剪力墙边线，校核剪力墙位置。

　　2、施工电梯基础梁外端支座，先凿除楼面找平层，确保施工电梯基础梁支撑在下部竖向结构上，支座部位增加植入下部墙体内的支座连接钢筋，施工中应注意保护原结构砼；施工电梯基础梁内端支座是通过L2梁进行转换，L2梁要注意集中荷载节点处的钢筋加强。

　　3、L1、L2电梯基础梁底铺设50mm隔离层，隔离层采用砂垫层，砂垫层周遍砌砖表面覆盖彩条布，待电梯基础梁达到强度后清除，确保电梯基础梁与下部结构之间50mm的间隙，防止电梯基础梁的荷载向下部梁板结构传递。

　　4、铺梁底模板，绑扎梁钢筋，支设加固梁模板，予埋地脚螺栓及予埋铁件。

　　5、浇筑基础梁C30砼，校正地脚螺栓，梁面找平。

　　6、砼浇筑完毕后，砂垫层必须拆除、清理干净。

　　7、为保证施工电梯基础侧向的稳定性，标准件附墙跨度要加大，开始阶段的附墙也要适当增加。

　　四、沉降观测

　　施工电梯在施工过程中每加载一次，都要进行了基础沉降观测，现在施工电梯总高度已到146m，经多次沉降观测施工电梯基础最大沉降量(也就是梁的最大挠度)不超过20㎜，符合设计规范要求,(梁设计最大允许挠度 [f]为40.2mm计算详见附页施工电梯基础梁设计计算书)。

　　五、结束语

　　本工程施工电梯基础设置在已施工完的楼层结构上，这种情况是我们第一次遇到，且安装位置只此一处，没有其他可供选择的位置，我们经过对各种方案的筛选，觉得只有该方案经济实用。经过一年来的使用一切正常，未对下部已处在使用中的结构产生任何影响，得到了监理、业主的认可和好评。施工电梯在高层工程建设中，已得到了广泛使用。基础设计方案也有多种，以上是将基础设计在楼层结构上的施工方案，为我们在以后的施工中遇到同样的情况时提供了借鉴经验。

　　附页：施工电梯基础梁设计计算书

　　一、基础梁L1（1000×500）

　　1、设计依据：a、SCD200/200施工电梯说明书；

　　b、混凝土结构设计规范GB50010-2002

　　c、原有结构设计施工图

　　2、荷载计算

　　计算数据

　　a、根据原有结构设计施工图（详上图）及施工电梯安装部位，基础设计支座为原结构300mm宽剪力墙，计算净跨8040mm。

　　b、根据施工电梯使用情况及安装要求，基础设计宽度1000mm，高度500mm。

　　c、施工电梯安装高度154.9-8.1=146.8M，电梯荷载：

　　吊笼（双笼）2×20 KN

　　导轨架（146.8÷1.5≈98节，1.8 KN/节） 176.4 KN

　　对重2×10 KN

　　载重2×20 KN

　　合计： 276.4 KN

　　动力荷载安全系数：K=1.4

　　设计计算荷载P=276.4×1.4=387 KN

　　d、基础自重：b=1.0m,h=0.5m,比重25Kn/m3,安全系数K=1.2

　　q==15 KN/m

　　3、弯矩计算（《简明建筑结构设计手册》P56、57）

　　集中力: MC===245867 N·m

　　MB===449208 N·m

　　均布力: MC=N·m

　　MB=N·m

　　计算弯矩:MC=245867+40401=286268 N·m

　　MB=449208+80802=530010 N·m

　　4、配筋（《简明建筑结构设计手册》P167）

　　梁截面尺寸1000×500砼C30

　　上部筋:A=

　　查表得（《简明建筑结构设计手册》P168）:ρ(%)=0.926

　　AS=

　　选Ф28、10根，AS=6153㎜2。

　　下部筋:A=

　　查表（《简明建筑结构设计手册》P168）得:ρ(%)=0.478

　　AS=

　　实际配10根Ф28,AS=6153㎜2。

　　5、挠度验算

　　允许挠度[f]=（《简明建筑结构设计手册》P225）

　　ρ=

　　短期刚度（《简明建筑结构设计手册》P215） BS=，查表（P219）求得:（=0）

　　BS=1544×1000×4503=1.41×1014

　　f=

　　f=13.67㎜＜[f]=40.2㎜符合要求

　　二、基础梁L2（400×800）设计

• 荷载

• 弯矩 （《简明建筑结构设计手册》P57）

　　1）q1作用下：

　　2）q2作用下：（《简明建筑结构设计手册》P57）

　　计算弯矩：Mmax=667430+9216=676646 N·M

　　MB=341452+18432=359884N·M

• 配筋（《简明建筑结构设计手册》P167）

　　梁截面尺寸 400×800砼C30

　　下铁：

　　查表（《简明建筑结构设计手册》P168）得：ρ(%)=1.113

　　选Ф25、7根，AS=3436㎜2

　　上铁：

　　查表（《简明建筑结构设计手册》P168）得：ρ(%)=0.559

　　选Ф25、4根，AS=1963㎜2