关于升降机基础受力计算分析

摘要：山东临沂银河中央公园16～21#楼施工电梯（升降机）基础位于车库网梁叠合箱楼盖之上，本文现根据实际情况对车库肋梁、框架梁及框支柱的受力进行分析。

关健词： 混凝土 框架梁 叠合箱 肋梁

中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：

主要受力构件简介

肋梁采用C30混凝土，截面尺寸120*650mm,跨中上部钢筋采用212

，支座处上部钢筋214+212，下部钢筋采用228；箍筋采用φ6@100/200；叠合箱尺寸为1.0m*1.0m*0.65m；框架梁采用C30混凝土，轴线间距为8.0m，截面尺寸580*650mm，柱轴线2.5m范围内截面尺寸为1200*650mm，跨中上部钢筋采用422，支座处上部钢筋为1222，底部钢筋采用722；柱子采用C35，S6混凝土，截面尺寸为600*600mm，全部主筋为425+820 ，箍筋为φ8@100/200(4)；基础采用为承台梁、预制管桩。

建立受力模型

升级机基础为C30混凝土现浇构件，截面尺寸为4.2m*5.6m*0.3m，内

设φ8@300*300双层双向钢筋网，放置位置见下图。

叠合箱放置在肋梁之间可视为柔性铰结，可假定叠合箱顶盖在外力作

用下有微小位移，施工荷载通过升降机底座直接传给肋梁，再通过框架梁、柱子、承台梁把力传给桩基。框架梁、柱子、承台梁含钢量较大，计算时可按刚结考虑。承台梁、管桩承载力远远大于外荷载因此计算略。现主要计算肋梁、框架梁、框支柱在升降机影响下的车库受力状态。

结合网梁楼盖截面受力，根据最小抵抗截面原理可对实际受力构件可

做以下简化：

车库网梁楼盖及升降机基础平面图

肋梁受力计算

分析荷载

荷载由升降机基础荷载、升降机自身荷载、载重荷载及重物提升时

的动力荷载及肋梁自重（叠合箱重量可忽略不计）组成。

基础荷载：

P1=0.33*4.2*5.6*2.5+(4.2/0.3)*5.6*2*2*0.395/1000

=19.4+0.123=19.52T=195.2KN

升降机自身荷载P2：

采用SCD200/200型升降机,升90m，每个标准节0.163T,长1.508m共9.78 T，吊笼每个1.5T共3T,额定载重量为每个吊笼2 T。

P2=（9.78+1.5）*1.1=12.41T=124.1KN（注1.1为风险系数）

载重荷载P3=吊笼重量+额定载重量=3+4=7 T =70KN

动力荷载P4：根据SC200/200施工升降机技术参数，升降速度为34m/min即0.57m/s, 设0.2s内到额定速率，加速度a=v/t=0.57/0.2=2.83；F=mg+ma=m(9.8+2.83)；有动力荷载引起的荷载增加系数μ=(F-mg)mg=2.83/9.8=0.28。为增加车库网梁受力的保险系数，取动力荷载增加系数μ=0.4.

P4=70KN*0.4=28 KN

P静= P1 +P2=195.2+124.1=319.3KN；P动= P3 +P4=70+28=98 KN

P= 1.2 P静+1.4P动=319.3*1.2+98*1.4=520.36KN

在承载升降基础受力范围内共有5.6*4+4.2*5=43.4m肋梁，

平均每延米肋梁承担重量qL1=520.36/43.4=11.98KN/；

肋梁自身线荷载qL2=0.12*0.65*2.5*1.2=2.34 KN/m

（注1.2为静荷载分项系数）

肋梁承受线荷载合计qL=11.98KN/m+2.34 KN/m=14.32 KN/m

受力分析

可假定为升降机基础将荷载均匀的传递到肋梁上，肋梁将力传至

框架梁上，由于框架梁抗扭刚度较大，可假设为刚节点，根据最小抵抗截面原理，现计算长跨肋梁受力。

根据计算弯矩图、剪力图如下：

弯矩图单位KN.M

剪力图单位KN

考虑到到内力从分布，对受力构件进行调幅，调幅系数取β=0.15。

调幅后支座处的弯矩：

M支座=（1-β）ME=0.95*68.61=65.18KN.M

调幅后跨中弯矩：

根据计算M0=104.79 KN.M，（M0为两端为简支时，跨中弯矩）

1.02 M0－1/2 (Ml＋ Mr）=41.71 KN.M＞36.18 KN.M。

故M跨中41.71 KN.M

截面抵抗验算

根据施工图纸肋梁截面采用 C30混凝土，宽0.12m,高0.65m；上部钢筋采用212，附加筋214；下部钢筋采218；箍筋采用φ6@100/200。

(1)、支座处负弯矩验算

fc=14.3N/L2 f＇y= fy=360N/L2

αs=25+12+25=62mm；h0=650-62=588 mm

由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得

x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb=

=5.24mm

且x

故Mu= fyAS(h0－αs＇)=360*534*(588-25-9)=106500960N・L

=106.5KN.M>65.18 KN.M

满足要求，施工安全。

（2）、跨中处弯矩验算

fc=14.3N/L2 f＇y= fy=360N/L2

αs=25+12+25=62mm；h0=650-62=588 mm

由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得

x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb==59.3mm

Mu= fyAS (h0－α＇s)=360*509*（588-34）=101.51 KN.M>56.16 KN.M

满足要求，施工安全。

Mu= α1 fcbx (h0－x/2)+ f＇yA＇S (h0－α＇s)

=1.0*14.3*120*(588-59.3/2)+360*226*(588-25-6)

=958128.6+45317520

=46275648.6N・L

=46.3 KN.M>41.71 KN.M（对受拉钢筋取距，该数据为参考）

(3)、计算斜截面受剪

、验算截面尺寸

hw= h0 =588 mm,

hw/b=588/120=6＞4.9＞4,处于厚腹梁与薄腹梁之间，

采用直线内差法

换算系数=0.2+（0.25-0.2）*（6-4.9）/(6-4）=0.23

混凝土强度为C30, fcuk=30N/L2

故取βc=1.0

0.23βcfc b h0=0.23*1.0*14.3*120*588

=232071.84N=232.071 K N＞Vmax=42.9K N截面满足要求。

、验算箍筋配置

0.7ft h0 b+1.25* (fyv *nAsv1/s) * h0

=0.7*1.43*588*120+1.25*210*28.3*2/100*588

=70630.56+87.362=157.99 K N＞Vmax=42.9K N

、计算最小配筋率

ρsv=n* Asv1/sb=2*28.3/100/120=0.472%

最小配筋率ρsvmin= ft/ fyv=0.24*1.43/210=0.163%

ρsv＞ρsvmin故满足要求

四、框架梁受力计算

1、分析荷载

框架梁受到肋梁的集中荷载P及框架自重qk（均布荷载）.

根据模型图示，每一节点处集中荷载：

P1=4m*qL=2.8*14.32+1.2*2.34=42.9K N

柱中心线2.5m处qk1=1.2*0.65*2.5*10*1.2=23.4 KN/m

框架梁中间段qk1=0.58*0.65*2.5*10*1.2=11.3 KN/m

2、受力分析

根据模型图，框架梁受力可简化成下图

根据计算弯矩下图示：单位KN.M

剪力图下图示：单位KN

考虑到到内力从分布，对受力构件进行调幅，调幅系数取β=0.15。

调幅后支座处的弯矩：

M支座=（1-β）ME=0.95*280.03=266.02KN.M

调幅后跨中弯矩：

根据计算M0=409.32 KN.M，（M0为两端为简支时，跨中弯矩）

1.02 M0－1/2 (Ml＋ Mr）=151.49 KN.M＞129.28 KN.M。

故M跨中151.49 KN.M

3、截面抵抗验算

框架梁基本参数见受力构件简介

（1）、支座处负弯矩验算

fc=14.3N/L2 f＇y= fy=360N/L2

αs=25+9=34mm；h0=650-34=616 mm

由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得

x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb==58.3mm

且x＞2α＇=2*25=50mm

Mu= α1 fcbx (h0－x/2)+ f＇yA＇S (h0－α＇s)

=1.0*14.3*1200*(616-58.3/2)+360*1780*(616-25-11)

=10070346+371664000

=381734346N・L=381.7 KN.M＞266.03KN.M

满足要求，施工安全。

（2）、跨中正弯矩验算

fc=14.3N/L2 f＇y= fy=360N/L2

αs=25+9=34mm；h0=650-34=616 mm

由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得

x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb==11.3mm

且x

故Mu= fyAS(h0－αs＇)=360*1780*(588-25-11)

=353.72KN.M>151.49KN.M

满足要求，施工安全。

（3）端部斜截面受剪计算

、验算截面尺寸

hw= h0 =616 mm,

hw/b=616/1200=0.51

混凝土强度为C30, fcuk=30N/L2

故取βc=1.0

0.25βcfc b h0=0.25*1.0*14.3*1200*616

=2642640N=2642.64 K N＞Vmax=204.15K N截面满足要求。

、验算箍筋配置

该梁即受集中荷载，又受均布荷载，但集中荷载引起的剪力较大，故应该按集中荷载为主控荷载进行计算。

λ=a/ h0=1000/616=1.62

Vcs=1.75/(λ+1) ft b h0+1.0 fyv(nAsv1) h0/s

=1.75/ (1.62+1)*1.43*1200*616+1.0*210*4*28.3*616/100

=706.05 K N+146.45 K N=1471.4 K N＞＞204.15 K N

斜截面抗剪满足施工要求。

框支柱受压计算

框架柱基本参数见受力构件简介

fc=16.7N/L2 f＇y= fy=360N/L2

1、根据实际受力情况，可按照框架柱轴心正截面轴心受压计算

l0=H=3.9m

由l0/b=3900/600=6.5,根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）得ρ=1.0

Nu=0.9ρ（fcA+ f＇yA＇S）=0.9*1.0*[600*600*16.7+360*(1964+2513)]

=6861.348 K N＞＞204.15K N满足要求。

2、验算最小配筋率

ρ＇=A＇S/ A=（1964+2513）/600*600=1.24%＞0.6%可以

截面每一侧处

ρ＇=（628+982）/600*600=0.45%＞0.2%可以

故最小配筋率满足规范要求。

六、基础验算

由于基础受力构件为承台梁及预制桩。其承载力远远大于外力荷载，升降机对其影响可忽略不计，故验算略。

七、结论

根据以上计算升降机基础设置在车库顶板，满足结构要求。

最小保险系数发生在肋梁支座负弯矩处取106.5/65.18=1.63。

八、参考文献

1、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

2、建筑施工手册第四版缩印本。（中国建筑工业出版社）

3、混凝土结构设计原理。（中国建筑工业出版社）