旧楼加装电梯计算书结构验算资料讲解

1、精品文档黄埔大道中99号电梯加建项目计算书精品文档目录1电梯挂钩横梁设计验算2.2连廊加梁设计验算6.3承台梁设计验算 104电梯井主体结构有限元分析144.1荷载标准组合144.2计算结果155基础验算195.1桩基础方案195.2筏板基础方案206结论211电梯挂钩横梁设计验算CM F .；F.录描帕刪呷F；毗翻图1-1机房天面吊钩主梁受力示意图图1-1为机房天面吊钩主梁受力示意图。维修设备2t,因此吊钩受到集中力Fi20kN。主梁到受拉力作用。3mijm;丄21；I中屮I b J41Fl=20kN(2t)图1-2吊钩主梁简支梁简化图电梯挂钩主梁校核，主梁按照简支梁计算，如图1-2所示主梁

2、截面尺寸200mm 300mm，长度3000mm主梁体积0.18 m3，混凝土强 度C25,主梁要承受自身重量及维修设备重量，其中主梁自重）.45,为梁均布荷载，其 中维修设备2t,为集中力，梁受到均布力和集中力的共同作用，梁承受总重量宠.45。 最危险点为中间梁的中点，现按简支梁进行强度验算。梁均布荷载 q=梁自重/l=0.45t/3000mm=4.5kN/3m =1.5kN/m梁集中力F1=t修设备重量=20 kN按照混凝土结构设计规范(GB500102010 ) P4Q第6.2.10条,公式(6.2.101)fyAs(h° as)p0py Ap (h0ap)横梁按受均布荷载和集

3、中力共同作用下的简支梁计算，则2 2M旦SkNF (3m)2°kN 3m 31亦斷8 2 8 2梁上部纵筋2根,HRB335级,直径14mm；下部纵筋4根HRB335级,直径18mm,箍筋HPB235级，直径8mm,双肢箍，间距100mm。根据规范8.2.1,梁构件混凝 土保护层厚度为20mm,无预应力钢筋，故62101变为：jfcbx hofy As(hgas)根据混凝土结构设计规范(GB500102010 )(以下简称规范)P40,第6.2.10条，公式(62102)受压区高度需满足:1 fcbxfyAfy'As'fpyAp( pp0fpy Ap)无预应力钢筋，故

4、1 fcbx fyAsfyA'1 :系数，由规范» 6.2.6条规定，查得，C25混凝土， 1 1.0fc :混凝土轴心抗压强度设计值，由规范4.1.41条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPab:梁截面宽，b=200mmfy :普通钢筋抗拉强度设计值，由规范4231条规定，查得，HRB335级钢筋 fy 300MPafy :普通钢筋抗压强度设计值，由规范4.2.31条规定，查得，HRB335级钢筋 fy 300MPaAs:受拉区纵向普通钢筋截面面积，As 1017.36mm2' ' 2As :受压区纵向普通钢筋截面面积，As 307.72mm带入公式

5、（1），得1fcbx fyAs fyAs'212.892kNx 89.45mm,受压区高度同时要满足x bh。x 2a其中，b:相对界限受压区高度，取Xb/h。，C25混凝土 b=0.56Xb :界限受压区高度，Xb 203.8mmh0 :截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离,h°364mma':未配置预应力钢筋，a'用as代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截面边缘的距离，a' as 42mm。因此x 89.45mm bh0203.8mmIx 89.45mm 2a 84mm受压区高度满足规范要求。x''1 fcbx h&

6、#176;fyAs(h°2as')1.0 11.9MPa 200mm89.45mm (364mm 0.5 89.45mm)，2300 MPa 307.72mm(364mm 42mm)97.70kNmfy As (h0 as )97.70kNmxM 31.69kNm1 fcbx h02因此，机房天面吊钩主梁强度设计满足规范要求。精品文档2连廊加梁设计验算CJZ2 “2c.：7-.III WHIi l« GJZ3* K 咖 f « It TJflU 巾帕 h M F RH ；(a)平面图i'JZ：电闻，f Mflt.'irxnjL.IU(b)

7、立面图(在两根悬挑梁之间加入1条横梁，截面高400mm )图2-1连廊加梁设计图本项目拟在连廊四周加设200mmK400mm的悬挑梁，分别与电梯井剪力墙及原建筑物的框架柱连接，如图2-1 (a)所示。由于连廊跨径为1.78m从设计安全角度出发，精品文档精品文档拟在悬挑梁之间加设1条横梁，横梁尺寸为200m论400mm连廊加梁设计如图2-1 (b)所示。原悬挑梁总体积=0.56m3加入中间横梁的体积 =0.14 m3混凝土强度C25,连廊横梁总质量=17500N(1.75),连廊面积3.738 m2连 廊自重0.3115t满载活载2t。梁承受总重量为2.3115t最危险点为中间梁的中点，现按 简

8、支梁进行强度验算。连廊面积：17.8 x 2.1m=3.738m连廊厚度0.2m恒载=连廊自重+悬挑梁 +横梁自重=(3.738*0.2+0.56+0. )*25=36.19kN活载=人群活载=20kNQ=恒载+活载=36.19+20=56.19 kN均布荷载 q=Q/l=56.19/1.78=31.57kN/m按照混凝土结构设计规范(GB500102010 ) P4Q第6.2.10条，公式(6.2.101)' ' 'M 1 fcbx hg -fyAs(ho as)p0py Ap (h0ap)精品文档横梁按均布荷载作用下的简支梁计算，则ql231.57 1.78212.

9、50kNgm梁上部纵筋2根,HRB335级,直径14mm下部纵筋4根HRB335级,直径18mm箍筋HPB235级，直径8mm,双肢箍，间距100mm根据规范8.2.1,梁构件混凝土保护层厚度为20mm,无预应力钢筋，故6.2.1Q1变为：1 fcbx hofyAs(h° as)根据混凝土结构设计规范(GB500102010 ) P40,第6.2.10条，公式(6.2.102)受压区高度需满足:fcbXfyAsfyAfpyAp ( p0fpy'Ap)无预应力钢筋，故ifcbx1 :系数，由规范6.2.6条规定，查得，C25混凝土，1 1.0fc :混凝土轴心抗压强度设计值，由

10、规范4.1.41条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPab:梁截面宽，b=200mmfy :普通钢筋抗拉强度设计值，由规范4.2.31条规定，查得，HRB335级钢筋 fy 300MPafy :普通钢筋抗压强度设计值，由规范4.2.31条规定，查得，HRB335级钢筋 fy' 300MPa2As:受拉区纵向普通钢筋截面面积，As 1017.36mm' ' 2As :受压区纵向普通钢筋截面面积，As 307.72mm带入公式（2），得1fcbxfyAs fyA 212.892kNx 89.45mm,受压区高度同时要满足xbhox 2a其中，b :相对界限受压区高度

11、，取Xb/ho , C25混凝土 b=0.56Xb :界限受压区高度，Xb 203.8mmho :截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离,ho 364mma':未配置预应力钢筋，a'用as代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截面边缘的距离，a' as 42mm。因此x 89.45mm bho 203.8mmIx 89.45mm 2a 84mm受压区高度满足规范要求。i fcbx hofyAs(h° as)1.o 11.9MPa 200mm 89.45mm (364mm 0.5 89.45mm)，2300 MPa 307.72mm(364 mm 42

12、mm)97.7kNmx '''M 12.50kNm1 fcbx h0fy 代（h0 as） 97.70kNm因此，连廊加梁设计满足规范要求。3承台梁设计验算LJ、縫维修隔的主槊F1=2OHI1bnookx(a)承台梁(b)图3-1机房承台梁受力示意图及钢筋配置图(a)受力示意图(b)钢筋配置图图3-1为机房承台梁受力示意图及钢筋配置图。电梯及管线机械设备10t因此承台梁受到集中力Fi 100kN图3-2吊钩主梁简支梁简化图电梯挂钩主梁校核，主梁按照简支梁计算，如图1-2所示主梁截面尺寸300mm 500mm，长度2600mm主梁体积0.39 m3，混凝土强 度C25,主

13、梁要承受自身重量及维修设备重量，其中主梁自重0.975t为梁均布荷载， 其中电梯及管线机械设备10,为集中力，梁受到均布力和集中力的共同作用，梁承受总 重量为10.975。最危险点为中间梁的中点，现按简支梁进行强度验算。梁均布荷载 q=梁自重/l=0.975t/2600mm=9.75kN/2.6m =3.75kN/m梁集中力F2=t梯及管线机械设备重量=100kN按照混凝土结构设计规范(GB500102010)P4Q第6.2.10条,公式(6.2.101)1 fcbx 帕fyAs(h° as)p0pyAp ( h0ap)横梁按受均布荷载和集中力共同作用下的简支梁计算，则ql2 FJ3

14、.75kN/m (2.6m)2 100kN 2.6m“1133.17kNm8 2 8 2梁上部纵筋2根,HRB335级，直径20mm；下部纵筋4根HRB335级,直径25mm,箍筋HPB235级，直径8mm,双肢箍，间距100mm直径根据规范8.2.1,梁构件 混凝土保护层厚度为20mm无预应力钢筋，故62101变为：i fcbx hofyAs(h° as)根据混凝土结构设计规范（GB5OO102O1O）P40,第6.2.10条，公式（6.2.102）1 fcbx fy A受压区高度需满足：f y Asf py Ap( p0 f py Ap )无预应力钢筋，故1fcbx1 :系数，由

15、规范» 6.2.6条规定，查得，C25混凝土，1 1.0fc :混凝土轴心抗压强度设计值，由规范4.1.41条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPab:梁截面宽，b=300mmfy :普通钢筋抗拉强度设计值，由规范4.2.31条规定，查得，HRB335级钢筋 fy 300MPafy :普通钢筋抗压强度设计值，由规范4.2.31条规定，查得，HRB335级钢筋 fy 300MPaAs:受拉区纵向普通钢筋截面面积，As 1962.5mm2' ' 2As :受压区纵向普通钢筋截面面积，As 628mm带入公式（3），得1 fcbxfyA fyA 400.35kNx

16、112.14mm,受压区高度同时要满足xbhox 2a其中，b:相对界限受压区高度，取沧仇,C25混凝土 b=0.56Xb :界限受压区高度，Xb 250.32mmho :截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离,ho 447mma'：未配置预应力钢筋，a'用丟代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截面边缘的距离，a' as 48mm。因此x 112.14mmbh0 250.32mmx 112.14mm 2a' 96mm受压区高度满足规范要求。x '''1 fcbx h° fy As (h0 as)21.0 11.9MP

17、a 300mm 112.14mm (447mm 0.5 112.14mm)，2300 MPa 628mm(447 mm 48mm)231.68kNmx '''M 133.17 kNm1 fcbx h0 ?fyAs (h0 as) 231.68 kNm因此，机房天面吊钩主梁强度设计满足规范要求。4电梯井主体结构有限元分析4.1荷载标准组合(b)图4-1电梯整体模型及局部放大显示(a)整体模型(b )局部放大图4-1为黄埔大道中99号电梯加建项目计算模型,电梯井为钢筋混凝土剪力墙结构, 混凝土为C25,剪力墙受力主筋HRB400级，连梁受力主筋HRB335级，重力荷载g =

18、 10 m/s2.纵向荷载共117.18,包括：电梯井自重105.18t电梯全部管线及机械重10,人活 载3.5KN/m2电梯面积5.72m2人活载共计2t。横向荷载包括:风荷载按广州市50年使用寿命的最大风力概率施加风压500 N/m2 建筑设计抗震设防烈度为7级，模拟汶川地震7.8级地震波施加。荷载组合按照规范公式3232计算，永久荷载起主控作用。S /GSGK +工丫。警郎s°耳F=l根据规范，查得G 1.35， Q1 1.4， Q2 1.4计算得，该结构的荷载组合为157.8。4.2计算结果Sr Mises （平均：75%）+ 1.942e+06+1_ >. 7 8 0

19、e+ 0 6+ 1.61 血+06+ 1.457e+0&+ 1.2966 F06+ 1.134e+06+ 9.729e-F05+ 8.114e+05+ 6-499 已+05+ 4.884e+05十 3-2（59巳+0 5十 1.654e 十 05QOt： X-ai.-idq 亠吟中icing$2-J. T® Q5 qL2 GHT-虫:QQ gq*5+ 3.937e+03i.ocn'-Z-9a3s-CI3图4-2电梯纵向荷载作用下应力云图图4-2为该结构在电梯纵向荷载作用下应力云图，最大应力为.94MPa设计满足 混凝土构件正常使用要求。S7 Mises （平均：7 5

20、%）I |+1 .81e+06_U +1.816e + 06+1.651e+06 +1.486e+06 | +1.322e + 06 +1.157e+06 +9.922e+05 B +8.27 5g + 05 -+6.62.7c+05 g- +4.980e+05+ 3 3 33电+05+ 1.686e+05+ 3.862e+03OM. D«5 MO此阳欣M瓦 1Z4 TnU MWQS01： SZ. 口町*0S：00 咼站詩11 1: fiwa TlrM-陀-MiiMeic畫晝ttf：'总爲®世稠 mtKi iDJ图4-3风荷载与纵向荷载作用下应力分布图图4-3显示，

21、最危险的截面位于最底层剪力墙中下段，应力为.98Mpa考虑荷载 组合中永久荷载为主控，设计满足混凝土构件正常使用要求。Uf Magnitude+ l,184e-03 + 1.085e-03+ 9.864e 04+ 8.878a-04-+ 7.891 已-04+ 6.905e-04+ 5.918e-04+ 4.932e-04+ 3.946e-04+ 2.G59e-04+ l,973e-04+ 9.864S-05+ 0.000e+00 DEL! J&B-S cdn12-1 Tfld 05 O1!S2!丄5 4下031叮口 X15J tk 叱m吐nc1: SctrsTI«vie J

22、L«M0图4-4风荷载与纵向荷载作用下位移分布图图4-4显示，最大位移位于剪力墙最顶端，为0.118cm电梯井为剪力墙结构，抗侧 刚度较大。图4-5电梯层层间位移角包络曲线施加的地震波为汶川地震某方向波的前5秒，每步0.005s初次施加地震波,21.4gal对于9层剪力墙结构而言，最大层间位移出现在第5层。根据建筑结构抗震 设计规范表5.5.1可知，剪力墙结构弹性阶段的层间位移角限值为/1000由图4-5可 知，最大层间位移仅有0.2137/1000预测此结构抗地震能力性能较好。图4-6电梯结构顶点时程位移曲线由图4-6可见，电梯结构顶点位移不足5mm分析原因可能是本结构为剪力墙结构

23、, 整体刚度比较大。5基础验算5.1桩基础方案根据建筑地基基础设计规范（GB500072011条文8.5.5规定：单桩承载力应满足公式（8.5.51）:Qk= （Fk+Gk） /n w Ra -Fk=1578kN （经过荷载效应标准组合的作用于桩基承台顶面的竖向力），见4.1小节。Gk=20 X 3X 3.4X 2.2=448.8kN （桩基承台自重及承台以上土的自重标准值）拟宜采用旋挖成孔灌注桩共计 4根，桩径D为600mm。n=4,单桩竖向抗 压承载力特征值Ra=800kN,单桩承载力应经荷载试验确定。Qk= (Fk+Gk) /n= (1578+448.8) /4=506.7kNv Ra=

24、800kN因此：单桩竖向抗压承载力满足要求。5.2筏板基础方案另一个基础设计方案：筏板基础具有减小地基压力，提高地基承载力的调整 地基不均匀沉降的能力。试根据华江花园D栋工程地质勘察报告(1996-10-11) 结合建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)进行计算，结果如下：根据建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)条文5.1.4规定，在抗震设 防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物 高度的1/15;电梯井高34.1m,筏形基础埋深应大于2.27m，取2.5m (此埋深应 位于第二层岩土层冲积层土)。从施工方便的角度，本项目拟采用平板式筏基，

25、根据经验，最简单的单层建筑筏板基础厚度一般经验取值不小于300m m,每增加一层筏板的厚度不小于50mm。本项目为9层剪力墙结构，本项目拟取板厚为 700mm。对于板式筏基，底板伸出的长度，横向不宜大于 1000mm,纵向不宜大 于600mm。电梯井尺寸是3.0X 2.6m，拟取筏形基础尺寸3.5m 3.5m。修正后的地基承载力特征值fafakb (b 3) d m(d 0.5)根据华江花园D栋工程地质勘察报告(1996-10-11)，第二层岩土层冲 积层土粉质粘土密度 =1.94g/cm3,:基础地面以下土的重度( kN/m3),g 19.4kN / m , m :基础地面以上土的加权平均重度，m 18.0kN / m修正后的地