丝路会展中心项目25t汽车吊上楼板计算分析书(1F层楼板作为拼装场地)20180425

附件2：25t汽车吊上楼板计算分析书目 录1.1. 计算内容- 1 -1.2. 计算说明- 1 -1.2.1. 计算概述- 1 -1.2.2. 汽车吊性能参数表- 6 -1.2.3. 荷载取值- 7 -1.2.4. 荷载施加- 8 -1.2.5. 边界条件- 11 -1.2.6. 荷载组合- 13 -1.3. 楼面承载力验算- 14 -1.3.1. 南北侧工况楼面承载力验算- 14 -1.3.2. 东西侧工况楼面承载力验算- 22 -1.4. 混凝土结构裂缝宽度验算- 27 -1.5. 结论- 28 -1.5.1. 验算结论- 28 -1.5.2. 建议- 28 -1.6. 补充计算- 1 -1.6.1. 计算说明- 1 -1.6.2. 荷载取值- 2 -1.6.3. 荷载施加- 3 -1.6.4. 边界条件- 7 -1.6.5. 荷载组合- 8 -1.6.6. 南北侧工况楼面承载力验算- 9 -1.6.7. 结论- 14 -1.1. 计算内容在1F层混凝土楼板回填后，为了扩大拼装范围，计划将回填区域作为拼装场地，由于需要上25t汽车吊作为拼装设备，故需要对楼板结构进行验算，确定汽车吊上楼板进行吊装作业，结构是否安全。汽车吊上楼板区域示意如下所示：汽车吊上楼板范围图1.2. 计算说明1.2.1. 计算概述汽车吊上楼板验算内容包括两个部分，第一部分是空载行驶工况下的受力验算，第二部分是吊装作业（打腿）时的受力验算。根据汽车吊上楼板范围图，和对应结构图发现，南北向结构与东西向结构存在差别，故在验算时将分为南北向和东西向两种结构形式验算：南北向结构计算模型（取其中两跨进行验算）东西向结构计算模型（取其中两跨进行验算）验算的板厚为200mm，因混凝土强度在上楼板时只能达到75%，故根据混凝土强度标准值确定本验算混凝土强度的75%来验算，相应查表数据均按照C25取：说明：混凝土强度标准值，通过计算发现C35混凝土的强度达到75%时比C25混凝土强度略小，故本计算按照C25混凝土强度验算。楼板采用钢筋桁架楼承板，配筋大样如下所示：1.2.2. 汽车吊性能参数表汽车吊性能参数表1.2.3. 荷载取值1、结构自重2、汽车吊支腿荷载按照最不利工况，侧后方吊装工况计算各个支腿的反力结果如下：选取腿下方受力面积为0.5m*0.5m=0.25m，计算出各个支腿下的面荷载如下：N1=934KN/ mN2=406.8 KN/ mN3=553.2 KN/ mN4=26.2 KN/ m3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑。1.2.4. 荷载施加1、结构自重软件自行考虑2、25t汽车吊上楼板，选取其中两跨进行计算，按最不利工况计算（四个支腿均支撑在楼板上），荷载施加如下所示：荷载施加图（南北侧）荷载施加局部放大图（N1支腿位置）（南北侧）荷载施加图（东西侧）载施加局部放大图（N1支腿位置）（东西侧）3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑，施加如下：荷载施加（南北侧）荷载施加局部放大图（南北侧）荷载施加（东西侧）荷载施加局部放大图（东西侧）1.2.5. 边界条件1、根据结构图标示确认边界条件：南北侧东西侧2、钢柱柱脚设置为刚接南北侧东西侧1.2.6. 荷载组合共进行4种荷载组合，其中前三种荷载组合为应力、配筋验算，第四种荷载组合为变形验算。1.3. 楼面承载力验算1.3.1. 南北侧工况楼面承载力验算1.3.1.1. 变形验算板竖向变形图梁竖向变形图计算结果分析：竖向变形：最不利位置最大竖向变形为5.13mm9000/250=36mm，满足规范要求。1.3.1.2. 应力验算钢结构梁柱最大正应力为26.6MPa，最大负应力为-60.6MPa，小于规范允许设计强度值（Q345应小于295MPa，Q390应小于360MPa）1.3.1.3. 配筋验算1、最大内力值确定板最大正弯矩为60.0KN.m/m，位于板跨中板最大负弯矩-33.0KN.m/m，位于板与梁交接位置板最大正剪力为185KN/m板最大负剪力为-142KN/m根据以上计算结果，统计板单位长度（1000mm）下的最大内力值如下：最大正弯矩为60.0KN.m/m，位于板跨中最大负弯矩为-33.0KN.m/m，位于板与梁交接位置最大正剪力为为185KN/m，位于板与梁交接位置最大负剪力为为-142KN/m，位于板与梁交接位置2、配筋验算1）楼板最大正弯矩配筋验算板最大正弯矩为：60.0kNm/m查混凝土结构计算手册表2-1-15确定在60KN.m/m的弯矩下，实际需要抗拉配筋面积为【As=1800mm2】HB1板：图纸设计板下部配筋为：一侧为1094配筋,每米板宽【As=863.5mm2】另一侧为12150配筋,每米板宽【As=791mm2】As=863.5mm2【As=1800mm2】，不满足规范要求。HB2板：图纸设计板下部配筋为：一侧为1294配筋,附加钢筋12，每米板宽【As=1808.6mm2】另一侧为1280配筋,每米板宽【As=1413mm2】As=1413mm2【As=970mm2】，满足规范要求。HB2板：图纸设计板上部配筋为：一侧为12188配筋,附加钢筋为212配筋，每米板宽【As=1808mm2】另一侧为1280配筋,每米板宽【As=1470mm2】As=1470 mm2【As=970mm2】，满足规范要求。3）楼板最大剪力配筋验算楼板最大剪力：185kN查混凝土结构计算手册表2-3-14得到C25混凝土，200mm厚楼板抗剪能力为155.6KN/m185KN，不满足规范要求。1.3.2. 东西侧工况楼面承载力验算1.3.2.1. 变形验算板竖向变形图梁竖向变形图计算结果分析：竖向变形：最不利位置最大竖向变形为9.1mm9000/250=36mm，满足规范要求。1.3.2.2. 应力验算钢结构梁柱最大正应力为29.0MPa，最大负应力为-57.3MPa，小于规范允许设计强度值（Q345应小于295MPa，Q390应小于360MPa）1.3.2.3. 配筋验算1、最大内力值确定板最大正弯矩为53.7KN.m/m，位于板跨中板最大负弯矩-44.9KN.m/m，位于板与梁交接位置板最大正剪力为106KN/m板最大负剪力为-121KN/m根据以上计算结果，统计板单位长度（1000mm）下的最大内力值如下：最大正弯矩为53.7KN.m/m，位于板跨中最大负弯矩为-44.9KN.m/m，位于板与梁交接位置最大正剪力为为106KN/m，位于板与梁交接位置最大负剪力为为-121KN/m，位于板与梁交接位置2、配筋验算1）楼板最大正弯矩配筋验算板最大正弯矩为：53.7kNm/m查混凝土结构计算手册表2-1-15确定在53.7KN.m/m的弯矩下，实际需要抗拉配筋面积为【As=1560mm2】HB1板：图纸设计板下部配筋为：一侧为1094配筋,每米板宽【As=863.5mm2】另一侧为12150配筋,每米板宽【As=791mm2】As=863.5mm2【As=1560mm2】，不满足规范要求。HB2板：图纸设计板下部配筋为：一侧为1294配筋,附加钢筋12，每米板宽【As=1808.6mm2】另一侧为1280配筋,每米板宽【As=1413mm2】As=1413mm2【As=1560mm2】，不满足规范要求。2）楼板最大负弯矩配筋验算板最大负弯矩为：-44.9kNm/m查混凝土结构计算手册表2-1-15确定在44.9KN.m/m的弯矩下，实际需要抗拉配筋面积为【As=1310mm2】HB1板：图纸设计板上部配筋为：一侧为12188配筋,附加钢筋为10188配筋，每米板宽【As=1071mm2】另一侧为12150配筋,每米板宽【As=791mm2】As=1071 mm2【As=1310mm2】，满足规范要求。3）楼板最大剪力配筋验算楼板最大剪力：121kN查混凝土结构计算手册表2-3-14得到C25混凝土，200mm厚楼板抗剪能力为155.6KN/m121KN，满足规范要求。1.4. 混凝土结构裂缝宽度验算汽车吊对楼板产生最大弯矩为60kNm/m（详见1.3.1.3）。1）荷载效应标准组合的弯矩设计值Mq = Mmax/1.35=44.5 kNm2）sk 按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力s = =44.5106/(0.87160863.5)=370.2N/mm23）te 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率te=As/Ate=863.5/（0.51000180）=0.01084）裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当0.2时，取=0.2； 当1时，取=1=1.1-0.65（2.01/（0.0108370.2）=0.7735）deq 受拉区纵向钢筋的等效直径(mm)6）i -受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数，按混凝土规范表7.1.2-2，采用非预应力带肋钢筋i =1.0deq=（5*10*10）/（5*1*10）=107）cr 构件受力特征系数，按混凝土规范表7.1.2-1，采用钢筋混凝土受弯构件cr = 1.98）cs最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)取 cs = 209）max按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度max = cr(1.9cs+0.08)=1.90.773370.2/（2105）（1.920+0.0810/0.0108）=0.305mm0.3mm，不满足要求。1.5. 结论1.5.1. 验算结论钢结构梁柱受力较小，满足受力要求；HB1板和HB2板配筋的抗弯强度不够，满足不了规范要求，裂缝宽度验算也满足不了规范要求；1.5.2. 建议1、根据计算结果，最不利工况下满足不了受力要求，即汽车吊支腿不可以直接撑在楼板上，需要采取钢板、路基箱进行转化。 2、现场可根据实际情况，让支腿尽量打在结构梁上（若支腿位在结构梁上便可不需要加设转换路基箱或钢板，下设枕木即可），以减少转换路基箱的加设。- 28 -1.6. 补充计算-后轮支腿打在钢梁上工况结构验算1.6.1. 计算说明由于板汽车吊打在混凝土板中间时承载力不足，故建议汽车吊尽可能多支腿打在钢梁上，根据实际放样，确定现场汽车吊可如下图所示站位：故针对该种工况进行结构承载力验算，验算过程如下：1.6.2. 荷载取值1、结构自重2、汽车吊支腿荷载按照最不利工况，侧后方吊装工况计算各个支腿的反力结果如下：选取腿下方受力面积为0.5m*0.5m=0.25m，计算出各个支腿下的面荷载如下：N1=934KN/ mN2=406.8 KN/ mN3=553.2 KN/ mN4=26.2 KN/ m3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑。1.6.3. 荷载施加1、结构自重软件自行考虑2、25t汽车吊上楼板，选取其中两跨进行计算，按照实际放样工况，荷载施加如下所示：支腿1荷载施加支腿2荷载施加支腿3荷载施加支腿4荷载施加3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑，施加如下：荷载施加（南北侧）荷载施加局部放大图（南北侧）1.6.4. 边界条件1、根据结构图标示确认边界条件：南北侧2、钢柱柱脚设置为刚接南北侧1.6.5. 荷载组合共进行4种荷载组合，其中前三种荷载组合为应力、配筋验算，第四种荷载组合为变形验算。1.6.6. 楼面承载力验算1.6.6.1. 变形验算板竖向变形图梁竖向变形图计算结果分析：竖向变形：最不利位置最大竖向变形为6.7mm【As=410mm2】，满足规范要求。2）楼板最大负弯矩配筋验算板最大负弯矩为：-18kNm/m查混凝土结构计算手册表2-1-15确定在-18KN.m/m的弯矩下，实际需要抗拉配筋面积为【As=510mm2】HB1板：图纸设计板上部配筋为：一侧为12188配筋,附加钢筋为10188配筋，每米板宽【As=1071mm2】另一侧为12150配筋,每米板宽【As=1413mm2】As=1071 mm2【As=510mm2】，满足规范要求。3）楼板最大剪力配筋验算楼板最大剪力：100.7kN查混凝土结构计算手册表2-3-14得到C25混凝土，200mm厚楼板抗剪能力为155.6KN/m100.7KN，满足规范要求。1.6.7. 结论1.6.7.1. 验算结论根据实际1:1比例放样的汽车吊站位工况（详见计算说明），经计算钢结构梁柱受力较小，满足受力要求；HB1、HB2板配筋、钢梁、钢柱等结构均满足承载力要求。 1.6.7.2. 建议现场应根据本计算工况在现场将每次汽车吊站位打腿位置测量放线，确保N1、N2支腿（后轮支腿）打在钢梁上，N3、N4可适当打在混凝土板上，但下部需要加设枕木或钢板进行荷载转换。注意：本计算汽车吊的工况为侧后方吊装，吊重10t，吊装半径8m。大于该工况的吊装需要另行验算，建议吊装工况控制在该范围1.7. 补充计算-汽车吊空载行走工况结构验算1.7.1. 计算说明本计算为汽车吊空载行走工况下，对下部楼板结构的验算，根据实际工况，确定最不利工况为下图汽车吊位置：故针对该种工况进行结构承载力验算，验算过程如下：1.7.2. 荷载取值1、结构自重2、汽车吊轮胎荷载汽车吊性能参数表根据汽车吊性能参数表，得知汽车吊空载时整机重量为300KN，前轴荷载为65KN，后轴荷载为235KN，经过现场实测，单轮胎宽度约为0.023m，与地面接触宽度约为0.026m，本计算取单轮胎下方接触面积为0.2m*0.2m，受力面积为0.2m*0.2m=0.04m，则双轮胎下方接触面积为0.2m*0.4m=0.08 m，故轮压面荷载如下：前轮压力N1=65KN/2/0.04=812.5KN/m后轮压力N2=235KN/4/0.08=734.4KN/m3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑。1.7.3. 荷载施加1、结构自重软件自行考虑2、25t汽车吊上楼板，空载行走时选取其中两跨进行计算，按照实际放样工况，荷载施加如下所示：轮压荷载施加前轮压施加局部大样后轮压施加局部大样3、施工活荷载施工活荷载按照2KN/m考虑，施加如下：荷载施加（南北侧）荷载施加局部放大图（南北侧）1.7.4. 边界条件1、根据结构图标示确认边界条件：南北侧2、钢柱柱脚设置为刚接南北侧1.7.5. 荷载组合共进行4种荷载组合，其中前三种荷载组合为应力、配筋验算，第四种荷载组合为变形验算。1.7.6. 楼面承载力验算1.7.6.1. 变形验算板竖向变形图梁竖向变形图计算结果分析：竖向变形：最不利位置最大竖向变形为7.4mm9000/250=36mm，满足规范要求。1.7.6.2. 应力验算钢结构梁柱最大正应力为21MPa，最大负应力为-68.9MPa，小于规范允许设计强度值（Q345应小于295MPa，Q390应小于360MPa）1.7.6.3. 配筋验算1、最大内力值确定板最大正弯矩为33.8KN.m/m，位于板跨中板最大负弯矩-21.4KN.m/m，位于板与梁交接位置板最大正剪力为101KN/m板最大负剪力为-75.5KN/m根据以上计算结果，统计板单位长度（1000mm）下的最大内力值如下：最大正弯矩为33.8KN.m/m，位于板跨中最大负弯矩为-21.4KN.m/m，位于板与梁交接位置最大正剪力为为101KN/m，位于板与梁交接位置最大负剪力为为-75.5KN/m，位于板与梁交接位置2、配筋验算1）楼板最大正弯矩配筋验算板最大正弯矩为：33.8kNm/m查混凝土结构计算手册表2-1-15确定在33.8KN.m/m的弯矩下，实际需要抗拉配筋面积为【As=950mm2】HB1板：图纸设计板下