滑冰场钢结构施工计算书

1.1钢坡道计算 11.1.1计算依据 11.1.2项目概况 21.1.3受力计算 21.2楼板强度验算 41.2.1工程概况及计算条件 41.2.1.1计算依据 41.2.1.2项目概况 51.2.1.3车辆参数 81.2.2吊车最不利荷载分析 101.2.2.1工作状态 101.2.2.2行走状态 131.2.3一层楼板混凝土结构验算 131.2.3.1建立计算模型 131.2.3.2荷载施加 141.2.3.3内力计算结果 171.2.3.4楼板验算 201.2.3.5脚手架承载力验算 241.2.3.6路基箱验算 251.2.4三层楼板混凝土结构验算 271.2.4.1建立计算模型 271.2.4.2荷载施加 281.2.4.3内力计算结果 301.2.4.4路基箱验算 311.2.5地下一层混凝土结构验算 321.2.5.1建立计算模型 321.2.5.2内力计算结果 351.2.6结论 38钢坡道计算计算依据（1）项目批复和相关文件（2）厂家及业主所提供资料（3）规范与规程《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2018）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）《建筑结构静力计算手册》（4）辅助软件：MIDASGEN（Ver.8.95）（5）结构设计标准及参数结构安全等级二级；结构重要性系数1.0项目概况根据施工需要，在部分楼层的楼板上将布置机械施工，在3-4轴位置有近8m的悬空处，现通过铺设路基箱达到架设桥梁的目的，路基箱一头搭设在混凝土梁上，通过预埋埋件限位焊接，达到铰接目的。另一侧通过在围护桩上预设埋件，立1.8m高格构柱，格构柱与路基箱焊接。具体如图所示：受力计算（1）荷载重量（a）STC1000S汽车吊重量汽车吊行走时总重G=54.5T，平衡重Gp=36.5t，各轴分布均匀，则每个轮胎所承受的重量为：P1=10*G/10=91.0kN；（b）运输车重量汽车吊行走时总重满载重量最大50.0t，各轴分布均匀，则每个轮胎所承受的重量为：P1=10*G/12=41.7kN；故选择汽车吊行走时候的重量进行路基箱钢桥受力的复核！（2）模型建立路基箱3mx9m，采取HW400X400X13X21截面拼接而成，在其下部设置1.5m格构柱四个，高度1.8m。格构柱下部埋件连接，格构柱上部与路基箱焊接。路基箱放置在楼板或混凝板上，采取预埋件限位；模型图汽车吊行走荷载分布示意图（3）分析结果：变形：在1.0D+1.0L作用下，在汽车吊行驶过程中，采取路基箱做的桥梁，跨中最大变形3.7mm，变形较小，符合规范要求！在包络组合作用下，在汽车吊行驶过程中，采取路基箱做的桥梁，最大应力69Mpa，小于Q345B的设计强度305Mpa，符合规范要求！楼板强度验算工程概况及计算条件计算依据（1）项目批复和相关文件（2）厂家及业主所提供资料（3）规范与规程《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2018）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）《起重机设计规范》（GB3811-2008）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ-130-2011）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）《混凝土结构计算手册》《建筑结构静力计算手册》《自行式起重设备与堆场在混凝土楼板结构计算与加固设计标准》（4）辅助软件：MIDASGEN（Ver.8.95）（5）结构设计标准及参数结构安全等级二级；结构重要性系数1.0项目概况根据施工需要，在部分楼层的楼板上将布置机械施工：（1）滑雪场裙房地下室顶板上70t汽车吊与40t运输车。如图9.2-1，车辆入场时沿着3~4轴间行驶，行车时后浇带已浇筑完成至少14天，L轴以北相关区域保留满堂脚手架。（2）滑雪场裙房三层楼板上25t汽车吊，范围在C~H轴间，如图9.2-2.（3）滑冰场负一层楼板上15t随车吊，如图9.2-3.需对各层混凝土结构的强度的强度进行复核，如不满足要求则设计加固措施。地下室顶板车辆行走范围三层楼板车辆行走范围地下一层随车吊行走范围车辆参数1）QY70K汽车吊QY70K汽车吊外形尺寸QY70K汽车起重机，车辆参数如下：①车长：13500mm；每排轮胎之间的中心距为2100mm；②行驶自重为41.0t，前后轴重分别为15t，26t；③共4排8个轮胎，断面宽度取200mm；④轴距从后往前依次为1350，3965，520mm，总计约6.8m；⑤支腿全伸跨距：5750×6900mm；⑥尾台回转半径：3550mm；2）FTC25Q5汽车吊FTC25Q5汽车吊外形尺寸①车长：12750mm；每排轮胎之间的中心距为2000mm；②行驶自重为32.4t，前后轴重分别为7.3，25.1t；③共3排6个轮胎，断面宽度取200mm；④轴距从后往前依次为1350，4525mm，总计约5.9m；⑤支腿全伸跨距：5350×6200mm；⑥尾台回转半径：3350mm；3）运输车运输车外形①运输车全长约为13.5m；每排轮胎之间的中心距为1850mm；②轴距从后往前依次为1320,1320,5060,1320,2700mm，总计约11.7m；③满载重量最大40.0t，前中桥的3轴与后桥3轴约各占一半；④共6排22个轮胎，断面宽度取200mm；4）随车吊①随车吊外形尺寸9000mm×2500mm；②装载构件后的整车重量15t；前后轮轴荷分别约5.4t与9.6t；③共2排4个轮胎，断面宽度取200mm；④前后轮轴距约5000mm；STC500S汽车吊外形示意图吊车最不利荷载分析工作状态1）QY70K汽车吊分别在侧方、后方、侧后方三种工作模式下，以吊车的极限状态来计算单个支腿可能承受的最大荷载。不同工作模式的计算示意图分别如下图2.1-1至2.1-3。汽车式起重机后方工作状态示意图汽车式起重机侧方工作状态示意图汽车式起重机侧后方工作状态示意图已知条件：空车重G=41.0t；配重Gp=15.0t；吊臂重Gb=8.2t；吊钩重Ga=0.5t；构件重W=12.0t；吊装半径R=10.0m；尾台回转半径r=3.6m；支腿全伸跨距5.75×6.90m；侧方工作状态下，支腿间距d=6.90m，以一侧支腿为支点建立静力平衡方程（N1=N2，N3=N4）。2N1*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W1)*(R+d/2)N1=N2=253.0kNN3=N4=(G+Gp+W1-2N1)/2=89.5kN后方工作状态d=5.75m，建立静力平衡方程（N1=N3，N2=N4）。2N1*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W)*(R+d/2)N1=N2=269.3kNN3=N4=(G+Gp+W-2N1)/2=73.2kN侧后方工作时支腿对角距离d=8.98m，以远端支腿为支点建立静力平衡方程（N2≈N3）：(N1+N2)*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W)*(R+d/2)N1+N2=468.0kN且N1+N2+N3+N4=685kN则：N1=296.8kN；N2≈N3=171.3kN；N4=45.7kN可见侧后方工况最最不利，整理支腿反力数值如下表：70吨汽车吊支腿受力简算结果(kN)支腿编号N1N2N3N4后方工作模式2697326973侧方工作模式2532539090侧后方模式297171171462）FTC25Q5汽车吊已知条件如下：空车重G=32.4t；平衡重Gp=17.8t；吊臂重Gb=6.5t；吊钩重Ga=0.3t；构件重W=8.0t；吊装半径R=8.0m；尾台回转半径r=3.4m；支腿全伸跨距5.35×6.20m；侧方工作状态下，支腿间距d=6.20m，以一侧支腿为支点建立静力平衡方程（N1=N2，N3=N4）。2N1*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb-GP)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W1)*(R+d/2)N1=N2=128.1kNN3=N4=(G+W1-2N1)/2=75.4kN后方工作状态d=5.35m，建立静力平衡方程（N1=N3，N2=N4）。2N1*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb-GP)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W)*(R+d/2)N1=N2=132.3kNN3=N4=(G+W-2N1)/2=71.2kN侧后方工作时支腿对角距离d=8.19m，以远端支腿为支点建立静力平衡方程（N2≈N3）：(N1+N2)*d+Gp*(r-d/2)=(G-Gb-GP)*d/2+Gb*(R+d)/2+(Ga+W)*(R+d/2)N1+N2=243.4kN且N1+N2+N3+N4=407kN则：N1=141.7kN；N2≈N3=101.8kN；N4=61.8kN将以上计算结果汇总如下表：25吨汽车吊支腿受力简算结果(kN)支腿编号N1N2N3N4后方工作模式1327113271侧方工作模式1281287575侧后方模走状态1）QY70K汽车吊汽车吊行走时总重G=41T，前轴G1=15T，后轴G2=26T，则每个轮胎所承受的重量为：前轮压：P1=10*G1/4=37.5kN后轮压：P1=10*G2/4=65.0kN；2）FTC25Q5汽车吊汽车吊行走时总重G=32.4T，前轴G1=7.3T，后轴G2=25.1T，则每个轮胎所承受的重量为：前轮压：P1=10*G1/2=36.5kN后轮压：P1=10*G2/4=62.8kN；一层楼板混凝土结构验算建立计算模型建立首层汽车吊相关区域的混凝土计算模型，如图3.1-1。梁、板尺寸与混凝土牌号皆按图纸设置，楼板按0.45m×0.45m网格划分，混凝土墙、柱处设置为刚接支座。考虑脚手架与混凝土结构的协同受力，脚手架作用按只受压竖向弹性约束进行模拟；脚手管规格φ48×2.8mm，布置间距0.9m×0.9m，地下一层层高6.4m，计算弹性约束值：K=EA北区混凝土结构计算模型荷载施加（1）恒载D混凝土体系的自重由软件自动计算。（2）活载L1-1（汽车吊行走荷载）已知汽车吊前轮压为P1=37.5kN,后轮压为P2=65kN考虑多种不利分布情况，按集中荷载组进行施加，如图3.2-2与3.2-3。汽车吊行走荷载分布示意图一汽车吊行走荷载分布示意图二（3）活载L2（板车行走荷载）板车加构件重量共40T，按较重的后轴进行计算，每个轮胎集中点荷载为36.4kN，如图3.2-4所示。板车行走荷载施加示意图（4）活载L3（汽车吊工作荷载）单个支腿最大反力为297kN，荷载的模拟分布如图3.2-5.当支腿落在梁上时，垫块尺寸不小于1.5m*1.5m，折算局部均布荷载184kN/m2；当落在板跨中时，需设置路基箱加固，路基箱两端在相邻梁上垫高。支腿力以点荷载形式施加在路基箱上，并直接传递到梁，避免楼板受力，如图3.2-5与3.2-6.汽车吊吊装荷载施加示意图路基箱垫高加固示意图路基箱上施加支腿荷载（5）荷载组合标准组合，恒载1.0，活载1.0；基本组合，恒载1.3，活载1.5.内力计算结果混凝土结构的内力及变形计算结果汇总如表。混凝土结构计算结果汇总说明图示梁位移云图：最大位移d=5.34mm梁跨度L=5.25mD满足变形要求！梁弯矩云图：梁最大弯矩M1=354.0kN·m梁剪力云图：梁最大剪力V1=515.2kN楼板位移云图：最大位移d=5.34mm楼板跨度L=2.8md满足限值要求！楼板弯矩云图：X方向板顶：M1=-73.5kN·m/m；板底：M2=55.7kN·m/m；楼板验算1）进场区域验算（C轴-L轴）（1）强度验算在基本荷载组合下，楼板顶、底所需配筋如图3.4.1-1和3.4.1-2所示，可知基本满足计算要求，配筋对比统计如表3.4.1-1。mm2As=523As=523计算所需mm2504.5（满足）462.9（满足）楼板配筋设计结果方向一楼板配筋设计结果方向二（2）裂缝验算标准荷载组合下，楼板的最大计算裂缝为d=0.17mm＜0.30mm，满足要求！楼板裂缝计算结果云图（方向一）楼板裂缝计算结果云图（方向二）（3）冲切验算（行走状态）单个轮胎的压力 P=65KN楼板厚度 h=180mm单轮胎着地宽度 a=200mm单轮胎着地长度 b=150mm计算周长 μ=(a+b+h)*2=1060mm因《混凝土结构计算手册》表中混凝土强度为C20，须进行混凝土强度等级修正按C40混凝土计算ft=1.71MPa混凝土强度等级修正系数：K'=ft/1.1=1.55查《混凝土结构计算手册》表2-10-2，未修正的Fc=154kN修正后Fc'=K'Fc=238kN＞@150实配纵筋面积mm2As=523As=523计算所需mm2430（满足）513（满足）（2）裂缝验算楼板加强配筋后，在标准荷载组合下的最大计算裂缝为d=0.27mm＜0.30mm，满足要求！楼板裂缝计算结果云图（方向一）楼板裂缝计算结果云图（方向二）（3）冲切验算（工作状态）单个支腿的压力 P=297KN楼板厚度 h=180mm垫块着地宽度 a=1500mm垫块着地长度 b=1500mm计算周长 μ=(a+b+h)*2=6380mm因《混凝土结构计算手册》表中混凝土强度为C20，须进行混凝土强度等级修正按C40混凝土计算ft=1.71MPa混凝土强度等级修正系数：K'=ft/1.1=1.55查《混凝土结构计算手册》表2-10-2，未修正的Fc=600kN修正后Fc'=K'Fc=930kN＞@100/200(2)2）工作区域验算（L轴-@100/200(2)脚手架承载力验算施工时L轴以北工作及行走区域脚手架均保留，间距0.9x0.9m，步距1.2m，支撑高度取6.4m。脚手管规格为P48X2.8，其截面特性为：计算混凝土承载力时用只受压节点弹性约束模拟脚手架，弹性刚度按立杆实际刚度：K=根据实际搭设情况，主、次梁下部的弹性刚度分别取3K，2K。根据本章模拟计算结果，在最不利荷载组合下的脚手架立杆反力为：P2=28.6kN根据《建筑施工模板安全技术规范》，支撑管计算长度取步距：l0脚手管长细比λ=l0i查《钢结构设计标准》附录D得，圆钢管稳定系数ϕ=0.813，则钢管所受压应力σ=PmaxϕA=28.6x1脚手管的稳定性与强度可以满足要求。路基箱验算本工程支腿下垫高用的路基箱可采用2.4m*6m*280mm规格（由6根I25工字钢上下贴板焊成），钢材牌号不低于Q235B。表4.5-1路基箱内力计算结果说明图示变形：路基箱的最大变形为：D=1.89mm跨度L=4.2md满足要求！应力：最大应力σ1=57.71MPa<215MPa满足要求！

三层楼板混凝土结构验算建立计算模型三层混凝土以分布规律的井字梁结构为主。取典型区域的混凝土结构进行建模分析，如图。梁的尺寸与板的厚度、混凝土牌号皆按图纸设置，楼板按0.5m×0.5m进行网格划分。三层混凝土结构局部计算模型由于三层楼板较薄弱，故在吊车行驶路线上横向满铺路基箱。路基箱的两端与跨中分别在混凝土的主梁与次梁上支承垫高，楼板不再直接承受荷载。路基箱采用1.5*9*0.3m规格（由5根HW300x300x10x15组焊而成），牌号Q235B。路基箱铺设示意图荷载施加（1）恒载D：混凝土体系的自重由软件自动计算。（2）活载L1：路基箱重单个路基箱的重量约为G=4.2t，为便于计算，将其自重折算为混凝土梁上的均布线路基箱铺设示意图（3）活载L2（汽车吊行走）已知汽车吊前后轴轮压分别为P1=36.5kN，P2=62.8kN；汽车吊前后轴距离1350mm，小于路基箱宽度，所以最不利情况后轴2排轮压可能全压在同一路基箱上，按此工况将车辆荷载折算为梁上线荷载，并考虑1.1倍的荷载分布不均匀系数。由于次梁位于车道中央，因此承受荷载也较大，如图4.1-2。三层楼板汽车吊行走荷载分布示意图（4）活载L3（吊装荷载）单个支腿最大反力为142kN，折算为梁单元线荷载施加，并考虑1.1倍的荷载分布不均匀系数，如图4.1-3。三层楼板吊装荷载分布示意图（5）荷载组合标准组合，恒载1.0，活载1.0；基本组合，恒载1.3，活载1.5.内力计算结果混凝土结构的内力及变形计算结果汇总如表。混凝土结构计算结果汇总说明图示梁位移云图：最大位移d=3.17mm梁跨度L=D@200(4)路基箱验算本工程加固用的路基箱皆采用1.5m*9m*300mm规格（由5根HW300*300的型钢组焊而成），钢材牌号不低于Q235B。路基箱内力计算结果说明图示变形：路基箱的最大变形为：D=1.91mm跨度L=4.2md满足要求！应力：最大应力σ1=29.55MPa<215MPa满足要求！地下一层混凝土结构验算建立计算模型建立地下一层行车区域的混凝土结构模型，梁的尺寸、板的厚度、混凝土牌号皆按图纸设置，楼板按0.5m×0.5m进行网格划分：地下一层混凝土结构分析模型（1）恒载D混凝土体系的自重由软件自动计算。（2）行车荷载L前后轮轴荷分别约5.4t与9.6t，轴距约5m。前轮轮压：P1=5.4t/2=27kN；后轮轮压：P2=9.6t/2=48kN；以集中荷载的形式，考虑横、纵方向的不利布置，施加在楼板上。荷载施加示意图一（横向）荷载施加示意图一（纵向）（3）荷载组合标准组合，恒载1.0，活载1.0；基本组合，恒载1.3，活载1.5.内力计算结果混凝土结构的内力及变形计算结果汇总如表。混凝土结构计算结果汇