滑冰場鋼結構施工計算書

1.1鋼坡道計算 11.1.1計算依據 11.1.2項目概況 21.1.3受力計算 21.2樓板強度驗算 41.2.1工程概況及計算條件 41.2.1.1計算依據 41.2.1.2項目概況 51.2.1.3車輛參數 81.2.2吊車最不利荷載分析 101.2.2.1工作狀態(tài) 101.2.2.2行走狀態(tài) 131.2.3一層樓板混凝土結構驗算 131.2.3.1建立計算模型 131.2.3.2荷載施加 141.2.3.3內力計算結果 171.2.3.4樓板驗算 201.2.3.5腳手架承載力驗算 241.2.3.6路基箱驗算 251.2.4三層樓板混凝土結構驗算 271.2.4.1建立計算模型 271.2.4.2荷載施加 281.2.4.3內力計算結果 301.2.4.4路基箱驗算 311.2.5地下一層混凝土結構驗算 321.2.5.1建立計算模型 321.2.5.2內力計算結果 351.2.6結論 38鋼坡道計算計算依據（1）項目批復和相關文件（2）廠家及業(yè)主所提供資料（3）規(guī)范與規(guī)程《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068-2018）《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）《建筑結構靜力計算手冊》（4）輔助軟件：MIDASGEN（Ver.8.95）（5）結構設計標準及參數結構安全等級二級；結構重要性系數1.0項目概況根據施工需要，在部分樓層的樓板上將布置機械施工，在3-4軸位置有近8m的懸空處，現(xiàn)通過鋪設路基箱達到架設橋梁的目的，路基箱一頭搭設在混凝土梁上，通過預埋埋件限位焊接，達到鉸接目的。另一側通過在圍護樁上預設埋件，立1.8m高格構柱，格構柱與路基箱焊接。具體如圖所示：受力計算（1）荷載重量（a）STC1000S汽車吊重量汽車吊行走時總重G=54.5T，平衡重Gp=36.5t，各軸分布均勻，則每個輪胎所承受的重量為：P1=10*G/10=91.0kN；（b）運輸車重量汽車吊行走時總重滿載重量最大50.0t，各軸分布均勻，則每個輪胎所承受的重量為：P1=10*G/12=41.7kN；故選擇汽車吊行走時候的重量進行路基箱鋼橋受力的復核！（2）模型建立路基箱3mx9m，采取HW400X400X13X21截面拼接而成，在其下部設置1.5m格構柱四個，高度1.8m。格構柱下部埋件連接，格構柱上部與路基箱焊接。路基箱放置在樓板或混凝板上，采取預埋件限位；模型圖汽車吊行走荷載分布示意圖（3）分析結果：變形：在1.0D+1.0L作用下，在汽車吊行駛過程中，采取路基箱做的橋梁，跨中最大變形3.7mm，變形較小，符合規(guī)范要求！在包絡組合作用下，在汽車吊行駛過程中，采取路基箱做的橋梁，最大應力69Mpa，小于Q345B的設計強度305Mpa，符合規(guī)范要求！樓板強度驗算工程概況及計算條件計算依據（1）項目批復和相關文件（2）廠家及業(yè)主所提供資料（3）規(guī)范與規(guī)程《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068-2018）《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）《起重機設計規(guī)范》（GB3811-2008）《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ-130-2011）《建筑施工模板安全技術規(guī)范》（JGJ162-2008）《混凝土結構計算手冊》《建筑結構靜力計算手冊》《自行式起重設備與堆場在混凝土樓板結構計算與加固設計標準》（4）輔助軟件：MIDASGEN（Ver.8.95）（5）結構設計標準及參數結構安全等級二級；結構重要性系數1.0項目概況根據施工需要，在部分樓層的樓板上將布置機械施工：（1）滑雪場裙房地下室頂板上70t汽車吊與40t運輸車。如圖9.2-1，車輛入場時沿著3~4軸間行駛，行車時后澆帶已澆筑完成至少14天，L軸以北相關區(qū)域保留滿堂腳手架。（2）滑雪場裙房三層樓板上25t汽車吊，范圍在C~H軸間，如圖9.2-2.（3）滑冰場負一層樓板上15t隨車吊，如圖9.2-3.需對各層混凝土結構的強度的強度進行復核，如不滿足要求則設計加固措施。地下室頂板車輛行走范圍三層樓板車輛行走范圍地下一層隨車吊行走范圍車輛參數1）QY70K汽車吊QY70K汽車吊外形尺寸QY70K汽車起重機，車輛參數如下：①車長：13500mm；每排輪胎之間的中心距為2100mm；②行駛自重為41.0t，前后軸重分別為15t，26t；③共4排8個輪胎，斷面寬度取200mm；④軸距從后往前依次為1350，3965，520mm，總計約6.8m；⑤支腿全伸跨距：5750×6900mm；⑥尾臺回轉半徑：3550mm；2）FTC25Q5汽車吊FTC25Q5汽車吊外形尺寸①車長：12750mm；每排輪胎之間的中心距為2000mm；②行駛自重為32.4t，前后軸重分別為7.3，25.1t；③共3排6個輪胎，斷面寬度取200mm；④軸距從后往前依次為1350，4525mm，總計約5.9m；⑤支腿全伸跨距：5350×6200mm；⑥尾臺回轉半徑：3350mm；3）運輸車運輸車外形①運輸車全長約為13.5m；每排輪胎之間的中心距為1850mm；②軸距從后往前依次為1320,1320,5060,1320,2700mm，總計約11.7m；③滿載重量最大40.0t，前中橋的3軸與后橋3軸約各占一半；④共6排22個輪胎，斷面寬度取200mm；4）隨車吊①隨車吊外形尺寸9000mm×2500mm；②裝載構件后的整車重量15t；前后輪軸荷分別約5.4t與9.6t；③共2排4個輪胎，斷面寬度取200mm；④前后輪軸距約5000mm；STC500S汽車吊外形示意圖吊車最不利荷載分析工作狀態(tài)1）QY70K汽車吊分別在側方、后方、側后方三種工作模式下，以吊車的極限狀態(tài)來計算單個支腿可能承受的最大荷載。不同工作模式的計算示意圖分別如下圖2.1-1至2.1-3。汽車式起重機后方工作狀態(tài)示意圖汽車式起重機側方工作狀態(tài)示意圖汽車式起重機側后方工作狀態(tài)示意圖已知條件：空車重G=41.0t；配重Gp=15.0t；吊臂重Gb=8.2t；吊鉤重Ga=0.5t；構件重W=12.0t；吊裝半徑R=10.0m；尾臺回轉半徑r=3.6m；支腿全伸跨距5.75×6.90m；側方工作狀態(tài)下，支腿間距d=6.90m，以一側支腿為支點建立靜力平衡方程（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后方工作狀態(tài)d=5.75m，建立靜力平衡方程（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側后方工作時支腿對角距離d=8.98m，以遠端支腿為支點建立靜力平衡方程（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則：N1=296.8kN；N2≈N3=171.3kN；N4=45.7kN可見側后方工況最最不利，整理支腿反力數值如下表：70噸汽車吊支腿受力簡算結果(kN)支腿編號N1N2N3N4后方工作模式2697326973側方工作模式2532539090側后方模式297171171462）FTC25Q5汽車吊已知條件如下：空車重G=32.4t；平衡重Gp=17.8t；吊臂重Gb=6.5t；吊鉤重Ga=0.3t；構件重W=8.0t；吊裝半徑R=8.0m；尾臺回轉半徑r=3.4m；支腿全伸跨距5.35×6.20m；側方工作狀態(tài)下，支腿間距d=6.20m，以一側支腿為支點建立靜力平衡方程（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后方工作狀態(tài)d=5.35m，建立靜力平衡方程（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側后方工作時支腿對角距離d=8.19m，以遠端支腿為支點建立靜力平衡方程（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則：N1=141.7kN；N2≈N3=101.8kN；N4=61.8kN將以上計算結果匯總如下表：25噸汽車吊支腿受力簡算結果(kN)支腿編號N1N2N3N4后方工作模式1327113271側方工作模式1281287575側后方模走狀態(tài)1）QY70K汽車吊汽車吊行走時總重G=41T，前軸G1=15T，后軸G2=26T，則每個輪胎所承受的重量為：前輪壓：P1=10*G1/4=37.5kN后輪壓：P1=10*G2/4=65.0kN；2）FTC25Q5汽車吊汽車吊行走時總重G=32.4T，前軸G1=7.3T，后軸G2=25.1T，則每個輪胎所承受的重量為：前輪壓：P1=10*G1/2=36.5kN后輪壓：P1=10*G2/4=62.8kN；一層樓板混凝土結構驗算建立計算模型建立首層汽車吊相關區(qū)域的混凝土計算模型，如圖3.1-1。梁、板尺寸與混凝土牌號皆按圖紙設置，樓板按0.45m×0.45m網格劃分，混凝土墻、柱處設置為剛接支座?？紤]腳手架與混凝土結構的協(xié)同受力，腳手架作用按只受壓豎向彈性約束進行模擬；腳手管規(guī)格φ48×2.8mm，布置間距0.9m×0.9m，地下一層層高6.4m，計算彈性約束值：K=EA北區(qū)混凝土結構計算模型荷載施加（1）恒載D混凝土體系的自重由軟件自動計算。（2）活載L1-1（汽車吊行走荷載）已知汽車吊前輪壓為P1=37.5kN,后輪壓為P2=65kN考慮多種不利分布情況，按集中荷載組進行施加，如圖3.2-2與3.2-3。汽車吊行走荷載分布示意圖一汽車吊行走荷載分布示意圖二（3）活載L2（板車行走荷載）板車加構件重量共40T，按較重的后軸進行計算，每個輪胎集中點荷載為36.4kN，如圖3.2-4所示。板車行走荷載施加示意圖（4）活載L3（汽車吊工作荷載）單個支腿最大反力為297kN，荷載的模擬分布如圖3.2-5.當支腿落在梁上時，墊塊尺寸不小于1.5m*1.5m，折算局部均布荷載184kN/m2；當落在板跨中時，需設置路基箱加固，路基箱兩端在相鄰梁上墊高。支腿力以點荷載形式施加在路基箱上，并直接傳遞到梁，避免樓板受力，如圖3.2-5與3.2-6.汽車吊吊裝荷載施加示意圖路基箱墊高加固示意圖路基箱上施加支腿荷載（5）荷載組合標準組合，恒載1.0，活載1.0；基本組合，恒載1.3，活載1.5.內力計算結果混凝土結構的內力及變形計算結果匯總如表?；炷两Y構計算結果匯總說明圖示梁位移云圖：最大位移d=5.34mm梁跨度L=5.25mD滿足變形要求！梁彎矩云圖：梁最大彎矩M1=354.0kN·m梁剪力云圖：梁最大剪力V1=515.2kN樓板位移云圖：最大位移d=5.34mm樓板跨度L=2.8md滿足限值要求！樓板彎矩云圖：X方向板頂：M1=-73.5kN·m/m；板底：M2=55.7kN·m/m；樓板驗算1）進場區(qū)域驗算（C軸-L軸）（1）強度驗算在基本荷載組合下，樓板頂、底所需配筋如圖3.4.1-1和3.4.1-2所示，可知基本滿足計算要求，配筋對比統(tǒng)計如表3.4.1-1。mm2As=523As=523計算所需mm2504.5（滿足）462.9（滿足）樓板配筋設計結果方向一樓板配筋設計結果方向二（2）裂縫驗算標準荷載組合下，樓板的最大計算裂縫為d=0.17mm＜0.30mm，滿足要求！樓板裂縫計算結果云圖（方向一）樓板裂縫計算結果云圖（方向二）（3）沖切驗算（行走狀態(tài)）單個輪胎的壓力 P=65KN樓板厚度 h=180mm單輪胎著地寬度 a=200mm單輪胎著地長度 b=150mm計算周長 μ=(a+b+h)*2=1060mm因《混凝土結構計算手冊》表中混凝土強度為C20，須進行混凝土強度等級修正按C40混凝土計算ft=1.71MPa混凝土強度等級修正系數：K'=ft/1.1=1.55查《混凝土結構計算手冊》表2-10-2，未修正的Fc=154kN修正后Fc'=K'Fc=238kN＞@150實配縱筋面積mm2As=523As=523計算所需mm2430（滿足）513（滿足）（2）裂縫驗算樓板加強配筋后，在標準荷載組合下的最大計算裂縫為d=0.27mm＜0.30mm，滿足要求！樓板裂縫計算結果云圖（方向一）樓板裂縫計算結果云圖（方向二）（3）沖切驗算（工作狀態(tài)）單個支腿的壓力 P=297KN樓板厚度 h=180mm墊塊著地寬度 a=1500mm墊塊著地長度 b=1500mm計算周長 μ=(a+b+h)*2=6380mm因《混凝土結構計算手冊》表中混凝土強度為C20，須進行混凝土強度等級修正按C40混凝土計算ft=1.71MPa混凝土強度等級修正系數：K'=ft/1.1=1.55查《混凝土結構計算手冊》表2-10-2，未修正的Fc=600kN修正后Fc'=K'Fc=930kN＞@100/200(2)2）工作區(qū)域驗算（L軸-@100/200(2)腳手架承載力驗算施工時L軸以北工作及行走區(qū)域腳手架均保留，間距0.9x0.9m，步距1.2m，支撐高度取6.4m。腳手管規(guī)格為P48X2.8，其截面特性為：計算混凝土承載力時用只受壓節(jié)點彈性約束模擬腳手架，彈性剛度按立桿實際剛度：K=根據實際搭設情況，主、次梁下部的彈性剛度分別取3K，2K。根據本章模擬計算結果，在最不利荷載組合下的腳手架立桿反力為：P2=28.6kN根據《建筑施工模板安全技術規(guī)范》，支撐管計算長度取步距：l0腳手管長細比λ=l0i查《鋼結構設計標準》附錄D得，圓鋼管穩(wěn)定系數?=0.813，則鋼管所受壓應力σ=Pmax?A=28.6x1腳手管的穩(wěn)定性與強度可以滿足要求。路基箱驗算本工程支腿下墊高用的路基箱可采用2.4m*6m*280mm規(guī)格（由6根I25工字鋼上下貼板焊成），鋼材牌號不低于Q235B。表4.5-1路基箱內力計算結果說明圖示變形：路基箱的最大變形為：D=1.89mm跨度L=4.2md滿足要求！應力：最大應力σ1=57.71MPa<215MPa滿足要求！

三層樓板混凝土結構驗算建立計算模型三層混凝土以分布規(guī)律的井字梁結構為主。取典型區(qū)域的混凝土結構進行建模分析，如圖。梁的尺寸與板的厚度、混凝土牌號皆按圖紙設置，樓板按0.5m×0.5m進行網格劃分。三層混凝土結構局部計算模型由于三層樓板較薄弱，故在吊車行駛路線上橫向滿鋪路基箱。路基箱的兩端與跨中分別在混凝土的主梁與次梁上支承墊高，樓板不再直接承受荷載。路基箱采用1.5*9*0.3m規(guī)格（由5根HW300x300x10x15組焊而成），牌號Q235B。路基箱鋪設示意圖荷載施加（1）恒載D：混凝土體系的自重由軟件自動計算。（2）活載L1：路基箱重單個路基箱的重量約為G=4.2t，為便于計算，將其自重折算為混凝土梁上的均布線路基箱鋪設示意圖（3）活載L2（汽車吊行走）已知汽車吊前后軸輪壓分別為P1=36.5kN，P2=62.8kN；汽車吊前后軸距離1350mm，小于路基箱寬度，所以最不利情況后軸2排輪壓可能全壓在同一路基箱上，按此工況將車輛荷載折算為梁上線荷載，并考慮1.1倍的荷載分布不均勻系數。由于次梁位于車道中央，因此承受荷載也較大，如圖4.1-2。三層樓板汽車吊行走荷載分布示意圖（4）活載L3（吊裝荷載）單個支腿最大反力為142kN，折算為梁單元線荷載施加，并考慮1.1倍的荷載分布不均勻系數，如圖4.1-3。三層樓板吊裝荷載分布示意圖（5）荷載組合標準組合，恒載1.0，活載1.0；基本組合，恒載1.3，活載1.5.內力計算結果混凝土結構的內力及變形計算結果匯總如表?；炷两Y構計算結果匯總說明圖示梁位移云圖：最大位移d=3.17mm梁跨度L=D@200(4)路基箱驗算本工程加固用的路基箱皆采用1.5m*9m*300mm規(guī)格（由5根HW300*300的型鋼組焊而成），鋼材牌號不低于Q235B。路基箱內力計算結果說明圖示變形：路基箱的最大變形為：D=1.91mm跨度L=4.2md滿足要求！應力：最大應力σ1=29.55MPa<215MPa滿足要求！地下一層混凝土結構驗算建立計算模型建立地下一層行車區(qū)域的混凝土結構模型，梁的尺寸、板的厚度、混凝土牌號皆按圖紙設置，樓板按0.5m×0.5m進行網格劃分：地下一層混凝土結構分析模型（1）恒載D混凝土體系的自重由軟件自動計算。（2）行車荷載L前后輪軸荷分別約5.4t與9.6t，軸距約5m。前輪輪壓：P1=5.4t/2=27kN；后輪輪壓：P2=9.6t/2=48kN；以集中荷載的形式，考慮橫、縱方向的不利布置，施加在樓板上。荷載施加示意圖一（橫向）荷載施加示意圖一（縱向）（3）荷載組合標準組合，恒載1.0，活載1.0；基本組合，恒載1.3，活載1.5.內力計算結果混凝土結構的內力及變形計算結果匯總如表。混凝土結構計算結果匯