小型汽车吊上楼面验算计算书.docx
《小型汽车吊上楼面验算计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小型汽车吊上楼面验算计算书.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
小型汽车吊上楼面验算计算书
小型汽车吊上楼面验算计算书
专业:
结构
总设计师（项目负责人）：
___
审核:
_________
校对:
___________
设计计算人:
______________
***********所
2018年1月
汽车吊上楼面施工作业存在两种工况：
工况一为汽车吊在楼面上行走的工况，工况二为汽车吊吊装作业时的工况。
一、楼面行走工况
1、设计荷载
根据原结构设计模型，四层楼面设计恒荷载9kN/m2，楼面设计活荷载8kN/m2，四层楼面楼板厚度120mm，楼板自重恒荷载3kN/m2。
因此，汽车吊楼面行走工况下，等效均布荷载不超过（9-3）+8=14kN/m2为宜。
汽车吊行走区域如下图所示。
图1汽车吊行走区域布置图
2、吊车荷载及尺寸
质量参数
行驶状态自重（总质量）kN
150
前轴荷kN
66
后轴荷kN
84
尺寸参数
支腿纵向距离m
4.9
支腿横向距离m
4.6
3、汽车吊行驶相关参数
15吨小型汽车吊基本尺寸、轮宽及其行驶过程中各轮位置对楼板产生的荷载如下图所示：
图2汽车荷载参数
4、承载力校核
15吨汽车吊行走时，后两轮居于板跨中为最不利工况，如下图：
图3汽车楼面行走计算简图
4.1基本资料
4.1.1工程名称：
局部承压计算
4.1.2周边支承的双向板，按上下和左右支承单向板的绝对最大弯矩等值，
板的跨度Lx＝3250mm，Ly＝8000mm，板的厚度h＝120mm
4.1.3局部荷载
4.1.3.1第一局部荷载
局部集中荷载N＝42kN，荷载作用面的宽度btx＝200mm，荷载作用面的宽度bty＝600mm；
垫层厚度s＝0mm
荷载作用面中心至板左边的距离x＝1625mm，最左端至板左边的距离x1＝1525mm，
最右端至板右边的距离x2＝1525mm
荷载作用面中心至板下边的距离y＝3100mm，最下端至板下边的距离y1＝2800mm，
最上端至板上边的距离y2＝4600mm
4.1.3.2第二局部荷载
局部集中荷载N＝42kN，荷载作用面的宽度btx＝200mm，荷载作用面的宽度bty＝600mm；
垫层厚度s＝0mm
荷载作用面中心至板左边的距离x＝1625mm，最左端至板左边的距离x1＝1525mm，
最右端至板右边的距离x2＝1525mm
荷载作用面中心至板下边的距离y＝4900mm，最下端至板下边的距离y1＝4600mm，
最上端至板上边的距离y2＝2800mm
4.2第一局部荷载
4.2.1荷载作用面的计算宽度
4.2.1.1bcx＝btx+2s+h＝200+2*0+120＝320mm
4.2.1.2bcy＝bty+2s+h＝600+2*0+120＝720mm
4.2.2局部荷载的有效分布宽度
4.2.2.1按上下支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcy≥bcx，bcx≤0.6Ly时，取bx＝bcx+0.7Ly＝320+0.7*8000＝5920mm
当bx＞Lx时，取bx＝Lx＝3250mm
4.2.2.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcx＜bcy，bcy≤2.2Lx时，取
by＝2bcy/3+0.73Lx＝2*720/3+0.73*3250＝2853mm
当0.5by＞0.5ey2时，取by＝1426+0.5ey2＝1426+0.5*1800＝2326mm
4.2.3绝对最大弯矩
4.2.3.1按上下支承考虑时的绝对最大弯矩
4.2.3.1.1将局部集中荷载转换为Y向线荷载
qy＝N/bty＝42/0.6＝70kN/m
4.2.3.1.2MmaxY＝qy·bty·（Ly-y）·[y1+bty·（Ly-y）/2Ly]/Ly
＝70*0.6*（8-3.1）*[2.8+0.6*（8-3.1）/（2*8）]/8＝76.76kN·m
4.2.3.2按左右支承考虑时的绝对最大弯矩
4.2.3.2.1将局部集中荷载转换为X向线荷载
qx＝N/btx＝42/0.2＝210kN/m
4.2.3.2.2MmaxX＝qx·btx·（Lx-x）·[x1+btx·（Lx-x）/2Lx]/Lx
=210*0.2*（3.25-1.625）*[1.525+0.2*（3.25-1.625）/（2*3.25）]/3.25
＝33.08kN·m
4.2.4由绝对最大弯矩等值确定的等效均布荷载
4.2.4.1按上下支承考虑时的等效均布荷载
qey＝8MmaxY/（bx·Ly2）＝8*76.76/（3.25*82）＝2.95kN/m2
4.2.4.2按左右支承考虑时的等效均布荷载
qex＝8MmaxX/（by·Lx2）＝8*33.08/（2.326*3.252）＝10.77kN/m2
4.2.5由局部荷载总和除以全部受荷面积求得的平均均布荷载
qe'＝N/（Lx·Ly）＝42/（3.25*8）＝1.62kN/m2
4.3第二局部荷载
4.3.1荷载作用面的计算宽度
4.3.1.1bcx＝btx+2s+h＝200+2*0+120＝320mm
4.3.1.2bcy＝bty+2s+h＝600+2*0+120＝720mm
4.3.2局部荷载的有效分布宽度
4.3.2.1按上下支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcy≥bcx，bcx≤0.6Ly时，取bx＝bcx+0.7Ly＝320+0.7*8000＝5920mm
当bx＞Lx时，取bx＝Lx＝3250mm
4.3.2.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcx＜bcy，bcy≤2.2Lx时，取
by＝2bcy/3+0.73Lx＝2*720/3+0.73*3250＝2853mm
当0.5by＞0.5ey1时，取by＝0.5ey1+1426＝0.5*1800+1426＝2326mm
4.3.3绝对最大弯矩
4.3.3.1按上下支承考虑时的绝对最大弯矩
4.3.3.1.1将局部集中荷载转换为Y向线荷载
qy＝N/bty＝42/0.6＝70kN/m
4.3.3.1.2MmaxY＝qy·bty·（Ly-y）·[y1+bty·（Ly-y）/2Ly]/Ly
＝70*0.6*（8-4.9）*[4.6+0.6*（8-4.9）/（2*8）]/8
＝76.76kN·m
4.3.3.2按左右支承考虑时的绝对最大弯矩
4.3.3.2.1将局部集中荷载转换为X向线荷载
qx＝N/btx＝42/0.2＝210kN/m
4.3.3.2.2MmaxX＝qx·btx·（Lx-x）·[x1+btx·（Lx-x）/2Lx]/Lx
＝210*0.2*（3.25-1.625）*[1.525+0.2*（3.25-1.625）/（2*3.25）]/3.25
＝33.08kN·m
4.3.4由绝对最大弯矩等值确定的等效均布荷载
4.3.4.1按上下支承考虑时的等效均布荷载
qey＝8MmaxY/（bx·Ly2）＝8*76.76/（3.25*82）＝2.95kN/m2
4.3.4.2按左右支承考虑时的等效均布荷载
qex＝8MmaxX/（by·Lx2）＝8*33.08/（2.326*3.252）＝10.77kN/m2
4.3.5由局部荷载总和除以全部受荷面积求得的平均均布荷载
qe'＝N/（Lx·Ly）＝42/（3.25*8）＝1.62kN/m2
4.4结果汇总
4.4.1等效均布荷载qe＝10.77kN/m2＜14kN/m2
二、汽车吊装工况
1、吊车支腿压力计算
根据施工方案，15t汽车吊钢架拼装过程中，最不利工况为：
吊装半径12m，吊重1.2t，即起重力矩为14.4t▪m，汽车吊自重为15吨。
1.1计算简图
图4汽车吊支腿布置图
1.2计算工况
工况1：
起重臂沿车身方向（α=0°）
工况2：
起重臂沿车身方向（α=90°）
工况3：
起重臂沿车身方向（α=47°）
1.3支腿荷载计算公式
N=∑P/4±[M（cosα/2a±sinα/2b）]
式中：
∑P——吊车自重及吊重；
M——起重力矩；
α——起重臂与车身夹角；
a——支腿纵向距离；
b——支腿横向距离；
1.4计算结果
工况1：
起重臂沿车身方向（α=0°）
N1=N2=∑P/4+[M（cosα/2a+sinα/2b）]=5.52t
N3=N4=∑P/4-[M（cosα/2a+sinα/2b）]=2.58t
工况2：
起重臂沿车身方向（α=90°）
N1=N4=∑P/4+[M（cosα/2a+sinα/2b）]=5.62t
N2=N3=∑P/4-[M（cosα/2a+sinα/2b）]=2.48t
工况3：
起重臂沿车身方向（α=47°）
N1=∑P/4+[M（cosα/2a+sinα/2b）]=6.20t
N2=∑P/4+[M（cosα/2a-sinα/2b）]=3.87t
N3=∑P/4-[M（cosα/2a+sinα/2b）]=1.90t
N4=∑P/4-[M（cosα/2a-sinα/2b）]=4.23t
根据以上工况分析可知，汽车吊在楼面吊装作业最不利工况时，单个支腿最大荷载为6.2t。
2、楼面等效荷载计算
2.1基本资料
周边支承的双向板，按上下和左右支承单向板的绝对最大弯矩等值，
板的跨度Lx＝3250mm，Ly＝3000mm，板的厚度h＝120mm
局部集中荷载N＝62kN，荷载作用面的宽度btx＝1200mm，
荷载作用面的宽度bty＝1200mm；垫层厚度s＝100mm
荷载作用面中心至板左边的距离x＝1625mm，最左端至板左边的距离x1＝1025mm，
最右端至板右边的距离x2＝1025mm
荷载作用面中心至板下边的距离y＝1500mm，最下端至板下边的距离y1＝900mm，
最上端至板上边的距离y2＝900mm
2.2荷载作用面的计算宽度
2.2.1bcx＝btx+2s+h＝1200+2*100+120＝1520mm
2.2.2bcy＝bty+2s+h＝1200+2*100+120＝1520mm
2.3局部荷载的有效分布宽度
2.3.1按上下支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcy≥bcx，bcx≤0.6Ly时，取bx＝bcx+0.7Ly＝1520+0.7*3000＝3620mm
当bx＞Lx时，取bx＝Lx＝3250mm
2.3.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度
当bcx≥bcy，bcy≤0.6Lx时，取by＝bcy+0.7Lx＝1520+0.7*3250＝3795mm
当by＞Ly时，取by＝Ly＝3000mm
2.4绝对最大弯矩
2.4.1按上下支承考虑时的绝对最大弯矩
2.4.1.1将局部集中荷载转换为Y向线荷载
qy＝N/bty＝62/1.2＝51.67kN/m
2.4.1.2MmaxY＝qy·bty·（Ly-y）·[y1+bty·（Ly-y）/2Ly]/Ly
＝51.67*1.2*（3-1.5）*[0.9+1.2*（3-1.5）/（2*3）]/3＝37.2kN·m
2.4.2按左右支承考虑时的绝对最大弯矩
2.4.2.1将局部集中荷载转换为X向线荷载
qx＝N/btx＝62/1.2＝51.67kN/m
2.4.2.2MmaxX＝qx·btx·（Lx-x）·[x1+btx·（Lx-x）/2Lx]/Lx
＝51.67*1.2*（3.25-1.625）*[1.025+1.2*（3.25-1.625）/（2*3.25）]/3.25
＝41.08kN·m
2.5由绝对最大弯矩等值确定的等效均布荷载
2.5.1按上下支承考虑时的等效均布荷载
qey＝8MmaxY/（bx·Ly2）＝8*37.2/（3.25*32）＝10.17kN/m2
2.5.2按左右支承考虑时的等效均布荷载
qex＝8MmaxX/（by·Lx2）＝8*41.08/（3*3.252）＝10.37kN/m2
2.5.3等效均布荷载qe＝Max{qex,qey}＝Max{10.17,10.37}＝10.37kN/m2＜14kN/m2
3、最不利吊装位置悬挑梁计算
3.1吊装点位布置
汽车吊吊装时共设置4个吊装点，吊装点位置如下图所示。
图5汽车吊吊装点位布置
由吊装点位布置图可知，吊装点均设置在楼面悬挑位置，且受力最大的支腿设置在悬挑最远端。
为减小对结构的不利影响，汽车吊的支腿应尽量落在原结构梁围，每个吊装点汽车吊具体布置位置如图6~9所示。
图6吊装点1汽车吊布置位置图7吊装点2汽车吊布置位置
图8吊装点3汽车吊布置位置图9吊装点4汽车吊布置位置
3.2计算结果
将汽车吊每个支腿荷载输入计算模型，验算原结构承载力是否满足汽车吊作业要求。
计算结果如下图所示。
图10吊装点1原设计竖向梁配筋图图11吊装点1原设计水平梁配筋图
图12吊装点1荷载布置图13吊装点1原设计配筋值图14吊装点1计算配筋结果
图15吊装点2原设计竖向梁配筋图图16吊装点2原设计水平梁配筋图
图17吊装点2荷载布置图18吊装点2原设计配筋值19吊装点2计算配筋结果
图20吊装点3原设计竖向梁配筋图图21吊装点3原设计水平梁配筋图
图22吊装点3荷载布置图23吊装点3原设计配筋值24吊装点3计算配筋结果
图25吊装点4原设计竖向梁配筋图图26吊装点4原设计水平梁配筋图
图27吊装点4荷载布置图28吊装点4原设计配筋值图29吊装点4计算配筋结果
计算结果表面，各吊装点原设计梁承载力均能满足汽车吊作业要求。
三、结论
经计算，汽车吊在楼面行走工况及吊装工况下，结构承载力均满足要求。
升级会员 