第三章支撑结构设计计算.docx
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第三章支撑结构设计计算
第三章支撑结构设计计算
本方案第一层和第二层支撑均采用钢筋砼支撑结构，现计算如下：
3.1第一层钢筋砼支撑结构设计计算
根据上述计算和支撑设计平面布置，R=141.48kN/m，对撑间距为9.5米，角支撑间距为7米，最大间距为10米，立柱桩间距10米。
支撑梁截面为500×600，砼等级为C30，受力筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。
3.1.1支撑轴力计算
角撑：
N=141.48×10×1.25×1.0/sin45o=2501kN
对撑：
N=141.48×9.5×1.25×1.0=1680.1kN
3.1.2支撑弯矩计算
①第一类支撑配筋计算（角撑）
（1）1．支撑梁自重产生的弯矩：
q=1.25×0.5×0.6×25=9.375kN/m
M1=1/10×9.375×102=93.75kNm/m
2．支撑梁上施工荷载产生的弯矩：
取q=10.0kN/m
M2=1/10×10×102=100kN-m/m
3．支撑安装偏心产生的弯矩：
M3=N×e=2501×10×3‰=75.03kNm
则支撑弯矩为：
M=93.75+100+75.03=268.78kNm
（2）初始偏心距ei
e0=M/N=268.78×103/2501=107.5mm
取ea=h/30=20mm
则ei=e0+ea=107.5+20=127.5mm
（3）是否考虑偏心距增大系数η
∵l0/h=10/0.6=16.7>8.0∴要考虑
由
e=ηei+h/2-as=1.74×127.5+600/2-35=486.85mm
（4）配筋计算：
ηei=1.74×127.5=221.85>0.32h0=180.8属于大偏心受压
实配：
上下均为5Φ20，As=As’=1570mm2
②第二类支撑配筋计算（对撑）
（1）1.支撑梁自重产生的弯矩：
q=1.25×0.5×0.6×25=9.375kN/m
M1=1/10×9.375×102=93.75kN-m/m
2.支撑梁上施工荷载产生的弯矩：
取q=10.0kN/m
M2=1/10×10×102=100kNm/m
3.支撑安装偏心产生的弯矩：
M3=N×e=1680×10×3‰=50.4kNm
则支撑弯矩为：
M=93.75+100+50.4=244.15kNm
（2）初始偏心距ei
e0=M/N=244.15×103/1680=145.3mm
取ea=h/30=20mm
则ei=e0+ea=145.3+20=165.3mm
（3）是否考虑偏心距增大系数η
∵l0/h=10/0.6=16.7>8.0∴要考虑
由
取
e=ηei+h/2-as=1.67×165.3+600/2-35=541.1mm
（4）配筋计算：
ηei=1.67×165.3=276.1>0.32h0=180.8属于大偏心受压
实配：
上下均为4Φ18，As=As’=1017mm2
箍筋选用：
Ф8＠200，高度方向设腹筋2Ф18
③联系梁配筋
联系梁截面为：
400×500，取最小配筋率为ρmin=0.3%。
则最小配筋面积为：
Amin=0.3%×400×500=600mm
实配4Φ18，A=1017mm2
箍筋取Ф8@200，高度方向设腹筋2Ф18
3.1.3整体稳定性验算
稳定性系数：
l0/b=10000/600=16.6查表：
Ψ=0.87
按构造配筋即满足要求,所以配筋满足要求
3.1.4斜截面强度计算
V=1/2×（141.48×10）×1.25×1.0=884.25kN
0.25fcbh0=0.25×14.3×500×565=1009.9kN>V
0.7ftbh0=0.7×1.43×500×565=282.8kN箍筋选用Ф12@100，4肢箍筋，即能满足要求。
3.2第二层钢筋砼支撑结构设计计算
根据上述计算和支撑设计平面布置，R=255.41kN/m，对撑间距为9.5米，角支撑间距为7米，最大间距为10米，立柱桩间距10米。
支撑梁截面为500×600，砼等级为C30
3.1.1支撑轴力计算
角撑：
N=255.41×10×1.25×1.0/sin45o=4515kN
对撑：
N=255.41×9.5×1.25×1.0=3033kN
3.1.2支撑弯矩计算
①第一类支撑配筋计算（角撑）
（1）1．支撑梁自重产生的弯矩：
q=1.25×0.5×0.6×25=9.375kN/m
M1=1/10×9.375×102=93.75kNm/m
2．支撑梁上施工荷载产生的弯矩：
取q=10.0kN/m
M2=1/10×10×102=100kN-m/m
3．支撑安装偏心产生的弯矩：
M3=N×e=4515×10×3‰=135.45kNm
则支撑弯矩为：
M=93.75+100+135.45=392.2kNm
（2）初始偏心距ei
e0=M/N=392.2×103/4515=86.86mm
取ea=h/30=20mm
则ei=e0+ea=86.86+20=106.86mm
（3）是否考虑偏心距增大系数η
∵l0/h=10/0.6=16.7>8.0∴要考虑
由
e=ηei+h/2-as=1.49×106.86+600/2-35=424.2mm
（4）配筋计算：
ηei=1.49×106.86=159.2<0.32h0=180.8属于小偏心受压
实配：
上下均为9Φ28，As=As’=5542mm2
箍筋选用：
Ф8＠200，高度方向设腹筋2Ф18
②第二类支撑配筋计算（对撑）
（1）1.支撑梁自重产生的弯矩：
q=1.25×0.5×0.6×25=9.375kN/m
M1=1/10×9.375×102=93.75kN-m/m
2.支撑梁上施工荷载产生的弯矩：
取q=10.0kN/m
M2=1/10×10×102=100kNm/m
3.支撑安装偏心产生的弯矩：
M3=N×e=3033×10×3‰=91kNm
则支撑弯矩为：
M=93.75+100+91=284.75kNm
（2）初始偏心距ei
e0=M/N=284.75×103/3033=93.8mm
取ea=h/30=20mm
则ei=e0+ea=93.8+20=113.8mm
（3）是否考虑偏心距增大系数η
∵l0/h=10/0.6=16.7>8.0∴要考虑
由
e=ηei+h/2-as=1.69×113.8+600/2-35=457.3mm
（4）配筋计算：
ηei=1.69×113.8=192.3>0.32h0=180.8属于大偏心受压
实配：
上下均为7Φ20，As=As’=2200mm2
箍筋选用：
Ф8＠200，高度方向设腹筋2Ф18
③联系梁配筋
联系梁截面为：
400×500，取最小配筋率为ρmin=0.3%。
则最小配筋面积为：
Amin=0.3%×400×500=600mm
实配4Ф18，A=1017mm2
箍筋取Ф8@200，高度方向设腹筋2Ф18
3.1.3整体稳定性验算
稳定性系数：
l0/b=10000/600=16.6查表：
Ψ=0.87
按构造配筋即满足要求,所以配筋满足要求
3.1.4斜截面强度计算
V=1/2×（255.41×10）×1.25×1.0=1000.31kN
0.25fcbh0=0.25×14.3×500×565=1009.9kN>V
0.7ftbh0=0.7×1.43×500×565=282.8kN箍筋选用Ф16@100，4肢箍筋，即能满足要求。
3.3圈梁及钢支撑围檩设计验算
3.3.1一层支撑直接支撑于圈梁
设计圈梁1000×800，C30砼：
Mmax=1/12129.61×1.25×1.0×102=1350.1kNm/m
αs=1350.1106/（14.38009652）=0.127
γs=0.933
As=1350.1106/（4000.933×965）=3748.0mm2
实取4Φ36有As=4072mm2
斜截面强度计算：
V=1/2×（129.61×10.0）×1.25×1.0=810.1kN
0.25fcbh0=0.25×14.3×800×965=2759.9kN>V
0.7ftbh0=0.7×1.43×800×965=772.8kN箍筋选用Ф8@200，即能满足要求。
3.3.2二层支撑直接支撑于围檩
设计圈梁1000×800，C30砼：
Mmax=1/12255.41×1.25×1.0×102=2660.5kNm/m
αs=2660.5106/（14.38009652）=0.25
γs=0.86
As=2660.5106/（4000.86×965）=8015mm2
实取8Φ36有As=8143mm2
斜截面强度计算：
V=1/2×（255.41×10.0）×1.25×1.0=1596.3kN
0.25fcbh0=0.25×14.3×800×965=2759.9kN>V
0.7ftbh0=0.7×1.43×800×965=772.8kN箍筋选用Ф12@100，4肢箍筋，即能满足要求。
3.4立柱强度计算
3.4.1立柱计算
立柱采用4L125×10组成的截面为450×450的缀板式格构柱，缀板选用
430×20×10@500，其截面的特征参数分别是：
角钢：
L125×10
4A0=97.48cm2
Z0=34.5mm
Ix0=361.7cm4
Wx0max=104.8cm3
1.格构柱的截面特征参数分别是：
Ix=[361.7+24.37×（22.5-3.45）2]×4=36822.5cm4
ix=（Ix/A）1/2=（36822.5/97.48）1/2=19.4cm
2.一二层支撑间立柱强度验算
计算长度L=5.5m，单肢回转半径ix=2.48m,缀板间距为0.5m
λx=l0x/ix=550/19.4=28.4
λ0x=（λx2+λ12）1/2=（28.42+20.22）1/2=26.4查表得φx=0.883
竖向荷载：
（1）支撑及联系梁自重
P1=1.25×1.0×25×[0.5×0.6×9.701+0.4×0.5×（5+6.966）]
=165.73kN
（2）活荷载
P2=1.25×10×（9.701+5+6.966）=270.84kN
（3）使支撑纵向稳定所需的水平压力产生的竖向荷载
P3=1.25×0.1×9.701×141.48=171.6kN
N1=P1+P2+P3=608.1kN
N1/（φA）=608.1×103/（0.883×97.48×102）=70.6N/mm2<215N/mm2满足要求
3.二层支撑以下部位验算
计算长度L=3.1m，单肢回转半径ix=2.48m,缀板间距为0.5m
λx=l0x/ix=310/19.4=16.0
λ0x=（λx2+λ12）1/2=（16.02+20.22）1/2=25.76查表得φx=0.883
竖向荷载：
N2=608.1+165.73+270.84+1.25×0.1×9.701×255.41=1354.3kN
N2/（φA）=1354.3×103/（0.883×97.48×102）=157.35N/mm2<215N/mm2满足要求
3.4.2立柱桩计算
立柱桩采用φ1000钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C30，假设基坑面下桩长L米
P=1354.3+3.14×0.452×L×25×1.25×1.0=1354.3+19.87L（kN）
F=πDfL=3.14×1.0×（30×22+（L-30）×40）
由F=P得L=15m
3.4.3立柱桩配筋
立柱桩承受弯矩较小，配筋按构造要求即可。
取砼强度C30，主筋16Φ22钢筋，均匀布置，保护层厚度50mm，Φ10@150螺旋筋，Φ16@2000加强筋。
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