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:_________________所有限公司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）kN150前轴荷kN66后轴荷kN84支腿纵向距离m4.9尺寸参数支腿横向距离m4.63、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＝120mm4.1.3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＝4600mm4.1.3.2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＝2800mm4.2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＝320mm4.2.1.2bcy＝bty+2s+h＝600+2*0+120＝720mm4.2.2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bxLx时，取bx＝Lx＝3250mm4.2.2.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度当bcxbcy，bcy≤2.2Lx时，取by＝2bcy/3+0.73Lx＝2*720/3+0.73*3250＝2853mm当0.5by0.5ey2时，取by＝1426+0.5ey2＝1426+0.5*1800＝2326mm4.2.3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/m4.2.3.1.2MmaxY＝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·m4.2.3.2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/m4.2.3.2.2MmaxX＝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·m4.2.4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/m24.2.4.2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/m24.2.5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/m24.3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＝320mm4.3.1.2bc＝bt+2s+h＝600+2*0+120＝720mm4.3.2局部cy荷载的y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bL时，取b＝L＝3250mm4.3.2.2x按左x右支承考虑x时局部x荷载的有效分布宽度当bcxbc，bc≤2.2Lx时，取b＝x2bc/y3+0y.73Lx＝x2*720/3+0.73*3250＝2853mm当y0.5bcy0.5e1时，x取b＝0.5e1+1426＝0.5*1800+1426＝2326mmyyyy4.3.3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1.1.3.1.1将局部集中荷载转换为Y向线荷载q＝N/bt＝42/0.6＝70kN/m4.3.y3.1.2MmaxYy＝q·bt·(L-y)·[y1+bt·(L-y)/2L]/Lx＝70y*0.6y*(8-y4.9)*[4.6+0.6*(y8-4.y9)/(2*8)]/8yy＝76.76kN·m4.3.3.2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/m1.1.13.2.2MmaxXx＝qx·btx·(Lx-x)·[x1+btx·(Lx-x)/2Lx]/Lx＝210*0.2x*(3.25x-1.6x25)*x[1.525+0.2*(3.2x5-1.x625)/(2*3.2x5)]/3x.25＝33.08kN·m4.3.4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q＝8M/(b·L2)＝8*76.76/(3.25*82)＝2.95kN/m2eymaxYxy4.3.4.2按左右支承考虑时的等效均布荷载q＝8M/(b·L2)＝8*33.08/(2.326*3.252)＝10.77kN/m2exmaxXyx4.3.5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/m24.4结果汇总4.4.1等效均布荷载qe＝10.77kN/m214kN/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14.4tm，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）]=5.52tN3=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)]=5.62tN2=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)]=6.20tN2=∑P/4+[M(cosα/2a-sinα/2b)]=3.87tN3=∑P/4-[M(cosα/2a+sinα/2b)]=1.90tN4=∑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，L＝3000mm，板的厚度h＝120mm局部集中荷x载N＝62kN，荷y载作用面的宽度btx＝1200mm，荷载作用面的宽度bt＝1200mm；垫层厚度s＝100mm荷载作用面中心至板左y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＝900mm2.2荷载作用面的计算宽度2.2.1bcx＝btx+2s+h＝1200+2*100+120＝1520mm2.2.2bcy＝bty+2s+h＝1200+2*100+120＝1520mm2.3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bL时，取b＝L＝3250mm2.3.2x按左右x支承考虑时x局部荷x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byLy时，取by＝Ly＝3000mm2.4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/m2.4.1.2MmaxY＝q·bt·(L-y)·[y1+bt·(L-y)/2L]/Lax＝y51.6y7*1.y2*(3-1.5)*[0.9+y1.2*y(3-1.5)/(2*y3)]/3y＝37.2kN·m37.32按左右支承考虑时的绝对最大弯矩37.3.1.1将局部集中荷载转换为X向线荷载qx＝N/btx＝62/1.2＝51.67kN/m37.3.1.2MmaxX＝qx·btx·(Lx-x)·[x1+btx·(Lx-x)/2Lx]/Lx51.67*1.2*(3.25-1.625)*[1.025+1.2*(3.25-1.625)/(2*3.25)]/3.25＝41.08kN·m2.5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q＝8M/(b·L2)＝8*37.2/(3.25*32)＝10.17kN/m2eymaxYxy2.5.2按左右支承考虑时的等效均布荷载q＝8M/(b·L2)＝8*41.08/(3*3.252)＝10.37kN/m2exmaxXyx2.5.3等效均布荷载qe＝Max{qex,qey}＝Max{10.17,10.37}＝10.37kN/m214kN/m23、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3.2计算结果业要求。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梁范围内，每个吊装点汽车吊具体布置位置如图6~9所示。图8吊装点3汽车吊