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示。
图1汽车吊行走区域布置图2、吊车荷载及尺寸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 =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4.2.1.1 bcx =btx + 2s + h =200+2*0+120 =320mm4.2.1.2 bcy =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bx >Lx 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 =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/m4.2.3.1.2 MmaxY=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/m4.2.3.2.2 MmaxX=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4.3.1.1b cx=b tx + 2s + h =200+2*0+120 =320mm4.3.1.2b cy=b ty + 2s + h =600+2*0+120 =720mm4.3.2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b cy≥b cx,b cx≤0.6L y时,取b x=b cx + 0.7L y=320+0.7*8000 =5920mm当b x>L x时,取b x=L x=3250mm4.3.2.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度当b cx<b cy,b cy≤2.2L x时,取b y=2b cy / 3 + 0.73L x=2*720/3+0.73*3250 =2853mm当0.5b y>0.5e y1时,取b y=0.5e y1 + 1426 =0.5*1800+1426 =2326mm4.3.3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q y=N / b ty=42/0.6 =70kN/m4.3.3.1.2M maxY=q y·b ty·(L y - y)·[y1 + b ty·(L y - y) / 2L y] / L y=70*0.6*(8-4.9)*[4.6+0.6*(8-4.9)/(2*8)]/8=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q x=N / b tx=42/0.2 =210kN/m4.3.3.2.2M maxX=q x·b tx·(L x - x)·[x1 + b tx·(L x - x) / 2L x] / L x=210*0.2*(3.25-1.625)*[1.525+0.2*(3.25-1.625)/(2*3.25)]/3.25=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 ey=8M maxY / (b x·L y2) =8*76.76/(3.25*82) =2.95kN/m24.3.4.2按左右支承考虑时的等效均布荷载q ex=8M maxX / (b y·L x2) =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q e' =N / (L x·L y) =42/(3.25*8) =1.62kN/m24.4 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)]=5.52tN3=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L x=3250mm,L y=3000mm,板的厚度h =120mm局部集中荷载N =62kN,荷载作用面的宽度b tx=1200mm,荷载作用面的宽度b ty=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=900mm2.2 荷载作用面的计算宽度2.2.1b cx=b tx + 2s + h =1200+2*100+120 =1520mm2.2.2b cy=b ty + 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b cy≥b cx,b cx≤0.6L y时,取b x=b cx + 0.7L y=1520+0.7*3000 =3620mm当b x>L x时,取b x=L x=3250mm2.3.2按左右支承考虑时局部荷载的有效分布宽度当b cx≥b cy,b cy≤0.6L x时,取b y=b cy + 0.7L x=1520+0.7*3250 =3795mm当b y>L y时,取b y=L y=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q y=N / b ty=62/1.2 =51.67kN/m2.4.1.2M maxY=q y·b ty·(L y - y)·[y1 + b ty·(L y - y) / 2L y] / L y=51.67*1.2*(3-1.5)*[0.9+1.2*(3-1.5)/(2*3)]/3 =37.2kN·m2.4.2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q x=N / b tx=62/1.2 =51.67kN/m2.4.2.2M maxX=q x·b tx·(L x - x)·[x1 + b tx·(L x - x) / 2L x] / L x=51.67*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 ey=8M maxY / (b x·L y2) =8*37.2/(3.25*32) =10.17kN/m22.5.2按左右支承考虑时的等效均布荷载q ex=8M maxX / (b y·L x2) =8*41.08/(3*3.252) =10.37kN/m22.5.3等效均布荷载q e=Max{q ex, q ey} =Max{10.17, 10.37} =10.37kN/m2<14kN/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。