陽(yáng)臺(tái)懸挑部位荷載分析驗(yàn)算

陽(yáng)臺(tái)懸挑部位荷載分析驗(yàn)算4255一、工程概況 7713221二、陽(yáng)臺(tái)荷載 776641三、腳手架荷載 7718855四、模型建立 7724740五、計(jì)算結(jié)果 7832640六、Morgain軟件校核截面 8013545七、陽(yáng)臺(tái)結(jié)構(gòu)梁位移 86一、工程概況本工程采用懸挑腳手架進(jìn)行外圍結(jié)構(gòu)施工，懸挑腳手架附著在已完成施工的框架主體結(jié)構(gòu)上。因部分結(jié)構(gòu)外圍為懸挑陽(yáng)臺(tái)，考慮利用陽(yáng)臺(tái)封頭梁（200×400）作為懸挑工字鋼的附著點(diǎn)。本方案將分析計(jì)算懸挑腳手架對(duì)懸挑陽(yáng)臺(tái)的影響，校核永久結(jié)構(gòu)在腳手施工荷載影響下的安全。根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙可知，結(jié)構(gòu)差異不大，陽(yáng)臺(tái)受力情況相似，選取南側(cè)陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行最不利工況分析。二、陽(yáng)臺(tái)荷載本次校核采用MIDAS/gen專業(yè)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，陽(yáng)臺(tái)結(jié)構(gòu)自重由軟件自行計(jì)算。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，陽(yáng)臺(tái)周邊欄桿自重取1.5kN/m，陽(yáng)臺(tái)活荷載取2.5KN/m2，考慮施工不利因素，校核時(shí)的陽(yáng)臺(tái)活荷載取為4KN/m2；考慮外圍腳手架的圍護(hù)作用，不考慮欄桿玻璃的風(fēng)荷載，僅考慮腳手架風(fēng)荷載作用；三、腳手架荷載按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）選取。（1）恒載：立桿自重0.1295kN/m（1.5m縱距）；扣件自重18.4N/個(gè)；腳手板自重0.35kN/m2；掛網(wǎng)自重0.05kN/m2；欄桿與腳手板擋板自重0.17kN/m（2）風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓ω0=0.4kN/m2，地面粗糙度C類，密目網(wǎng)擋風(fēng)系數(shù)取為0.8。風(fēng)荷載體形系數(shù)μs=1.3φ=1.04；按屋頂高度（48.60m）考慮，計(jì)算近似按離地面50m高度，風(fēng)荷載體型系數(shù)為μz=1.25，所以風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=1.25×1.04×0.4=0.52kN/m2。（3）施工荷載：考慮兩層，每層3Kpa。四、模型建立腳手架懸挑支座（包括拉桿）與陽(yáng)臺(tái)整體建模，模型如圖1所示（標(biāo)準(zhǔn)層高2.9m）。陽(yáng)臺(tái)懸挑梁視為固端懸臂梁，不考慮陽(yáng)臺(tái)板剛度的有利作用。圖1懸挑腳手及陽(yáng)臺(tái)整體計(jì)算模型示意圖五、計(jì)算結(jié)果經(jīng)MIDAS/gen計(jì)算，陽(yáng)臺(tái)懸挑主梁最大軸力4.7KN,最大剪力46.3KN（Y向剪力可忽略不計(jì)），最大扭矩3.3KN?m，最大彎矩69.6KN?m（Z向彎矩可忽略不計(jì)）；封頭梁最大軸力5.5KN,最大剪力39.6KN，最大扭矩1.9KN?m，最大彎矩49.4KN?m。圖2結(jié)構(gòu)梁軸力云圖（a）Y向剪力圖（b）Z向剪力圖圖3結(jié)構(gòu)梁剪力云圖圖4結(jié)構(gòu)梁扭矩云圖（a）My云圖（b）Mz云圖圖5結(jié)構(gòu)梁彎矩云圖六、Morgain軟件校核截面因軸向力相對(duì)較小，可按彎剪扭構(gòu)件校核陽(yáng)臺(tái)梁。利用morgain結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)程序V2013.08校核截面如下。鋼筋標(biāo)號(hào)HRB400，混凝土標(biāo)號(hào)C30。陽(yáng)臺(tái)懸挑主梁XLy3截面200mm×400mm，截面計(jì)算受拉縱筋642mm2（設(shè)計(jì)3?16，As=602mm2，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)配3?18，As=763mm2)，實(shí)配受壓縱筋2?14（308mm2)，計(jì)算最小箍筋為雙肢箍?6@200，實(shí)配雙肢箍?6@200，截面滿足要求。1彎剪扭構(gòu)件：Xly051.1基本資料1.1.1工程名稱：合景·香悅四季1#~12#、幼兒園、16#~19#樓及一期地下室1.1.2混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，fcu,k＝30N/mm2，fc＝14.331N/mm2，ft＝1.433N/mm21.1.3鋼筋材料性能：fy＝360N/mm2，fyh＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2，fy'＝360N/mm2，fyv＝360N/mm21.1.4彎矩設(shè)計(jì)值M＝69.6kN·m，剪力設(shè)計(jì)值V＝46.3kN，扭矩設(shè)計(jì)值T＝3.3kN·m，箍筋間距s＝200mm；受壓鋼筋面積As'＝0.4As，as'＝42.5mm；受扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值ζ＝1.21.1.5矩形截面，截面尺寸b×h＝200×400mm，h0＝357.5mm1.1.6計(jì)算跨度l0＝1500mm，l0/h＝3.75＜5，按深受彎構(gòu)件計(jì)算，ρsh,min＝0.25%1.2正截面受彎配筋計(jì)算1.2.1相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb＝β1/[1+fy/(Es·εcu)]＝0.8/[1+360/(200000*0.0033)]＝0.5181.2.2雙筋矩形截面或翼緣位于受拉邊的Ｔ形截面受彎構(gòu)件，已知K＝As'/As＝0.4當(dāng)不計(jì)入受壓鋼筋面積、受壓區(qū)高度x＝2as'＝85mm時(shí)，對(duì)應(yīng)的彎矩值為76.74kN·m。彎矩設(shè)計(jì)值M＝69.6kN·m≤76.74kN·m，可按單筋截面設(shè)計(jì)1.2.3單筋矩形截面或翼緣位于受拉邊的Ｔ形截面深受彎構(gòu)件，將混凝土規(guī)范公式（6.2.10－1）、公式（6.2.10－2）聯(lián)立求解，試算As＝605mm受壓區(qū)高度x＝fy·As/(α1·fc·b)＝360*605/(1*14.331*200)＝76.0mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mmαd＝0.80+0.04·l0/h＝0.80+0.04*1500/400＝0.950內(nèi)力臂z＝αd·(h0-0.5x)＝0.95*(357.5-0.5*76)＝303.5mmMu＝As·fy·z＝605*360*303.5＝66.12kN·m＜M＝69.6kN·m1.2.4重新計(jì)算，取As＝642mm2受壓區(qū)高度x＝fy·As/(α1·fc·b)＝360*642/(1*14.331*200)＝80.6mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mmαd＝0.80+0.04·l0/h＝0.80+0.04*1500/400＝0.950內(nèi)力臂z＝αd·(h0-0.5x)＝0.95*(357.5-0.5*80.6)＝301.3mmMu＝As·fy·z＝642*360*301.3＝69.60kN·m≥M＝69.6kN·m1.2.5相對(duì)受壓區(qū)高度ξ＝x/h0＝80.6/357.5＝0.225≤0.518配筋率ρ＝As/(b·h0)＝642/(200*357.5)＝0.897%最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.179%}＝0.2%As,min＝b·h·ρmin＝160mm21.3斜截面承載力計(jì)算1.3.10.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝46.3kN當(dāng)V≤0.7·ft·b·h0、300＜h≤500mm構(gòu)造要求：箍筋最小直徑Dmin＝6mm，箍筋最大間距smax＝300mmDmin、smax的配箍面積Asv#＝Dmin2·0.25π·s/smax＝19mm2，最小配箍面積Asv,min＝19mm21.3.2一般深受彎構(gòu)件，其斜截面受剪承載力按下列公式計(jì)算：V≤0.7·(8-l0/h)/3·ft·b·h0+(l0/h-2)/3·fyv·Asv/sh·h0+(5-l0/h)/6·fyh·Ash/sv·h0Rv＝0.7·(8-l0/h)/3·ft·b·h0＝0.7*(8-3.75)/3*1433*0.2*0.3575＝101.6kN≥V＝46.3kN，僅需按構(gòu)造配箍1.3.3Asv,min＝19mm2，箍筋最小直徑6，最大間距@300Ash,min/sv＝0.500mm，當(dāng)sv＝h時(shí)，Ash＝200mm21.4扭曲截面承載力計(jì)算1.4.1矩形截面受扭塑性抵抗矩WtWt＝b2·(3h-b)/6＝2002*(3*400-200)/6＝6666667mm31.4.2一般剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)βt按下式計(jì)算：βt＝1.5/[1+0.5·V·Wt/(T·b·h0)]＝1.5/[1+0.5*46300*6666667/(3300000*200*357.5)]＝0.911.4.3驗(yàn)算截面適用條件Hw/b＝357.5/200＝1.79＜6，截面高寬比滿足要求Stj＝V/(b·h0)+T/0.8Wt＝46300/(200*357.5)+3300000/(0.8*6666667)＝1.27N/mm2≤0.25·βc·fc＝3.58N/mm2，滿足截面尺寸要求Stg＝V/(b·h0)+T/Wt＝46300/(200*357.5)+3300000/6666667＝1.14N/mm2＞0.7ft＝1.00N/mm2，需進(jìn)行剪扭計(jì)算1.4.4驗(yàn)算是否要考慮剪力、扭矩的影響當(dāng)V≤0.35·ft·b·h0時(shí)，可僅按純扭構(gòu)件計(jì)算受扭承載力Rtv＝0.35·ft·b·h0＝0.35*1.433*200*357.5＝35858N＜V＝46300N，應(yīng)考慮剪力的影響當(dāng)T≤0.175·ft·Wt時(shí)，可不進(jìn)行受扭承載力計(jì)算Rtt＝0.175·ft·Wt＝0.175*1.433*6666667＝1.672kN·m＜T＝3.3kN·m，應(yīng)進(jìn)行受扭承載力計(jì)算1.4.5在剪力和扭矩共同作用下矩形截面一般剪扭構(gòu)件，其腹板受剪扭承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：1.4.5.1剪扭構(gòu)件的受剪承載力：V≤(1.5-βt)·0.7·ft·b·h0+fyv·Asv/s·h0Asv＝[V-(1.5-βt)·0.7·ft·b·h0]·s/(fyv·h0)＝[46300-(1.5-0.91)*0.7*1.433*200*357.5]*200/(360*357.5)＝6mm21.4.5.2剪扭構(gòu)件的受扭承載力：T≤βt·0.35·ft·Wt+1.2·ζ0.5·fyv·Ast1·Acor/sAcor＝bcor·hcor＝(200-2*30)*(400-2*30)＝47600mm2受扭計(jì)算中沿截面周邊配置的箍筋單肢截面面積Ast1由下式求得：Ast1＝(T-βt·0.35·ft·Wt)·s/(1.2ζ0.5·fyv·Acor)＝(3300000-0.91*0.35*1.433*6666667)*200/(1.2*1.20.5*360*47600)＝2mm2Ucor＝2(bcor+hcor)＝2*(140+340)＝960mm取ζ＝fy·Astl·s/(fyv·Ast1·Ucor)＝1.2受扭計(jì)算中取對(duì)稱布置的全部縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積Astl可由下式求得：Astl＝fyv·Ast1·Ucor·ζ/(fy·s)＝360*2*960*1.2/(360*200)＝14mm21.4.6剪扭構(gòu)件中箍筋和縱筋的最小配筋面積箍筋最小配筋率ρsv,min＝0.28ft/fyv＝0.111%受扭縱筋最小配筋率ρtl,min＝0.6·[T/(V*b)]0.5·ft/fy＝0.143%腹板箍筋計(jì)算配筋面積Asvt＝Asv+2Ast1＝6+2*2＝11mm2腹板箍筋最小配筋面積Asvt,min＝ρsv,min·b·s＝45mm2＞Asvt，取Asvt＝45mm2按受扭計(jì)算Ast1＝2mm2，當(dāng)箍筋間距為200時(shí)，箍筋最小直徑4腹板受扭縱筋最小配筋面積Astl,min＝ρtl,min·b·h＝114mm2＞Astl，取Astl＝114mm2陽(yáng)臺(tái)封頭梁（Lx3或Lx5）截面200mm×400mm，截面計(jì)算受拉配筋414mm2（設(shè)計(jì)2?14，As=308mm2，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)配3?14，As=462mm2)，實(shí)配受壓鋼筋2?14（308mm2)，計(jì)算最小雙肢箍?6@200，實(shí)配雙肢箍?6@200，滿足要求。1彎剪扭構(gòu)件：Lx011.1基本資料1.1.1工程名稱：合景·香悅四季1#~12#、幼兒園、16#~19#樓及一期地下室1.1.2混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，fcu,k＝30N/mm2，fc＝14.331N/mm2，ft＝1.433N/mm21.1.3鋼筋材料性能：fy＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2，fy'＝360N/mm2，fyv＝360N/mm21.1.4彎矩設(shè)計(jì)值M＝49.4kN·m，剪力設(shè)計(jì)值V＝39.6kN，扭矩設(shè)計(jì)值T＝1.9kN·m，箍筋間距s＝200mm；受壓鋼筋面積As'＝0.8As，as'＝42.5mm；受扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值ζ＝1.21.1.5矩形截面，截面尺寸b×h＝200×400mm，h0＝357.5mm1.2正截面受彎配筋計(jì)算1.2.1相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb＝β1/[1+fy/(Es·εcu)]＝0.8/[1+360/(200000*0.0033)]＝0.5181.2.2雙筋矩形截面或翼緣位于受拉邊的Ｔ形截面受彎構(gòu)件，已知K＝As'/As＝0.8當(dāng)不計(jì)入受壓鋼筋面積、受壓區(qū)高度x＝2as'＝85mm時(shí)，對(duì)應(yīng)的彎矩值為76.74kN·m。彎矩設(shè)計(jì)值M＝49.4kN·m≤76.74kN·m，可按單筋截面設(shè)計(jì)1.2.3單筋矩形截面或翼緣位于受拉邊的Ｔ形截面受彎構(gòu)件受壓區(qū)高度x按下式計(jì)算：x＝h0-[h02-2·M/(α1·fc·b)]0.5＝357.5-[357.52-2*49400000/(1*14.331*200)]0.5＝52.0mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mm1.2.4As＝α1·fc·b·x/fy＝1*14.331*200*52/360＝414mm21.2.5相對(duì)受壓區(qū)高度ξ＝x/h0＝52/357.5＝0.145≤0.518配筋率ρ＝As/(b·h0)＝414/(200*357.5)＝0.579%最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.179%}＝0.2%As,min＝b·h·ρmin＝160mm21.3斜截面承載力計(jì)算1.3.10.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝39.6kN當(dāng)V≤0.7·ft·b·h0、300＜h≤500mm構(gòu)造要求：箍筋最小直徑Dmin＝6mm，箍筋最大間距smax＝300mmDmin、smax的配箍面積Asv#＝Dmin2·0.25π·s/smax＝19mm2，最小配箍面積Asv,min＝19mm21.3.2一般受彎構(gòu)件，其斜截面受剪承載力按下列公式計(jì)算：V≤αcv·ft·b·h0+fyv·Asv/s·h0Rv＝0.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝39.6kN，僅需按構(gòu)造配箍1.3.3Asv,min＝19mm2，箍筋最小直徑6，最大間距@3001.4扭曲截面承載力計(jì)算1.4.1矩形截面受扭塑性抵抗矩WtWt＝b2·(3h-b)/6＝2002*(3*400-200)/6＝6666667mm31.4.2一般剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)βt按下式計(jì)算：βt＝1.5/[1+0.5·V·Wt/(T·b·h0)]＝1.5/[1+0.5