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1、 钢结构吊装区域地下室顶板结构加强设计方案目 录一、临时支撑柱布置状况及地下室顶板结构加固情况1二、荷载计算1三、计算荷载分项系数取值及计算规定2四、现浇板承载能力验算24.1 双向板承载能力验算24.2 局部单向板承载能力验算5五、结构次梁承载能力验算65.1 结构次梁承受自重及均布荷载情况下的受力验算65.2 南北方向结构次梁承载能力验算75.3 东西方向结构次梁承载能力验算9六、框架梁的承载能力验算116.1 东西方向结构框架梁承载能力验算116.2 南北方向结构框架梁承载能力验算136.3 CL41b梁承载能力验算16七、钢管支撑柱承载能力验算18八、地下二层顶板承载能力分析18九、相
2、关注意事项181钢结构吊装区域地下室顶板结构加固设计与验算一、临时支撑柱布置状况及地下室顶板结构加固情况临时支撑柱采用A2196螺旋焊接钢管，布置于次梁与次梁交叉点（即井字梁交叉点），布置于9m跨框架梁中点，对于跨度7m、6m框架梁下不布置临时支撑钢柱。临时支撑钢柱加固一般仅加固一层，即临时支撑钢柱由地下一层平面撑至地下室室结构顶板结构梁底。其布置状况见后临时支撑钢柱平面布置示意图。根据原“钢结构吊装区域地下室顶板结构加固设计与验算”以及设计院批复意见，钢结构吊装区域的地下室顶板结构砼强度为C40，结构次梁截面调整为350780，500900框架梁调整为600900，同时部分梁截面配筋已根据该
3、方案要求加强。本加固设计与验算是根据已对钢结构吊装区域地下室顶板结构梁板已加强的情况。二、荷载计算1）钢筋砼结构自重荷载：200厚现浇板自重：0.225.1=5KN/；350780（750、700）梁自重：0.350.5825.5=5.2KN/m；600900梁自重：0.60.725.511KN/m。2）堆载自重堆载为200厚砂垫层+钢垫板+胎架构件，考虑为8KN/。3）吊车荷载钢结构吊装时，采用二台50吨汽车吊进行钢构件吊装，钢构件在胎架上组合成桁架后采用桅杆吊吊装，钢柱亦采用桅杆吊吊装，桅杆吊下支撑加强另行考虑。本计算中吊车考虑采用50T汽车吊，其自重54T，四只支腿间距考虑两个方向均为7
4、m，50吨汽车吊现场最大构件起重量约12T，考虑最大起重力矩为1200KN.m，则吊车对地下室结构顶板的最大与最小支腿压力为：吊车吊装方向与车辆方向一致时：吊车吊装方向与车辆对角线方向一致时：当50吨汽车吊现场最大构件起重量控制为8T，最大起重力矩不超过1000KN.m，则吊车对地下室结构顶板的最大与最小支腿压力为：吊车吊装方向与车辆方向一致时：吊车吊装方向与车辆对角线方向一致时：4）均布施工荷载主要施工人员及钢结构构件临时堆载形成的施工荷载，考虑为4KN/。三、计算荷载分项系数取值及计算规定按自重荷载效应组合，吊车对结构梁、板或柱所形成的荷载在计算梁截面荷载时按活荷载考虑，其动荷载系数考虑为
5、1.05，在计算板截面荷载时按自重荷载考虑，不再考虑其动荷载系数；考虑到后撑钢柱加固结构梁板，钢柱的刚度较钢筋混凝柱小得多，即钢柱支撑部位对于地下室顶板结构来讲是一弹性支座，精确计算较为困难，因而保守考虑认为地下室顶板的自重荷载、均布施工荷载、堆载由地下室顶梁板结构本身承担并传递至钢筋混凝柱或其下钢筋砼剪力墙，而吊车荷载由加固后的结构共同承担，并且认为此时钢柱支撑为刚性支撑，不再考虑钢柱支座的弹性变形的影响。四、现浇板承载能力验算4.1 双向板承载能力验算支腿压力通过由支腿传至垫木传递至钢垫板及砂垫层，最后传递至结构梁板上，最不利情况作用于结构板双向跨中部位，集中均布荷载的面积不小于1.2m1
6、.2m，则其局部均布压力为：285/(1.21.2)=198KN/，现浇板块大小为2.65m3.025m。1）按周边简支双向板计算吊车集中分布荷载的等效均布荷载按双向板将局部分布荷载简化为等效均布荷载，在四边简支的情况下该局部均布荷载在板块中形成的最大跨中弯矩为：在四边简支，等效均布荷载作用下的板中最大跨中弯矩为：则：取大值，则按周边简支双向板吊车集中均布荷载在板上形成的等效均布荷载为：。2）按两边简支单向板计算吊车集中分布荷载的等效分布荷载 L=2.65m时： L=3.025m时： 根据上述计算取大值，则按两边简支单向板吊车集中均布荷载在板上形成的等效均布荷载为：因而根据上述1）、2）计算结
7、构，取吊车局部分布荷载在板上形成的等效均布荷载。，按双向板进行受力验算，恒载效应控制组合，其：计算双向板跨中弯矩时，按g+q/2作用下四边固定时的最大跨中弯矩与g/2作用下四边简支时的最大跨中弯矩之和考虑，并考虑到泊松比的影响，则：计算双向板支座弯矩时，按g+q作用下四边固定时的支座最大负弯矩，并考虑到泊松比的影响，则：则：现浇板的局部抗冲切能力验算：支腿与钢垫板的接触面积不小于600600，通过支腿、木方、钢板及200厚的砂垫层，传递至现浇板上的支承面积不小于12001200，则：4.2 局部单向板承载能力验算285/(1.21.2)=198KN/，现浇板块大小为2.6m5.6m，按单向板将
8、局部分布荷载简化为等效均布荷载为：现浇板块大小为2.60m5.6m，按单向板进行受力验算，恒载效应控制组合，其：其跨中最大弯矩及支座最大负弯矩分别为： 则：根据上述计算，现有地下室顶板的现浇结构板结构能满足50T汽车吊进行其上钢结构吊装的承载能力要求。同时根据上述计算，50吨汽车吊现场最大构件起重量控制为8T，最大起重力矩控制为不超过1000KN.m。五、结构次梁承载能力验算5.1 结构次梁承受自重及均布荷载情况下的受力验算结构次梁承受自重及均布施工荷载情况下的受力验算选择典型板块，按9m7m，一横两纵井字梁进行验算，a=3m，b=3.5m，a/b1.167。结构次梁自重简化等效均布荷载为：则
9、井字梁结构所承到的均布荷载为：按周边半固定，则井字梁的跨中弯矩及支座负弯矩分别为： 东西方向梁跨中及支座弯矩： 南北方向梁跨中支座弯矩：。按周边简支，则井字梁的跨中弯矩分别为 东西方向梁跨中弯矩： 南北方向梁跨中弯矩：。按周边固定，则井字梁的跨中弯矩及支座负弯矩分别为： 东西方向梁跨中及支座弯矩： 东西方向梁在框架梁支座处的剪力： 南北方向梁跨中支座弯矩： 南北方向梁在框架梁支座处的剪力：。结构次梁承受自重及均布荷载计算一览表周边半固定周边简支周边固定跨中弯矩支座弯矩跨中弯矩跨中弯矩支座弯矩支座剪力东西方向梁207.5124.32380.86166.38166.38161.64南北方向梁104
10、.32125.14193.0175.77151.46142.245.2 南北方向结构次梁承载能力验算5.2.1 支撑后加固南北方向结构次梁承受新增荷载的受力验算支撑加固后，次梁可视作为框架梁，跨度考虑为3m，受到吊车移动荷载作用。南北方向次梁截面尺寸一般为350780，结构次梁承载能力验算时，认为吊车支点荷载在次梁上移动，考虑其为恒载效果。受到吊车支点集中荷载的作用： F226.431.40.71.05236.25KN上述荷载按五等跨连续对北南次梁产生的支座最大负弯矩、最大支座剪力及支座力分别为：吊车荷载对南北次梁产生的荷载一览表支座弯矩(KN.m)跨中弯矩（KN.m）支座剪力(KN.m)按三
11、等跨梁56128.28122.85/236.255.2.2 南北方向结构次梁承受荷载计算根据5.1、5.2.1计算：结构次梁承受自重及均布荷载计算一览表周边半固定周边简支周边固定跨中弯矩支座弯矩跨中弯矩跨中弯矩支座弯矩支座剪力南北方向梁104.32125.14193.0175.77151.46142.24吊车荷载对南北次梁产生的荷载一览表支座弯矩(KN.m)跨中弯矩（KN.m）支座剪力(KN.m)按三等跨梁56128.28122.85/236.25按周边固定考虑支座弯矩，按周边简支考虑跨中弯矩，则：南北方向结构次梁截面所受到的最大荷载如下表所示：支座弯矩（KN.m）跨中弯矩（KN.m）支座剪力
12、(KN)不含吊车荷载支座剪力（KN）207.46321.29265.09/378.49142.245.2.3 南北方向结构次梁截面承载能力验算抗弯承载能力验算： 对于支座负弯矩： 对于跨中正弯矩：抗剪承载能力：截面满足要求，则由：根据上述计算，对于南北方向350780结构次梁，在布置好梁下支撑柱后，其梁可满足承载能力要求。5.3 东西方向结构次梁承载能力验算5.3.1 支撑后加固东西方向结构次梁承受新增荷载的受力验算支撑加固后，次梁可视作为框架梁，跨度考虑为3.5 m，受到吊车移动荷载作用。东西方向次梁截面尺寸一般为350780，结构次梁承载能力验算时，认为吊车支点荷载在次梁上移动，考虑其为恒
13、载效果。受到吊车支点集中荷载的作用： F226.431.40.71.05236.25KN上述荷载对东西方向次梁产生的支座最大负弯矩、最大支座剪力及支座力分别为：吊车荷载对东西方向次梁产生的荷载一览表支座弯矩(KN.m)跨中弯矩(KN.m)支座剪力(KN)按五等跨梁65.32149.66122.85/236.255.3.2 东西方向结构次梁承受荷载计算根据5.1、5.3.1计算：东西结构次梁承受自重及均布荷载计算一览表周边半固定周边简支周边固定跨中弯矩支座弯矩跨中弯矩跨中弯矩支座弯矩支座剪力东西方向梁207.5124.32380.86166.38166.38161.64吊车荷载对东西方向次梁产生
14、的荷载一览表支座弯矩(KN.m)跨中弯矩(KN.m)支座剪力(KN)按五等跨梁65.32149.66122.85/236.25按周边固定考虑支座弯，按周边简支考虑跨中弯矩，则：东西方向结构次梁截面所受到的最大荷载如下表所示：支座弯矩（KN.m）跨中弯矩（KN.m）支座剪力(KN)不含吊车荷载支座剪力（KN）231.7530.52284.49/397.89161.645.3.3 东西方向结构次梁截面承载能力验算抗弯承载能力验算： 对于支座负弯矩： 对于跨中正弯矩：抗剪承载能力：截面满足要求，则由：根据上述计算，对于东西方向结构次梁，在布置好梁下支撑柱后，其梁可满足承载能力要求。六、框架梁的承载能
15、力验算6.1 东西方向结构框架梁承载能力验算东西方向框架梁截面尺寸一般为600900，框架梁承载能力验算时，其上所受荷载按最不利荷载考虑，且为恒载效应组合。受到结构板上均布荷载的作用，在梁上形成基本近似的两个三角分布力： 折算为均布线荷载为：qe=0.53264.41=34.3KN/m。受到框架梁本身自重均布荷载的作用： q=111.35=14.85KN/m上述均布荷载合计为：q=34.3+14.85=49.15KN/m。根据上述均布线荷载可计算出东西方向框架梁所受到的截面荷载：东西方向框架梁在均布线荷载作用下的截面荷载支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁240.
16、84240.84206.43按四等跨梁257.7240.84208.84受到南北方向次梁传来的集中荷载作用，根据5.2.2中剪力可保守计算可计算出作用在东西方向框架梁上的集中力： F1142.242284.48KN根据上述荷载可计算出东西方向框架梁的截面荷载：东西方向框架梁在南北方向次梁集中荷载作用下的截面荷载支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁298.7348.5185按四等跨梁320.61336.5188.04受到吊车支点移动集中荷载的作用： F2226.431.40.71.05236.25KN根据上述荷载可计算出东西方向框架梁在吊车集中荷载作用下的载面荷载参
17、数：东西方向框架梁在吊车集中荷载作用下的截面荷载支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁289.4289.4159.5/236.25按四等跨梁266.25279.5155.16/236.25根据上述计算可得东西方向框架梁截面荷载参数：东西方向框架梁截面荷载参数汇总表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁828.94878.74550.93/627.68按四等跨梁844.56856.84552.04/633.13抗弯承载能力验算： 对于支座负弯矩： 对于跨中正弯矩：抗剪承载能力：截面满足要求，则由：根据上述计算，对于东西方向框架梁，其梁可满足
18、承载能力要求。6.2 南北方向结构框架梁承载能力验算6.2.1 南北方向框架梁承受自重及均布施工荷载情况下的受力验算受到结构板均布荷载作用，在每跨框架梁上形成三个三角形分布荷载，其三角形分布荷载的峰值为：折算为均布荷载为：受到南北方向框架梁本身自重作用：上述均布荷载合计为：上述荷载在南北方向框架梁上所形成的截面荷载为：南北方向框架梁在板自重及均布荷载作用下的截面荷载一览表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁540.2432.2360.13按四等跨梁578415.96364.33同时南北方向框架梁受到东西方向次梁传来的集中荷载作用，根据5.1节计算，其值为：F161
19、.642323.28KN，则其对南北方向框架梁截面产生的荷载为：框架次梁集中荷载在南北方向框架梁上产生的截面荷载参数一览表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁776.84709.92409.6按四等跨梁832.12692.47415.74因而上述两表汇总为：南北方向框架梁在自重及均布施工荷载作用下的截面荷载一览表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁1317.041142.12769.73按四等跨梁1410.121108.43780.076.2.2 南北方向框架梁承受新增荷载情况下的受力验算受到吊车支点移动集中荷载的作用： F2226.
20、431.40.71.05236.25KN，则可计算出由此集中荷载作用下的南北方向框架梁截面荷载参数。南北方向框架梁在吊车集中荷载作用下的截面荷载一览表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩（KN.m）支座剪力（KN）按三等跨梁186.05226.46135.84/236.25按四等跨梁186.05223.26137.03/236.256.2.3 南北方向结构次梁承受荷载计算根据6.2.1、6.2.2计算：南北方向框架梁截面验算荷载一览表支座弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）按三等跨梁1503.091368.58905.57/1006按四等跨梁1596.171331.69917.1/10
21、16.326.2.4 南北方向框架梁截面承载能力验算抗弯承载能力验算： 对于支座负弯矩： 对于跨中正弯矩：抗剪承载能力：截面满足要求，则由：根据上述计算，对于南北方向框架梁，在布置好梁跨中间支撑柱后，其梁可满足承载能力要求。6.3 CL41b梁承载能力验算CL41b梁截面尺寸为400900，考虑两层均加固，在与46轴、48轴交叉点框架梁下设置钢管支撑柱后，跨度为l=6m，框架梁承载能力验算时，其上所受荷载按最不利荷载考虑，且为恒载效应组合。在11.2m跨时，其梁所受到的等效均布梯形线荷载作用为：按一边固定一边简支梁，其梁截面荷载为：CL41b梁在自重荷载及均布施工荷载作用下的截面荷载一览表支座
22、弯矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）一边固定一边简支1091780.6413钢管柱加支撑加固后，梁跨度最大为6m，在堆载均布荷载作用下，其支座弯矩与剪力分别为：CL41b梁在堆载均布施工荷载作用下的截面荷载一览表支座弯矩（KN.m）6m跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）三等跨连续梁219.67175.74219.67在跨中吊车集中荷载作用下的截面荷载为：F236.25KNCL41b梁在吊车集中荷载作用下的截面荷载一览表支座弯矩（KN.m）6m跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）三等跨连续梁248229.64160则汇总为：CL41b梁在吊车集中荷载作用下的截面荷载一览表支座弯
23、矩（KN.m）跨中弯矩(KN.m)支座剪力（KN）1559780.6/406793抗弯承载能力验算： 对于支座负弯矩： 负弯矩处截面有明显超筋现象。 对于跨中正弯矩：抗剪承载能力：截面满足要求，则由：根据上述计算，对于CL41b梁，其梁可满足承载能力要求。七、钢管支撑柱承载能力验算 根据上述钢管支撑柱最大承力范围为4.5m3.5m，则钢管柱受到最大可能荷载为： 钢管柱采用A2196焊接钢管，Q235钢，其截面特性为： A40152，g=31.78Kg/m，i=75.3，则： 显然采用钢管柱作为支撑，其承载能力满足要求。八、地下二层顶板承载能力分析地下二层顶板结构梁板分布同地下顶板梁板分布情况，
24、只是地下二层顶板框架梁截面尺寸为6001000，次梁截面尺寸为450900，板厚为200，其配筋比地下室顶板结构配筋要强得多，而且地下二层顶板结构下还存在大量的人防钢筋混凝土墙，但地下二层顶板结构承受的荷载比地下室顶板结构所承受的荷载小得多，因而其承载能力根据前述计算方法得出结论，其承载能力满足要求。九、相关注意事项1、作好场地准备工作，铺设好砂垫层及面基坑，并将框架柱及钢管支承柱布置作好定位标记；2、构件制作分段前，对将起吊的构件重量及吊车起能力再次进行校核，确定吊车的最佳位置及最佳作用范围；3、CL41b梁部位在地下二层、地下一层部位均采用钢管柱加固，同时考虑到在该梁上的50吨吊车的起吊支
25、承工作，对地下一层部位的支撑钢管柱进行加密处理；4、注意尽量不安排在CL41b梁附近吊装作业，否则应对该梁作进一步加固处理措施，如钢管支撑柱加密等；5、先行进行钢柱吊装，并做好钢柱的临时固定工作，在钢柱吊装结束前，楼层上尽量不布置钢构件；6、在钢结构吊装区域堆载、作业前，应做好钢管柱的加固作业工作，钢管柱应上下撑牢、顶紧，并上下垂直，预压顶紧压力控制在80100KN；7、50吨汽车吊最大起重力矩控制不超过1000KN.m，一般最大超重量控制不超过8T，吊车支腿支垫在布置砂垫层、钢垫板的同时，设长度不小于3m的双向垫枕木，枕木的厚度应不小于200，吊车的主要受力支撑点应布置于梁上，并靠近梁柱节点位置，吊装作业时尽量避免对角线方向吊装作业，50吨吊车前两个支承点应正对吊装构件位置；8、注意桅杆吊吊装重型构件时，应对桅杆支撑点预先加固处理；9、严格控制在加固区域内进行钢结构吊装作业。19