跨空支撑结构计算书.doc

1、跨空支撑结构计算书 计算依据： 1、建筑施工临时支撑结构技术规范 JGJ300-2013 2、建筑结构荷载规范 GB 50009-2012 3、钢结构设计规范 GB 50017-2003 一、支撑结构设计 跨空支撑结构总高度 H(m) 18.6 跨空支撑结构纵向长度 L(m) 6.4 支撑架步距 h(m) 0.9 立杆横距 lb(m) 0.9 立杆纵距 la(m) 0.6 跨空部分跨数 n 5 跨空部分长度 Bs(m) 4.5 跨空部分高度 Hs(m) 3.6 落地部分宽度 B(m) 10 二、荷载设计 被支撑结构自重标准值 G1(kN/m2) 5.88 施工荷载标准值 Q1k(kN/m2)

2、0.6 风荷载标准值 k(kN/m2) 基本风压0(kN/m2) 0.3 0.721 地基粗糙程度 B 类 (城市郊区 ) 支架顶部距地面高度 (m) 18.6 风压高度变化系数z 1.202 风荷载体型系数 s 2 设计简图如下： 支撑结构侧立面图 三、跨空部分竖向荷载验算 跨空部分竖向荷载限值 ps,max(kN/m2) 12 跨空部分架体自重标准值 G 取 0.942kN/m2 跨空部分竖向荷载设计值 Ps=max1.2(G+G1)+1.4Q1k,1.35(G+G1)+1.40.9Q1k =max1.2(0.942+5.88)+1.40.6,1.35(0.942+5.88)+1.40.9

3、0.6=9.966kN/m2 Psps,max=12kN/m2 符合要求！ 四、落地部分立杆稳定性验算 钢管截面类型 (mm) 483 钢管计算截面类型 (mm) 483 钢材等级 Q235 立杆截面面积 A(mm2) 424 立杆截面回转半径 i(mm) 15.9 立杆截面抵抗矩 W(cm3) 4.49 立杆抗压强度设计值 f(N/mm2) 205 支架自重标准值 q(kN/m) 0.15 立杆弹性模量 (N/mm2) 206000 立杆截面惯性矩 (cm4) 10.78 竖向斜杆设置 无 剪刀撑设置 有 扫地杆高度 h1(mm) 200 悬臂长度 h2（ mm） 200 竖向剪刀撑纵距跨数

4、 n1（跨） 3 竖向剪刀撑横距跨数 n2（跨） 3 高度修正系数 1 节点转动刚度 (kNm/rad) 35 附加轴力系数 s 0.3 1、长细比验算 根据建筑施工临时支撑结构技术规范 JGJ300-2013 条文说明 4.1.3 条，构件的允许长细比计算时构件的长度取节点间钢管的长度 l0=h=900mm =l0/i=900/15.9=56.604=180 满足要求！ 2、立杆稳定性验算 立杆计算长度： l0=Hah=11.0091.625900=1475mm -立杆计算长度系数，按规范附录 B 表 B-3 取值 K- 有 剪 刀 撑 框 架 式 支 撑 结 构 的 刚 度 比 ， K=E

5、I/(hk)+ ly/(6h)=20600010.78104/(90035106)+600/(6900)=0.816 a-扫地杆高度与悬臂长度修正系数，按规范附录 B 表 B-5 取值 -扫地杆高度 h1 与步距 h 之比与悬臂长度 h2 与步距 h 之比的较大值，=max(h1/h,h2/h)= max(200/900,200/900)=0.222 x-单元框架 x向跨距与步距 h之比， x= lx/h=900/900=1 H-高度修正系数 =l0/i=1475/15.9=92.767，查表得， 0.648 由跨空部分引起的附加轴力 Ns=spslaBs=0.39.9660.64.5=8.0

6、72kN 不考虑风荷载 靠近跨空端最不利架体自重标准值 G2=qH=0.1518.6=2.79kN N=max1.2(Ns+G1lalb+G2)+1.4Q1k,1.35(Ns+G1lalb+G2)+1.40.9Q1k =max1.2(8.072+5.880.60.9+2.79)+1.40.6,1.35(8.072+5.880.60.9+2.79)+1.40.90.6=19.707kN f N/(A) 19706.513/(0.648424)=71.725N/mm2f 205N/mm2 满足要求！ 考虑风荷载 Mw=Qklah2/10=1.40.7210.60.92/10=0.049kNm Nw

7、K=nwaklaH2/(2B)=30.7210.618.62/(210)=22.456kN nwa-单元框架的纵向跨数； nwa= n1=3 Nw=N=19.707kN f (Nw+cQNwK)/(A)+ Mw/(W(1-1.1(Nw+cQNwK)/NE)=(19706.513+0.91.422455.572)/(0.648424)+0.049106/(4.49103(1-1.10.648(19706.513+0.91.422455.572)/100069.696)=191.312N/mm2f 205N/mm2 满足要求！ NE- 立 杆 的 欧 拉 临 界 力 (N) ，NE=2EA/2=3

8、.142206000424/92.7672=100069.696N 五、高宽比验算 根据建筑施工临时支撑结构技术规范 JGJ300-2013 第 5.1.8：支撑结构高宽比应小于或等于 3 H/B=18.6/10=1.863 满足要求！ 六、支撑结构抗倾 覆验算 根据建筑施工临时支撑结构技术规范 JGJ300-2013 中第 4.5.1 条条文说明， 由风荷载产生的倾覆力矩： Mov1=0QckLH2/2=11.40.90.7216.418.62/2=1006.01kNm 由跨空部分产生的倾覆力矩： Mov2=0(G(G+G1) +QcQ1k)L(Bs/2)2/2=1(1.35(0.942+5

9、.88)+1.40.90.6)6.4(4.5/2)2/2=161.444kNm 由 支撑架构自重产生的抗倾覆力矩： Mr=GgkLHB/2=0.92.7786.418.610/2=1488kNm 式中： gk-支撑结构自重标准值与受风面积的比值， gk=Gk/LH=qHBL/(lalb)/LH=0.1518.6106.4/(0.60.9)/(6.418.6)=2.778kN/m2 Mr=1488kNm(Mov1+Mov2)=(1006.01+161.444)=1167.454kNm 满足要求！ 七、立杆支承面承载力验算 支撑层楼板厚度 h(mm) 250 混凝土强度等级 C30 混凝土的龄期

10、(天 ) 14 混凝土的实测抗压强度 fc(N/mm2) 11.154 混凝土的实测抗拉强度 ft(N/mm2) 1.115 立杆垫板长 a(mm) 200 立杆垫板宽 b(mm) 100 F1=N=19.707kN 1、受冲切承载力计算 根据混凝土结构设计规范 GB50010-2010 第 6.5.1 条规定，见下表 公式 参数剖析 Fl(0.7hft+0.25pc,m)umh0 F1 局部荷载设计值或集中反力 设计值 h 截面高度影响系数：当 h800mm 时，取 h=1.0；当 h2000mm 时，取 h=0.9；中间线性插入取用。 ft 混凝土轴心抗拉强度设计值 pc,m 临界面周长上

11、两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值控制在 1.0-3.5N/ 2 范围内 um 临界截面周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边 h0 /2 处板垂直截面的最不利周长。 h0 截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值 =min(1,2) 1=0.4+1.2/s,2=0.5+ash0/4Um 1 局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数 2 临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数 s 局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸比较， s不宜大于 4：当 s2 时取 s=2，当面积为圆形时，取 s=2 as 板柱结构类型的影响系数：对中柱，取 as=40，对边

12、柱，取 as=30：对角柱，取 as=20 说明 在本工程计算中为了安全和简化计算起见，不考虑上式中 pc,m 之值，将其取为 0，作为板承载能力安全储备。 可得： h=1， ft=1.115N/mm2， =1， h0=h-20=230mm， um =2(a+h0)+(b+h0)=1520mm F=(0.7hft+0.25pc ，m)umh0=(0.711.115+0.250)11520230/1000=272.863kNF1=19.707kN 满足要求！ 2、局部受压承载力计算 根据混凝土结构设计规范 GB50010-2010 第 6.6.1 条规定，见下表 公式 参数剖析 Fl1.35cl

13、fcAln F1 局部受压面上作用的局部荷载或局 部压力设计值 fc 混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表 4.1.4-1 取值 c 混凝土强度影响系数，按本规范第 6.3.1 条的规定取用 l 混凝土局部受压时的强度提高系数 Aln 混凝土局部受压净面积 l=(Ab/Al)1/2 Al 混凝土局部受压面积 Ab 局部受压的计算底面积，按本规范第 6.6.2 条确定 可得： fc=11.154N/mm2， c=1， l=(Ab/Al)1/2=(a+2b)(b+2b)/(ab)1/2=(400)(300)/(200100)1/2=2.449 ，Aln=ab=20000mm2 F=1.35clfcAln=1.3512.44911.15420000/1000=737.683kNF1=19.707kN 满足要求！