柳州市民服務(wù)中心鋼結(jié)構(gòu)吊裝階段地下室頂板受力分析計(jì)算

楊世發(fā)

【摘要】柳州市民服務(wù)中心鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝過(guò)程中，由于塔吊起吊能力不足，須配備大噸位汽車吊以輔助吊裝。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況對(duì)地下室頂板進(jìn)行分析計(jì)算，保證鋼結(jié)構(gòu)吊裝過(guò)程中地下室結(jié)構(gòu)的安全，證實(shí)了吊裝方案的安全性和可行性。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)吊裝;地下室頂板;受力分析

柳州市民服務(wù)中心主體塔樓為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中間連廊及懸挑部分為鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)部分的安裝須在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工完成以后才能進(jìn)行，而出于經(jīng)濟(jì)性考慮，混凝土主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)所選塔吊的吊裝能力并不能完全滿足鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝要求，故而需配備大噸位汽車吊輔助塔吊完成鋼構(gòu)件吊裝作業(yè)。且由于本項(xiàng)目地下室分布范圍較廣，汽車吊必須進(jìn)入到地下室頂面上才能開(kāi)展吊裝作業(yè)，因此結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，對(duì)地下室頂板的受力情況進(jìn)行了分析計(jì)算，為吊裝方案的合理性、可行性提供理論依據(jù)。

1.工程概況

柳州市民服務(wù)中心位于柳州市柳東新區(qū)龍湖西北角，總規(guī)劃用地面積98154.19m2，由A、B兩部分地塊組成。北側(cè)A地塊地下2層、地上9層，南側(cè)B地塊地下1層、地上9層，建筑總高度43.35m，主體均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。AB地塊地下一層連通，形成長(zhǎng)約402m，寬約210m整體地下室，地下室基本柱網(wǎng)為8.4mX8.4m。A塔樓西北角八層至屋面設(shè)有兩層挑空連廊，懸挑長(zhǎng)度11.15m，AB塔樓之間八層至屋面設(shè)有鋼結(jié)構(gòu)連廊，跨度33.6m，連廊均采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。

2.鋼結(jié)構(gòu)安裝方案概述

所有連廊鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝均在兩側(cè)塔樓混凝土澆筑完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝順序?yàn)椋?層樓面鋼梁—鋼立柱—屋面層鋼梁—9層樓面鋼梁—斜撐。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件單件重量在1.5t～3.8t之間，吊裝最低高度為40.75m，最高高度為49m。安裝最低高度為29.95m，最高高度為43m，選用一臺(tái)100t汽車吊配合原有塔吊進(jìn)行安裝作業(yè)。汽車吊作業(yè)時(shí)?？吭贏塔樓西南側(cè)的地下室頂板的消防車通道上，吊車支腿直接支撐在地下室頂板上方，吊裝半徑20m，吊裝重量3.5t。

3.吊車作業(yè)時(shí)地下室頂板驗(yàn)算

3.1 吊車作業(yè)時(shí)支腿支座反力計(jì)算

經(jīng)查100t汽車吊參數(shù)，作業(yè)時(shí)支腿橫向間距：L橫=7.8m，縱向間距：L縱=6.74m，吊車自重：G自=54t，配重：G配=3.2t。

3.1.1 起吊半徑為0時(shí)支反力計(jì)算

由圖2可知當(dāng)汽車吊起吊重量：G起吊=3.5t，起吊半徑：R=0時(shí)，其四個(gè)支腿的支反力為相等值，即：

3.1.2 起吊半徑為20m時(shí)支反力計(jì)算

當(dāng)汽車吊起吊重量：G起吊=3.5t，起吊半徑：R=20m，此時(shí)前后支腿的支座反力需考慮由起吊荷載產(chǎn)生的附加反力。當(dāng)起重臂擺動(dòng)到其垂直投影位置與任意一個(gè)支腿重合，此時(shí)起重臂下方支腿的附加支反力最大，按此工況計(jì)算支腿處的支座反力。則僅考慮起吊荷載情況下對(duì)F1點(diǎn)進(jìn)行彎矩求和，即可得出前支腿處的附加支反力F2附：

3.2 地下室等效均布荷載計(jì)算

①上述3.1.2中計(jì)算得出的支反力僅為作用在地下室頂板上的局部荷載，需進(jìn)一步換算成均布荷載進(jìn)行下一步計(jì)算。局部荷載的等效均布荷載qe，按下式進(jìn)行計(jì)算：

計(jì)算結(jié)果顯示，汽車吊在吊裝作業(yè)時(shí)通過(guò)支腿傳遞到地下室頂板上的活荷載僅為設(shè)計(jì)值的41.2%，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 沖切承載力驗(yàn)算

在吊車支腿局部荷載作用下，尚需對(duì)地下室頂板進(jìn)行沖切承載力驗(yàn)算，局部荷載或集中反力作用下，不配置箍筋或彎起鋼筋的板的受沖切承載力按下式計(jì)算：

1.沖切破壞錐體的斜截面;2.計(jì)算截面;3.計(jì)算截面的周長(zhǎng);4.沖切破壞錐體的底面線

根據(jù)汽車吊支腿支撐條件及圖4可知：

η=0.4+1.2 / βs=0.4+1.2 / 2=1

μm=（600+180-15）×4=3060mm

h0=h-15=180-15=165mm

將上述數(shù)據(jù)代入式3.3-1中得：

Fl=（0.7βhft+0.25σpc，m） ημmh0=

（0.7×1×1.57+0.25×1）×1×3060×165=681110N

根據(jù)3.1.2計(jì)算結(jié)果可知，吊裝作業(yè)時(shí)由支腿傳遞至地下室頂板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值F2=240.9KN，荷載設(shè)計(jì)值為：

1.4×F2=1.4×240.9=337.26KN

即地下室頂板能滿足汽車吊作業(yè)時(shí)的沖切承載力要求。

4.結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目采用了鋼筋混凝土加鋼結(jié)構(gòu)連廊的結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)連廊部分跨度大，單個(gè)構(gòu)件重量重。常規(guī)土建施工所用塔吊無(wú)法完全滿足鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝要求，須配備大噸位汽車吊進(jìn)入到地下室頂面上輔助塔吊完成吊裝作業(yè)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，確保了地下室頂板在吊裝過(guò)程中的安全，為鋼結(jié)構(gòu)施工方案提供了可靠的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 東南大學(xué) 同濟(jì)大學(xué) 天津大學(xué) 主編混凝土結(jié)構(gòu)上冊(cè) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[第六版] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[2] 東南大學(xué) 同濟(jì)大學(xué) 天津大學(xué) 主編混凝土結(jié)構(gòu)中冊(cè) 混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[第五版] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[3] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB50009-2012.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[4] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50010-2010.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[5] 曲淑英 主編 材料力學(xué) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[6] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：JGJ3-2010.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[7] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：GB50068-2001.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

（作者單位：廣西建工集團(tuán)第五建筑工程有限責(zé)任公司）

【中圖分類號(hào)】TU391

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）01-0061-03