单元体吊装轨道系统计算(1).pdf

单元体吊装轨道系统计算参考轨道平面图参考轨道吊装节点图1一、计算说明本计算书为深圳华润春笋大厦塔楼标准位置单元体吊装轨道施工方案计算，对工字钢轨道、悬挑工字钢、钢索、支座连接件及螺栓、埋件和混凝土承载力进行结构校核钢索使用直径23规格，工字钢轨道及悬挑工字钢使用22a规格双轨道挂单元体按标准位置每榀悬挑工字钢间距为3835mm，同一榀内最多只吊装一个单元体计算时考虑轨道两根钢索分别受力的情形前部钢索拉断后则考虑后部钢索二道防护作用二、材料基本信息钢索材料 对于 ϕ23的钢索(6X19类型)弹性模量 ϕ23钢丝绳总断面面积（普通钢绞线）Ecw 130000Nmm 2−⋅:= Aϕ23 235mm2:=钢索最小破断力Tlim_ϕ23 281.5KN:=弹性模量 抗拉强度设计值 抗剪强度设计值钢材材料Material Est 206000Nmm2−⋅:= fQ235B_t 215Nmm2−⋅:= fQ235B_v 125N⋅ mm2−⋅:=(Q235B )标准位置轨道跨度 悬挑梁悬挑长度Lm 3835mm:= Lm1 Lm2( ) 1580 1580( )mm:=22a工字钢截面参数A22a 4152.39mm2:= Ix 33532900mm4:= Wx 304844mm3:= Sx 544128mm3:= ix 89.9mm:=Ip 3.57 107× mm4:= Iy 2208620mm4:= Wy 40156.8mm3:= Sy 889728mm3:= iy 23.1mm:=2三、荷载计算单元体重量计算 ：单元体高度 玻璃宽度 玻璃厚度 铝重力密度 玻璃重力密度 H 5300mm:= B 1515mm:= tgl 28mm:= ρal 27KNm3−⋅:= ρgl 25.6KNm3−⋅:=铝立柱截面面积 A1 2144.73mm2 4231.22mm2+ 6375.95mm2=:=铝横梁截面面积 A2 2486.1mm2 2024.67mm2+ 2334.20mm2+ 6844.97mm2=:=铝型材重量标准值 （考虑其他连接附件，铝框重量增加20%）Gal 1.2A1 H⋅ ρal⋅ A2 B⋅ ρal⋅+( ):= Gal 1.43KN⋅=玻璃重量标准值 （考虑其他连接附件，铝框重量增加20%）Ggl 1.2tgl B⋅ H⋅ ρgl⋅:= Ggl 6.91KN⋅=电动葫芦250KG，钢丝绳最长100m，重量按照200KGGgs 2.5KN 2.0KN+:= Ggs 4.5KN⋅=单元体吊装总重量标准值Gk1 Gal Ggl+ Ggs+:= Gk1 12.84KN⋅=偏于安全考虑，单元体重量标准值取 Gk1 14kN:=工字钢重量计算 ：工字钢截面积 钢重力密度 工字钢自重线荷载 A22a 4152.39mm2= ρst 78.5KNm3−⋅:= qg_22a ρst A22a⋅ 0.33Nmm 1−⋅⋅=:=工字钢总重量标准值 Ggk_22a 1.2qg_22a⋅ Lm⋅ 1.5KN⋅=:=吊篮重量计算 ：吊篮加人的总重量为600KG，电动葫芦250KG，钢丝绳约100KG，保守计算取1200KGGk2 12KN:=荷载组合 ：考虑单元体重力为活荷载，轨道受力由活荷载控制，活荷载分项系数取1.4。

依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，活荷载动力系数取1.3荷载强度组合：1.2钢架自重+1.4*1.3*单元体重力+1.4*1.3*吊篮重力荷载挠度组合：1.0钢架自重+1.0单元体重力+1.0吊篮重力3四、轨道系统钢梁及钢索验算工字钢轨道计算 ：活荷载位于跨中最不利，参考《建筑结构静力计算手册》，按简支梁计算：标准位置轨道跨度 Lm 3835mm=钢梁自重引起最大内力轴力 Fa1 0kN:=剪力 Fvy1 12qg_22a⋅ Lm⋅ 0.63kN⋅=:=弯矩 Mx1 18qg_22a Lm2⋅ 0.6kNm⋅⋅=:=跨中挠度 Δ15qg_22a⋅ Lm4⋅384Est Ix⋅0.13mm=:=活荷载引起最大内力轴力 Fa2 0kN:=剪力 Fvy2Gk127kN⋅=:=弯矩 Mx2 14Gk1 Lm⋅ 13.42kNm⋅⋅=:=跨中挠度 Δ2Gk1 Lm3⋅48Est Ix⋅2.38mm=:=荷载效应组合设计值轴力 Fa 0kN:=剪力 Fvy 1.2Fvy1 1.31.4⋅ Fvy2⋅+ 13.49kN⋅=:=弯矩 Mx 1.2Mx1 1.31.4⋅ Mx2⋅+ 25.15kNm⋅⋅=:=4强度校核截面正应力 σaFaA22aMxWx+ 82.49MPa⋅=:= 因此σa fQ235B_t<( ) "OK, Pass !"=(1.05为塑性发展系数）截面剪应力 τvFvy Sx⋅Ix 25⋅ mm8.76MPa⋅=:= 因此τv fQ235B_v<( ) "OK, Pass !"=挠度校核挠度组合值 Δ Δ1 Δ2+ 2.51mm=:=挠度限制 ΔlimLm25015.34mm=:=因此Δ Δlim<( ) "OK, Pass !"=整体稳定性校核整体稳定性校核公式（GB50017-2003,4.2.2条）钢梁为22a工字钢，长度为 Lm 3835mm=整体稳定系数（GB50017-2003,附录B）ϕb 2.8:= 大于0.6，应按B.1-2式替换其值ϕb1 min1.07 0.282ϕb− 1, 0.97=:=校核结果 σa1Mxϕb1 Wx⋅85.11MPa⋅=:=因此σa fQ235B_t<( ) "OK, Pass !"=局部稳定性校核局部稳定性校核公式（GB50017-2003,4.3.2条）5其中 h0 220mm:= tw 12.5mm:=h0tw17.6= 80 235MPafQ235B_t83.64=因此h0tw80 235MPafQ235B_t< "OK, Pass !"=有局部压应力，按构造配置横向加劲肋悬挑工字钢验算（分别考虑前部常规状态钢索及后部二道防护拉索受力）采用sap2000 建模计算，钢梁及钢索自重由软件自动考虑。

计算模型及活荷载加载（KN） 计算模型及工字钢轨道自重荷载加载（KN）挠度组合强度组合（活荷载系数1.3*1.4=1.82）6轴力图（KN） 剪力图 （KN）弯矩图（KN*m） 挠度图（mm）7钢梁最大内力荷载效应组合设计值轴力 Fa 11.8kN:=剪力 Fvy 30.3kN:=Mx 8.35kNm⋅:=弯矩强度校核截面正应力 σaFaA22aMx1.05Wx⋅+ 28.93MPa⋅=:= 因此σa fQ235B_t<( ) "OK, Pass !"=(1.05为塑性发展系数）截面剪应力 τvFvy Sx⋅Ix 25⋅ mm19.67MPa⋅=:= 因此τv fQ235B_v<( ) "OK, Pass !"=挠度校核挠度组合值 Δ 6.08mm:=挠度限制 Δlim2Lm225012.64mm=:=因此Δ Δlim<( ) "OK, Pass !"=整体稳定性校核整体稳定性校核公式（GB50017-2003,4.2.2条）钢梁为22a工字钢，跨度为 Lm2 1580mm=整体稳定系数（GB50017-2003,附录B）ϕb 5.5:= 大于0.6，应按B.1-2式替换其值ϕb1 min1.07 0.282ϕb− 1, 1=:=校核结果 σa1Mxϕb1 Wx⋅27.39MPa⋅=:=因此σa fQ235B_t<( ) "OK, Pass !"=8局部稳定性校核局部稳定性校核公式（GB50017-2003,4.3.2条）其中 h0 220mm:= tw 12.5mm:=h0tw17.6= 80 235MPafQ235B_t83.64=因此h0tw80 235MPafQ235B_t< "OK, Pass !"=无局部压应力，可不配置横向加劲肋钢索验算参考规范《高处作业吊篮》（GB19155-2003），有吊篮时，钢索安全系数不应小于9倍。

钢索最大拉力设计值 Ft1_cable 55.48kN:= Ft2_cable 42.96kN:=钢索最小破断力 Tlim_ϕ23 281.5KN=活荷载分项系数 γL 1.4:=活荷载动力系数 η 1.3:=钢索总安全系数 ξTlim_ϕ23 γL⋅ η⋅maxFt1_cable Ft2_cable, ( )9.23=:=因此 9 ξ<( ) "OK, Pass !"=五、连接验算1、轨道工字钢与悬挑钢梁的连接验算 M12 Mild Bolt G8.8镀锌螺栓验算 螺栓抗拉强度设计值 螺栓抗剪强度设计值 fy_bolt 400MPa:= fv_bolt 250MPa:=螺栓的直径 螺栓的净截面面积 Dbolt1 12mm:= Ac 84.27mm2:=9螺栓抗拉承载力 螺栓抗剪承载力(单剪）Ny_bolt fy_bolt Ac⋅:= Nv_bolt fv_bolt Ac⋅:=Ny_bolt 33.71KN⋅= Nv_bolt 21.07KN⋅=螺栓个数 n 2:=考虑单元体位于此处，连接最不利单个螺栓所受最大拉力Ft_bolt1.2 12qg_22a⋅ Lm⋅  1.31.4⋅ Gk1⋅+n13.12kN⋅=:=因此 Ft_bolt Ny_bolt<( ) "OK, Pass !"=10mm角焊缝验算（电葫芦作用到焊缝处最不利） 焊缝仅受拉力焊缝截面特性 焊脚高度 有效焊缝高度 焊缝的截面面积 thf 10mm:= te 0.7thf⋅ 7mm⋅=:= Ahf te 2200mm⋅ 2800mm2=:=焊缝材料设计值 fw 160MPa:=焊缝受到的拉力 Fhf_c 1.2 12qg_22a⋅ Lm⋅  1.31.4⋅ Gk1⋅+ 26.23kN⋅=:=焊缝受到的正应力 σhfFhf_cAhf9.37MPa⋅=:= 因此σhf fw<( ) "OK, Pass !"=2、钢索与悬挑钢梁的连接验算(分别考虑前后钢索受力情形） 10钢索最大拉力 Ft1_cable 55.48kN⋅= Ft2_cable 42.96kN⋅=钢索倾斜角度 θ1 72.77deg:= θ2 76.12deg:=拉力分解到水平和竖向 Fh1_cable Ft1_cable cos θ1( )⋅ 16.43kN⋅=:=Fv1_cable Ft1_cable sin θ1( )⋅ 52.99kN⋅=:=Fh2_cable Ft2_cable cos θ2( )⋅ 10.31kN⋅=:=Fv2_cable Ft2_cable sin θ2( )⋅ 41.71kN⋅=:=耳板最大局部承压力 螺栓直径 dbolt 22mm:=耳板壁厚 tb1 16mm:=Q235局部承压强度 fb 325MPa:=局部承压力 FB dbolt tb1⋅ fb⋅ 114.4kN⋅=:=因此 maxFt1_cable Ft2_cable, ( ) FB<( ) "OK, Pass !"=孔边距计算孔边距s 50mm:=钢材材料 抗拉强度设计值 抗剪强度设计值(Q235B ) fQ235B_t 215MPa⋅= fQ235B_v 125MPa⋅=耳板厚度 孔边截面面积t 16mm:= Aa st⋅ 800mm2=:=截面正应力 σamaxFt1_cable Ft2_cable, ( )Aa69.35MPa⋅=:=因此σa fQ235B_t<( ) "OK, Pass !"=11 10mm角焊缝验算一（电葫芦作用到焊缝处最不利）保守计算，忽略肋板加强作用 焊缝截面特性 焊脚高度 有效焊缝高度 thf 10mm:= te 0.7thf⋅ 7mm⋅=:=焊缝的截面面积 焊缝截面抵抗矩Ahf 1960mm2:= Wx 45733.3mm3:= Wy 17814.2mm3:=。