等效均布荷載分析

混凝土樓面承受集中荷載作用下轉(zhuǎn)化為等效均布荷載的驗(yàn)算為了達(dá)到安全施工、經(jīng)濟(jì)合理的目的，針對(duì)混凝土樓面上汽車(chē)吊活荷載的取值進(jìn)行了探討，我們選取如出東方太陽(yáng)能的實(shí)際工程進(jìn)行了計(jì)算，通過(guò)對(duì)25噸汽車(chē)吊的車(chē)輪作用方式和路基箱及枕木擴(kuò)散角的選擇，建立起合理的計(jì)算模型，按照最不利布置原則布置汽車(chē)吊荷載，針對(duì)5mX4m樓面板計(jì)算了該條件下的等效均布活荷載值，并結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)的地面活荷載進(jìn)行了對(duì)比，以確保施工的安全與經(jīng)濟(jì)。1、非工作狀態(tài)下的25噸汽車(chē)吊1.1設(shè)計(jì)原理當(dāng)汽車(chē)吊按最不利布置原則布置在樓面板上時(shí)，施加的是集中荷載，而樓面板的設(shè)計(jì)參數(shù)是均布荷載，所以此時(shí)將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布荷載，與之前的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，看能否滿足要求，如果不能滿足要求，則采用加大、加厚路基箱的方法，以保證折減后的等效均布荷載值滿足要求。1.2計(jì)算依據(jù)根據(jù)XZJ5290JQZ25K型汽車(chē)起重吊的技術(shù)參數(shù)，汽車(chē)吊全車(chē)總重力為294KN,后輪最大輪壓為58.6KN，輪胎著地尺寸為0.6mX0.2m，軸距為4.425m+1.350m，前輪距為2.074m，后輪距為1.834m。樓面板的取值為5mX4m的雙向板，厚度為0.12m。路基箱的規(guī)格為長(zhǎng)5.6m，寬1.35m，高0.14m,每塊重量為1.5噸。 4425 1350圖125T汽車(chē)吊平面尺寸1.3計(jì)算方法（1）車(chē)輪數(shù)的選取由于板是5mX4m的雙向板，所以按照最不利情況考慮，一塊板能同時(shí)出現(xiàn)后面4個(gè)車(chē)輪，但考慮到實(shí)際情況與吊車(chē)的重量，大致估算一下，無(wú)論無(wú)何一塊板是不能承受吊車(chē)絕大部分重量的，所以我們來(lái)考慮吊車(chē)在2塊板之間行走的情況，即只需要考慮汽車(chē)吊2個(gè)后輪荷載作用。樓面路基箱壓力擴(kuò)散角的選擇《荷載規(guī)范》附錄B樓面等效均布活荷載的確定方法中規(guī)定，考慮墊層擴(kuò)散作用后的局部荷載的計(jì)算寬度為：b=b+2sxtan0+h；b-b+2sxtan0+hcxtxcyty式中：b,b為荷載作用面在兩個(gè)方向的計(jì)算寬度；b,b為荷載作用面在兩cxcytxty個(gè)方向的實(shí)際寬度；s路基箱厚度；h為板厚；0為墊層擴(kuò)散角。對(duì)于0的取值，《荷載規(guī)范》中并無(wú)相應(yīng)規(guī)定，文獻(xiàn)中常常取0=450，該情況僅適用于墊層為混凝土等剛性墊層。對(duì)于b、b的取值，考慮到后輪輪距較近，每只輪胎下的荷載經(jīng)過(guò)路基cxcy箱擴(kuò)散后，分布在一定范圍內(nèi)，且路基箱能起到協(xié)調(diào)相鄰車(chē)輪荷載的作用，故可認(rèn)為所有需要考慮的汽車(chē)吊后輪均作用在一個(gè)共同平面內(nèi)，，輪胎的著地尺寸為0.6mX0.2m，參照吊車(chē)平面尺寸及平面布置圖，b、b的取值應(yīng)為：txtyb=4m；b=1.35mtxty圖2汽車(chē)吊后輪擴(kuò)散后荷載作用范圍等效均布活荷載的計(jì)算方法兩個(gè)輪子的輪壓為117.1KN，動(dòng)力系數(shù)為1.3，板厚為0.12m，跨度l=4m、xl=5m。y查《建筑結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計(jì)算手冊(cè)》(第二版)表4-29，a二b二4+2x0.14+0.12二4.4m(由于板x方向的長(zhǎng)度為4m，所以a取4m),xcx xa—b—1.35+2x0.14+0.12=1.75m,ycya/l—4/4—1.0，a/l—1.75/4—0.4375，xx yxl/l—5/4—1.25，yx查表4-29,并通過(guò)插值法得：M對(duì)應(yīng)的系數(shù)為0.07,M對(duì)應(yīng)的系數(shù)為0.06。xy考慮動(dòng)力系數(shù)后q—1.3P/(aa)—21.75KN/m2。xy簡(jiǎn)直雙向板的絕對(duì)最大彎矩M —0.07x21.75x4x1.75—10.66KN?m，xmaxM —0.06x21.75x4x1.75—9.134KN?m，ymaxM取M —10.66KN?m，maxxmax代入《荷載規(guī)范》附錄B的等效均布荷公式：q—e bl2其中b—b+0.71=1.75+2.8—4.55m，cy8x10.66所以q— —1.18KN/m2e4.55x4215

路基箱的均布荷載為：q- -2.78KN/m21 4x1.35總的均布荷載為q—q+q—1.18+2.78—3.96KN/m2<5.0KN/m2，e1所以滿足要求。1.4計(jì)算結(jié)果通過(guò)上面的計(jì)算方法將25噸汽車(chē)吊后半部分的局部荷載通過(guò)最不利布置原則，即布置在跨中，轉(zhuǎn)化為等效均布荷載作用在樓面板上時(shí)，等效均布荷載值為1.18KN/m2，路基箱的均布荷載值為2.78KN/m2，兩者疊加的均布荷載為3.96KN/m2,而樓面板的設(shè)計(jì)值為5.0KN/m2，很顯然，吊車(chē)和路基箱的等效均布荷載值小于設(shè)計(jì)值，則當(dāng)25噸汽車(chē)吊通過(guò)路基箱在兩板之間行走是滿足要求的，是安全的。2、工作狀態(tài)下的25噸汽車(chē)吊計(jì)算原理吊車(chē)在工作狀態(tài)時(shí)，會(huì)向外伸出4個(gè)支腿，以增加吊車(chē)穩(wěn)定性和可載重面積，此時(shí)吊車(chē)的全部荷載以及吊裝構(gòu)件的荷載全部集中在支腿處，于是只需要將支腿處的集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布荷載施加在樓面板上時(shí)，看能否滿足樓面板活荷載的設(shè)計(jì)值，如果滿足則符合要求，如果不滿足可采用增大枕木的面積與厚度，以保證折減后的等效均布荷載值滿足要求。設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)XZJ5290JQZ25K型汽車(chē)起重吊的技術(shù)參數(shù)，汽車(chē)吊全車(chē)總重力為294KN，4個(gè)支腿的間距為5.14mX6m。樓面板的取值為5mX4m的雙向板，厚度為0.12m。枕木的規(guī)格為1mX1m，厚度為0.025m，容重為8KN/m3。吊裝構(gòu)件擬定為吊車(chē)的最大起重量25噸。圖3工作狀體下25噸汽車(chē)吊平面尺寸計(jì)算方法（1） 支腿的選取由于板是5mX4m的雙向板，所以按照最不利情況考慮，一塊板頂多只能出現(xiàn)一個(gè)支腿，而且當(dāng)支腿在板正中間時(shí)最不利。（2） 樓面枕木壓力擴(kuò)散角的選擇對(duì)于0的取值，《荷載規(guī)范》中并無(wú)相應(yīng)規(guī)定，文獻(xiàn)中常常取&二45。，該情況僅適用于墊層為混凝土等剛性墊層，而墊層為枕木等柔性墊層時(shí)無(wú)疑過(guò)大，0取值可取0=35。。由于吊車(chē)4個(gè)支腿距離太遠(yuǎn)，只需計(jì)算單個(gè)支腿的等效均布荷載即可，參照工

作狀態(tài)下吊車(chē)平面尺寸及平面布置圖，b、b的取值應(yīng)為：txtyb=1m；b=1mtxty4） 等效均布活荷載的計(jì)算方法一個(gè)支腿的壓力為P二294+250二136KN4動(dòng)力系數(shù)為1.3,板厚為0.12m，跨度l=4m、l=5m。xy查《建筑結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計(jì)算手冊(cè)》（第二版）表4-29a=b=1+2x0.025xtan35o+0.12=1.155mxcxa二b二1+2x0.025xtan35o+0.12二1.155m，ycya/1二1.155/4二0.289，a/1二1.155/4二0.289，xxyx1/1二5/4二1.25，yx查表4-29,并通過(guò)插值法得：M對(duì)應(yīng)的系數(shù)為0.16,M對(duì)應(yīng)的系數(shù)為0.13。xy考慮動(dòng)力系數(shù)后q二1.3P/(aa)二132.54KN/m2。xy簡(jiǎn)直雙向板的絕對(duì)最大彎矩M二0.16x132.54x1.155x1.155二28.29KN?m,xmaxM =0.13x132.54x1.155x1.155二22.99KN?m,ymaxM取M二28.29KN?m,max xmax代入《荷載規(guī)范》附錄B的等效均布荷公式：q=竺務(wù)ebl2其中b二b+0.71二1.155+2.8二3.955m，cy8x28.29所以q= =3.58KN/m2e3.955x42枕木的均布荷載為：q=8x0.025=0.2KN/m2m總的均布荷載為q=q+q=0.2+3.58=3.78KN/m2<5.0KN/m2，ml所以滿足要求。2.4計(jì)算結(jié)果通過(guò)上面的計(jì)算方法將25噸汽車(chē)吊支腿的局部荷載通過(guò)最不利布置原則，即布置在跨中，轉(zhuǎn)化為等效均布荷載作用在樓面板上時(shí)，等效均布荷載值為3.58KN/m2，枕木的均布荷載值為0.2KN/m2，兩者疊加的均布荷載為3.78