阳台悬挑部位荷载分析验算

阳台悬挑部位荷载分析验算4255一、工程概况 7713221二、阳台荷载 776641三、脚手架荷载 7718855四、模型建立 7724740五、计算结果 7832640六、Morgain软件校核截面 8013545七、阳台结构梁位移 86一、工程概况本工程采用悬挑脚手架进行外围结构施工，悬挑脚手架附着在已完成施工的框架主体结构上。因部分结构外围为悬挑阳台，考虑利用阳台封头梁（200×400）作为悬挑工字钢的附着点。本方案将分析计算悬挑脚手架对悬挑阳台的影响，校核永久结构在脚手施工荷载影响下的安全。根据工程设计图纸可知，结构差异不大，阳台受力情况相似，选取南侧阳台进行最不利工况分析。二、阳台荷载本次校核采用MIDAS/gen专业结构计算软件，阳台结构自重由软件自行计算。根据设计资料，阳台周边栏杆自重取1.5kN/m，阳台活荷载取2.5KN/m2，考虑施工不利因素，校核时的阳台活荷载取为4KN/m2；考虑外围脚手架的围护作用，不考虑栏杆玻璃的风荷载，仅考虑脚手架风荷载作用；三、脚手架荷载按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）选取。（1）恒载：立杆自重0.1295kN/m（1.5m纵距）；扣件自重18.4N/个；脚手板自重0.35kN/m2；挂网自重0.05kN/m2；栏杆与脚手板挡板自重0.17kN/m（2）风荷载：基本风压ω0=0.4kN/m2，地面粗糙度C类，密目网挡风系数取为0.8。风荷载体形系数μs=1.3φ=1.04；按屋顶高度（48.60m）考虑，计算近似按离地面50m高度，风荷载体型系数为μz=1.25，所以风荷载标准值ωk=1.25×1.04×0.4=0.52kN/m2。（3）施工荷载：考虑两层，每层3Kpa。四、模型建立脚手架悬挑支座（包括拉杆）与阳台整体建模，模型如图1所示（标准层高2.9m）。阳台悬挑梁视为固端悬臂梁，不考虑阳台板刚度的有利作用。图1悬挑脚手及阳台整体计算模型示意图五、计算结果经MIDAS/gen计算，阳台悬挑主梁最大轴力4.7KN,最大剪力46.3KN（Y向剪力可忽略不计），最大扭矩3.3KN•m，最大弯矩69.6KN•m（Z向弯矩可忽略不计）；封头梁最大轴力5.5KN,最大剪力39.6KN，最大扭矩1.9KN•m，最大弯矩49.4KN•m。图2结构梁轴力云图（a）Y向剪力图（b）Z向剪力图图3结构梁剪力云图图4结构梁扭矩云图（a）My云图（b）Mz云图图5结构梁弯矩云图六、Morgain软件校核截面因轴向力相对较小，可按弯剪扭构件校核阳台梁。利用morgain结构快速设计程序V2013.08校核截面如下。钢筋标号HRB400，混凝土标号C30。阳台悬挑主梁XLy3截面200mm×400mm，截面计算受拉纵筋642mm2（设计3Ø16，As=602mm2，现场实配3Ø18，As=763mm2)，实配受压纵筋2Ø14（308mm2)，计算最小箍筋为双肢箍Ø6@200，实配双肢箍Ø6@200，截面满足要求。1弯剪扭构件：Xly051.1基本资料1.1.1工程名称：合景·香悦四季1#~12#、幼儿园、16#~19#楼及一期地下室1.1.2混凝土强度等级C30，fcu,k＝30N/mm2，fc＝14.331N/mm2，ft＝1.433N/mm21.1.3钢筋材料性能：fy＝360N/mm2，fyh＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2，fy'＝360N/mm2，fyv＝360N/mm21.1.4弯矩设计值M＝69.6kN·m，剪力设计值V＝46.3kN，扭矩设计值T＝3.3kN·m，箍筋间距s＝200mm；受压钢筋面积As'＝0.4As，as'＝42.5mm；受扭纵筋与箍筋的配筋强度比值ζ＝1.21.1.5矩形截面，截面尺寸b×h＝200×400mm，h0＝357.5mm1.1.6计算跨度l0＝1500mm，l0/h＝3.75＜5，按深受弯构件计算，ρsh,min＝0.25%1.2正截面受弯配筋计算1.2.1相对界限受压区高度ξb＝β1/[1+fy/(Es·εcu)]＝0.8/[1+360/(200000*0.0033)]＝0.5181.2.2双筋矩形截面或翼缘位于受拉边的Ｔ形截面受弯构件，已知K＝As'/As＝0.4当不计入受压钢筋面积、受压区高度x＝2as'＝85mm时，对应的弯矩值为76.74kN·m。弯矩设计值M＝69.6kN·m≤76.74kN·m，可按单筋截面设计1.2.3单筋矩形截面或翼缘位于受拉边的Ｔ形截面深受弯构件，将混凝土规范公式（6.2.10－1）、公式（6.2.10－2）联立求解，试算As＝605mm受压区高度x＝fy·As/(α1·fc·b)＝360*605/(1*14.331*200)＝76.0mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mmαd＝0.80+0.04·l0/h＝0.80+0.04*1500/400＝0.950内力臂z＝αd·(h0-0.5x)＝0.95*(357.5-0.5*76)＝303.5mmMu＝As·fy·z＝605*360*303.5＝66.12kN·m＜M＝69.6kN·m1.2.4重新计算，取As＝642mm2受压区高度x＝fy·As/(α1·fc·b)＝360*642/(1*14.331*200)＝80.6mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mmαd＝0.80+0.04·l0/h＝0.80+0.04*1500/400＝0.950内力臂z＝αd·(h0-0.5x)＝0.95*(357.5-0.5*80.6)＝301.3mmMu＝As·fy·z＝642*360*301.3＝69.60kN·m≥M＝69.6kN·m1.2.5相对受压区高度ξ＝x/h0＝80.6/357.5＝0.225≤0.518配筋率ρ＝As/(b·h0)＝642/(200*357.5)＝0.897%最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.179%}＝0.2%As,min＝b·h·ρmin＝160mm21.3斜截面承载力计算1.3.10.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝46.3kN当V≤0.7·ft·b·h0、300＜h≤500mm构造要求：箍筋最小直径Dmin＝6mm，箍筋最大间距smax＝300mmDmin、smax的配箍面积Asv#＝Dmin2·0.25π·s/smax＝19mm2，最小配箍面积Asv,min＝19mm21.3.2一般深受弯构件，其斜截面受剪承载力按下列公式计算：V≤0.7·(8-l0/h)/3·ft·b·h0+(l0/h-2)/3·fyv·Asv/sh·h0+(5-l0/h)/6·fyh·Ash/sv·h0Rv＝0.7·(8-l0/h)/3·ft·b·h0＝0.7*(8-3.75)/3*1433*0.2*0.3575＝101.6kN≥V＝46.3kN，仅需按构造配箍1.3.3Asv,min＝19mm2，箍筋最小直径6，最大间距@300Ash,min/sv＝0.500mm，当sv＝h时，Ash＝200mm21.4扭曲截面承载力计算1.4.1矩形截面受扭塑性抵抗矩WtWt＝b2·(3h-b)/6＝2002*(3*400-200)/6＝6666667mm31.4.2一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt按下式计算：βt＝1.5/[1+0.5·V·Wt/(T·b·h0)]＝1.5/[1+0.5*46300*6666667/(3300000*200*357.5)]＝0.911.4.3验算截面适用条件Hw/b＝357.5/200＝1.79＜6，截面高宽比满足要求Stj＝V/(b·h0)+T/0.8Wt＝46300/(200*357.5)+3300000/(0.8*6666667)＝1.27N/mm2≤0.25·βc·fc＝3.58N/mm2，满足截面尺寸要求Stg＝V/(b·h0)+T/Wt＝46300/(200*357.5)+3300000/6666667＝1.14N/mm2＞0.7ft＝1.00N/mm2，需进行剪扭计算1.4.4验算是否要考虑剪力、扭矩的影响当V≤0.35·ft·b·h0时，可仅按纯扭构件计算受扭承载力Rtv＝0.35·ft·b·h0＝0.35*1.433*200*357.5＝35858N＜V＝46300N，应考虑剪力的影响当T≤0.175·ft·Wt时，可不进行受扭承载力计算Rtt＝0.175·ft·Wt＝0.175*1.433*6666667＝1.672kN·m＜T＝3.3kN·m，应进行受扭承载力计算1.4.5在剪力和扭矩共同作用下矩形截面一般剪扭构件，其腹板受剪扭承载力应按下列公式计算：1.4.5.1剪扭构件的受剪承载力：V≤(1.5-βt)·0.7·ft·b·h0+fyv·Asv/s·h0Asv＝[V-(1.5-βt)·0.7·ft·b·h0]·s/(fyv·h0)＝[46300-(1.5-0.91)*0.7*1.433*200*357.5]*200/(360*357.5)＝6mm21.4.5.2剪扭构件的受扭承载力：T≤βt·0.35·ft·Wt+1.2·ζ0.5·fyv·Ast1·Acor/sAcor＝bcor·hcor＝(200-2*30)*(400-2*30)＝47600mm2受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积Ast1由下式求得：Ast1＝(T-βt·0.35·ft·Wt)·s/(1.2ζ0.5·fyv·Acor)＝(3300000-0.91*0.35*1.433*6666667)*200/(1.2*1.20.5*360*47600)＝2mm2Ucor＝2(bcor+hcor)＝2*(140+340)＝960mm取ζ＝fy·Astl·s/(fyv·Ast1·Ucor)＝1.2受扭计算中取对称布置的全部纵向非预应力钢筋截面面积Astl可由下式求得：Astl＝fyv·Ast1·Ucor·ζ/(fy·s)＝360*2*960*1.2/(360*200)＝14mm21.4.6剪扭构件中箍筋和纵筋的最小配筋面积箍筋最小配筋率ρsv,min＝0.28ft/fyv＝0.111%受扭纵筋最小配筋率ρtl,min＝0.6·[T/(V*b)]0.5·ft/fy＝0.143%腹板箍筋计算配筋面积Asvt＝Asv+2Ast1＝6+2*2＝11mm2腹板箍筋最小配筋面积Asvt,min＝ρsv,min·b·s＝45mm2＞Asvt，取Asvt＝45mm2按受扭计算Ast1＝2mm2，当箍筋间距为200时，箍筋最小直径4腹板受扭纵筋最小配筋面积Astl,min＝ρtl,min·b·h＝114mm2＞Astl，取Astl＝114mm2阳台封头梁（Lx3或Lx5）截面200mm×400mm，截面计算受拉配筋414mm2（设计2Ø14，As=308mm2，现场实配3Ø14，As=462mm2)，实配受压钢筋2Ø14（308mm2)，计算最小双肢箍Ø6@200，实配双肢箍Ø6@200，满足要求。1弯剪扭构件：Lx011.1基本资料1.1.1工程名称：合景·香悦四季1#~12#、幼儿园、16#~19#楼及一期地下室1.1.2混凝土强度等级C30，fcu,k＝30N/mm2，fc＝14.331N/mm2，ft＝1.433N/mm21.1.3钢筋材料性能：fy＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2，fy'＝360N/mm2，fyv＝360N/mm21.1.4弯矩设计值M＝49.4kN·m，剪力设计值V＝39.6kN，扭矩设计值T＝1.9kN·m，箍筋间距s＝200mm；受压钢筋面积As'＝0.8As，as'＝42.5mm；受扭纵筋与箍筋的配筋强度比值ζ＝1.21.1.5矩形截面，截面尺寸b×h＝200×400mm，h0＝357.5mm1.2正截面受弯配筋计算1.2.1相对界限受压区高度ξb＝β1/[1+fy/(Es·εcu)]＝0.8/[1+360/(200000*0.0033)]＝0.5181.2.2双筋矩形截面或翼缘位于受拉边的Ｔ形截面受弯构件，已知K＝As'/As＝0.8当不计入受压钢筋面积、受压区高度x＝2as'＝85mm时，对应的弯矩值为76.74kN·m。弯矩设计值M＝49.4kN·m≤76.74kN·m，可按单筋截面设计1.2.3单筋矩形截面或翼缘位于受拉边的Ｔ形截面受弯构件受压区高度x按下式计算：x＝h0-[h02-2·M/(α1·fc·b)]0.5＝357.5-[357.52-2*49400000/(1*14.331*200)]0.5＝52.0mm≤ξb·h0＝0.518*357.5＝185mm1.2.4As＝α1·fc·b·x/fy＝1*14.331*200*52/360＝414mm21.2.5相对受压区高度ξ＝x/h0＝52/357.5＝0.145≤0.518配筋率ρ＝As/(b·h0)＝414/(200*357.5)＝0.579%最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.179%}＝0.2%As,min＝b·h·ρmin＝160mm21.3斜截面承载力计算1.3.10.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝39.6kN当V≤0.7·ft·b·h0、300＜h≤500mm构造要求：箍筋最小直径Dmin＝6mm，箍筋最大间距smax＝300mmDmin、smax的配箍面积Asv#＝Dmin2·0.25π·s/smax＝19mm2，最小配箍面积Asv,min＝19mm21.3.2一般受弯构件，其斜截面受剪承载力按下列公式计算：V≤αcv·ft·b·h0+fyv·Asv/s·h0Rv＝0.7·ft·b·h0＝0.7*1433*0.2*0.3575＝71.7kN≥V＝39.6kN，仅需按构造配箍1.3.3Asv,min＝19mm2，箍筋最小直径6，最大间距@3001.4扭曲截面承载力计算1.4.1矩形截面受扭塑性抵抗矩WtWt＝b2·(3h-b)/6＝2002*(3*400-200)/6＝6666667mm31.4.2一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt按下式计算：βt＝1.5/[1+0.5·V·Wt/(T·b·h0)]＝1.5/[1+0.5