建筑施工中常用計算.doc

建筑施工中常用計算總結魏金橋一、前言建筑施工中經(jīng)常遇到一些計算性的東西，相比設計計算而言，施工中的計算則相對簡單，因為施工中一般都是安全驗算，主要目的為保證施工工藝、方法的安全性和合理性，通常不考慮偶然荷載作用；而且施工中驗算選擇的計算模型也相對比較簡單，荷載傳遞路線明確，一般情況下均將整體結構驗算轉換成單一構件進行驗算。要正確進行施工計算，首先應具備基本的結構力學、鋼筋混凝土知識、地基基礎相關知識等，掌握不同條件下荷載的主要傳遞路線，才能做到計算正確性，以保證安全或采取合理措施。二、計算分類根據(jù)施工部位和計算特點，本人將施工中計算分為如下幾類：1、地基基礎處理一般常見為塔吊、施工電梯地基的設計驗算（當原土承載力不足基礎圖紙要求時）。這類驗算主要包括：基礎底板設計或對原有配筋驗算、基礎樁基設計計算、基礎地基承載力驗算等。2、腳手架計算外腳手架、懸挑腳手架、卸料平臺計算等。落地式腳手架一般情況根據(jù)相關規(guī)范要求或經(jīng)驗數(shù)據(jù)（例如立桿橫距0.9米-1.2米，立桿縱距1.5米-1.8米一般不太高的腳手架情況下立桿均能滿足承載力要求），這里關鍵是懸挑腳手架和斜料平臺的計算，這兩類本身危險系數(shù)較大，設計驗算時應重視。3、模板支架設計計算這一類驗算是施工中最常見的驗算，每一個工程均涉及到該項，這一項相當重要，不僅設計計算時應正確保證設計方案安全，現(xiàn)場施工時也應嚴格按照方案施工，并且應做好相關構造要求。尤其對高大模板支架、荷載很大的模板支架更應注意，計算、施工時應滿足相關國家規(guī)范要求。這一類驗收還包括樓面承載力驗算。4、其他專業(yè)計算包括基坑支護、臨時用電、爬升腳手架、鋼結構等方面計算，均有專業(yè)分包公司進行，我們應按規(guī)范要求進行審核。三、計算基本知識1、掌握結構基本概念，明白什么是彎矩、剪力、支座、跨度、繞度等。2、基本靜力計算圖形。掌握單一構件不同支座、荷載情況下的彎矩圖、剪力圖、繞度計算及支座反力等。3、掌握荷載分項系數(shù)及組合方法，一般恒載取1.2（或1.35），活載取1.4。4、掌握相關施工規(guī)范要求，了解相關荷載取值等。5、掌握承載力極限驗算和正常使用極限狀態(tài)的區(qū)別，前者對荷載一般取設計值，后者取標準值。6、熟讀相關施工規(guī)范和圖集。四、計算思路和方法1、塔吊基礎處理絕大多數(shù)塔吊說明書上關于塔吊地基承載力要求均不小于20-25Mpa，而實際施工中大部分地基承載力情況不能滿足這一要求，這種情況一種方法為進行地基處理，加大地基承載力；另一種方法為通過計算擴大基礎底面面積。對于第二種方法我建議讓塔吊安拆、租賃單位來做，施工單位不要隨意做，因為增大塔吊基礎底面面積我認為不是簡單的換算就完，還需要重新計算塔吊基礎配筋，這個計算相當麻煩結果還不一定可靠。所以我認為如果方便的話，一般處理采用地基處理，最常用的是樁基加固，可以采用人工挖孔樁、鉆孔灌注樁等，具體計算方法如下：（1）查閱塔吊相關資料主要包括：塔吊自重F，塔吊傾覆力矩M，塔吊安裝高度H，最大起重量N、塔吊基礎平面尺寸bb,基礎高度h，基礎配筋As,基礎自重G、天然地基承載力fak等。（2）天然地基計算模型可轉換成偏心受壓力學模型天然地基時塔吊基礎計算模型則根據(jù)地基基礎力學知識可以得：當eb/6時，當eb/6時，其中a表示偏心荷載作用點至pmax邊緣距離，a=b/2-e（右圖）。計算結果要求：pmax1.2fak (pmax+pmin)/2fak(3)樁基模型計算當天然地基承載力不符合要求時，可采用樁基加固地基，以4根樁為例，樁距為l。塔吊在工作時其荷載隨工作時態(tài)變化，計算時應取最不利情況進行驗算，方可保證結果安全性。1） 經(jīng)分析，當塔吊吊運重物與基礎對角線方向垂直時，產(chǎn)生傾覆力矩時由單樁承擔，此時單樁受力最大，為最不利位置，計算簡圖如下：blbl塔吊樁基計算簡圖（圖中虛線位置為最不利位置）受力簡圖如下： 則由力學知識：2）單樁計算單樁最大受力為：單樁最小受力為：3）單樁極限承載力驗算單樁豎向極限承載力由樁側摩阻力、樁端阻力共同承擔的，根據(jù)樁基設計規(guī)范（第5.3.5條），單樁受壓承載力為: 單樁的抗拔承載力由樁側摩阻力承擔，單樁抗拔力為： QK2=UqSikli 其中：qpk樁端承載力標準值，KPaAP樁身橫截面面積，m2U樁身的周長，mqSik樁身第I層土的摩阻力標準值，KPAkli按土層劃分的各段樁長，m將計算所得的P1和Quk相比較，|P2|和QK2相比較，若P1 Quk且|P2|b時Mu=b(1-0.5b) 1fcb h20雙筋截面：=（fyAs- fy As）/1fcb當2sb時Mu=1fcb(h0-/2)+ fy As(h0-s)當b時Mu=b(1-0.5b) 1fcb h20+ fy As(h0-s)當2s表明受壓鋼筋的應力未達到抗壓強度設計值fy，先按Mu= fyAs(h0-s)計算，再按單筋截面計算Mu，取兩者中較小值作為截面所具有的受彎承載力。式中Mu -板正截面極限承載彎矩； 1 -截面最大正應力值與混凝土抗壓強度fc的比值，低于C50混凝土1取1.0； s -縱向受壓鋼筋合力點至受壓區(qū)邊緣的距離默認取20mm； fc -混凝土抗壓強度標準值，參照上述修正系數(shù)修改； fy -受壓區(qū)鋼筋抗拉強度標準值； As-受壓區(qū)鋼筋總面積； -混凝土受壓區(qū)高度，=(fyAs-fyAs)/(1fcb) s -截面內(nèi)力臂系數(shù)，s=1-0.5，=Asfy/(1bh0) fy -鋼筋抗拉強度標準值； As-受拉鋼筋總面積； h0 -計算單元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，長跨方向取h-30mm，其中h是板厚；4板單元斜截面抗剪截面復核：Vmax=0.5F L0(KN)hw Vmax五、板單元抗沖切驗算：混凝土板抗沖切承載力應符合下列規(guī)定：Fl0.7hftm h0其中系數(shù)應按下列兩個公式計算，并取其中較小值：1=0.4+1.2/s2=0.5+s h0/(4m) 其中：Fl=FLaLb式中 Fl鋼管荷載設計值； h截面高度影響系數(shù)：當h800mm時，h=1.0；h2000mm時，取h=0.9，其間按線性內(nèi)插法取用； m臨界截面的周長：距離局部或集中反力作用面積周邊h0/2處板垂直截面的最不利周長；h0截面有效高度，取兩個配筋方向的截面有效高度的平均值；1集中反力作用面積影響系數(shù)；2臨界截面周長與板截面有效高度之比的影響系數(shù)；s當截面為圓形時，取s=2；s板柱結構中柱類型的影響系數(shù)：對中柱，取s=40；對邊柱，取s=30；對角柱，取s=20。4、臨時用電計算（1）施工用電量計算建筑工地臨時供電，包括動力用電與照明用電，在計算用電量的時候，應從下列各點考慮：1）全工地所用的機械動力設備，其他電氣工具及照明用電的數(shù)量2）施工總進度計劃中施工高峰階段同時用電的機械設備最高數(shù)量3）各種機械設備在工作中需要的情況總用電量按以下公式計算：P計=1.10（K1P1+ K2P2+ K3P3 +K4P4 ） （1）式中： P計計算總用電需要容量（KVA） P1電動機額定功率（KW） P2電焊機額定功率（KVA） P3室內(nèi)照明容量（KW） P4室外照明容量（KW）由于照明用電所占的比重較動力用電量要少很多，所以在估算總 用電量時可以簡化，主要在動力用電量之外再加10%作為照明用電量即可。則（1）式可簡化為：P計=124（K1P1+ K2P2） K1、K2、K3、K4需要系數(shù)，見下表用電系數(shù)K用電名稱數(shù)量（臺）需要系數(shù)備注K數(shù)值電動機3-10K107如施工中需要電熱時，應將其用電量計算進去，為使計算結果接近實際，式中 各項動力和照明用電，應根據(jù)不同工作性質分類計算。11-300630以上05電焊機3-10K20610以上05室內(nèi)照明K308室外照明K410變壓器容量計算 105P計 P變= 用電設備的平均功率因素，?。?）配電導線的選擇導線截面的選擇要滿足以下基本要求：1）機械強度選擇導線必須保證不致因一般機械損傷折斷。在各種不同敷設方式下，導線按機械強度所允許的最小截面下表：導線按機械強度所允許的最小截面導線用途導線最小截面（mm）銅線鋁線照明裝置用導線戶內(nèi)用0525戶外用1025雙芯軟電線吊燈035移動式生產(chǎn)用電設備05多芯軟電線及電纜移動式生產(chǎn)用電設備10絕緣導線，固定架設在戶內(nèi)絕緣支持件上，其間距為以下1025及以下254及以下410裸導線戶內(nèi)用254戶外用616絕緣導線穿在管內(nèi)1025設在木槽板內(nèi)1025絕緣導線戶 外沿墻敷設254戶 外其他方式敷設4102）按允許電流選擇導線必須能承受負載電流長時間通過所引起的升溫。三相四線制線路上的電流可按下式計算：總配電箱的導線計算： 分配電箱導線計算： 開關箱的導線計算： 式中：I線線路中工作電流值（A）P計總用電量（KVA）P分配箱所帶用電設備功率（KW）U線線路工作電壓值，三相四線制為380VK取075COS電動機的平均功率因素，取075二相線路上的電流可按下式計算： P I線= U線COS根據(jù)上式的計算結果，依據(jù)表3選擇導線線徑。 常用配電導線持續(xù)允許電流表導線標稱截面（mm2）裸線橡皮或塑料絕緣線（單芯5000V）TJ型（銅線）LJ型（鋁線）BX型（銅芯橡皮線）BLX型（鋁芯橡皮線）BV型（銅芯塑料線）BLV型（鋁芯塑料線）2535273225445354232658455542108565755916130105110851058025180135145110138105352201701801381701305027021523017521516570340265285220265205954153253452653252501204853754003103752851505704404703604303251856455005404204903802407706106605103）按允許電壓降選擇 導線上引起的電壓降必須在一定限度之內(nèi)，配電導線的截面可用下式計算：式中： S導線截面（MM2）P用電設備功率（KW）L用電設備至配電箱的距離允許的相對電壓降（即線路電壓損失）%，臨時用電網(wǎng)絡采用7%C材料內(nèi)部系數(shù)，銅線為77，鋁線為46.3所選用的導線截面應同時滿足以上三項要求，即以求得的三個截面中的最大值為準，從電線產(chǎn)品目錄中選用線芯截面。也可根據(jù)具體情況抓住主要矛盾。一般在道路工地和排水工地作業(yè)線較長，導線截面由電壓降選項；在建筑工