建筑施工中常用計(jì)算總結(jié)魏金橋一、前言建筑施工中經(jīng)常遇到一些計(jì)算性的東西，相比設(shè)計(jì)計(jì)算而言，施工中的計(jì)算則相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槭┕ぶ幸话愣际前踩?yàn)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(yàn)算選擇的計(jì)算模型也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，荷載傳遞路線明確，一般情況下均將整體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算轉(zhuǎn)換成單一構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。要正確進(jìn)行施工計(jì)算，首先應(yīng)具備基本的結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土知識(shí)、地基基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)等，掌握不同條件下荷載的主要傳遞路線，才能做到計(jì)算正確性，以保證安全或采取合理措施。二、計(jì)算分類根據(jù)施工部位和計(jì)算特點(diǎn)，本人將施工中計(jì)算分為如下幾類：1、地基基礎(chǔ)處理一般常見(jiàn)為塔吊、施工電梯地基的設(shè)計(jì)驗(yàn)算（當(dāng)原土承載力不足基礎(chǔ)圖紙要求時(shí)）。這類驗(yàn)算主要包括：基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)或?qū)υ信浣铗?yàn)算、基礎(chǔ)樁基設(shè)計(jì)計(jì)算、基礎(chǔ)地基承載力驗(yàn)算等。2、腳手架計(jì)算外腳手架、懸挑腳手架、卸料平臺(tái)計(jì)算等。落地式腳手架一般情況根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求或經(jīng)驗(yàn)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(guān)鍵是懸挑腳手架和斜料平臺(tái)的計(jì)算，這兩類本身危險(xiǎn)系數(shù)較大，設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)重視。3、模板支架設(shè)計(jì)計(jì)算這一類驗(yàn)算是施工中最常見(jiàn)的驗(yàn)算，每一個(gè)工程均涉及到該項(xiàng)，這一項(xiàng)相當(dāng)重要，不僅設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)正確保證設(shè)計(jì)方案安全，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格按照方案施工，并且應(yīng)做好相關(guān)構(gòu)造要求。尤其對(duì)高大模板支架、荷載很大的模板支架更應(yīng)注意，計(jì)算、施工時(shí)應(yīng)滿足相關(guān)國(guó)家規(guī)范要求。這一類驗(yàn)收還包括樓面承載力驗(yàn)算。4、其他專業(yè)計(jì)算包括基坑支護(hù)、臨時(shí)用電、爬升腳手架、鋼結(jié)構(gòu)等方面計(jì)算，均有專業(yè)分包公司進(jìn)行，我們應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行審核。三、計(jì)算基本知識(shí)1、掌握結(jié)構(gòu)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(jì)算圖形。掌握單一構(gòu)件不同支座、荷載情況下的彎矩圖、剪力圖、繞度計(jì)算及支座反力等。3、掌握荷載分項(xiàng)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(guān)施工規(guī)范要求，了解相關(guān)荷載取值等。5、掌握承載力極限驗(yàn)算和正常使用極限狀態(tài)的區(qū)別，前者對(duì)荷載一般取設(shè)計(jì)值，后者取標(biāo)準(zhǔn)值。6、熟讀相關(guān)施工規(guī)范和圖集。四、計(jì)算思路和方法1、塔吊基礎(chǔ)處理絕大多數(shù)塔吊說(shuō)明書(shū)上關(guān)于塔吊地基承載力要求均不小于20-25Mpa，而實(shí)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(jìn)行地基處理，加大地基承載力；另一種方法為通過(guò)計(jì)算擴(kuò)大基礎(chǔ)底面面積。對(duì)于第二種方法我建議讓塔吊安拆、租賃單位來(lái)做，施工單位不要隨意做，因?yàn)樵龃笏趸A(chǔ)底面面積我認(rèn)為不是簡(jiǎn)單的換算就完，還需要重新計(jì)算塔吊基礎(chǔ)配筋，這個(gè)計(jì)算相當(dāng)麻煩結(jié)果還不一定可靠。所以我認(rèn)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(jì)算方法如下：（1）查閱塔吊相關(guān)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(chǔ)平面尺寸bb,基礎(chǔ)高度h，基礎(chǔ)配筋A(yù)s,基礎(chǔ)自重G、天然地基承載力fak等。（2）天然地基計(jì)算模型可轉(zhuǎn)換成偏心受壓力學(xué)模型天然地基時(shí)塔吊基礎(chǔ)計(jì)算模型則根據(jù)地基基礎(chǔ)力學(xué)知識(shí)可以得：當(dāng)eb/6時(shí)，當(dāng)eb/6時(shí)，其中a表示偏心荷載作用點(diǎn)至pmax邊緣距離，a=b/2-e（右圖）。計(jì)算結(jié)果要求：pmax1.2fak (pmax+pmin)/2fak(3)樁基模型計(jì)算當(dāng)天然地基承載力不符合要求時(shí)，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(shí)其荷載隨工作時(shí)態(tài)變化，計(jì)算時(shí)應(yīng)取最不利情況進(jìn)行驗(yàn)算，方可保證結(jié)果安全性。1） 經(jīng)分析，當(dāng)塔吊吊運(yùn)重物與基礎(chǔ)對(duì)角線方向垂直時(shí)，產(chǎn)生傾覆力矩時(shí)由單樁承擔(dān)，此時(shí)單樁受力最大，為最不利位置，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：blbl塔吊樁基計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖中虛線位置為最不利位置）受力簡(jiǎn)圖如下： 則由力學(xué)知識(shí)：2）單樁計(jì)算單樁最大受力為：?jiǎn)螛蹲钚∈芰椋?）單樁極限承載力驗(yàn)算單樁豎向極限承載力由樁側(cè)摩阻力、樁端阻力共同承擔(dān)的，根據(jù)樁基設(shè)計(jì)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(cè)摩阻力承擔(dān)，單樁抗拔力為： QK2=UqSikli 其中：qpk樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值，KPaAP樁身橫截面面積，m2U樁身的周長(zhǎng)，mqSik樁身第I層土的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，KPAkli按土層劃分的各段樁長(zhǎng)，m將計(jì)算所得的P1和Quk相比較，|P2|和QK2相比較，若P1 Quk且|P2|b時(shí)Mu=b(1-0.5b) 1fcb h20雙筋截面：=（fyAs- fy As）/1fcb當(dāng)2sb時(shí)Mu=1fcb(h0-/2)+ fy As(h0-s)當(dāng)b時(shí)Mu=b(1-0.5b) 1fcb h20+ fy As(h0-s)當(dāng)2s表明受壓鋼筋的應(yīng)力未達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy，先按Mu= fyAs(h0-s)計(jì)算，再按單筋截面計(jì)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(yīng)力值與混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)c的比值，低于C50混凝土1取1.0； s -縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離默認(rèn)取20mm； fc -混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，參照上述修正系數(shù)修改； fy -受壓區(qū)鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； As-受拉鋼筋總面積； h0 -計(jì)算單元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，長(zhǎng)跨方向取h-30mm，其中h是板厚；4板單元斜截面抗剪截面復(fù)核：Vmax=0.5F L0(KN)hw Vmax五、板單元抗沖切驗(yàn)算：混凝土板抗沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：Fl0.7hftm h0其中系數(shù)應(yīng)按下列兩個(gè)公式計(jì)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(shè)計(jì)值； h截面高度影響系數(shù)：當(dāng)h800mm時(shí)，h=1.0；h2000mm時(shí)，取h=0.9，其間按線性內(nèi)插法取用； m臨界截面的周長(zhǎng)：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(zhǎng)；h0截面有效高度，取兩個(gè)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(zhǎng)與板截面有效高度之比的影響系數(shù)；s當(dāng)截面為圓形時(shí)，取s=2；s板柱結(jié)構(gòu)中柱類型的影響系數(shù)：對(duì)中柱，取s=40；對(duì)邊柱，取s=30；對(duì)角柱，取s=20。4、臨時(shí)用電計(jì)算（1）施工用電量計(jì)算建筑工地臨時(shí)供電，包括動(dòng)力用電與照明用電，在計(jì)算用電量的時(shí)候，應(yīng)從下列各點(diǎn)考慮：1）全工地所用的機(jī)械動(dòng)力設(shè)備，其他電氣工具及照明用電的數(shù)量2）施工總進(jìn)度計(jì)劃中施工高峰階段同時(shí)用電的機(jī)械設(shè)備最高數(shù)量3）各種機(jī)械設(shè)備在工作中需要的情況總用電量按以下公式計(jì)算：P計(jì)=1.10（K1P1+ K2P2+ K3P3 +K4P4 ） （1）式中： P計(jì)計(jì)算總用電需要容量（KVA） P1電動(dòng)機(jī)額定功率（KW） P2電焊機(jī)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(dòng)力用電量要少很多，所以在估算總 用電量時(shí)可以簡(jiǎn)化，主要在動(dòng)力用電量之外再加10%作為照明用電量即可。則（1）式可簡(jiǎn)化為：P計(jì)=124（K1P1+ K2P2） K1、K2、K3、K4需要系數(shù)，見(jiàn)下表用電系數(shù)K用電名稱數(shù)量（臺(tái)）需要系數(shù)備注K數(shù)值電動(dòng)機(jī)3-10K107如施工中需要電熱時(shí)，應(yīng)將其用電量計(jì)算進(jìn)去，為使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際，式中 各項(xiàng)動(dòng)力和照明用電，應(yīng)根據(jù)不同工作性質(zhì)分類計(jì)算。11-300630以上05電焊機(jī)3-10K20610以上05室內(nèi)照明K308室外照明K410變壓器容量計(jì)算 105P計(jì) P變= 用電設(shè)備的平均功率因素，取（2）配電導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線截面的選擇要滿足以下基本要求：1）機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線必須保證不致因一般機(jī)械損傷折斷。在各種不同敷設(shè)方式下，導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度所允許的最小截面下表：導(dǎo)線按機(jī)械強(qiáng)度所允許的最小截面導(dǎo)線用途導(dǎo)線最小截面（mm）銅線鋁線照明裝置用導(dǎo)線戶內(nèi)用0525戶外用1025雙芯軟電線吊燈035移動(dòng)式生產(chǎn)用電設(shè)備05多芯軟電線及電纜移動(dòng)式生產(chǎn)用電設(shè)備10絕緣導(dǎo)線，固定架設(shè)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(dǎo)線戶內(nèi)用254戶外用616絕緣導(dǎo)線穿在管內(nèi)1025設(shè)在木槽板內(nèi)1025絕緣導(dǎo)線戶 外沿墻敷設(shè)254戶 外其他方式敷設(shè)4102）按允許電流選擇導(dǎo)線必須能承受負(fù)載電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)所引起的升溫。三相四線制線路上的電流可按下式計(jì)算：總配電箱的導(dǎo)線計(jì)算： 分配電箱導(dǎo)線計(jì)算： 開(kāi)關(guān)箱的導(dǎo)線計(jì)算： 式中：I線線路中工作電流值（A）P計(jì)總用電量（KVA）P分配箱所帶用電設(shè)備功率（KW）U線線路工作電壓值，三相四線制為380VK取075COS電動(dòng)機(jī)的平均功率因素，取075二相線路上的電流可按下式計(jì)算： P I線= U線COS根據(jù)上式的計(jì)算結(jié)果，依據(jù)表3選擇導(dǎo)線線徑。 常用配電導(dǎo)線持續(xù)允許電流表導(dǎo)線標(biāo)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(dǎo)線上引起的電壓降必須在一定限度之內(nèi)，配電導(dǎo)線的截面可用下式計(jì)算：式中： S導(dǎo)線截面（MM2）P用電設(shè)備功率（KW）L用電設(shè)備至配電箱的距離允許的相對(duì)電壓降（即線路電壓損失）%，臨時(shí)用電網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)線截面應(yīng)同時(shí)滿足以上三項(xiàng)要求，即以求得的三個(gè)截面中的最大值為準(zhǔn)，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(zhǎng)，導(dǎo)線截面由電壓降選項(xiàng)；在建筑工