钢筋桁架叠合板计算书(连续梁)

钢筋桁架叠合板计算书(连续梁)
钢筋桁架叠合板计算书(连续梁)

1、基本数据

施工阶段结构重要性系数0.9次梁间距l=3000

mm 使用阶段结构重要性系数1楼板厚度h=

110mm 永久荷载分项系数 1.2

左支承梁上翼缘宽度200mm 可变荷载分项系数 1.4右支承梁上翼缘宽度200mm 混凝土上保护层厚度15mm 模板在梁上的支承长度a=50mm 混凝土下保护层厚度15

mm 单榀桁架计算宽度b=188mm 桁架高度80

mm 钢筋桁架节点间距200mm

受拉区纵向钢筋的相对粘结特性系数

1

0.8构件受力特征系数 1.9相对受压区高度

0.518

2、荷载

施工阶段:模板自重+湿混凝土重量

2.75施工荷载 1.5使用阶段:楼板

2.75

面层1吊顶

0.5楼面活荷载

5

准永久系数0.5

1、荷载计算楼板净跨

2800mm 楼板计算跨度3000mm

除楼板自重外的永久荷载

(1+0.5)*b=0.282使用荷载5*b=

0.94(跨中)除楼板自重外的永久荷载产生的弯矩

0.203使用荷载产生的弯矩0.854楼板自重 2.75*b=

0.517楼板自重产生的弯矩0.3721.0581.4301.887(支座)除楼板自重外的永久荷载产生的支座负弯矩

-0.317一、设计数据

二、使用阶段计算

γ_01= γ_02= γ_G = γ_Q = b _1左= b _1右= l _s =

c ^′= c ^ = ?_t = V _i = α_cr = ξ_b = kN ∕m ^2 kN ∕m ^2 kN ∕m ^2 kN ∕m ^2 kN ∕m ^2

kN ∕m ^2 l _n =l ?(b _1左+b _2右)/2=

l _0=l _n +b _1=

g _2= kN ∕m p _2= kN ∕m M _2Gk =0.08g _2?l

kN ?m M _2Qk =0.101p _2?l

g _1=

kN ∕m M _1Gk =0.08g _1?l

kN ?m kN ?m M _2k =M _2Gk 〖+M 〗_2Qk kN ?m M _k =M _1Gk +M _2Gk 〖+M 〗

kN ?m

M =〖γ_02 [γ_G (M 〗_1Gk +M _2Gk )〖+γ_Q M 〗kN ?m

β_1= ψ_q =

M _(2Gk ?)=?0.125g _2?l kN ?m

使用荷载产生的支座负弯矩

-1.058楼板自重产生的支座负弯矩

-0.582-1.375-1.956-2.5592、截面设计

钢筋桁架选型:根据使用阶段楼板底部配筋量确定桁架下弦钢筋直径,据此初步选定钢筋桁架型号,然后在施工阶段验算所选型号钢筋桁架的上弦钢筋直径是否满足要求。若满足则设计结束;若不满足,则根据钢筋桁架模板选用表,选择具有较大上弦钢筋的桁架型号继续验算,直到满足。如果所需上弦钢筋直径过大,选用表中无此型号,则适当增加下弦钢筋直径,根据选用表中上弦钢筋直径从低到高的顺续选择验算,直到满足

图 1

如图1所示

90mm (跨中)

混凝土受压区高度9.916mm

受拉区钢筋截面面积61.622mm^2

钢筋直径 6.263mm

(支座)

混凝土受压区高度

13.762mm 受拉区钢筋截面面积85.525mm^2

钢筋直径10.435mm

根据钢筋桁架模板表,初选上弦钢筋直径10mm

下弦钢筋直径10mm 腹杆钢筋直径 4.5mm 3、配筋率验算最大配筋率0.017

f _c bx =f _y M =f _c 〖bx (?〗_0?x

?_0^′=?_0=??20= ∴

x =?_0?√(?_0^2?2M

/(f _c b ) " " )= A _s =(f _c bx )/

f _y =

D _2=√((2A _s )/π

" " )=

D _1= D _2= D _3=

ρ_max =ξ_b f _c /

f _y =

kN ?m

M _(2Qk ?)=?0.125p _2?l kN ?m M _(1Gk ?)=?0.125g _1?l kN ?m M _(2k ?)=M _(2Gk ?) 〖+M 〗

kN ?m M _(k ?)=M _(1Gk ?)+M _(2Gk ?) 〖+

kN ?m M _?=〖γ_02 [γ_G (M 〗_(1Gk ?)+M _(2Gk ?))

kN ?m

x =?_0‘?√(?_0^(’2)?(2

M _?)/(α_1 f _c b ) " " )= A _s =(f _c bx )/

f _y =

D _2=√((4A _s )/π

" " )=

最小配筋率取0.2%与 中的较大值0.159最小配筋率=

0.2%根据选用的模板确定90mm 33.84mm^2289.520mm^2157.080mm^278.540mm^2

满足要求!

4、楼板下部钢筋应力控制验算

施工阶段不设临时支撑时,裂缝宽度只与使用阶段增加的面层吊顶重量及使用荷载有关。

楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉力

5317.714N 楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉应力

33.854

在弯矩 作用下楼板下部钢筋的拉应力

85.980楼板下部钢筋的拉应力119.834≤0.9fy,满足要求!

5、最大裂缝宽度

(跨中)构件受力特征系数 1.9

有效受拉混凝土截面面积10340mm^2

纵向受拉钢筋的配筋率

0.015

在最大裂缝宽度计算中,当 小于0.01时,取0.01

0.015191

纵向受拉钢筋应力或等效应力85.980Mpa

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数0.214

根据混凝土规范, 当 时,取0.2;当 时,取1

0.214201

最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离

当 <20时,取20;当 >65时,取65,20

受拉区纵向钢筋的相对粘结特性系数1受拉区纵向钢筋等效直径10mm 最大裂缝宽度0.016mm σ_s 1k =N _1k /A _

s =

N ∕〖m

M σ_s 2k =M _2k /(〖0.87

A 〗_s ?_0 )=

N ∕〖m

σ_sk =σ_s 1k +σ_s 2k

N ∕〖m α_cr = A _te =0.5b ?+(b _f ?b ) ?_f = ρ_te =(A _s +A _p )/A _te =

ρ_t ∴

ρ_te = σ_sk =M _2k

/(0.87?_0 A _s )=

ψ=1.1?0.65 f _tk /(ρ_te σ_

sk )= ψ<0.2 ψ>1 ∴

ψ= c ∴

c _s = c c V _i =

d _eq =(Σn _i d _i ^2 "

" )/(Σn _i V _i d _i )=

∴ ω_max=α_cr ψ (σ_sk " " )/E _s (1.9c _s

+0.08 d _eq /ρ_te )=

ω

45 f _t /

f _y %

45 f _t /f _y

=

∴ ?_0=〖??c ?D 〗

ρ_min b ρ_max b

A _s =π/4 D

ρ_min b ?_0

N _1K =M _1GK

/?_t 0 =

A _s ′=

根据裂缝控制等级查出最大裂缝宽度限值0.3mm 裂缝宽度小于限值,满足要求!(支座)支座处纵向受拉钢筋的配筋率0.008

在最大裂缝宽度计算中,当 小于0.01时,取0.01

0.01

纵向受拉钢筋应力或等效应力223.549Mpa 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数0.582

根据混凝土规范, 当 时,取0.2;当 时,取1

0.582439受拉区纵向钢筋等效直径10mm 最大裂缝宽度0.177mm 又根据裂缝控制等级查出最大裂缝宽度限值0.3mm

裂缝宽度小于限值,满足要求!6、挠度计算

楼板挠度只需验算楼板自重,面层吊顶重量以及使用荷载作用下产生的跨中弯矩最大处。

纵向受拉钢筋的配筋率

0.015纵向受拉钢筋应力或等效应力85.980Mpa

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数0.214根据混凝土规范, 当 时,取0.2;当 时,取1

0.214钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比7.143

纵向受拉钢筋配筋率

0.009

楼板的短期刚度 3.01E+111.0031.430考虑荷载长期作用下挠度增大系数,按规范取

纵向受拉钢筋配筋率0.0051.800受弯构件的刚度

1.93E+11

楼面活荷载作用下楼板的挠度 2.539mm

挠度限值8.571mm 挠度小于限值,满足要求!总挠度

4.698mm

∵ ω

∴ ω_max <ω

ρ_te =(A _s +A _p )/

A _te =

σ_sk =M _2k

/(0.87?_0 A _s )= ψ=1.1?0.65 f _tk /(ρ_te σ_

sk )= ψ<0.2 ψ>1 ∴

ψ= α_E =E _s /E _c =

ρ=A _s /b ?_0= ∴

B _s =(E _s A _s ?_0^2 " " )/(1.15ψ

+0.2+(6α_E ρ)/(1+3.5γ_f ))= M _q =(M _1Gk +M _2Gk )+ψ_q M _2Qk kN ?m M _k =

kN ?m ρ^‘=A _s ’/b

θ=

B =M _k /(M _q (θ?1)+M _k )

B _s = δ_2=0.644 (P _2 l

_0^4 " " )/100B =

=(l _0^ "

δ=0.644 ((g _1+g _2+P _2)l _0^4

" " )/100B = =(l _0^ "

ρ_te =(A _s +A _p )/

A _te =

ρ_t ∴

ρ_te =

σ_sk =M _(2k

?)/(0.87?_0′A _s ’)= ψ=1.1?0.65 f _tk /(ρ_te σ_

sk )= ψ<0.2 ψ>1 ∴

ψ= d _eq =(Σn _i d _i ^2 "

" )/(Σn _i V _i d _i )=

ω_max=α_cr ψ (σ_sk " " )/E _s (1.9c _s

+0.08 d _eq /ρ_te )=

∵ ω∴ ω_max <ω

挠度限值12.000mm 挠度小于限值,满足要求!

因桁架模型手算工作量太大,两位演示设计步骤,施工阶段内力按梁模型计算。结果有一定误差。1、荷载计算

施工阶段结构重要性系数0.9

楼板自重 2.75*b=0.517施工荷载 1.5*b=

0.282(跨中)楼板自重产生的弯矩

0.372施工荷载产生的弯矩0.2560.6290.725剪力 1.713(跨中)楼板自重产生的支座负弯矩

-0.582施工荷载产生的支座负弯矩-0.317-0.899-1.0282、截面特性计算

如图2所示,

70mm 受压区钢筋截面面积78.540mm^2受拉区钢筋截面面积157.080

mm^2腹杆钢筋截面面积

15.904mm^2如图2所示,90mm 43.333

mm^2

图 2

46.667mm^223.333mm^2

截面有效惯性矩 2.58E+05mm^43、上下弦强度验算

上下弦杆强度包括跨中弦杆及支座弦杆两部分验算

(跨中)弦杆轴力10357.22N

上弦钢筋受拉应力131.872≤0.9fy,满足要求!

下弦钢筋受压应力65.936≤0.9fy',满足要求!(支座)弦杆轴力

12841.07N

三、施工阶段验算

=(l _0^ "

γ_01= g _1= kN ∕m p _1= kN ∕m M _1Gk =0.08g _1?l _0^2 "

kN ?m M _1Qk =0.101p _1?l

kN ?m M _1k =M _1Gk +M _1Qk = kN ?m M _1=γ_01 (γ_G M _1Gk +γ_Q M _1

kN ?m V _1=γ_01 (γ_G 0.625g _1+γ_Q 0.625q _1)l

kN

?_t 0=?_t ?D _1/2?D

A _s ‘= A _s = A _sc = x _?=?_t 0+c +D _2/2= Y _0=(A _s ×(c +D _2/2)+A _s ′×x _?)/(A _s +A _s ′)= x _c =x _??Y _0= x _t =?_t 0?x _c = I _0=(πD _1^4)/64+A _s ^′ x _c ^2+(π

D _2^4)/32+A _s x _t ^2= N =M _1/?_t

o =

σ_c =N /A _s

′=

N ∕〖m

σ_c =N /A _s

=

N ∕〖m

M _(1Gk ?)=?0.125g _1?l kN ?m

M _(1Qk ?)=?0.125p _1?l kN ?m

M _(1k ?)=M _(1Gk ?)+M _(1kN ?m

M _(1?)=γ_01 (γ_G M _(1Gk ?)+γ_kN ?m

N =M

_(1?)/?_to

上弦钢筋受压应力163.498≤0.9fy',满足要求!

下弦钢筋受拉应力

81.749≤0.9fy,满足要求!

4、受压弦杆及腹杆稳定性

受压弦杆稳定性包括跨中上弦杆及支座下弦杆两部分验算

(1) 跨中受压上弦杆

受压上弦杆节点间距200mm

上弦杆计算长度

180mm 惯性矩490.874mm^4回转半径 2.5mm 长细比

72

λ<[150],满足要求!

有λ查得a类截面轴心受压构件稳定系数0.683

上弦杆稳定验算

193.078Mpa

≤fy',稳定性满足要求!

(1) 支座受压下弦杆

惯性矩

490.874mm^4回转半径

2.5mm 长细比72λ<[150],满足要求!有λ查得a类截面轴心受压构件稳定系数0.683

上弦杆稳定验算

119.691Mpa

≤fy',稳定性满足要求!

(2) 对腹杆

图 3图 4如图4所示:

100.405mm 130.405mm

79.267mm

l _s 〖l _0x =l _xy =0.9l 〗I _x =I _y =(πD

_1^4)/64=

i _x =i _y =√(I _x /A _s ′)=D

_1/4=

λ_x =λ_y =l _ox /i _x =l _oy /i _

y =

φ=

N /(φA _s ′)=

AD =√(〖(?_t +c )〗^2+〖((75?D _2)/2)〗^2 )=

AF =AD +30= AB =AH /AO ×AD =(?_t ?D _2/2)/(?_t +c )×AD = AG =√(〖AF 〗^2+

σ_c =N /A _s ′=

N ∕〖m

σ_c =N /A _s =

N ∕〖m

I _x =I _y =(πD

_2^4)/64=

i _x =i _y =√(I _x /A _s ′)=D

_2/4=

λ_x =λ_y =l _ox /i _x =l _oy /i _y

= φ=

N /(φA _

s )=

如图3所示:164.334mm 99.891mm 腹杆节点间距

99.891mm 腹杆计算长度

69.924mm 回转半径 1.125mm

长细比62.154

λ<[150],满足要求!有λ查得a类截面轴心受压构件稳定系数0.776

腹杆与水平面的夹角48.661

腹杆轴力1140.85N

腹杆稳定验算

92.439Mpa

≤fy',稳定性满足要求!

5、挠度验算施工阶段钢筋桁架模板的挠度8.076mm

挠度限值为 与20mm中的较小值,

16.667mm

挠度小于限值,满足要求!

AG =√(〖AF 〗^2+

〖(l _s /2)〗^2 )=

AC =AB ∕AF ×AG =

l _c =AC = l _ox =l _oy =0.7l _c = i _x =i _y =√(I _x /A _sc )=D

_3/4= λ_x =λ_y =l _ox /i _x =l _oy /i _y = φ=

θ=arcsin AH /AC =

N =(0.5V _1)/N /(φA _s c )=

δ_1=0.644 ((g _1+p _1)l

_0^4 " " )/(100E _s I _0 )= l

_0/18

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