板式楼梯计算表格
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板式楼梯计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、构件编号:LT-1二、示意图:三、基本资料:1.依据规范:《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2.几何参数:楼梯净跨: L1 = 2160 mm 楼梯高度: H = 1500 mm梯板厚: t = 100 mm 踏步数: n = 9(阶)上平台楼梯梁宽度: b1 = 200 mm下平台楼梯梁宽度: b2 = 200 mm下平台宽: L2 = 700 mm 上平台宽: L3 = 650 mm3.荷载标准值:可变荷载:q = 2.00kN/m2面层荷载:q m = 1.80kN/m2栏杆荷载:q f = 0.20kN/m永久荷载分项系数: γG = 1.20 可变荷载分项系数: γQ = 1.40准永久值系数: ψq = 0.504.材料信息:混凝土强度等级: C30 f c = 14.30 N/mm2f t = 1.43 N/mm2R c=25.0 kN/m3f tk = 2.01 N/mm2E c= 3.00×104 N/mm2钢筋强度等级: HPB235 f y = 210 N/mm2E s= 2.10×105 N/mm2保护层厚度:c = 20.0 mm R s=20 kN/m3受拉区纵向钢筋类别:光面钢筋梯段板纵筋合力点至近边距离:a s = 25.00 mm支座负筋系数:α = 0.25四、计算过程:1. 楼梯几何参数:踏步高度:h = 0.1667 m踏步宽度:b = 0.2700 m计算跨度:L0 = L1+L2+L3+(b1+b2)/2 = 2.16+0.70+0.65+(0.20+0.20)/2 = 3.71 m 梯段板与水平方向夹角余弦值:cosα = 0.8512. 荷载计算( 取 B = 1m 宽板带):(1) 梯段板:面层:g km = (B+B*h/b)*q m = (1+1*0.17/0.27)*1.80 = 2.91 kN/m自重:g kt = R c*B*(t/cosα+h/2) = 25*1*(0.10/0.851+0.17/2) = 5.02 kN/m抹灰:g ks = R S*B*c/cosα = 20*1*0.02/0.851 = 0.47 kN/m恒荷标准值:P k = g km+g kt+g ks+q f = 2.91+5.02+0.47+0.20 = 8.60 kN/m恒荷控制:P n(G) = 1.35*P k+γQ*0.7*B*q = 1.35*8.60+1.40*0.7*1*2.00 = 13.57 kN/m活荷控制:P n(L) = γG*P k+γQ*B*q = 1.20*8.60+1.40*1*2.00 = 13.12 kN/m荷载设计值:P n = max{ P n(G) , P n(L) } = 13.57 kN/m(2) 平台板:面层:g km' = B*q m = 1*1.80 = 1.80 kN/m自重:g kt' = R c*B*t = 25*1*0.10 = 2.50 kN/m抹灰:g ks' = R S*B*c = 20*1*0.02 = 0.40 kN/m恒荷标准值:P k' = g km'+g kt'+g ks'+q f = 1.80+2.50+0.40+0.20 = 4.90 kN/m恒荷控制:P l(G) = 1.35*P k'+γQ*0.7*B*q = 1.35*4.90+1.40*0.7*1*2.00 = 8.58 kN/m活荷控制:P l(L) = γG*P k+γQ*B*q = 1.20*4.90+1.40*1*2.00 = 8.68 kN/m荷载设计值:P l = max{ P l(G) , P l(L) } = 8.68 kN/m3. 正截面受弯承载力计算:左端支座反力: R l = 21.46 kN右端支座反力: R r = 21.31 kN最大弯矩截面距左支座的距离: L max = 1.85 m最大弯矩截面距左边弯折处的距离: x = 1.10 mM max = R l*L max-[P l*L3*(x+L3/2)+P n*x2/2]= 21.46*1.85-[8.68*0.75*(1.10+0.75/2)+13.57*1.102/2]= 21.88 kN·m相对受压区高度:ζ= 0.324779 配筋率:ρ= 0.022116纵筋(1号)计算面积:A s = 1658.69 mm2支座负筋(2、3号)计算面积:A s'=α*A s = 0.25*1658.69 = 414.67 mm2五、计算结果:(为每米宽板带的配筋)1.1号钢筋计算结果(跨中)计算面积A s:1658.69 mm2采用方案:d16@100实配面积:2011 mm22.2/3号钢筋计算结果(支座)计算面积A s':414.67 mm2采用方案:d8@100实配面积: 503 mm23.4号钢筋计算结果采用方案:d6@200实配面积: 141 mm24.5号钢筋计算结果采用方案:d16@100实配面积:2011 mm25.6号钢筋计算结果采用方案:d8@100实配面积: 503 mm2六、跨中挠度计算:Mk -------- 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq -------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值1.计算标准组合弯距值Mk:Mk = M gk+M qk= (q gk + q qk)*L02/8= (8.60 + 2.000)*3.712/8= 18.242 kN*m2.计算永久组合弯距值Mq:Mq = M gk+M qk= (q gk + ψq*q qk)*L02/8= (8.60 + 0.50*2.000)*3.712/8= 16.521 kN*m3.计算受弯构件的短期刚度 B s1) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力σsk = Mk/(0.87*h0*As) (混凝土规范式 8.1.3-3)= 18.242×106/(0.87*75*2011)= 139.045 N/mm2) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积: A te = 0.5*b*h = 0.5*1000*100= 50000 mm2ρte = As/A te (混凝土规范式 8.1.2-4)= 2011/50000= 4.021%3) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σsk) (混凝土规范式 8.1.2-2) = 1.1-0.65*2.01/(4.021%*139.045)= 0.8664) 计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αEαE = E S/E C= 2.10×105/(3.00×104)= 7.0005) 计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf矩形截面,γf = 06) 计算纵向受拉钢筋配筋率ρρ = As/(b*h0)= 2011/(1000*75)= 2.681%7) 计算受弯构件的短期刚度 B SB S = E S*As*h02/[1.15*ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5*γf)](混凝土规范式8.2.3--1)= 2.10×105*2011*752/[1.15*0.866+0.2+6*7.000*2.681%/(1+3.5*0.0)]= 10.227×102 kN*m24.计算受弯构件的长期刚度B1) 确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ当ρ`=0时,θ=2.0 (混凝土规范第 8.2.5 条)2) 计算受弯构件的长期刚度 BB = Mk/(Mq*(θ-1)+Mk)*B S (混凝土规范式 8.2.2)= 18.242/(16.521*(2.0-1)+18.242)*10.227×102= 5.367×102 kN*m25.计算受弯构件挠度f max = 5*(q gk+q qk)*L04/(384*B)= 5*(8.60+2.000)*3.714/(384*5.367×102)= 48.733 mm6.验算挠度挠度限值f0=L0/200=3.71/200=18.550 mmf max=48.733mm>f0=18.550mm,不满足规范要求!七、裂缝宽度验算:1.计算标准组合弯距值Mk:Mk = M gk+M qk= (q gk + q qk)*L02/8= (8.60 + 2.000)*3.712/8= 18.242 kN*m2.光面钢筋,所以取值V i=0.73.C = 204.计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力σsk = Mk/(0.87*h0*As) (混凝土规范式 8.1.3-3)= 18.242×106/(0.87*75.00*2011)= 139.045 N/mm5.计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积: A te = 0.5*b*h = 0.5*1000*100= 50000 mm2ρte = As/A te (混凝土规范式 8.1.2-4)= 2011/50000= 4.021%6.计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σsk) (混凝土规范式 8.1.2-2)= 1.1-0.65*2.01/(4.021%*139.045)= 0.8667.计算单位面积钢筋根数nn = 1000/s= 1000/100= 108.计算受拉区纵向钢筋的等效直径d eqd eq= (∑n i*d i2)/(∑n i*V i*d i)= 10*162/(10*0.7*16)= 229.计算最大裂缝宽度ωmax =αcr*ψ*σsk/E S*(1.9*C+0.08*d eq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2-1) = 2.1*0.866*139.045/2.1×105*(1.9*20+0.08*22/4.021%) = 0.0985 mm≤ 0.30 mm,满足规范要求。
板式楼梯计算采用现浇板式楼梯,混凝土强度等级为C30,fc=14.3kN/ mm²,ft=1.43 kN/ mm²。
钢筋采用HRB400级钢筋,2360/y f N mm =;楼梯活荷载为2KN/m ²。
1)斜板TB3设计除底层第一跑楼梯的斜板外,其余斜板均相同,而第一跑楼梯斜板的下端为混凝土基础,可按净跨计算。
先对标准段斜板TB3进行设计。
对斜板TB3取1m 宽作为其计算单元。
(1)确定斜板厚度t斜板的水平投影净长为l1n=3300mm斜板的斜向净长为113691cos n n l l mm α===斜板厚度为t1=(1/25~1/30)l1n=(1/25~1/30)×3300=110~120mm,取t1=120mm 。
(3)计算简图如前所述,斜板的计算简图可用一根假想的跨度为l1n 的水平梁替代,其计算跨度取斜板水平投影净长l1n=3300mm 。
(4)内力计算剪力V=1/2×p ×l1n=0.5×10.40×3.3=17.16KN<0.7ftbh0=0.7×1.43×1000×100=100.1KN考虑到斜板两端均与梁连接,对板有约束作用,所以跨中最大弯矩取:22113.50 3.314.70.1010n pl M KN m ⨯===(5)配筋计算h0= t1-20=120-20=100mm板的受力筋的保护层厚度为15mm ,,受力筋拟使用HRB400级钢筋)<选用:①下部受力筋12@200,As=565 mm ²< 不超筋②下部分布筋,As>max{0.15×565,0.15%×120×1000}= max{113.1,180}=180 mm ²(根据《混凝土规范》 《混凝土规范》GB50010-2010,第9.1.7当按单向板设计时,应在垂直于受力的方向布置分布钢筋,单位宽度上的配筋不宜小于单位宽度上的受力钢筋的15%,且配筋率不宜小于0.15%;分布钢筋直径不宜小于6mm ,间距不宜大于250mm ;当集中荷载较大时,分布钢筋的配筋面积尚应增加,且间距不宜大于200mm 。
10 楼梯设计该楼梯为现浇整体板式楼梯,楼梯踏步尺寸:150270mm mm ⨯,楼梯采用C25混凝土,板采用HPB235钢筋,梁纵筋采用HRB335钢筋。
楼梯上均布荷载标准值为 2.0KKN M q =∙,平面图见图10.1图10.110.1 梯段板设计 10.1.1 梯段板数据板倾斜角为tan α=1800/3920=0.459, α=24.70,cos α=0.909。
取1m 宽板带进行计算。
10.1.2确定板厚板厚要求,h=l n /25~l n /30=3920/25~3920/30=157~131,板厚取h=140mm 。
10.1.3荷载计算恒荷载:水磨石面层: (0.28+0.12)⨯0.65/0.28=0.93KN/M 踏步重: 1/2⨯0.28⨯0.12⨯25⨯1/0.28=1.5KN/M 混凝土斜板: 0.14⨯25⨯1/0.909=3.85KN/M 板底抹灰: 0.02⨯17⨯1/0.909=0.37KN/M 恒荷载标准值: 0.93+1.5+3.85+0.37=6.65KN/M 恒荷载设计值: 1.2⨯6.65=7.98KN/M活荷载: 活荷载标准值: 2.5KN/M活荷载设计值: 1.4⨯2.5=3.5KN/M 荷载总计:荷载设计值: g+q=11.48KN/M 10.1.4 内力计算跨中弯矩: M=(g+q )l n 2 /10=11.48⨯3.922/10=18.194KN M ∙ 10.1.5 配筋计算板保护层15mm ,有效高度h 0=140-20=120mmαα⨯===⨯⨯⨯622118.194100.0881.014.31000120S C Mb f h则ξ=-=10.0923,ξγ=-=10.50.954Sγ⨯===⨯⨯62018.19410756.80.954210120S ySMA mm f h选配12@150φ,=2754S A mm sww另外每踏步配一根8φ分布筋10.2 平台板设计 10.2.1 确定板厚板厚取h=70mm,板跨度l 0=1.54-0.1-0.1=1.34m,取1m 宽板带进行计算。
梯板传来的恒荷载(KN/m)平台板传来的恒荷载(KN/m)
梯梁宽(mm)
7.63
3.25
250
梯板传来的活荷载(KN/m)平台板传来的活荷载(KN/m)梯梁自重恒载(KN/m)
3.5 3.5 2.5梯板计算跨度(m)平台板计算跨度(m)梯梁跨度(m)
3.84 1.748
荷载标准值(KN/m)
由梯板传来的恒荷载14.65有平台传来的恒荷载
2.82梯梁自重
2.50梯梁附加装饰恒荷载
0.50小计
20.47由梯板传来的活荷载 6.72由平台传来的活荷载
3.04小计
9.76
M=ql2/8
305.76As=M/0.9fyh0
计算受拉钢筋面积
As(mm2)
2359.24
斜截面受剪承载力计
算表示需要填的表示结果
梯梁荷载计算表
荷载种类
恒荷载
活荷载
总计
梁弯矩设计值(KN.m)
梁剪力设计值(KN)
梯梁高(mm)as HRB400 40025360梯梁附加荷载(KN/m)h0C30
0.5375 1.43
C25
1.27
C35荷载分项系数荷载设计值(KN/m) 1.57
1.217.58
1.2 3.38
1.2 3.00
1.20.60
1.224.56
1.49.41
1.4 4.25
1.413.66
38.22
V=pl/2
152.9
(V-0.7ftbho)/1.25fvyh0<Asv/S
0.35。