带桁架筋叠合梁计算
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1、基本数据施工阶段结构重要性系数0.9次梁间距l=3000mm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15mm 单榀桁架计算宽度b=188mm桁架高度80mm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10.8构件受力特征系数 2.1相对受压区高度0.5182、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0.5一、设计数据二、使用阶段计算γ01=γ02=γG =γQ =b 1左=b 1右=l s =c ′=c ⬚=ℎt =V i =αcr =ξb =ΤkN m 2ΤkN m 2ΤkN m 2ΤkN m 2ΤkN m 2ΤkN m 2β1=ψq =1、荷载计算楼板净跨2800mm 楼板计算跨度2850mm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除楼板自重外的永久荷载产生的弯矩0.286使用荷载产生的弯矩0.954楼板自重 2.75*b=0.517楼板自重产生的弯矩0.5251.2411.7662.3102、截面设计 施工阶段简支且使用阶段也简支时,桁架上弦钢筋只在施工阶段起作用,故使用阶段截面设计时,应按单筋截面计算下弦受拉钢筋。
l n =l −b 1左+b 2右2=l 0=l n +a =g 2=ΤkN m p 2=ΤkN mM 2Gk=g 2∙l 028=kN ∙mM 2Qk=p 2∙l 028=g 1=ΤkN mM 1Gk=g 1∙l 028=kN ∙m kN ∙m M 2k =M 2Gk +M 2Qk =kN ∙m M k =M 1Gk+M 2Gk +M 2Qk =kN ∙m M =γ02[γG (M 1Gk+M 2Gk )+γQ M 2Qk =kN ∙mf bx f A图 1如图1所示90mm混凝土受压区高度12.313mm受拉区钢筋截面面积76.519mm^2钢筋直径 6.980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4.5mm3、配筋率验算最大配筋率0.017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90mm33.84mm^2289.520mm^2157.080mm^278.540mm^2f c bx =f y A sM =f c bx(ℎ0−x/2)ℎ0=ℎ−20=∴x =ℎ0−ℎ02−2M f c b=A s =f c bxf y=∵D 2=2A sπ=D 1=D 2=D 3=ρmax=ξb f c f y=45f t f y%45f tf y=∵∴ℎ0=ℎ−c −D 2/2=ρmin bℎ0=ρmax bℎ0=A s =π4D 22×2=A s ‘=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。
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=3000mm 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15mm 单榀桁架计算宽度b=188mm 桁架⾼度80mm 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10.8构件受⼒特征系数 1.9相对受压区⾼度0.5182、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0.51、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 ^2kN ⁄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?lkN ?m M _2Qk =0.101p _2?lg _1=kN ⁄m M _1Gk =0.08g _1?lkN ?m kN ?m M _2k =M _2Gk 〖+M 〗_2Qk kN ?m M _k =M _1Gk +M _2Gk 〖+M 〗kN ?mM =〖γ_02 [γ_G (M 〗_1Gk +M _2Gk )〖+γ_Q M 〗kN ?mβ_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。
叠合板计算书DBS1-67-4120-221>叠合板示意图:标志跨度叠合板示意图2、叠合板各项参数:(1)基本信息(2)钢筋参数(3)吊点信息3、考虑桁架钢筋的等效组合梁截面参数及有效宽度:(1)组合梁有效宽度B组合梁有效宽度按下式进行计算:B=Zba+b O且BWab”由下式确定:当a0<Io时,b a=(0.5-0.3a o∕1o)a o当a0>=Io时,b a=0.210其中aθ为相邻桁架筋下弦筋形心间距;1。
为平行于桁架筋方向的叠合板边长。
该板块的1o=3895因为相邻桁架下弦筋形心间距a0=600-80-8=512<10=3895所以b=(0.5-0.3*512/3895)*512=235.81mm即B=2*235.81+80=551.62mm≤a二600,则B=55162mm(2)截面参数计算相关信息D组合梁内钢筋面积桁架上弦筋截面面积Ac=3.14*102*0.25=78.50mm2桁架下弦筋截面面积As=2*3.14*82*0.25=100.48mm2桁架腹杆钢筋截面面积Af=3.14*62*0.25=28.26mm2板宽范围B内与桁架筋平行的板内分布钢筋配筋面积A I=4*3.14*82*0.25=200.9βmm22)截面参数计算用高度截面参数计算用高度包括:预制板断面板底到上弦筋形心距离h;板内分布筋形心到上弦筋形心距离h1;下弦筋和上弦筋的形心距离h sθ下弦筋位于下方下弦筋位于上方下弦筋位于下方按下式计算h=t0+di+H-d s-d c∕2h1=h-t0-d1∕2h s=H-(d c+d s)∕2下弦筋位于上方按下式计算h=t0+d+H-d c∕2hi=h-to-d-dι∕2h s=H-(d c+d s)∕2该叠合板块桁架下弦筋位于下方,可得:h=15+8+80-8-10/2=90hι=90-15-8/2=71mmh=80-(10+8)/2=7Imm3)叠合板钢筋与混凝土弹性模量之比αE=E8∕E c=200000∕29791=6.7133(3)中性轴(含桁架筋合成截面)yov-hBJPCF,("-,FCF/2)+(4%+4优)(。
梁模板扣件钢管高支撑架计算书计算依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。
计算参数:模板支架搭设高度为9.2m ,梁截面 B ×D=600mm ×2000mm ,立杆的纵距(跨度方向) l=0.50m ,立杆的步距 h=1.00m , 梁底增加1道承重立杆。
面板厚度10mm ,剪切强度1.4N/mm 2,抗弯强度15.0N/mm 2,弹性模量6000.0N/mm 2。
木方40×80mm ,剪切强度1.7N/mm 2,抗弯强度17.0N/mm 2,弹性模量10000.0N/mm 2。
梁两侧立杆间距 1.00m 。
梁底按照均匀布置承重杆3根计算。
模板自重0.50kN/m 2,混凝土钢筋自重25.50kN/m 3,施工活荷载2.00kN/m 2。
扣件计算折减系数取1.00。
922图1 梁模板支撑架立面简图按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.50×2.00+0.50)+1.40×2.00=64.600kN/m 2 由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×2.00+0.7×1.40×2.00=66.760kN/m 2由于永久荷载效应控制的组合S 最大,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98采用的钢管类型为48×3.5。
一、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):q 1 = 25.500×2.000×0.500=25.500kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m):q 2 = 0.500×0.500×(2×2.000+0.600)/0.600=1.917kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):经计算得到,活荷载标准值 P 1 = (0.000+2.000)×0.600×0.500=0.600kN考虑0.9的结构重要系数,均布荷载 q = 0.9×(1.35×25.500+1.35×1.917)=33.311kN/m 考虑0.9的结构重要系数,集中荷载 P = 0.9×0.98×0.600=0.529kN面板的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:本算例中,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:W = 50.00×1.00×1.00/6 = 8.33cm 3;I = 50.00×1.00×1.00×1.00/12 = 4.17cm 4;A计算简图0.080弯矩图(kN.m)剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:27.42kN/mA变形计算受力图0.018经过计算得到从左到右各支座力分别为N 1=1.963kNN 2=5.710kNN 3=5.169kNN 4=5.710kNN 5=1.963kN最大弯矩 M = 0.080kN.m最大变形 V = 0.352mm(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.080×1000×1000/8333=9.600N/mm 2面板的抗弯强度设计值 [f],取15.00N/mm 2;面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!(2)抗剪计算 [可以不计算]截面抗剪强度计算值 T=3×3033.0/(2×500.000×10.000)=0.910N/mm 2截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm 2抗剪强度验算 T < [T],满足要求!(3)挠度计算面板最大挠度计算值 v = 0.352mm面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!二、梁底支撑木方的计算(一)梁底木方计算按照两跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:均布荷载 q = 5.710/0.500=11.421kN/m最大弯矩 M = 0.125ql 2=0.125×11.42×0.50×0.50=0.357kN.m最大剪力 Q=0.625×0.500×11.421=3.569kN最大支座力 N=1.25×0.500×11.421=7.138kN木方的截面力学参数为本算例中,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:W = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm 3;I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm 4;(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.357×106/42666.7=8.37N/mm 2木方的抗弯计算强度小于17.0N/mm 2,满足要求!(2)木方抗剪计算 [可以不计算]最大剪力的计算公式如下:Q = 0.625ql截面抗剪强度必须满足:T = 3Q/2bh < [T]截面抗剪强度计算值 T=3×3569/(2×40×80)=1.673N/mm 2截面抗剪强度设计值 [T]=1.70N/mm 2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到9.400kN/m最大变形 v =0.521×9.400×500.04/(100×10000.00×1706666.8)=0.179mm木方的最大挠度小于500.0/250,满足要求!三、梁底支撑钢管计算(一) 梁底支撑横向钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
计算书工程名称:计算内容:目录1.工程概况 (1)2.结构描述 (1)3.计算分析依据及技术标准 (1)3.1计算分析依据 (1)3.2技术标准 (1)4.计算方法和内容 (1)4.1计算方法 (1)4.2计算分析内容 (1)5.计算模型及参数 (2)5.1计算模型 (2)5.2计算参数 (2)6.计算工况及荷载 (3)6.1恒载 (3)6.2活载及其它荷载 (3)7.作用组合 (3)8.施工阶段描述 (4)9.主要计算结果 (4)10.剪力钉验算 (7)11.高强螺栓数量计算 (8)12.钢梁腹板抗剪验算 (9)13.挠度验算 (9)1. 工程概况2. 结构描述3. 计算分析依据及技术标准3.1 计算分析依据1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);3)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);4)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);5)《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB 50917-2013);6)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)。
3.2 技术标准1)设计荷载:公路-Ⅰ级;2)桥梁设计安全等级:一级;结构重要性系数:1.1。
4. 计算方法和内容4.1 计算方法4.2 计算分析内容计算支反力;验算结构正应力(拉应力、压应力);验算结构变形;验算剪力钉的抗剪强度;验算钢梁拼接缝;验算钢梁腹板抗剪强度。
5. 计算模型及参数5.1 计算模型5.2 计算参数(1)混凝土混凝土材料性能表(2)钢材(3)预应力钢束采用φs15.2。
6. 计算工况及荷载6.1 恒载1)一期恒载:(1)混凝土容重:26kN/m³;钢材容重:78.5kN/m³(2)横隔板及加劲肋:钢梁横隔板、腹板竖向加劲肋及剪力钉等的重量以1.3倍主梁重量计。
2)二期恒载:(1)混凝土桥面铺装(2)防撞护栏:每侧取10kN/m;6.2 活载及其它荷载1)汽车及人群的横向分布系数:2)温度梯度15规范:箱梁日照温差依据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)取值。
叠合楼板的现浇板具有结构整体性好、抗震性能好的优点,但是费工、需要大量的模板,施工周期长,生产难于实现工业化;预制板易于实现建筑构件工业化(设计标准化、制造工业化、安装机械化),构件制作不受季节及气候限制可提高构件质量,且施工速度快,可节省大量模板和支撑,但整体性差、不利于抗震、抗渗性差。
那么能否将现浇板和预制板二者的优点结合在一起呢?叠合板就是兼有2种板的优点。
叠合板由2部分组成预制部分多为薄板在预制构件加工厂完成施工时吊装就位,现浇部分在预制板面上完成预制薄板既作为永久模板而无需模板又作为楼板的一部分共同承担使用荷载。
但是,叠合板主要存在2方面的问题:一是预制部分板很薄在板跨度较大的情况下刚度不足,预制部分在承担施工荷载时跨中挠度偏大二是预制部分和现浇部分交接面的抗剪问题。
由于预制部分刚度的限制使得叠合板在大跨度结构中的应用受到限制
采用在叠合板中的预制部分加钢筋桁架的方法来提高预制部分的刚度和增加预制部分和现浇部分交接面的抗剪强度(图1)。
在预制部分加入钢筋桁架,该桁架可以作为施工阶段的受力构件,在使用阶段可以作为抗剪件。
由于桁架的刚度很大,可大幅度提高预制部分的刚度能解决大跨度下叠合板的刚度问题;同时加入钢桁架的腹杆能提高预制部分和现浇部分的整体性和交接面的抗剪性能,解决了新旧混凝土的共同工作问题。
计算模型
材料:混凝土,C30,弹性模量E=3.0E4N/mm2,(在施工荷载作用下,预制部分拉力小,可认为混凝土基本不开裂),泊松比0.2,剪切模量0.4E。
钢筋:18和6,弹性模量E=20.0E4N/mm2。
单元选择:预制部分采用8节点实体单元,钢筋桁架采用3D梁单元。
约束条件:在预制部分两端底边施加约束,左侧约束所有平动位移,右侧仅约束Z向位移来模拟简支约束。
荷载施加采用面荷载,压力为5.48kN/mm2施加在预制部分混凝土板顶面。
在预制部分混凝土两端侧面施加10MPa的预压力模拟预应力的影响。
3.2计算结果(1)板跨中挠度带钢筋桁架叠合板跨中挠度最大值Dmax=23.009mm,Dmax/L=1/260,小于规范规定的板跨中挠度允许值[1/200](图3) 普通叠合板跨中挠度最大值Dmax=42.73mm,Dmax/L=1/140,超过规范规定的板跨中挠度允许值[1/200](图4)。
从两者的刚度对比来看,带钢筋桁架叠合板刚度增加明显,跨中挠度减小达46%。
(2)主应力带钢筋桁架叠合板主应力最大值Smax=1.271N/mm2未超过混凝土抗拉强度设计值1.5,混凝土不会开裂,与原假设相符,计算挠度可信(图5)。
普通叠合板主应力最大值Smax=19.271N/mm2 ,混凝土早已开裂,刚度将明显下降,与计算假定为弹性受力状态不符,实际挠度将远大于计算结果,不能满足刚度要求(图6)。
4结语
通过计算得到如下结论:
(1)加了钢筋桁架后,叠合板的挠度明显减少。
(2)混凝土的应力明显减少,有可能是混凝土处于弹性工作状态,受拉区混凝土不开裂。
(3)新型的叠合板可以适用于大跨度板。
(4)新型叠合板可以明显提高预制部分预现浇部分间的抗剪强度。