压型钢板组合楼板计算

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一. 基本条件

根据受

力及施工条件

的实际情况,

只考虑三种最

不利情况,单

跨的跨中弯

矩,两跨

的中间支座处

负弯矩,和单

跨的悬臂端处

负弯矩。

跨度 S3.6m

组合楼板总厚

度h120mm

组合楼板有效

高度h0(混凝土

受压边缘到压

型钢板重心距

离)95mm

高度hc(混凝

土受压边缘到

压型钢板顶的

距离)50mm 压型钢板组合楼板计算根据《组合楼

板设计与施工

规范》

(CECS273-

210)第4.1.1

条,主要是按

施工阶段和使

阶段进行设计

验算:

施工阶段荷载

楼承板、钢筋

自重 DL0.11KN/m2

混凝土自重

LL1.8KN/m2施工均布活荷

载 SL1KN/m2

使用阶段荷载

恒荷载 DL4.5KN/m2

(包括楼承板

自重、钢筋混

凝土自重、装

饰层自重)

活荷载 LL3KN/m2

(按照荷载规

范(GB50009-

2012)的相关

规定进行取

值)

压型钢板属性YX70-200-600

压型钢板材质Q345

压型钢板厚度1.2mm

以一个波长为

计算对象

波宽 Cs200mm

波高 hs70mm

最小槽宽b1min50mm槽口最小宽度

b1,m(重心处

槽宽)60

mm

一个波长的展

开宽度Cl333mm

钢板弹性模量

Ea206000N/mm2

压型钢板抗拉

强度 fa300N/mm2

截面积 Ap399.6mm2

截面惯性矩 Ia427300mm4

截面抵抗矩

Wae11987mm3

(此处的Ap、

Ia、Wae均以一

个波长为单位

计算长度)

混凝土强度等

级C30

混凝土弹性模

量 Ec30000N/mm2

混凝土抗压强

度 fc14.3N/mm2

混凝土抗拉强

度 ft1.43N/mm2

相对界限区受

压高度0.55

板配筋等级HRB400

板钢筋抗拉强

度fy360N/mm2

板配筋弹性模

量Es206000N/mm2

二. 施工阶段

验算2.1 压型钢板

强度验算: 根据受力

和实际施工的

情况,考虑单

跨、二跨及二

跨以上的跨中

弯矩情况,单

跨为最

不利情况,需

要进行验算荷载设计值qs1

qs1

=1.2*DL*Cl+

(1.4*LL+1.4*

SL)*Cs0.83

KN/m

按单跨简支板

计算时

M=qs1*L2/81.34 KN.m

Mu=fa*Wa3.60 KN.m

根据《组合楼

板设计与施工

规范》第5.2.2

条比较M和Mu的

大小

r0M

(根据《组合楼

板设计与施工

规范》第5.2.1

条,r0可取0.9

。)

压型钢板强度

满足要求。

2.2 挠度验

算:

根据受力

和实际施工的

情况,仅需要

对最不利的两

种情况,单跨

的跨中扰度和

三跨的跨中扰度予以

验算,两跨及

三跨以上的跨

中扰度均小于

三跨的跨中扰

度。本工程仅

需要考

虑以下第2种情况

(1)对单跨的

跨中扰度进行

验算荷载标准值

qs2=DL*Cl+

(LL+SL)*Cs0.59KN/m

S13.6m根据《组合楼

板设计与施工

规范》第4.2.2

单跨最大挠度w

5qs2*S14/(384

Ea*Ia)14.78mm

w<[w]=min(L/1

80,20)=20.00mm

(注:此条件

不满足时可以

加设支撑或者

重新选择压型

钢板型号)

(2)对三跨的

跨中扰度进行

验算

S23.6m

根据静力计算

手册,三跨的

跨中扰度为

w=

0.677*0.01*qs

2*L4/(Ea*Ia)7.69mm

w<[w]=min(L/1

80,20)=20.00mm(注:此时可

以加设支撑或

者重新选择压

型钢板型号)扰度满足要求

三. 使用阶段

验算

3.1 跨中弯矩

验算

q1

=(1.2*DL+1.4*

LL)*Cs1.92

KN/m

q2

=(1.35*DL+0.9

8*LL)*Cs1.80

KN/m

q=max(q1,q2)1.92KN/m

按照最不利情

况单跨简支考

虑:板跨中处弯矩

M1

=0.125q*S*S3.11 KN.m

判断中和轴是

否在压型钢板

顶面以上

Apf119.88KN

bhcfc143.00KN

Apf

此时塑性中和

轴在压型钢板

顶面以上混凝

土内。

x=Apf/(bfc)=41.92mm

满足条件x<0.55ho=52.25mm

(如果此条件不满

足,先按构造配8

或10的钢筋,再验

算是否满足此条

件)

x

足,应该调整压型

钢板型号,再重新

计算)

M1

0.5x)=8.88KN.m

此时受弯承载

力满足要求。

3.2 支座弯矩

验算

在负弯矩作

用下,不考虑

压型钢板受

压,此时可将

组合楼板简化

成等效T型截

面,根据受力

和施工的实际

情况,取最不

利的两跨跨中

支座进行计算

。悬臂端的负

弯矩与悬臂长

度有关,

需要另行计算

板跨中处弯矩

M2

=0.125q*S*S3.11

KN.m一个波长内上

层配筋8 @ 100

As'=100.40mm2

(注:此处指

的是波宽范围

内的钢筋面

积)

bmin=b1min=50mm

ho'=h-20=100mm

X=(As'*fy)/(f

c*bmin)=50.55mm

≤ξb*ho'=55mm

楼板所能承受

最大弯矩 M2'

=

fc*bmin*X*(ho

'-X/2)

=10.80KN.m

M2

(此处不满足

时,调整配

筋)

此时支座受弯

承载力满足要

求。

3.3 斜截面受

剪承载力验算

楼板抗剪承载

力 Vu

Vu =

0.7*bmin*(h-

20)*ft=5.01KN

板所受剪力 V

= q*S/2=3.46KN

V

载力满足要求

3.3 扰度验算

短期刚度计算-

未开裂截面

аE=Ea/Ec6.87

计算截面中和

轴距混凝土顶

面距离ycc

k1=0.5*Cs*hc*

hc250000mm3

k2=аE*Ap*h0260672.40mm3

k3=b1,m*hs*(h

-0.5*hs)357000mm3

k4=Cs*hc10000mm2

k5=аE*Aa2743.92mm2

k6=b1,m*hs4200mm2

ycc=(k1+k2+k3

)/(k4+k5+k6)51.21mm

计算截面惯性

矩Ius

ycs=ho-ycc43.79mm

k7=Cs*hc*hc*h

c/122083333.333mm4

k8=Cs*hc*(ycc

-0.5hc)*(ycc-

0.5hc)6868844.597mm4

k9=аE*Ia2934126.667mm4

k10=а

E*Aa*ycs*ycs5262007.603mm4

K11=b1,m*hs4200mm2

k12=hs*hs/12+

(h-ycc-

0.5hs)^21550.20mm2

Ius=k7+k8+k9+

k10+k11*k1223659152.67mm4

短期刚度计算-

开裂截面ρ

a=Aa/(Cs*ho)0.0210

k13=2*ρa*а

E+(ρa*а

E)*(ρa*аE)0.309689908mm

ycc2=[sqrt(k1

3)-ρa*а

E]*ho39.15mm

满足条件ycc2

≤hc=50mm

k14=(Cs*ycc2*

ycc2*ycc2)/33999700.757mm4

k15=а

E*Aa*ycs*ycs5262007.603mm4

k16=аE*Ia2934126.667mm4

Ics=k14+k15+k

1612195835.03mm4

Ieqs=(Ius+Ics

)/217927493.85mm4

Bs=Ec*Ieqs5.37825E+11N.mm2

长期刚度计算-

未开裂截面

kk2=2*а

E*Aa*h0521344.80mm3

kk5=2*аE*Aa5487.84mm2

yccL=(k1+kk2+

k3)/(k4+kk5+k

6)57.31mm

计算截面惯性

矩IuL

ycsL=ho-yccL37.69mm

kK8=Cs*hc*(yc

cL-0.5hc)^210440499.62mm4

kk9=2*аE*Ia5868253.333mm4

kk10=2*а

E*Aa*ycsL*ycs

L7794945.963mm4

kK12=hs*hs/12

+(h-yccL-

0.5hs)^21174.971858mm2