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
用
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
条
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