混凝土雨篷计算书.doc
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雨篷(YP1)设计计算书 1: 已知条件 （1）雨蓬设计图： (2):设计原始数据： 过梁截面宽度b=240mm,截面高h=500mm,净跨度ln=4000mm,总跨度l=6300mm,悬挑板挑出长度sb=1500mm,宽度sl=5900mm,根部厚度sd=150mm,端部厚度se=80mm,板下沉高度ss=100mm,梁上墙体高度wh=200mm,墙上恒载标准值wQ=0.50kN/m,墙体自重wR=22kN/m3,板活载标准值cQ=0.70kN/m2,混凝土强度等级C25,梁主筋设计强度fy=300Mpa,板主筋设计强度fys=360Mpa。 2: 荷载计算 （1）：集中检修荷载：（作用在1m板宽） 标准值：Fk=1.0 KN 设计值：F=1.4X1.0=1.4 KN (2)：均布恒载载：（取1m为计算单元） 平均板厚：（0.08+0.15)/2=0.115 m 粉刷：（考虑20mm): 0.02X20X1.0=0.4 KN/m 恒载标准值：Qk=0.115X25X1.0+0.4=3.275 KN/m 恒载设计值：Q=1.35X3.275= 4.42 KN/m (3): 均布活荷载： P=1.4X0.7= 0.98 KN/m 3:雨蓬板计算模型： （1）：板抗剪： 按规范，取悬挑长度1500的1/10 即：150厚； 板抗剪构造满足。 （2）：板受弯计算: 单位宽度挑板在墙外边缘截面产生的弯矩 M= FL+ ½(Q+P)L²=1.4×1.5+0.5×(4.42+0.98)×1.5×1.5 =8.175 KN.m 梁截面宽度b=1000mm,高度h=150mm,受压钢筋合力点至截面近边缘距离a's=20mm,受拉钢筋合力点到截面近边缘距离as=20mm,混凝土强度等级C25,纵向受拉钢筋强度设计值fy=360MPa,纵向受压钢筋强度设计值f'y=360MPa,非抗震设计,截面设计弯矩M=8.18kN·m,截面上部受拉。 构件截面特性计算 A=150000mm2, Ix=281249984mm4 查混凝土规范表4.1.4可知 fc=11.9MPa ft=1.27MPa 由混凝土规范6.2.6条可知 α1=1.0 β1=0.8 由混凝土规范公式(6.2.1-5)可知混凝土极限压应变 εcu=0.0033 由混凝土规范表4.2.5可得钢筋弹性模量 Es=200000MPa 相对界限受压区高度 ξb=0.518 截面有效高度 h0=h-a's=150-20=130mm 受拉钢筋最小配筋率 ρsmin=0.0020 受拉钢筋最小配筋面积 Asmin=ρsminbh =0.0020×1000×150 =300mm2 混凝土能承受的最大弯矩 Mcmax=α1fcξbh0b(h0-0.5ξbh0) =1.0×11.9×0.518×130×1000×(130-0.5×0.518×130) =77437320N·mm >M 由混凝土规范公式(6.2.10-1)可得 αs=M/α1/fc/b/h20 =8175000/1.0/11.9/1000/1302 =0.04 截面相对受压区高度 ξ=1-(1-2αs)0.5=1-(1-2×0.04)0.5=0.041 由混凝土规范公式(6.2.10-2)可得受拉钢筋面积 As=(α1fcbξh0)/fy =(1.0×11.9×1000×0.04×130)/360 =178.37mm2 As<Asmin,取受拉钢筋面积 As=300mm2 实配筋：331.98mm2 > 300mm2 满足要求。 4 雨篷抗倾覆计算： 倾覆点至墙外边缘矩： x0=0.13b=31.20mm 图示抗倾覆墙体面积为：8.25×1.9 - 4.0 × 1.2 - 0.97 × 0.97 = 9.9 ㎡ 抗倾覆力矩设计值为： Mr = 0.8 ×（9.9 × 5.24 ）×（ 0.12-0.0312） = 3.685 KN.m 倾覆力矩设计值为： Mov = 5.9 ×M = 5.9 × 8.175 = 48.23 KN.m > Mr (倾覆不满足要求） 采取雨篷梁两端与预制排架柱拉结方式抵抗倾覆扭矩，计算如下： T = Mov - Mr = 48.23 - 3.685 = 44.545 KN.m 每个支座需要抵抗的扭矩为: t = 0.5 ×T = 22.3 KN.m 雨蓬梁端与预制柱连结节点图示如下: 图示可得：上下双排拉结筋距离：400 mm 。 按照力偶计算，可得钢筋拉力为： f = 22.3 ÷ 0.4 = 55.75 KN 所需钢筋面积为: As = ( 55.75 × 1000 ) ÷ 300 = 185.3 mm2 实设拉结钢筋：461.8 mm2 > 185.3 mm2 满足要求。 5: 雨篷梁计算： （1）：雨篷梁门洞中心处抗弯配筋计算： 取最不利截面，跨中截面： 计算跨度： l0=1.05 × ln = 4200 mm 单位长度的雨篷梁自重： Wb = 3.0 kN/m 雨篷梁上部200高墙体产生的均布恒荷载设计值为： Wg = 1.2 × 0.2 × 22 = 5.28 KN/m 雨篷板传来的恒载设计值：Bg = 4.42 × 1.5 + 1.4 = 8.03 KN/m 雨篷梁恒载设计值合计为: G = Wb + Wg + Bg = 3.0 + 5.28 + 8.03 = 16.31 KN/m 雨篷梁活载设计值为： Q = 0.98 × 1.5 = 1.47 KN/m 跨中弯矩：M = ( G+Q )×L×L÷24=(16.31+1.47)×4.2×4.2÷24=13.07 KN.m 梁截面宽度b=250mm,高度h=500mm,受压钢筋合力点至截面近边缘距离a's=35mm,受拉钢筋合力点到截面近边缘距离as=35mm,计算跨度l0=4200mm,混凝土强度等级C25,纵向受拉钢筋强度设计值fy=300MPa,纵向受压钢筋强度设计值f'y=300MPa,非抗震设计,设计截面位于梁中,截面设计弯矩M=13.07kN·m,截面下部受拉。 构件截面特性计算 A=125000mm2, Ix=2604166656.0mm4 查混凝土规范表4.1.4可知 fc=11.9MPa ft=1.27MPa 由混凝土规范6.2.6条可知 α1=1.0 β1=0.8 由混凝土规范公式(6.2.1-5)可知混凝土极限压应变 εcu=0.0033 由混凝土规范表4.2.5可得钢筋弹性模量 Es=200000MPa 相对界限受压区高度 ξb=0.550 截面有效高度 h0=h-a's=500-35=465mm 受拉钢筋最小配筋率 ρsmin=0.0020 受拉钢筋最小配筋面积 Asmin=ρsminbh =0.0020×250×500 =250mm2 混凝土能承受的最大弯矩 Mcmax=α1fcξbh0b(h0-0.5ξbh0) =1.0×11.9×0.550×465×250×(465-0.5×0.550×465) =257427440N·mm >M 由混凝土规范公式(6.2.10-1)可得 αs=M/α1/fc/b/h20 =13070000/1.0/11.9/250/4652 =0.02 截面相对受压区高度 ξ=1-(1-2αs)0.5=1-(1-2×0.02)0.5=0.020 由混凝土规范公式(6.2.10-2)可得受拉钢筋面积 As=(α1fcbξh0)/fy =(1.0×11.9×250×0.02×465)/300 =94.66mm2 As<Asmin,取受拉钢筋面积 As=250mm2 实配钢筋：461.8 mm2 > 250 mm2 满足要求。 （2）：雨篷梁门洞支座截面：弯、剪、扭配筋计算： 该处弯矩：M = ( G+Q )×L×L÷12=(16.31+1.47)×4.2×4.2÷12=26.14 KN.m 该处剪力：V = ( G+Q )×L÷2=(16.31+1.47)×4.2÷2=74.7 KN 该处扭矩：T = 8.175 × 2.0 = 16.35 KN.m A:雨篷梁洞边支座截面：上部受弯承载力计算 梁截面宽度b=240mm,高度h=500mm,受压钢筋合力点至截面近边缘距离a's=35mm,受拉钢筋合力点到截面近边缘距离as=35mm,计算跨度l0=4200mm,混凝土强度等级C25,纵向受拉钢筋强度设计值fy=300MPa,纵向受压钢筋强度设计值f'y=300MPa,非抗震设计,设计截面位于框架梁梁中,截面设计弯矩M=26.14kN·m,截面下部受拉。 构件截面特性计算 A=120000mm2, Ix=2500000000.0mm4 查混凝土规范表4.1.4可知 fc=11.9MPa ft=1.27MPa 由混凝土规范6.2.6条可知 α1=1.0 β1=0.8 由混凝土规范公式(6.2.1-5)可知混凝土极限压应变 εcu=0.0033 由混凝土规范表4.2.5可得钢筋弹性模量 Es=200000MPa 相对界限受压区高度 ξb=0.550 截面有效高度 h0=h-a's=500-35=465mm 受拉钢筋最小配筋率 ρsmin=0.0020 受拉钢筋最小配筋面积 Asmin=ρsminbh =0.0020×240×500 =240mm2 混凝土能承受的最大弯矩 Mcmax=α1fcξbh0b(h0-0.5ξbh0) =1.0×11.9×0.550×465×240×(465-0.5×0.550×465) =247130352N·mm >M 由混凝土规范公式(6.2.10-1)可得 αs=M/α1/fc/b/h20 =26140000/1.0/11.9/240/4652 =0.04 截面相对受压区高度 ξ=1-(1-2αs)0.5=1-(1-2×0.04)0.5=0.043 由混凝土规范公式(6.2.10-2)可得受拉钢筋面积 As=(α1fcbξh0)/fy =(1.0×11.9×240×0.04×465)/300 =191.51mm2 As<Asmin,取受拉钢筋面积 As=240mm2 实配钢筋：461.8 mm2 > 240 mm2 满足要求。 B:雨篷梁洞边支座:斜截面受剪扭承载力计算 梁截面宽度b=240mm,高度h=500mm,纵向钢筋合力点至截面近边缘距离as=35mm,计算跨度l0=4200mm,箍筋间距s=100mm,混凝土强度等级C25,箍筋设计强度fyv=270MPa,纵向受扭钢筋设计强度fy=300MPa,非抗震设计,竖向剪力设计值V=74.70kN,扭矩设计值T=16.35kN·m,求所需钢筋面积。 查混凝土规范表4.1.4可知 fc=11.9MPa ft=1.27MPa 由混凝土规范6.3.1条可得混凝土强度影响系数 βc=1.0 截面面积 A=bh =240×500 =120000mm2 截面受扭塑性抵抗矩 Wt=Wtw =b2(3h-b)/6 =2402×(3×500-240)/6 =12096000mm3 截面有效高度 h0=h-as=500-35=465mm 截面腹板高度 hw=h0=465mm 由混凝土规范6.3.1条可知截面允许的最大剪应力 τmax=0.25βcfc=0.25×1.0×11.9=2.99MPa 剪力产生的剪应力 τV=V/b/h0 =74700/240/465 =0.67MPa 扭矩产生的剪应力 τT=T/0.8/Wt =16350000/0.8/12096000 =1.69MPa 剪应力 τ=τV+τT=0.67+1.69=2.36MPa τ<τmax,截面尺寸满足条件。 由混凝土规范可知混凝土的抗剪承载力 Vc=0.7ftbh0 =0.7×1.27×240×465 =99286.08N 由混凝土规范6.4.4可知混凝土抗扭承载力 Tc=0.35ftWtw =0.35×1.27×12096000 =5380664.50N·mm 由混凝土规范6.4.8可知剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数 βt=1.5/(1+0.5VWtw/(Tbh0)) =1.5/(1+0.5×74700×12096000/(16350000×240×465)) =1.20 由于βt>1.0,根据混凝土规范,取βt=1.0。 根据混凝土规范可知抗剪箍筋面积 Asv=(V-(1.5-βt)Vc)s/(fyvh0) =(74700-0.50×99286.08)×100/(270×465) =19.96mm2 取箍筋内表面范围内截面核心部分尺寸 bcor=b-50=190mm hcor=h-2(as-10)=450mm 根据混凝土规范可知单肢抗扭箍筋面积(取ζ=1) Ast1=(T-βtTc)s/1.2/fyv/bcor/hcor =(16350000-5380664.50)×100/1.2/270/190/450 =39.60mm2 取抗扭箍筋为两肢箍，则同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 Asvt=2Ast1+Asv=99.15mm2 同一截面内全部受扭纵向钢筋面积 Astl=2(bcor+hcor)fyvAst1/s/fy =2×(190+450)×270×39.60/100/300 =456.16mm2 取箍筋最小配筋率 ρsvmin=0.0013 同一截面最小箍筋面积 Asvmin=ρsvminbs =0.0013×240×100 =31.63mm2 <Asvt 同一截面最小受扭纵向钢筋最小配筋率 ρstlmin=0.0024 同一截面最小受扭纵向钢筋面积 Astlmin=ρstlminbh =0.0024×240×500 =291.29mm2 <Astl 取箍筋、受扭纵筋面积 Asvt=99.15mm2 Astl=456.16mm2 实配箍筋：157 mm2 > 99.15 mm2 满足要求。 实配受扭纵筋：923.6 mm2 > 456.16 mm2 满足要求。 6：雨篷梁靠近排架柱端抗扭计算 计算长度：L=1.05 × 5.9 = 6.2 m 该处扭矩：T = 22.3 KN.m 梁截面宽度b=240mm,高度h=500mm,纵向钢筋合力点至截面近边缘距离as=35mm,计算跨度l0=6200mm,箍筋间距s=100mm,混凝土强度等级C25,箍筋设计强 度fyv=270MPa,纵向受扭钢筋设计强度fy=300MPa,非抗震设计,扭矩设计值 T=22.30kN·m,求所需钢筋面积。 查混凝土规范表4.1.4可知 fc=11.9MPa ft=1.27MPa 由混凝土规范6.3.1条可得混凝土强度影响系数 βc=1.0 截面面积 A=bh =240×500 =120000mm2 截面受扭塑性抵抗矩 Wt=Wtw =b2(3h-b)/6 =2402×(3×500-240)/6 =12096000mm3 截面有效高度 h0=h-as=500-35=465mm 截面腹板高度 hw=h0=465mm 由混凝土规范6.3.1条可知截面允许的最大剪应力 τmax=0.25βcfc=0.25×1.0×11.9=2.99MPa 扭矩产生的剪应力 τT=T/0.8/Wt =22300000/0.8/12096000 =2.30MPa 剪应力τT<τmax,截面尺寸满足条件。 由混凝土规范6.4.4可知混凝土抗扭承载力 Tc=0.35ftWtw =0.35×1.27×12096000 =5380664.50N·mm 取箍筋内表面范围内截面核心部分尺寸 bcor=b-50=190mm hcor=h-2(as-10)=450mm 根据混凝土规范可知单肢抗扭箍筋面积(取ζ=1) Ast1=(T-Tc)s/1.2/fyv/bcor/hcor =(22300000-5380664.50)×100/1.2/270/190/450 =61.08mm2 取抗扭箍筋为两肢箍，则同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 Asvt=2Ast1=122.15mm2 同一截面内全部受扭纵向钢筋面积 Astl=2(bcor+hcor)fyvAst1/s/fy =2×(190+450)×270×61.08/100/300 =703.60mm2 取箍筋最小配筋率 ρsvmin=0.0013 同一截面最小箍筋面积 Asvmin=ρsvminbs =0.0013×240×100 =31.63mm2 <Asvt 同一截面最小受扭纵向钢筋最小配筋率 ρstlmin=0.0036 同一截面最小受扭纵向钢筋面积 Astlmin=ρstlminbh=0.0036×240×500 =431.37mm2 <Astl 取箍筋、受扭纵筋面积 Asvt=122.15mm2 Astl=703.60mm2 实配箍筋：157 mm2 >122.15 mm2 满足要求。 实配受扭纵筋：923.6 mm2 > 703.60 mm2 满足要求。展开阅读全文
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