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雨篷/挑檐板配筋、裂缝及挠度计算书更新【2020-1-8版】

发布于:2013-02-26 23:49:26 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]



悬挑板配筋、裂缝及挠度计算原理


适用于雨蓬、挑檐板,相关Excel已制作完成。


按以下步骤设计



  • 确定计算方法


因为板的配筋面积研究的是1米板宽


线荷载均为1米板宽的数值(b=1000mm


挑檐、雨篷构件同悬挑板的计算方法



  • 确定荷载分类、统计数据



  1. 均布恒荷载标准值gk (kN/m)


板自重+板底板侧的抹灰、粉刷+找平、找坡(面层)+其他材料(轻质材料如SBS防水、附加层、掺入的防水剂等可取0.1


材料容重参考:混凝土(kN/m325


纸筋石灰抹底(抹灰)(kN/m16


水泥砂浆找平、找坡(面层)(kN/m320


C15细石混凝土(面层)(kN/m323


水泥砂浆粉刷墙面单位自重(kN/m20.36=20×0.009(厚)×2



  1. 均布活荷载标准值qk (kN/m)


取不上人屋面活荷标准值0.7与雪荷载标准值的最大值


有翻边的(会产生积水)取积水荷载与以上值的最大值


归纳一句话即取活荷载、雪荷载、积水荷载较大值


注:不上人屋面活荷0.5+0.2(《楼梯阳台雨篷设计》第222页;《荷规》4.3.1:1允许部分构件加0.2


积水荷载为1米板宽底板受到的积水线荷载


雪荷载标准值=基本值0.45×μr


积雪分布系数μr取值见《荷规》表6.2.1项次1



  1. 集中恒荷载标准值Fgk (kN/m)


翻边+翻板自重(挑檐的翻边之上还有翻板)



  1. 施工检修集中荷载F (kN)


雨篷、挑檐取F=1kN



  • 采取最不利的荷载组合


永久荷载控制的组合:P=1.35gk+1.4×0.7×qk


可变荷载控制的组合:P=1.2gk+1.4qk


以上组合分别定义了不同的荷载分项系数γgγq及组合值系数0.7


没有集中恒荷载Fgk对弯矩的影响时只要取上述最大值


如有集中恒荷载Fgk,取两种组合下产生的最大弯矩的组合



  • 进行弯矩计算


计算原则:


集中荷载F不与活荷载q同时考虑(算弯矩时不组合,并不是不考虑)



注:有集中恒荷载时M要计算两种荷载组合下M1M2的值,取产生最大弯矩的荷载组合,荷载分项系数取相应组合下的。(这部分程序自动算)



  • 正截面受弯配筋


计算钢筋面积AS=M/γSfyh0 (mm2)




内力臂系数γS=(1+(1-2αS)1/2)/2


见《混凝土设计原理》P63




截面抵抗矩系数αS=M/α1fcbh02


钢筋混凝土截面的弹塑性抵抗矩系数,见《混凝土设计原理》P63




等效矩形应力图计算系数α1


程序自动取用附录部分数据


《混凝土设计原理》表4-1




有效厚度h0=h-as (mm)




受拉钢筋重心至受拉混凝土边缘距离as


单排筋取c+d/2,双排筋取到内排钢筋的中心,d为钢筋直径(这里d10




板保护层厚度c(mm)


《砼规》8.2.1


雨篷板属二类环境


强度≤C25时应+5mm


程序自动,无需修改




受拉钢筋强度设计值fy (N/mm2)


受力筋的采用详《砼规》4.2.1




钢筋实际配筋面积AS (mm2)


AS=pi·d/22·b/s


Pi:圆周率 d:钢筋直径 s钢筋间距



  • 验算ρminρmax


提供ρ=AS/bh0 对比实心板经济配筋0.4%~0.8%


取有效截面计算,供参考调整,验算时仅用与最大配筋率作对比,与最小


配筋率的对比应取全截面




ρmin取自《砼规》表8.5.1


程序计算0.245ft/fy较大值




ρmax=ξb·α1fc/fy


以下是参与系数




计算界限相对受压区高度ξb=


详《砼规》式6.2.7-1


详《混凝土设计原理》P60


ξb=xb/h0


用有效截面的原因在这


详《混凝土原理》P60


由此可算界限受压区高度xb


此外提供实际受压区高度x=fyAs1fcb




等效矩形应力图计算系数β1


程序自动取用附录部分数据


《混凝土设计原理》表4-1




Es -----钢筋弹性模量


《砼规》表4.2.5




正截面混凝土极限压应变εcu


《砼规》式6.2.1-5


程序自动计算


按非均匀受压考虑


fcu,k C2525这个强度值,详《砼规》4.1.1及《原理》




以上ρmax计算完毕!



  • 裂缝验算


按《砼规》第7


采用三级裂缝控制计算(三级计算可仅采用准永久组合7.1.1-3


考虑长期作用影响




最大裂缝宽度限值ωlim (mm)


雨篷板裂缝允许0.2mm,详《砼规》条款3.4.4、表3.4.5及表3.5.2




最大裂缝宽度ωmax=αcrψσsk/ES(1.9c+0.08deq/ρte) (mm)


《砼规》式7.1.2-1


这里依然按荷载标准组合和荷载准永久组合两种计算,取不利情况




ψK=1.1-0.65ftk/ρteσsk


ψq=1.1-0.65ftk/ρteσsq


应变不均匀系数,实际取值(0.2≤ψ≤1.0) 详《砼规》式7.1.2-2




构件受力特征系数αcr


《砼规》表7.1.2-1




σsk=MK/0.87h0AS (N/mm2)


σsq=Mq/0.87h0AS (N/mm2)


《砼规》式7.1.4-3




受拉区纵筋等效直径deq=d/νi (mm)


deq=(∑ni*di2)/(∑ni*Vi*di)


详《砼规》P897.1.2-3




单位面积钢筋根数n==INT(b/s)


b=1000mms为钢筋间距




MK=(gK+qK)ln2/2+FgKln (kN·m)


按荷载标准值组合计算的雨篷板根部弯矩值




Mq=(gK+ψqqK)l2/2+FgKln (KN·m)


按荷载准永久组合计算的雨篷板根部弯矩值




ρte=AS/0.5bh


按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率


详《砼规》式7.1.2-4




纵向受拉钢筋表面特征系数νi


钢筋的相对粘结特性系数


《砼规》P917.1.2-2


工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002附录A


(有这方面信息,但是太老版本了)




以上裂缝验算完毕!



  • 挠度验算*(形心沿抵抗刚度方向的位移)


计算受弯构件挠度fmax=SMkl02/Bminmm


S为挠度系数,仅统计不同受力情况下分数部分


详《混凝土原理》P201


详《结构静力计算手册》


pLn^4/8EI+FLn^3/3EI


P取荷载基本组合gk+qk


EI取长期刚度最小值






挠度限值f0mm


《砼规》表3.4.3


悬臂板计算跨度按2倍取用




Bmin=min(Bk,Bq)kN·m2


由最小刚度原则代替均值弹性材料截面抗弯刚度EI


详《混凝土原理》P201




受弯构件的长期刚度 BkkN·m2


砼规(7.2.2-1)


受弯构件的长期刚度 BqkN·m2


砼规(7.2.2-2)




短期刚度 Bsk (kN·m2)


Bsk = Es*As*h02/[1.15*ψk+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5*γf)]  砼规(7.2.3-1)


短期刚度Bsq (kN·m2)


Bsq = Es*As*h02/[1.15*ψq+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5*γf)]  砼规(7.2.3-1)




考虑荷载长期作用对挠度的影响系数θ


《砼规》条款7.2.5


没有受压钢筋 AS=0 θ=2.0




受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 γ'f


矩形截面=0 《砼规》式7.1.4-7




钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 αE


混凝土弹性模量EC(N/mm2)


《砼规》表4.1.5




以上挠度验算完毕!











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答复评论区:


1)表格制作或程序封装时保守了一些,原本挠度计算中普通钢筋混凝土受弯构件应用准永久组合的,故意用成了标准组合(使结果不容易通过,需要的话大家自己改过来);


2)当然要计算抗倾覆的,请另外计算吧,如果梁抗倾覆实在算不过去的,就采取构造的措施(在图纸中画出即可),如有个解决办法是将此雨蓬梁的两端延长至与雨棚梁垂直的墙端处,沿与雨棚梁垂直的墙内再做一根或两根梁形成U字型结构;


3)挠度计算时 普通的钢筋混凝土受弯构件 用的准永久组合吧 表中貌似用的是标准组合?


答:当初为了保守一点,所以做表格的时候取了标准组合,可以自己改哦!


4)为什么2007版表格改板厚会出现一堆错误?跟2003版不一样吗?


答:表格有限制?虽说07和03代码确实有一些不同的地方,但并不是这个原因;修改时你们点数据-数据有效性或者数据验证和条件格式修改,不懂可以百度一下;白色框内的保护层厚默认25 和 as默认35,这两个可以根据表格说明改;其他的格子,懂代码的人可以自己改,否则白色框内的最好不要改(尤其是存放代码判别的格子)。


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本帖最后由 倚风阙 于 2020-1-8 15:58编辑


建议: 有经验的人可能不算挠度裂缝只计算配筋,把大于1米的悬挑板相对于计算值适当加强(计算配筋值×1.5~2.0) 最好还是用本计算书算下,参考下配筋具体应该配多少合理。


过去的问题解决: 本表在活载很小的情况下弯矩反而增大的原因已经找到。原先可变控制下取1.2分项系数,活载减小后,变为永久荷载控制的组合,系数变为1.35导致~ ※2013-04误将砼规规定的挠度判断值加大了一倍使得配筋过大(因对前辈们的计算配筋取2倍值心存担心),于2013-05-14恢复原来的理解:悬臂板计算跨度应按2倍取用(《砼规》P11表3.4.3附注1) 例:1.5米悬挑板端部挠度=两端有支承的3米板跨中挠度,3m<7m应取1/200×3米,如果考虑储水则不能有裂缝那么严格取括号内值1/250×3米,以此推类。


提示(小窍门): 1.表中需要的材料荷载完全可以自己添加,并且查看传至梁的恒载,数据统计一栏中把均布标准值Gk(qk)×计算跨度 Fg=传至梁的恒载(活载)及扭矩值(M=max(M1、M2),计算跨度上只少了半个支座宽(梁宽)几乎可以忽略),注意设计值与标准值的区别,PKPM中输入的为荷载标准值。 2.关于框梁、过梁计算:在PKPM模拟建梁然后将板荷载、墙荷载、弯矩等数值附上去计算梁部分,satwe中点击立面查看可以导出构件验算图形作为计算书。梁的计算书有点复杂,既然PKPM能算目前就不做了。


注意:


一、表还有一些小瑕疵,比如as统计时默认钢筋取了10径和挠度裂缝计算用了标准值。as根据单排筋双排筋以及使用钢筋粗细情况取值,计算挠度时钢筋混凝土受弯构件应采用荷载准永久组合详《砼规》3.4.3,自己修改吧(表格有限制?修改时你们点数据有效性和条件格式,百度一下~)。


二、此计算表配筋、裂缝、挠度计算针对一端有支撑梁的混凝土悬挑板,未考虑板宽超过梁跨度的情况。


三、2020新版相对13年旧版,更新说明如下:


1.《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018【变保守】


1)恒荷载分项系数由1.2调整到1.3!
2)活荷载分项系数由1.4调整到1.5!
3)新规范于2019年4月1日起执行!


2.新版本受拉钢筋重心至受拉混凝土边缘距离as由30提升至35【变保守】


(此值对配筋计算影响很大,越大越不易算过)


1)单排筋取c d/2,双排筋取到内排钢筋的中心,d为钢筋直径;
2)单排筋默认as=30(即d=钢筋最大考虑直径20时)
3)不详细按所选钢筋计算时:
单排筋可取35(即d=钢筋最大考虑直径22~25时)
双排筋可取50(即d=钢筋最大考虑直径25/25时)


想更新没更新的:


1)关于钢筋间距自行修改,目前只能通过菜单-数据-数据有效性进行修改。


考虑振捣间距最小值必须≥70mm,默认不支持更低的值。


2)关于挠度应用准永久值代入计算,程序目前还是标准值过于保守。


四:下载说明:


1.当时应编辑要求,不再提供免费下载,至少放置1土木币,说用户留言就有1土木币就同意了,见谅~


2.申明:下方提供下载,仅学习交流之用,欢迎指正错误~


2013-05-14对挠度重大修改: 关于悬臂板计算跨度按2倍取用(《砼规》P11表3.4.3附注1) 例:1.5米悬挑板端部挠度=两端有支承的3米板跨中挠度,3m<7m,应取1/200,挠度限值为1/200×3m,如果考虑储水则不能有裂缝那么严格取括号内值1/250,以此推类。


2020-01-08对分项系数重大修改:根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018 ,分项系数提高至:恒1.3,活1.5(国外如澳规提高至1.7,分项系数可在附录红线自行修改)。





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全部回复(248 )

只看楼主 我来说两句
  • dutyong_li
    dutyong_li 沙发
    挠度计算时 普通的钢筋混凝土受弯构件 用的准永久组合吧 表中貌似用的是标准组合
    2013-10-30 15:48:30

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    赞同1
  • tm1217
    tm1217 板凳

    做的真不错,学习啦 ,感谢楼主

    2023-02-10 11:10:10

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    赞同0
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这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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