桁架模板计算书.xls

2.3 连续3跨 2.3.1 设计数据 1 基本数据 混凝土强度 C30 施工阶段结构重要性系数 01 0.9 使用阶段结构重要性系数 02 1.1 永久荷载分项系数 G 1.2 可变荷载分项系数 Q 1.4 次梁间距l12250 mm l22250 mm l32250 mm 楼板厚度 h100 mm 假设支承梁上翼缘宽度b1均为200 mm 模板在梁上的支承长度 a100 mm 单榀桁架计算宽度 b188 mm 钢筋桁架节点间距 ls200 mm 混凝土抗压强度设计值 fc14.3 混凝土抗拉强度设计值 ft1.43 混凝土抗拉强度标准值 ftk2.01 混凝土弹性模量 Ec30000 构件受力特征系数2.1 受拉区纵向钢筋的相对粘结特性系数 vi1 mm 相对受压区高度0.373 2mkN2mkN2mkN2mkN82022lgMG kmkNmkNmkNmkNmkN2mmN2mmN0m i nbhfftehbbbhA)(5.0sktetkf65.01.1cr8202lpb1000/25hsycAfbxf)2(02xhb xfMcbfMhhxc22002ycsfb xfAycbffma x%4 5ytff0m axbhtesGkQkskAh MM0228 7.0)08.09.1(m a xt ee qsskc rdcEmi nm i nm axsktetkf65.01.1sGkQkskAh MM0228 7.02422DAs0m ax0m i nbhAbhst epst eAAAtecr%4 5ytfft epst eAAAiiiiie qdvndnd 2 2mmN2mmN2mmN2mmN2mkN2mkN2mkN2mkNmkNsA2 2 mm N 2 mm N b 2 mm N 2 mm N cr cr 钢筋抗压强度设计值 fy340 钢筋抗拉强度设计值 fy340 钢筋强度标准值 fyk480 钢筋弹性模量 Es190000 连接钢筋抗拉强度设计值 fy340 混凝土上保护层厚度 c15 mm 混凝土下保护层厚度 c15 mm 桁架高度 ht=70 mm 2 荷载 施工阶段： 模板自重+湿混凝土重量2.5 施工荷载1.5 使用阶段： 楼板2.5 附加恒载1 楼面活荷载10 2.3.2 使用阶段计算 一、荷载计算 楼板净跨l1n=l1-b12050 mm l2n=l2-b12050 mm l3n=l3-b12050 mm 计算跨度l10=l1n+a/2+b1/22200 mm 2 m kN 2 m kN 2 m kN b 2 mm N 2 mm N 2 m kN 2 m kN 2 mm N 2 mm N 2 mm N l20=l2n+b12250 mm l30=l3n+a/2+b1/22200 mm 楼板自重g1=0.470 施工荷载p1=0.282 除楼板自重外的永久荷载 g2=0.188 楼面活荷载 p2=1.880 1 施工阶段荷载计算 (2) 三等跨连续板 图3 施工阶段计算跨度 l3左l3n+a/2+b1/22200 mm l3中l302050 mm l3右l3左2200 mm (l3中l3左)/l3中100%-0.07310% 可按三等跨连续板计算内力。 查建筑结构静力计算手册得： 恒载下： CD段跨中弯矩 M1GK3=0.080 g1l3左2=0.182 DE段跨中弯矩 M1GK4=0.025 g1l3中2=0.049 EF段跨中弯矩 M1GK5=0.080 g1l3中2=0.182 D处支座弯矩 M1GKD=0.100 g1l3中2=-0.198 m kN m kN m kN m kN mkN mkN mkN mkN D处支座左端剪力 V1GKD左=0.600 g1l3左=-0.620kN 活载下： 考虑荷载最不利组合 CD段跨中弯矩 M1QK3=0.101 p1l3左2=0.138 DE段跨中弯矩 M1QK4=0.075 p1l3中2=0.089 EF段跨中弯矩 M1QK5=0.101 p1l3中2=0.138 D处支座弯矩 M1QKD=0.117 p1l3中2=-0.139 D处支座左端剪力 V1QKD左=0.617 p1l3左-0.383kN 施工阶段最大弯矩 跨中： CD跨 M1k3=M1Gk3+M1Qk30.320 M13= 01(GM1Gk3+QM1Qk3)= 0.370 支座： D支座 M1kD=M1GkD+M1QkD-0.336 M1D= 01(GM1GkD+QM1QkD)= -0.388 施工阶段最大剪力 V1D左= 01(GV1GKD左+QV1QKD左)= -1.152kN 2 使用阶段荷载计算 查建筑结构静力计算手册得： 恒载下： CD段跨中弯矩 M2GK3=0.080 g2l302=0.073 DE段跨中弯矩 M2GK4=0.025 g2l302=0.020 EF段跨中弯矩 M2GK5=0.080 g2l402=0.073 D处支座弯矩 M2GKD=0.100 g2l302=-0.091 活载下： 考虑荷载最不利组合 CD段跨中弯矩 M2QK3=0.101 p2l302=0.919 mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN mkN DE段跨中弯矩 M2QK4=0.075 p2l302=0.593 EF段跨中弯矩 M2QK5=0.101 p2l402=0.919 D处支座弯矩 M2QKD=0.117 p2l302=-1.065 表1 板跨中弯矩计算 CD跨DE跨EF跨 施工恒载0.1820.0490.182 使用恒载0.0730.0200.073 使用活载0.9190.5930.919 1.1740.6621.174 表2 板支座弯矩计算 DE 施工恒载-0.198-0.198 使用恒载-0.091-0.091 使用活载-1.065-1.065 -1.353-1.353 使用阶段最大弯矩 (1) 三等跨连续板 跨中： CD跨 M2k3=M2Gk3+M2Qk30.992 Mk3=M1Gk3+M2Gk3+M2Qk31.174 M3= 02G(M1Gk3+M2Gk3)+QM2Qk3= 1.752 支座： D支座 M2kD=M2GkD+M2QkD-1.156 MkD=M1GkD+M2GkD+M2QkD-1.353 MD= 02G(M1GkD+M2GkD)+QM2QkD= -2.020 mkN mkN mkN mkN mkN )(mkN )(mkN mkN mkN mkN mkN 二、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。若满足，则设计结束；若不满足，则根据钢筋桁架模板选用表，选择具有较 大上弦钢筋的桁架型号继续验算，直到满足。如果所需上弦钢筋直径过大，选用表 中无此型号，则适当增加下弦钢筋直径，根据选用表中上弦钢筋直径从低到高的顺 序继续选择验算，直到满足。 1 三等跨连续板 h0=h-20=80.000mm 混凝土受压区高度8.607mm 受拉区钢筋截面面积68.058mm2 下弦钢筋直径 D26.582mm 根据钢筋桁架模板表，初选TD27 70 上弦钢筋直径 D18 mm 下弦钢筋直径 D28 mm 腹杆钢筋直径 Dc4 mm 上弦钢筋截面面积：As50.265mm2 下弦钢筋截面面积：As100.531mm2 sa s A2 y c s f bxf A bfMhhxc22002 syc Afbxf ) 2 ( 05 x hbxfM c bf M hhx c 5 2 00 2 腹杆钢筋截面面积：Asc12.566mm2 三、配筋率验算 最大配筋率0.016 最小配筋率取0.002与 中的较大值 0.002 最小配筋率0.000110.002 根据选用的模板确定 h0hcD2/281.000mm 30.456mm2 238.896mm2 100.531mm2 所以满足要求！ 四、支座负筋计算 1 D支座 h100 mm 19.000mm 19.000mm h0h81.000mm 0minbh %45 y t f f 0maxbh %45 y t f f y c b f f max 2 4 2 2 DAs 0max0min bhAbh s s a 2/ 1 Dcas 2/ 2 Dcas h0h81.000mm 图5 混凝土受压区高度9.880mm D支座所需负筋截面面积78.125mm2 D支座所需负筋直径 DB9.974mm 五、楼板下部钢筋应力控制验算 因桁架模型手算工作量太大，为了演示设计步骤，施工阶段内力按梁模型 计算，结果有一定误差。 1 三等跨连续板 DE跨： 楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉力 2935.226N 楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉应力 29.197Mpa 在弯矩 作用下楼板下部钢筋的拉应力 139.999Mpa s a y c B f bxf A B A4 syc Afbxf ) 2 ( 0 x hbxfM cB bf M hhx c B 22 00 bfMhhxcC2200bfMhhxcE2200 s k ks A N1 1 52k M 0 52 2 87. 0hA M s k ks skksAN1152 kMkskssk210 2228 7.0hAM s kks 02 11 tGkkhMN 0 51 1 t Gk k h M N 楼板下部钢筋的拉应力169.196Mpa 0.9fy,满足要求！ 六、最大裂缝宽度验算 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。 1 跨中最大裂缝宽度 表3 使用阶段各跨跨中弯矩 CD跨DE跨EF跨 使用恒载0.0730.0200.073 使用活载0.9190.5930.919 0.9920.6120.992 如表3所示，面层吊顶重量及使用荷载作用下产生的跨中最大弯矩在EF跨 处，所以只需验算CD跨的跨中最大裂缝宽度。 构件受力特征系数2.1 有效受拉混凝土截面面积9400.000mm2 纵向受拉钢筋的配筋率0.011 最大裂缝宽度计算中，当 小于0.01时，取0.01 0.011 纵向受拉钢筋应力或等效应力 139.999Mpa ffte hbbbhA)(5 . 0 te te ps te A AA te cr )(mkN s k sk Ah M 0 2 87. 0 0 52 2 87. 0hA M s k ks kskssk21 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 0.227-0.027 -0.773 根据混凝土规范，当 1时，取1 0.227 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 c15 mm 当c20时，取c=20 c20.000mm 受拉区纵向钢筋的相对粘结特性系数 vi=1 mm 受拉纵向钢筋等效直径8.000mm 最大裂缝宽度 0.034mm 又 根据裂缝控制等级查出最大裂缝宽度限值 0.3 mm 裂缝宽度小于限值，满足要求! 2 支座最大裂缝宽度 表4 使用阶段各支座处弯矩 DE 使用恒载-0.091-0.091 使用活载-1.065-1.065 -1.156-1.156 skte tk f 65. 01 . 1 minmax iii ii eq dvn dn d 2 min )(mkN )08. 09 . 1 ( max te eq s sk cr d c E s k sk Ah M 0 2 87. 0 如表4所示，面层吊顶重量及使用荷载作用下产生的支座最大弯矩在D支座 处，所以只需验算D支座最大裂缝宽度。验算时负筋面积及负筋直径，取支座负筋 计算中所得的值。 (1) D支座 B支座处纵向受拉钢筋的配筋率0.005 最大裂缝宽度计算中，当 小于0.01时，取0.01 0.010 纵向受拉钢筋应力或等效应力 330.315Mpa 10.000 此处 h0h2080.000mm 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 0.704-0.504 -0.296 根据混凝土规范，当 1时，取1 0.704 受拉纵向钢筋等效直径8.000mm 最大裂缝宽度 0.262mm 又 根据裂缝控制等级查出最大裂缝宽度限值 0.3 mm 裂缝宽度小于限值，满足要求! skte tk f 65. 01 . 1 te te minmax min te B te A A iii ii eq dvn dn d 2 )08. 09 . 1 ( max te eq s sk cr d c E C k CskAhM2087.0 B kB sk Ah M 2 0 87. 0 七、挠度验算 楼板挠度只需验算楼板自重、面层吊顶重量以及使用荷载作用下产生的跨 中弯矩最大处。如表1所示，最大跨中弯矩在CD跨，所以只需验算CD跨的挠度。 纵向受拉钢筋的配筋率0.011 纵向受拉钢筋应力或等效应力 139.999 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 0.227-0.027 -0.773 根据混凝土规范，当 1时，取1 0.227 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比6.333mm 纵向受拉钢筋配筋率0.007 楼板的短期刚度 1.759E+11 N mm4 又 Mk=Mk3=1.174 Mq=(M1Gk3+M2Gk5)+0.4M2Qk5=0.622 考虑荷载长期作用下挠度增大系数，按规范取 1.800 受弯构件的刚度1.235E+11 N mm4 1 楼面活荷载作用下楼板的挠度 mkN mkN 2 0 5 . 31 6 2 . 015. 1 f E ss s hAE B s kq k B MM M B ) 1( te ps te A AA skte tk f 65. 01 . 1 E 0 bhAs C k CskAhM2087.0 s k sk Ah M 0 2 87. 0 3.751mm 挠度限值6.286mm 挠度小于限值，满足要求！ 2 楼板总挠度4.791mm 挠度限值8.800mm 挠度小于限值，满足要求！ 2.3.3 施工阶段验算 因桁架模型手算工作量太大，为了演示设计步骤，施工阶段内力按梁模型 计算，结果有一定误差。 一、三等跨板施工阶段验算 1 截面特性 250 20 l 350 30 l B lM Qk 48 5 2 3052 2 B lMk 48 5 2 305 图6 如图6所示，钢筋桁架模板型号：TD27 70 上弦钢筋直径 D18 mm 下弦钢筋直径 D28 mm 腹杆钢筋直径 Dc4 mm 上下弦钢筋轴心距 ht0ht-D1/2-D2/262.000mm 上弦钢筋截面面积：As50.265mm2 下弦钢筋截面面积：As100.531mm2 腹杆钢筋截面面积：Asc12.566mm2 如图6所示， xhht0cD2/281.000mm2 Y039.667mm2 xcxh-Y041.333mm2 xtht0-xc20.667mm2 截面有效惯性矩 I01.294E+05 mm4 2 上下弦强度验算 包括跨中弦杆及支座弦杆两部分验算。 (1) 跨中上下弦杆强度验算 CD跨： 2 4 2 2 4 1 3264 tscs xA D xA D 2 ) 2 ( ss hss AA xA D cA 0 13 t h M N 212)27 5()(DchADt22)2(slAFAGADchDhADAOAHAB t t22AGAFABACACAHarc s in 弦杆轴力5971.570N 上弦钢筋受压应力118.801Mpa 0.9fy,满足要求! 下弦钢筋受拉应力59.400Mpa 0.9fy,满足要求! (2) 支座上下弦杆强度验算 D支座： 弦杆轴力6258.501N 上弦钢筋受拉应力124.509Mpa 0.9fy,满足要求! 下弦钢筋受压应力62.254Mpa 0.9fy,满足要求! 3 受压弦杆及腹杆稳定性验算 受压弦杆稳定性包括跨中上弦杆及支座下弦杆两部分验算。 (1) CD跨跨中上弦杆 受压上弦杆节点间距 ls200 mm 上弦杆计算长度180.000mm 惯性矩201.062 回转半径2.000mm s c A N s t A N 64 4 1 D II yx 4 1 D A I ii s x yx soyox lll9 . 0 s t A N s c A N 0 13 t h M N 0 1 t D h M N 长细比90.000 150，满足要求！ n 1.439914 0.149926 由 查得a类截面轴心受压构件稳定系数0.413 0.412837 上弦杆稳定验算287.766Mpa fy，稳定性满足要求！ (2) D支座下弦杆 回转半径2.000mm 长细比90.000 150，满足要求！ n 1.439914 0.149926 由 查得a类截面轴心受压构件稳定系数0.413 0.412837 上弦杆稳定验算150.797Mpa fy，稳定性满足要求！ (3) 腹杆