组合梁压型钢板

1、组合梁_压型钢板简支组合梁验算计算书一 . 基本资料类型：简支组合梁长度： 6.6m 楼板类型：压型钢组合楼板楼板编号：SP1 压型钢型号： YX130-275-550 压型钢板布置方向：垂直于组合梁钢梁截面：500*200*12*16 设计依据：钢结构设计规范(GB 50017-2001) 混凝土结构设计规范(GB 50010-2002) 高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ 99-98)二 . 计算参数钢梁截面参数：截面高度：h=500 mm截面宽度：b=200 mm腹板厚度：tw=12 mm翼缘厚度：tf=16 mm 截面形心到上翼缘距离：yt=250 mm钢梁面积：A=12019 mm2

2、截面惯性矩：1=477449376 mm4 截面抵抗矩： W=1909797.5 mm3 截面面积矩：S=1102936 mm3 钢 梁材料参数：材料类型：Q235B钢材弹性模量：E=206000N/mm钢材屈服强度标准值：fy=235N/mm2 强度换算系数：CF=(fy/235)0.5=1 截面翼缘厚度：tf=16mm混凝土轴心抗压强度：fc=14.3N/mm2截面钢与混凝土弹性模量比值：a E=6.867楼板纵筋等级：HRB 335楼板纵筋抗拉强度设计值：fsy=335 N/mm2楼板顶面配筋：u 10150楼板底面配筋：u 10150栓钉参数: 栓钉材料：Q235 栓钉极限抗拉强度：f

3、u=375 N/mm2 栓钉直径：d=19 mm 栓钉高度：hd=120 mm栓钉列数：ns=2栓钉纵向间距：p=400 mm荷载参数：均布恒载标准值：gk=5 kN/m恒载承载力组合系数：y g=1.2恒载变形组合系数：丫 dg=1均布活载标准值：qk=2 kN/m活载承载力组合系数：丫 q=1.4活载变形组合系数：丫 dq=0.6均布施工荷载 标准值：ck=3 kN/m施工荷载承载力组合系数：y c=1.4施工荷载变形组合系数：丫 dc=1变形限值参数：使用挠度限值：cos=l/400 施工挠度限值：coc=l/250总挠度限值：co g=l/250三 . 强度验算控制工况：1.2 恒+1

4、.4 活 均布线荷载：F=Yg*gk+ y q*gk=1 .2 X 5+1.4 X 2=8.8kN/m 跨中弯矩：M=Fl/8=8.8 X6.6/8=47.916kN m 梁端剪力：V=Fl/2=8.8 X 6.6/2=29.04kN 221 、正应力强度验算：钢梁全截面抗拉承载力：A*f=120.16 X215/10=2583.44kN混凝土翼板全截面抗压承载力：bce*hc*fc=2000 x 50X 14.3/1000=1430kN A*f>bce*hc*fc ,塑性中和轴位于钢梁截面内钢梁受压区面积：Ac=0.5*(A-bce*hc*fc/f)=0.5 x (12019 -143

5、0000/215)=2682.419mm钢梁翼缘面积：Af=b*tf=200*16=3200mm2Achf=Ac/b=2682.419/200=13.412mm 钢梁受压区合力中心到梁顶面距离：yc=0.5*hf=0.5 x 1.341=6.706mm钢梁受拉区合力中心到梁底面距离：ys=(A*h/2-Ac*(h-yc)/(A- Ac) =(12019 X 500/2 -2682.419X(500 -6.706/2)/(12019-2682.419) =180.079mm钢梁受拉区合力中心到受压区合力中心距离：y1=h-ys-yc=500-180.079-6.706=313.215mm 钢梁受

6、拉区合力中心到混凝土受压区合力中心距离：y=h-ys+hc/2+hp=500-180.079+50/2+130=474.921mm 抗弯承载力比值 E计算： E =M/(bce*hc*fc*y+Ac*f*y1) =47.916/(1430 X 474.921+2682.419 X 21.5 X 313.215)=0.05573 E2 、剪应力强度验算：钢梁腹板高度：hw=h-2*tf=500- 2X16=468 mm抗剪承载力比值七 计算：E =V/(hw*tw*fv)=29.04 X 10/(468 X 1.2 X 125)=0.04137四 . 局稳验算组合梁塑性中和轴位于钢梁截面内，钢梁

7、上翼缘受压截面自由外伸宽度：b0=94 mm截面腹板净高：h0=468 mm截面自由外伸宽厚比限值：b0/t=9*CF=9 X1=9上翼缘宽厚比： b0/tf=94/16=5.875腹板高厚比：h0/tw=46.8/12=39五 . 变形验算1 、计算参数：组合梁截面高度：H=h+hc+hp=500+50+130=680 mm 混凝土翼板截面参数： Acf=bce*hc=2000 X 50=100000 mm 3 Icf=bce*hc/12=2000 x 503/12=20833332 mm4钢梁截 面形心到混凝土翼板截面形心距离：dc=(H+hp)/2=(680+130)/2=405mm抗剪

8、连接件刚度系数：2k=Nvs=79853.5 N/mm2 、准永久组合下，组合梁挠度计算：准永久组合均布线荷载：Fd= 丫 dg*gk+ 丫 dq*qk=1 X 5+0.6 x 2=6.2kN/m混凝土有效受压翼板的换算宽度：beq=bce/(2* a E)=2000/(2 x 6.867)=145.631 mm 组合梁截面形心到钢梁截面形心的距离：x1=Acf*dc/(2* a E*A+Acf)=100000X 405/(2 X 6.867X 12019+100000) =152.819 mm 组合梁截面等效惯性矩： Ieq=Icf/(2* a E)+beq*hc*(dc- x1)2+I+A

9、*x12 =20833332/2/6.867+145.631 X 50X(405 - 152.819) +20833332+12019 X 152.8192 42 =1222656000 mm 考虑滑移效应的刚度折减系 数 计算：I0=I+Icf/2/a E=477449375+20833332.526.867=478966367.188 mm4A0=Acf*A/(2* a EA+Acf)=100000X 12019/(2 X 6.867 X 12019+100000)=4534.002 mm2 A1=(I 0+A0*dc2)/A0=(478966367.188+4534.002 X 4052

10、)/4534.002=269663.77 mm2 j=0.81*(ns*k*A1)/(E*I0*p)0.5 0.5 =0.81 X (2 X 79853.5 X 269663.781)/(206000 X 478966368X 400) =0.008461 mm 22-1 y =( 36*E*dc*p*A0)/(ns*k*h*l) =(36 X 206000X 405X 400X 4534.002)/(2 X 79853.5 X 680X 6.6 X 1.0e6)=1.151 有刚度折减系数=r *0.4- 3/(j*l)2 =1.151 X0.4 - 3/(0.008461 X 6.6 X

11、1000)2=0.3498 组合梁考虑滑移效应的折减刚度： B=EIeq/(1+ 尸206000 X 1222656000/(1+0.3498)=1865934592 mm 准永久组合下梁的最大 挠度：3 d=5*Fd*l/384/B=5X 6.2 X6.64 x 1.0e9/384/1.1*9e+013 44 =0.08209 mm3 、标准组合下，组合梁挠度计算：标准组合均布线荷载：Fs=gk+qk=5+2=7kN/m 混凝土有效受压翼板的换算宽度：beq=bce/ a E=2000/6.867=291.262 mm 组合梁截面形心到钢梁截面形心的距离： x1=Acf*dc/( a E*A

12、+Acf) =100000 X 405/(6.867 X 12019+100000) =221.906 mm 组合梁截 面等效惯性矩：Ieq=Icf/ a E+beq*hc*(dc-x1)2+I+A*x12=20833332/6.867+291.262X50X(405 -221.906)2 2 +20833332+12019 X 221.906=1560383616 mm4考虑滑移效应的刚度折减系数计算：I0=I+Icf/ a E=477449375+20833332.52/6.867=480483359.375 mm4 A0=Acf*A/( a EA+Acf)=100000X 12019/(

13、6.867 X 12019+100000)=6583.754 mm2 A1=(I0+A0*dc)/A0=(480483359.375+6583.754 X 405)/6583.754=237005.151 mmj=0.81*(ns*k*A1)/(E*I0*p)0.5=0.81 X (2 X 79853.5 X 237005.156)/(206000 X 480483360X 400)0.5 =0.00792 mm -1 2222 y =( 36*E*dc*p*A0)/(ns*k*h*l)=(36 X 206000X 405X 400X 658.375)/(2 X 79853.5 X 680X

14、6.62 X 1.0e6) =1.672 有刚度 折减系数=r *0.4- 3/(j*l)2 =1.672 X0.4 -3/(0.00792 X6.6 X 1000)2=0.4852 组合梁考虑滑移效应的折减刚度：B=EIeq/(1+ )=206000 x 1560383616/(1+0.3498)=2.164e+009 mm 标准组合下梁的最大挠 度：3 s=5*Fs*l/384/B444 =5 X 7X 6.6/384/2.164e+009=0.7991 mm4 、使用阶段变形验算：使用阶段组合梁的允许挠度：3 s=l/400=16.5 mm使用阶段梁的最大挠度：3=max(cod, w

15、s)=0.8209 mm6 . 总变形验算取总变形为使用阶段活载变形和施工阶段变形之和：标准组合活载变形：co qs=qk/Fs* 3 s=2/8.8 x 0.07991=0.2283 mm 准永久组合活载变形：3qd= 丫 qd*qk/Fd* 3d=1.4 X 2/8.8 x 0.08209=0.1589 mm 使用阶段活载变形：w qmax(w qs, w qd)=0.2283 mm 施工阶段变形：3 c=2.01 mm 总变形：3 g=3 c+w q=2.01mm 3 =3 c+co q=2.238 mm 总挠度允许值：w g=l/250=26.4 mm7 . 栓钉承载力验算压型钢楼板垂

16、直于组合梁布置，计算栓钉承载力折减系数：压型钢板肋上部宽度：b1=235 mm 压型钢板肋下部宽度：b2=50 mm 压型钢板上部宽度大于下部宽度，取混凝土凸肋平均宽度：bw=(b1+b2)/2=(235+50)/2=142.5 mm 栓钉列数： ns栓钉设计间距：p=400mm8 . 界面受剪承载力验算1 、包络栓钉的纵向界面受剪承载力验算单位长度内纵向界面剪力：V=Nvs*ns/p=79.854 X 2/400 X 1000/=399.268 kN 纵向界面周长： u=2*hd+b=2x 120+200=440 mm单位长度内横向钢筋面积：As,tr=2* Ttdn2*1000/sn=2

17、X 3.142 X 102/4 X 1000/1500=1047.198 mm2 界面抗剪承载力计 算：Vs1=0.9* 己 *u+0.7*As,tr*fy/1000 =0.9 X 1 X 440+0.7 X 1047.198 X 345 =648.898 kN Vs2=0.25 *u*fc=0.25 X440X 14.3=1573 kN Vs=min(Vs1,Vs2)=648.898 kN抗剪承载力：Vs>=V,满足2 、混凝土翼板纵向界面受剪承载力验算假设两侧翼板计算宽度相等，则翼板单侧计算宽度：b1=(be-b)/2=(2000-20)/2=990 mm单位长度内纵向界面剪力：V=

18、Nvs*ns/p*b1/bce=79.854 X 2/400 X 1000X 990/2000=197.637 kN 纵向界面周长： u=hc=50 mm 单位长度内横向钢筋面积：As,tr=n dn2*1000/sn+ ndu2*1000/su=3.142 X 102/4 X 1000/1500+3.142 X 102/4 X 1000/1500 2 =1047.198 mm 界面抗剪承载力 计算：Vs1=0.9* 己 *u+0.7*As,tr*fy/1000 =0.9 X 1 X 50+0.7 X 1047.198 X 345 =297 .898 kN Vs2=0.25*u*fc=0.25 X 50X 14.3=178.75 kN Vs=min(Vs1,Vs2)=178.75 kN抗剪承载力：Vs九 . 施工阶段验算1 、局部稳定验算：截面自由外伸宽度：b0=94 mm截面腹板净高：h0=468 mm截面自由外伸宽厚比限值：b0/t=15*CF=15 X 1=15 上翼缘宽厚比：b0/tf=94/16=5.875腹板高厚比：h0/tw=46.8/12=39b0/t=5.875截面最大正应力：6 =M/( y *Wn)=5