量,故楼板宜设计为单向板。当因具体工程情况需设计为双向板时,为了节约钢材,施工阶段应沿垂直于桁架方向设置临时支撑。
6.1.3 设计时,尽可能使钢筋桁架楼承板连续,这是因为连续板较简支板的挠度小,这样施工阶段楼承板变形小,有利建筑美观。但单块楼承板的长度不宜大于12m,以方面运输及施工。
6.1.4 当板跨较大时,为降低楼板钢筋用量,建议施工阶段设临时支撑。根据大量计算,当通过使用阶段计算后,对于施工阶段,只需在跨中设一道临时支撑,便可满足施工阶段受力要求。
6.1.5 设计人员自行编号的钢筋桁架楼承板,必须说明钢筋规格代号的具体内容。 6.1.6 对一个项目来说,为了方便制作,桁架型号不宜过多。
6.1.7 当垂直于钢筋桁架方向的上不=部附加钢筋置于桁架上弦的顶面时,为保证混凝土保护层厚度,可将桁架的高度减小或在家楼板厚度,但在设计前必须与营销人员或业主沟通,得到业主的认可。如果不能进行有效沟通,设计时,必须将垂直于钢筋桁架方向的上部附加钢筋置于桁架上弦的下表面。
6.1.8 当垂直于钢筋桁架方向布置有分布钢筋时,宜将分布钢筋置于钢筋桁架下弦的上表面。
6.1.9 当楼板浇注完成后需要将底模撕除时,底模宜采用0.4mm厚冷轧钢板;垂直于钢筋桁架方向的受力筋或分布筋不得置于桁架上弦顶面,必须布置于钢筋桁架下弦的上表面。
7 设计实例
7.1 工程概况
建筑用途:商店;
次梁间距分别为2.0m、2.6m、2.8m、3.0m; 楼板厚度100mm;
楼面铺地面砖,设吊顶; 混凝土强度为C20;
楼面梁布置见施工示意图。 施工过程不舍临时支撑。 7.2 钢筋桁架模板长度确定
根据结构平面布置图,拟采用三种板长:2.0m、5.6m、8.4m。 其中 2.0m板按简支板设计; 5.6m板按连续板设计; 8.4m板按连续板设计。 7.3 钢筋桁架模板选用及附加钢筋计算 7.3.1 2.0m板设计 7.3.1.1设计数据 1 基本数据
混凝土强度C20 楼板厚度h=100 mm
施工阶段结构重要性系数γ01=0.9 左支撑梁上翼缘宽度b1左=200 mm 使用阶段结构重要性系数γ02=1 右支撑梁上翼缘宽度b1右=200 mm 永久荷载分项系数γG=1.2 模板在梁上的支撑长度a=50 mm 可变荷载分项系数γQ=1.4 单榀桁架计算宽度b=188 mm 次梁间距1=2000mm 钢筋桁架节点间距ls=200 mm
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混凝土抗压强度设计值fc=9.6 KN混凝土抗拉强度设计值ft=1.1 KNmm2 钢筋抗拉强度设计值fy=360 KN 钢筋强度标准值fyk=550 KN2m2
2m2混凝土抗拉强度标准值ftk=1.54 KN混凝土弹性模具Ec=25500 KNm 钢筋弹性模梁Es=190000 KNm2m2 混凝土上保护层厚度c?=15 mm
构件受力特征系数?cr=2.1 混凝土下保护层厚度C=15 mm 受拉区纵向受力钢筋的相对粘结性系数Vi=1 mm 桁架高度ht=70 mm
?=360KN相对受压区高度?b=0.373 钢筋抗压强度设计值fy2 荷载
施工阶段:模板自重+湿混凝土重量2.5 KN 使用阶段:楼板2.5 KN 吊顶0.3 KN2m2
m2 施工荷载1.5 KN
m2
mm 面层1 KNm22 楼面活荷载3.5 KNm2
7.3.1.2 使用阶段计算
1 荷载计算
楼板净跨 ln=l-(b1左+b1右)/2=1800 mm 楼板计算跨度 l0=ln+a=1850 mm
除楼板自重外的永久荷载g2=(1+0.3)×b=0.244 KN 使用荷载P2=3.5×b=0.658 KN除楼板自重外的永久荷载产生的弯矩
m
m
g2l02 M2GK==0.105 KN·m
8p2l02使用荷载产生的弯矩 M2QK==0.282 KN·m
8 M2K=M2GK+M2QK= 0.386 KN·m
MK=M1GK+M2GK+M2QK= 0.587 KN·m
M=γ02[γg(M1gk+M2gk)+γQM2QK]= 0.761 KN·m 2 截面设计
施工阶段简支且使用阶段也简支时,桁架上弦钢筋只在施工阶段起作用,故使用阶段截面设计时,应按单筋截面计算下弦受拉钢筋
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fcbx?fyAs
??? M=fcbx??h0-2?
?? 如图1所示h0=h-20=80 mm
? 混凝土受压区高度 x=h0-h0-fd=5.456 mm c 受拉区钢筋截面面积As?22M's 图1根据钢筋桁架模板表,初选 TD1-70 下弦钢筋直径D2=6mm 上弦钢筋直径 D1=8mm 腹杆钢筋直径Dc=4mm 3 配筋率验算
最大配筋率 ?max??bfcbx?27.351mm2 fy2As?4.173mm
∴ 钢筋直径D2??fc?0.010 fyft%中的较大值 fy 最小配筋率取
0.002与 45
? 45ft%?0.00138 fy
? 最小配筋率=0.002
根据选用的模板确定h0=h-c-D2/2= 82.000 mm
2
ρminbh0=30.832 mm
ρmaxbh0=153.338
AS=
?4D2×2=56.549
2
∴ ρminbh0
4 楼板下部钢筋应力控制验算
施工阶段不舍临时支持时,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。
楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉力
MlGK Nlk==3351.198N
ht0
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楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉应力
?s1k=
Nlk=59.262N As在弯矩M2k作用下楼板下部钢筋的拉应力
M2k ?s2k==98.089 N
0.87Ash0楼板下部钢筋的拉应力 ?sk??slk??s2k?157.351N 〈0.9fy,满足要求〉 5 最大裂缝宽度
构件特征系数 ?cr=2.1
有效受拉混凝土截面面积
Ate=0.5bh+(bf-b)hf=9400.000 mm2
纵向受拉钢筋的配筋率
?te=
As?ApAte=0.006
∵ 在最大裂缝宽度计算中,当ρte小于0.01时,取0.01 ∴ ρte=0.010
M2k 纵向受拉钢筋应力或等效应力?sk=
0.87h0As 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 Ψ=1.1-0.65
=98.089 Mpa
ftk?te?sk=0.079 0.121-0.921
∵ 根据混凝土规范,当Ψ<0.2时,取0.2;当Ψ>1时,取1 ∴ Ψ=0.200
最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c: 当c<20时,取c=20,∴c=20.000mm 受拉区纵向钢筋的相对粘结特性系数vi=1mm
?nidi 受拉纵向钢筋等效直径deq==6.000mm
?nividi ∴最大裂缝宽度 ωmax=αcrΨ
2?skEs(1.9c+0.08
deq?te)=0.019mm
又∵ 根据裂缝控制等级查出最大裂缝宽度限值 ωmin=0.3mm ∴ ωmax<ωmin 裂缝宽度小于限值,满足要求! 6 挠度计算
纵向受拉钢筋的配筋率?te=
As?ApAte14
=0.006
M2k 纵向受拉钢筋应力或等效应力?sk=
0.87h0Asftk=98.089
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 0.796 Ψ=1.1-0.65
?te?sk=-0.596 1.596
根据混凝土规范,当Ψ< 0.2时,取0.2;当Ψ>1时,取1 ∴ Ψ=0.200
根据弹性模具量与混凝土弹性模具量之比?E=7.451mm 纵向受拉钢筋配筋率 ??ASbh0?0.0038 ∴ 楼板的短期刚度 Bs=
ESASh01.15??0.2?26?E?1?3.5??f=1.150E+11 Nmm
4
Mk=0.587 KN?m
(M1Gk?M2Gk)?0.4M2Qk?0.418 kN?m Mq? 考虑荷载长期作用下挠度增大系数,按规范取
θ=1.644
MK ∴ 受弯构件的刚度B=BS=7.880E+10Nmm4
M()?MKq?-1
楼面活荷载作用下楼板的挠度 ?2?5M2QKl0248B?1.274mm
挠度限值?l0?5.286mm 挠度小于限值,满足要求 3505MKl02?2.656mm ??48B 楼板总挠度 挠度限值?l0?7.400 挠度小于限值,满足要求! 2507.3.1.3 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。 1 荷载计算
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