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组合楼板计算实例

组合楼板计算用于组合楼板的压型钢板净厚度(不包括涂层)不应小于0.75mm ,也不得超过1.6mm 。

波槽平均宽度(对闭口式压型钢板为上口槽宽)不应小于50mm ;当在槽内设置栓钉时,压型钢板的总高度不应大于80mm 。

根据上述构造要求,选用型号为60020075---XY 的压型钢板,厚度1.2mm 。

组合板总厚度不应小于90mm ,压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于50mm 。

此外,对于简支组合板的跨高比不宜大于25,连续组合板的跨高比不宜大于35。

根据以上构造要求,压型钢板上混凝土厚度取c h =60mm 。

mm b 1121= mm b 582=mmb 49.763=23()31.2h b b c mm b+==∑压型钢板的形心高度 即单槽口对于上边(用s 代表)及下边(用x 代表)的截面模量为:压型钢板的惯性模量s I :4233212357691)32(mm bb b b b b th I s =∑-∑+= 21233232()3s x x th b b b b b I W c b b +-==+∑221.275(1125876.49(1125876.49)76.49)35876.49⨯⨯⨯+⨯⨯++-==+114523mm21233132()3x x x th b b b b b I W h c b b +-==-+∑221.275(1125876.49(1125876.49)76.49)311276.49⨯⨯⨯+⨯⨯++-==+81713mm 压型钢板的截面抵抗矩s W 取s x W 和x x W 的较小值,故:s W =x x W =81713mm压型钢板的截面面积210001.240033p l A t mm =⨯=⨯=施工阶段荷载 恒载钢筋混凝土自重:5×[(58+88)×75/2+70×200] ×25=2.43kN/m 2 压型钢板自重: 0.16kN/m 2 荷载总重=2.43+0.16=2.59kN/m 2 活载施工活载:1.5kN/m 22/208.55.14.159.22.1mm kN q =⨯+⨯= 2/04.1208.52.02.0mm kN q q x =⨯==m kN l q M x ⋅=⨯⨯==17.1304.181812maxm kN q /818.02.0)5.159.2(0=⨯+=强度验算正应力验算:226max max /205/2.14381711017.1mm N f mm N W M s =〈=⨯==σ剪应力验算kN l q V x 56.1304.12121max =⨯⨯==腹板最大剪应力:233max max /7.122.149.76221056.1323mm N t b V =⨯⨯⨯⨯⨯=∑=τ挠度验算:[]mm l w mm EI l q w s 7.1620,180min 7.113576911006.23843000818.053845540max =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=〈=⨯⨯⨯⨯⨯==使用阶段1.2厚压型钢板自重:2/16.0mm kN25C 钢筋混凝土板: 2/43.2mm kN20厚水泥砂浆找平层:2/4.02002.0mm kN =⨯水磨石地面:2/7.0mm kN 楼面总荷载:2/69.3mm kN 屋面恒载1.2厚压型钢板自重:2/16.0mm kN 钢筋混凝土板: 2/43.2mm kN 天面25厚防水砂浆:2/5.0mm kN 天面隔热层:2/6.1mm kN 水磨石地面:2/7.0mm kN 屋面总荷载:2/39.5mm kN屋面恒荷载大于楼面恒荷载,且屋面活载等于楼面活载,所以按屋面荷载计算使用阶段 混凝土数据:25C ,2/9.11mm N f c =,2/27.1mm N f t =1m 板宽内均布荷载设计值:m kN q /24.9)27.04.139.535.1(11=⨯⨯+⨯⨯= 一个波宽内荷载设计值为:2/848.12.024.9mm kN q =⨯= 压型板上混凝土厚度mm mm h c 10070〈= 按单向板计算,正弯矩简支,负弯矩固支 弯矩m kN l q M ⋅=⨯⨯=⋅=08.23848.1818122 N f A N b h f p c c 82000205400166600200709.11=⨯=⋅〉=⨯⨯=⋅⋅故中和轴在压型钢板以上的混凝土截面内,mm h 23.1010=mm bf fA x c p 45.342009.110.1820001=⨯⨯=⋅⋅⋅=αmm x h y p 842/45.3423.1012/0=-=-=m kN M m kN y b x f p c ⋅=〉⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅08.251.58420045.349.110.18.08.01α斜截面kN l q V 86.13324.92121=⨯⨯=⋅=kN V kN h b f t 86.139023.101100027.17.07.00=〉=⨯⨯⨯=⋅⋅支座负弯矩配筋计算 支座负弯矩:按固端板计算mkN ql M n ⋅=⨯⨯==54.5339.7121121222m kN M M ⋅=⨯==11.154.52.02.02mm a h h s 125201450=-=-='62210 1.11100.031.011.9200125s c M f bh αα⨯==='⨯⨯⨯985.02211=-+=ss αγ260431********.01011.1mm h f M A y s s =⨯⨯⨯='='γ选用200@12φ,一个波距内22431015/505mm A mm A ss ='〉== %24.0%2.0%,10045.0max %5.0%10023.101200101max =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯=〉=⨯⨯==y t s f f bh A ρρ变形验算 /7.36E s c E E α==220005400mm A s =⨯=,2973755.075)8858(5701000mm A c =⨯⨯+⨯+⨯=算得53.6ch mm '= mm A A h A h A x s E c s E cc n9.59200036.79737523.101200036.76.53973750=⨯+⨯⨯+⨯=⋅+⋅⋅+'⋅='αα48232323mm 1038.152)4.4175155.036/7515(9.53755875581216.187020070200121⨯=⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=c I [][]472282021044.2)9.5923.101(20005357691)6.539.59(973751038.136.71)()(1mm x h A I h x A II n s s c nc cE⨯=-⨯+⨯+-⨯+⨯⨯='-⋅++'-'⋅+=α12751003.51044.21006.2⨯=⨯⨯⨯=⋅==I E B B s 52.21003.5212112=⨯⨯==B B s 一米板宽荷载总标准值 m kN q /39.71)239.5(=⨯+= 准永久组合m kN q /39.61)25.039.5(=⨯⨯+=φ 荷载标准组合下挠度mm l mm Bl q w 33.830055.11003.538410339.753845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅= 荷载准永久组合下挠度mm lmm Bl q w 33.830067.21052.238410339.653845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=φ自振频率验算标准恒荷载m kN q /39.5=mm l mm Bl q w 33.830013.11003.538410339.553845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅= 支撑条件系数178.0=k 板自振频率Hz Hz wk f 157.161013.1178.0112〉=⨯⨯=⋅=-综上来看,该板符合要求。

所有次梁均使用同一截面,这里只验算荷载效应较大的顶层的组合次梁。

钢材为Q235B ,压型钢板为YX75-200-600,压型钢板以上混凝土的厚度为h d =70mm 。

截面特性(1)钢梁截面钢梁截面为149200450⨯⨯⨯HN ,其截面特性为:241.97cm A =,3441500,1870,33700cm W cm I cm I x y x ===,m kg g /5.76=(2)混凝土板有效宽度确定由于压型钢板的肋与次梁垂直,不考虑压型钢板顶面以下的混凝土:102000102/68400/61400min /23000/215004206670420/68400/61400min /23000/215004206670420=1040mm200由于无板托,取上翼缘宽度==⎧⎫⎪⎪====⎨⎬⎪⎪=⨯=⎩⎭==⎧⎫⎪⎪====⎨⎬⎪⎪=⨯=⎩⎭=+=+c c e b b m l b s h l b b b m s h b b钢梁的局部稳定:翼缘板的宽厚比982.614)9200(5.0/1〈=-⨯=t b满足要求。

腹板的高厚比042246.8972100/729==<-=w h N Af t ,满足要求。

可按塑性方法计算(3)荷载标准组合时的换算截面 钢材与混凝土的弹性模量之比: 36.7==CPE E E αmmb b E e eq e 3.141/,==α混凝土换算成钢截面面积219632974136.7/701040/mm A A A E c sc =+⨯=+=α混凝土板顶到组合截面中和轴的距离mm x 2.20119632)75702/450(*97412/70*70*3.1411=+++=换算截面的惯性矩4828231092.8)2.20175702/450(*974110*37.3)2/702.201(*70*3.14170*3.141*121mm I sc ⨯=-++++-+=(4)考虑徐变影响的换算截面 混凝土换算成钢截面面积mm A l sc 14687974170*2/3.141,=+=混凝土板顶到组合截面中和轴的距离mm x 2.25714687)75702/450(*97412/70*70*7.702=+++=换算截面的惯性矩 482823,1007.7)2.25775702/450(*974110*37.3)2/702.257(*70*7.7070*7.70*121mm I l sc ⨯=-++++-+=施工阶段组合梁计算(1) 荷载标准值计算 钢梁自重 0.75kN/m 压型钢板自重 0.16 kN/m 2 现浇混凝土板自重 2.43kN/m 2恒载标准值:m kN q Gk /52.8)43.216.0(*375.0=++= 活载标准值:m kN q Qk /5.43*5.1==(2)内力计算 跨中弯矩标准值2222118.528.475.158811 4.58.439.6988==⨯⨯=⋅==⨯⨯=⋅Gk Gk n Qk Qk n M q l kN mM q l kN m支座剪力标准值0.50.58.528.435.780.50.5 4.58.418.9==⨯⨯===⨯⨯=Gk Gk n Qk Qk n V q l kN V q l kN跨中弯矩设计值max 1.2 1.4 1.275.15 1.439.69145.78=+=⨯+⨯=⋅Gk Qk M M M kN m支座剪力设计值:max 1.2 1.4 1.235.78 1.418.969.42=+=⨯+⨯=Gk Qk V V V kN(3) 应力计算梁翼缘承受的正应力验算226/215/931000*1500*05.110*78.145mm N f mm N W M x x =〈==γ 满足要求。

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