雨棚板的设计及计算.docx
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雨棚板的设计及计算
辽宁工程技术大学
综合训练
(一)
(混凝土雨棚)
教学单位建筑工程学院
专业土木工程
班级土木14-3
学生姓名邵培根
学号1423040316
指导教师曹启坤
一、雨棚板设计要求…………………………………………3
二、雨棚板设计思路…………………………………………5
三、雨棚板的正截面承载力计算……………………………5
(1)、雨棚板尺寸和荷载取值情况…………………………5
(2)、雨棚板的计算…………………………………………5
四、雨棚梁在弯矩,剪力,扭矩共同作用下的计算………7
(1)、雨棚梁尺寸和荷载取值情况…………………………7
(2)、雨棚梁的计算…………………………………………7
五、雨棚板的配筋图…………………………………………10
一、雨棚板设计要求
一、设计题目
设计一个悬臂雨棚板及雨棚边梁,见下图。
二、设计内容
1、根据给出的设计条件确定雨棚板的厚度、雨棚梁的截面尺寸;
2、进行雨棚板、雨棚梁的内力及配筋计算,要求有完整的计算书;
3、绘制出雨棚板、雨棚梁配筋图。
三、设计资料
1、雨棚板的尺寸L1=1200mm,L2=2300mm。
2、雨棚板边缘的承重砖墙厚度a=370mm,雨棚板距洞口边缘距离b=400mm。
3、荷载
(1)、雨棚板活荷载q=2.5KN/m²。
4、材料
(1)、混凝土:
C30混凝土
(2)、钢筋:
雨棚板受力钢筋为HRB335、分布钢筋采用HPB300,雨棚梁纵向受力钢筋为HRB400级,箍筋采用HRB335级。
5、参考资料
(1)《设计规范》网上看电子版
(2)《混凝土结构》
`
二、雨棚板设计思路
雨棚计算包括三个方面的内容
(1)雨棚板的正截面承载力的计算;
(2)雨棚梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算;
(3)雨棚抗倾覆验算;
三、雨棚板的正截面承载力计算
(1)、雨棚板尺寸和荷载取值情况
雨棚板上的荷载有恒载(包括自重、粉刷等)、雪荷载、雨棚板上的均布活荷载,以及施工和检修集中荷载。
雨棚板的均布活荷载与雪荷载不同时考虑,取两者中较大值进行设计。
每一检修集中荷载值为1.0进行承载力计算时沿板宽每隔1m考虑一个集中荷载。
施工集中荷载和雨棚的均布活荷载不同时考虑,取其最大值。
雨棚板的厚度一般取1/10挑出长度,但不小于70mm,板端不小于50mm。
(2)雨棚板的计算
雨篷板的计算取1m板宽为计算单元,根部厚度为120mm,端部厚度为80mm。
荷载计算:
20mm的防水砂浆0.02×1×20=0.4kN/m
钢筋混凝土板(0.08+0.12)/2×1×25=2.5kN/m
20mm的水泥砂浆0.02×1×20=0.4kN/m
均布荷载标准值gk=0.4+2.5+0.4=3.3kN/m
均布荷载设计值g=1.2×3.3=3.96kN/m
板面均布活荷载设计值2.5×1.4=3.5kN/m
集中活荷载(作用在板端)Q=1.0×1.4=1.4kN/m
Mg=gl²/2=3.96×1.2²/2=2.85kN·m
Mq=ql²/2=3.5×1.2²/2=2.52kN·m
MQ=Ql=1.4×1.2=1.68kN·m
Mq和MQ取其大值者。
M=Mg+Mq=2.85+2.52=5.37kN·m
配筋计算:
环境类别为二类,故取as=30mm,故h0=h-as=90mm。
fc=14.3N/m²,ft=1.43N/mm²,fy=300N/mm²。
αs=Mα1fcbh02=5.37×1061×14.3×1000×902=0.046
ε=1-1-2αs=1-1-2×0.046=0.047<εb=0.55
γs=0.51+1-2αs=0.5×1+1-2×0.047=0.997
As=Mfyγsh0=5.37×106300×0.976×90=203mm2
验算是否满足最小配筋率
ρ=Asbh0=2031000×90=0.22%<ρminhh0=0.45ftfyhh0=0.28%
不满足,则按照最小配筋率去配置钢筋
As=ρmin×bh0=257.4mm2
受力纵筋选配B6@140,
分布筋为A6@200。
四、雨棚梁在弯矩,剪力,扭矩共同作用下的计算
(1)、雨棚梁尺寸和荷载取值情况
雨篷梁所承受的荷载有自重,梁上砌体重,可能计入的楼盖板传来的荷载(本设计中没有考虑楼盖板传来的荷载),以及雨棚板出来的荷载。
雨棚梁的尺寸为b=370mm,h=450mm。
(2)雨棚梁的计算
荷载计算
梁的自重25×0.37×0.45=4.16kN/m
梁上墙的自重19×0.37×0.5=3.51kN/m
q=(3.51+4.16)×1.2+(3.96+3.5)×1.2=18.16kN/m
梁的计算跨度:
l=1.5×1.05=1.575m
弯矩计算
M=18ql=18×18.16×1.5752=5.63kN·m
剪力计算
V=12ql=12×18.16×1.575=14.30kN·m
扭矩计算
M=(13.5+3.96)×1.2×(1.2+0.37)×1/2=7.03kN·m
T=12ML=12×7.03×1.575=5.54kN·m
配筋计算
fc=14.3N/m²,ft=1.43N/mm²,fy=360N/mm²,fyv=300N/mm²,
h=450mm,h0=450-30=420mm。
wt=b263h-b=0.0224×106mm3
(1)验算截面尺寸
wt=b263h-b=0.0224×106mm3
Vbh0+T0.8wt=14.3×103370×420+5.54×1060.8×0.0224×109=0.401
≤0.25βcfc=0.25×1.0×14.3=3.58N/mm²
截面的尺寸符合要求
Vbh0+Twt=14.3×103370×420+5.54×1060.0224×109=0.339
<0.7ft=0.7×1.43=1.0N/mm²
得可不进行计算配置钢筋,可进行构造计算配筋
(2)受扭纵筋最小配筋率
ρtl.min=0.6TVbftfy=0.6×5.5414.3×0.37×1.43360=0.24%
Atl.min=ρtl.minbh=0.24%×370×450=400mm2
(3)计算剪扭箍筋最小配筋率
ρsv.min=0.28ftfyv=0.28×1.43300=0.13%
Asvs=0.28ftfyvb=0.13%×370=0.481
采用双肢箍筋n=4,间距为150mm,直径为8mm。
ρsv=Asvbs=4×50.3370×150=0.363%>ρsv.min=0.13%
(4)受弯钢筋的纵筋计算
αs=Mα1fcbh02=5.63×1061.0×14.3×390×4202=0.006
ε=1-1-2αs=1-1-2×0.006=0.012<εb
γs=0.51+1-2αs=0.5×1+1-2×0.012=0.997
As=Mfyγsh0=5.63×10636.×0.997×420=37mm2
由最小配筋率得
ρs.min=0.45ftfy=0.45×1.43360=0.0018
As=ρminbh0=0.0018×370×420=278mm2
腹板顶部纵向钢筋实际配筋4C8
腹板顶部纵向钢筋实际配筋4C12
(5)雨棚板的抗倾覆验算
Mr=0.8Gr(l2-x0)
Mor=pl+x0+ql+x022=4.3kN/m
Gr=70
Mr=0.8×700.372-0.048=7.6kN/m
则Mor五、雨棚板的配筋图