屋面荷载计算.docx
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屋面荷载计算
一、屋面荷载计算:
(一)上人屋面
屋面永久荷载计算
10厚地砖面层22X0.01=0.22Kn/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平20X0.02=0.40Kn/m2
50厚C30细石混凝土刚性层25X0.05=1.25Kn/m2
防水卷材一道0.15Kn/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20X0.02=0.40Kn/m2
100厚泡沫混凝土保温层4X0.1=0.4Kn/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20X0.02=0.4Kn/m2
120厚现浇混凝土屋面板25X0.12=3.00Kn/m2
12厚水泥砂浆吊顶20X0.012=0.24Kn/m2
gk=6.06~6.94Kn/m2
屋面可变荷载pk=2.00Kn/m2
(二)不上人屋面
屋面永久荷载计算
40厚C30细石混凝土刚性层25X0.04=1.00Kn/m2
防水卷材一道0.15Kn/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20X0.02=0.40Kn/m2
120厚泡沫混凝土保温层4X0.12=0.48Kn/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20X0.02=0.40Kn/m2
120厚现浇混凝土屋面板25X0.12=3.00Kn/m2
12厚水泥砂浆吊顶20X0.012=0.24Kn/m2
gk=5.44~6.32Kn/m2
屋面可变荷载pk=0.50Kn/m2
二、楼面荷载计算:
永久荷载计算
15厚1:
2水泥砂浆20X0.015=0.23Kn/m2
25厚1:
3水泥砂浆找平层20X0.025=0.50Kn/m2
0.73Kn/m2
120厚现浇混凝土屋面板25X0.12=3.00Kn/m2
12厚水泥砂浆吊顶20X0.012=0.24Kn/m2
gk=3.97Kn/m2
楼面可变荷载:
办公室pk1=2.00Kn/m2
走道、楼梯pk2=2.50Kn/m2
卫生间pk3=2.50Kn/m2
三、墙体荷载计算:
1、外墙面荷载
4厚丙烯酸涂料面层20X0.004=0.08Kn/m2
6厚1:
2.5水泥砂浆找平20X0.006=0.12Kn/m2
12厚1:
3水泥砂浆打底20X0.012=0.24Kn/m2
0.44Kn/m2
2、墙面荷载
10厚1:
2.5水泥砂浆抹平20X0.01=0.20Kn/m2
15厚1:
3水泥砂浆打底20X0.015=0.30Kn/m2
0.50Kn/m2
3、隔墙荷载
200厚隔墙线载
墙面0.50X2=1.00Kn/m2
隔墙自重8X0.2=1.60Kn/m2
2.60Kn/m2
gk1=2.60*3.2=8.32Kn/m
gk2=2.60*3.0=7.80Kn/m
4、外墙荷载
200厚外墙线载
外墙面层0.50+0.44=0.94Kn/m2
外墙自重8X0.20=1.6Kn/m2
2.54Kn/m2
gk1=2.54*4.2=10.7Kn/m
gk2=2.54*3.6=9.1Kn/m
200厚外墙线载:
8X0.2+0.94=2.54Kn/m2
gk3=2.54*1.2=3.048Kn/m
5、屋面构架荷载:
P=40(8)Kn
四、楼梯结构计算:
(一)1号楼梯结构计算:
C25混凝土,d-fy=210N/mm2;D-fy=300N/mm2
H=150x24=3600mmH1=150x8=1200mmL1=300X7=2100mm
TANα=150/300=0.5COSα=0.8844
1、TB1
1.1、示意图:
1.2、基本资料:
1).依据规:
《建筑结构荷载规》(GB50009-2001)
《混凝土结构设计规》(GB50010-2002)
2).几何参数:
楼梯净跨:
L1=2100mm楼梯高度:
H=1200mm
梯板厚:
t=150mm踏步数:
n=8(阶)
上平台楼梯梁宽度:
b1=200mm
下平台楼梯梁宽度:
b2=200mm
下平台宽:
L2=1000mm上平台宽:
L3=700mm
3).荷载标准值:
可变荷载:
q=2.50kN/m2面层荷载:
qm=0.75kN/m2
栏杆荷载:
qf=0.20kN/m
永久荷载分项系数:
γG=1.20可变荷载分项系数:
γQ=1.40
准永久值系数:
ψq=0.50
4).材料信息:
混凝土强度等级:
C25fc=11.90N/mm2
ft=1.27N/mm2Rc=25.0kN/m3
ftk=1.78N/mm2Ec=2.80×104N/mm2
钢筋强度等级:
HRB400fy=360N/mm2
Es=3.60×105N/mm2
保护层厚度:
c=20.0mmRs=20kN/m3
受拉区纵向钢筋类别:
光面钢筋
梯段板纵筋合力点至近边距离:
as=25.00mm
支座负筋系数:
α=0.50
1.3、计算过程:
1).楼梯几何参数:
踏步高度:
h=0.1500m
踏步宽度:
b=0.3000m
计算跨度:
L0=L1+L2+L3+(b1+b2)/2=2.10+1.00+0.70+(0.20+0.20)/2=4.00m
梯段板与水平方向夹角余弦值:
cosα=0.894
2).荷载计算(取B=1m宽板带):
(1)梯段板:
面层:
gkm=(B+B*h/b)*qm=(1+1*0.15/0.30)*0.75=1.13kN/m
自重:
gkt=Rc*B*(t/cosα+h/2)=25*1*(0.15/0.894+0.15/2)=6.07kN/m
抹灰:
gks=RS*B*c/cosα=20*1*0.02/0.894=0.45kN/m
恒荷标准值:
Pk=gkm+gkt+gks+qf=1.13+6.07+0.45+0.20=7.84kN/m
恒荷控制:
Pn(G)=1.35*Pk+γQ*0.7*B*q=1.35*7.84+1.40*0.7*1*2.50=13.03kN/m
活荷控制:
Pn(L)=γG*Pk+γQ*B*q=1.20*7.84+1.40*1*2.50=12.91kN/m
荷载设计值:
Pn=max{Pn(G),Pn(L)}=13.03kN/m
(2)平台板:
面层:
gkm'=B*qm=1*0.75=0.75kN/m
自重:
gkt'=Rc*B*t=25*1*0.15=3.75kN/m
抹灰:
gks'=RS*B*c=20*1*0.02=0.40kN/m
恒荷标准值:
Pk'=gkm'+gkt'+gks'+qf=0.75+3.75+0.40+0.20=5.10kN/m
恒荷控制:
Pl(G)=1.35*Pk'+γQ*0.7*B*q=1.35*5.10+1.40*0.7*1*2.50=9.34kN/m
活荷控制:
Pl(L)=γG*Pk+γQ*B*q=1.20*5.10+1.40*1*2.50=9.62kN/m
荷载设计值:
Pl=max{Pl(G),Pl(L)}=9.62kN/m
3).正截面受弯承载力计算:
左端支座反力:
Rl=23.09kN
右端支座反力:
Rr=22.56kN
最大弯矩截面距左支座的距离:
Lmax=1.98m
最大弯矩截面距左边弯折处的距离:
x=1.18m
Mmax=Rl*Lmax-[Pl*L3*(x+L3/2)+Pn*x2/2]
=23.09*1.98-[9.62*0.80*(1.18+0.80/2)+13.03*1.182/2]
=24.49kN·m
相对受压区高度:
ζ=0.141765配筋率:
ρ=0.004686
纵筋(1号)计算面积:
As=585.76mm2
支座负筋(2、3号)计算面积:
As'=α*As=0.50*585.76=292.88mm2
1.4、计算结果:
(为每米宽板带的配筋)
1)1号钢筋计算结果(跨中)
计算面积As:
585.76mm2
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
2)2/3号钢筋计算结果(支座)
计算面积As':
292.88mm2
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
3)4号钢筋计算结果
采用方案:
d8250
实配面积:
201mm2
4)5号钢筋计算结果
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
5)6号钢筋计算结果
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
1.5、跨中挠度计算:
Mk--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值
Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值
1).计算标准组合弯距值Mk:
Mk=Mgk+Mqk
=(qgk+k)*L02/8
=(7.84+2.500)*4.002/8
=20.680kN*m
2).计算永久组合弯距值Mq:
Mq=Mgk+Mqk
=(qgk+ψq*k)*L02/8
=(7.84+0.50*2.500)*4.002/8
=18.180kN*m
3).计算受弯构件的短期刚度Bs
(1)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力
σsk=Mk/(0.87*h0*As)(混凝土规式8.1.3-3)
=20.680×106/(0.87*125*870)
=218.578N/mm
(2)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率
矩形截面积:
Ate=0.5*b*h=0.5*1000*150=75000mm2
ρte=As/Ate(混凝土规式8.1.2-4)
=870/75000
=1.160%
(3)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ
ψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)(混凝土规式8.1.2-2)
=1.1-0.65*1.78/(1.160%*218.578)
=0.644
(4)计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE
αE=ES/EC
=3.60×105/(2.80×104)
=12.857
(5)计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf
矩形截面,γf=0
(6)计算纵向受拉钢筋配筋率ρ
ρ=As/(b*h0)
=870/(1000*125)
=0.696%
(7)计算受弯构件的短期刚度BS
BS=ES*As*h02/[1.15*ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5*γf)](混凝土规式8.2.3--1)
=3.60×105*870*1252/[1.15*0.644+0.2+6*12.857*0.696%/(1+3.5*0.0)]
=33.130×102kN*m2
4).计算受弯构件的长期刚度B
(1)确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ
当ρ`=0时,θ=2.0(混凝土规第8.2.5条)
(2)计算受弯构件的长期刚度B
B=Mk/(Mq*(θ-1)+Mk)*BS(混凝土规式8.2.2)
=20.680/(18.180*(2.0-1)+20.680)*33.130×102
=17.630×102kN*m2
5).计算受弯构件挠度
fmax=5*(qgk+k)*L04/(384*B)
=5*(7.84+2.500)*4.004/(384*17.630×102)
=19.549mm
6).验算挠度
挠度限值f0=L0/200=4.00/200=20.000mm
fmax=19.549mm≤f0=20.000mm,满足规要求!
1.6、裂缝宽度验算:
1).计算标准组合弯距值Mk:
Mk=Mgk+Mqk
=(qgk+k)*L02/8
=(7.84+2.500)*4.002/8
=20.680kN*m
2).光面钢筋,所以取值Vi=0.7
3).C=20
4).计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力
σsk=Mk/(0.87*h0*As)(混凝土规式8.1.3-3)
=20.680×106/(0.87*125.00*870)
=218.578N/mm
5).计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率
矩形截面积:
Ate=0.5*b*h=0.5*1000*150=75000mm2
ρte=As/Ate(混凝土规式8.1.2-4)
=870/75000
=1.160%
6).计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ
ψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)(混凝土规式8.1.2-2)
=1.1-0.65*1.78/(1.160%*218.578)
=0.644
7).计算单位面积钢筋根数n
n=1000/s
=1000/130
=7
8).计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq
deq=(∑ni*di2)/(∑ni*Vi*di)
=7*122/(7*0.7*12)=17
9).计算最大裂缝宽度
ωmax=αcr*ψ*σsk/ES*(1.9*C+0.08*deq/ρte)(混凝土规式8.1.2-1)
=2.1*0.644*218.578/3.6×105*(1.9*20+0.08*17/1.160%)
=0.1274mm
≤0.30mm,满足规要求
2、TB2
2.1、示意图:
2.2、基本资料:
1).依据规:
《建筑结构荷载规》(GB50009-2001)
《混凝土结构设计规》(GB50010-2002)
2).几何参数:
楼梯净跨:
L1=2100mm楼梯高度:
H=1200mm
梯板厚:
t=150mm踏步数:
n=8(阶)
上平台楼梯梁宽度:
b1=200mm
下平台楼梯梁宽度:
b2=200mm
上平台宽:
L3=1500mm
3).荷载标准值:
可变荷载:
q=2.50kN/m2面层荷载:
qm=0.75kN/m2
栏杆荷载:
qf=0.20kN/m
永久荷载分项系数:
γG=1.20可变荷载分项系数:
γQ=1.40
准永久值系数:
ψq=0.50
4).材料信息:
混凝土强度等级:
C25fc=11.90N/mm2
ft=1.27N/mm2Rc=25.0kN/m3
ftk=1.78N/mm2Ec=2.80×104N/mm2
钢筋强度等级:
HRB400fy=360N/mm2
Es=3.60×105N/mm2
保护层厚度:
c=20.0mmRs=20kN/m3
受拉区纵向钢筋类别:
光面钢筋
梯段板纵筋合力点至近边距离:
as=25.00mm
支座负筋系数:
α=0.90
2.3、计算过程:
1).楼梯几何参数:
踏步高度:
h=0.1500m
踏步宽度:
b=0.3000m
计算跨度:
L0=L1+L3+(b1+b2)/2=2.10+1.50+(0.20+0.20)/2=3.80m
梯段板与水平方向夹角余弦值:
cosα=0.894
2).荷载计算(取B=1m宽板带):
(1)梯段板:
面层:
gkm=(B+B*h/b)*qm=(1+1*0.15/0.30)*0.75=1.13kN/m
自重:
gkt=Rc*B*(t/cosα+h/2)=25*1*(0.15/0.894+0.15/2)=6.07kN/m
抹灰:
gks=RS*B*c/cosα=20*1*0.02/0.894=0.45kN/m
恒荷标准值:
Pk=gkm+gkt+gks+qf=1.13+6.07+0.45+0.20=7.84kN/m
恒荷控制:
Pn(G)=1.35*Pk+γQ*0.7*B*q=1.35*7.84+1.40*0.7*1*2.50=13.03kN/m
活荷控制:
Pn(L)=γG*Pk+γQ*B*q=1.20*7.84+1.40*1*2.50=12.91kN/m
荷载设计值:
Pn=max{Pn(G),Pn(L)}=13.03kN/m
(2)平台板:
面层:
gkm'=B*qm=1*0.75=0.75kN/m
自重:
gkt'=Rc*B*t=25*1*0.15=3.75kN/m
抹灰:
gks'=RS*B*c=20*1*0.02=0.40kN/m
TB1传来恒载:
7.84*2.4/2/1.6=5.88kN/m
恒荷标准值:
Pk'=gkm'+gkt'+gks'+qf=0.75+3.75+0.40+0.20+5.88=10.98kN/m
TB1传来活载:
2.5*2.4/2/1.6=1.875kN/m
恒荷标准值:
q=1.875+2.5=4.375kN/m
恒荷控制:
Pl(G)=1.35*Pk'+γQ*0.7*B*q=1.35*10.98+1.40*0.7*1*4.375=19.111kN/m
活荷控制:
Pl(L)=γG*Pk+γQ*B*q=1.20*10.98+1.40*1*4.375=19.301kN/m
荷载设计值:
Pl=max{Pl(G),Pl(L)}=19.301kN/m
3).正截面受弯承载力计算:
左端支座反力:
Rl=1.2*18.862+1.4*7.118=32.600kN
右端支座反力:
Rr=1.2*15.954+1.4*5.382=26.680kN
最大弯矩截面距左支座的距离:
Lmax=1.733m
最大弯矩截面距左边弯折处的距离:
x=0.133m
Mmax=Rl*Lmax-[Pl*L3*(x+L3/2)+Pn*x2/2]
=32.6*1.733-[19.301*1.60*(0.133+1.60/2)+12.91*0.1332/2]
=27.569kN·m
相对受压区高度:
ζ=0.161275配筋率:
ρ=0.005331
纵筋(1号)计算面积:
As=666.38mm2
支座负筋(2、3号)计算面积:
As'=α*As=0.90*666.38=599.74mm2
2.4、计算结果:
(为每米宽板带的配筋)
1)1号钢筋计算结果(跨中)
计算面积As:
666.38mm2
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
2)2/3号钢筋计算结果(支座)
计算面积As':
599.74mm2
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
3)4号钢筋计算结果
采用方案:
f8250
实配面积:
201mm2
4)5号钢筋计算结果
采用方案:
f12130
实配面积:
870mm2
3、TB3
3.1、示意图:
3.2、基本资料:
1).依据规:
《建筑结构荷载规》(GB50009-2001)
《混凝土结构设计规》(GB50010-2002)
2).几何参数:
楼梯净跨:
L1=2100mm楼梯高度:
H=1200mm
梯板厚:
t=150mm踏步数:
n=8(阶)
上平台楼梯梁宽度:
b1=200mm
下平台楼梯梁宽度:
b2=200mm
下平台宽:
L2=1500mm
3).荷载标准值:
可变荷载:
q=2.50kN/m2面层荷载:
qm=0.75kN/m2
栏杆荷载:
qf=0.20kN/m
永久荷载分项系数:
γG=1.20可变荷载分项系数:
γQ=1.40
准永久值系数:
ψq=0.50
4).材料信息:
混凝土强度等级:
C25fc=11.90N/mm2
ft=1.27N/mm2Rc=25.0kN/m3
ftk=1.78N/mm2Ec=2.80×104N/mm2
钢筋强度等级:
HRB400fy=360N/mm2
Es=3.60×105N/mm2
保护层厚度:
c=20.0mmRs=20kN/m3
受拉区纵向钢筋类别:
光面钢筋
梯段板纵筋合力点至近边距离:
as=25.00mm
支座负筋系数:
α=0.50
3.3、计算过程:
1).楼梯几何参数:
踏步高度:
h=0.1500m
踏步宽度:
b=0.3000m
计算跨度:
L0=L1+L2+(b1+b2)/2=2.10+1.50+(0.20+0.20)/2=3.80m
梯段板与水平方向夹角余弦值:
cosα=0.894
2).荷载计算(取B=1m宽板带):
(1)梯段板:
面层:
gkm=(B+B*h/b)*qm=(1+1*0.15/0.30)*0.75=1.13kN/m
自重:
gkt=Rc*B*(t/cosα+h/2)=25*1*(0.15/0.894+0.15/2)=6.07kN/m
抹灰:
gks=RS*B*c/cosα=20*1*0.02/0.894=0.45kN/m
恒荷标准值:
Pk=gkm+gkt+gks+qf=1.13+6.07+0.45+0.20=7.84kN/m
恒荷控制:
Pn(G)=1.35*Pk+γQ*0.7*B*q=1.35*7.84+1.40*0.7*1*2.50=13.03kN/m
活荷控制:
Pn(L)=γG*Pk+γQ*B*q=1.20*7.84+1.40*1*2.50=12.91kN/m
荷载设计值:
Pn=max{Pn(G),Pn(L)}=13.03kN/m
(2)平台板:
面层:
gkm'=B*qm=1*0.75=0.75kN/m
自重:
gkt'=Rc*B*t=25*1*0.15=3.75kN/m
抹灰:
gks'=RS*B*c=20*1*0.02=0.40kN/m
TB1传来恒载:
7.84*2.4/2/1.6=5.88kN/m
恒荷标准值:
Pk'=gkm'