雨棚板的设计及计算

1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2目录一、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…………………………………………103一、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》4`5二、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。6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／m20mm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／mMg=gl²/2=3.96×1.2²/2=2.85kN·mMq=ql²/2=3.5×1.2²/2=2.52kN·mMQ=Ql=1.4×1.2=1.68kN·mMq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=0.046ε=1−√1−2𝛼𝑠=1−√1−2×0.046=0.047𝜀𝑏=0.55𝛾𝑠=0.5(1+√1−2𝛼𝑠)=0.5×(1+√1−2×0.047)=0.997𝐴𝑠=𝑀𝑓𝑦𝛾𝑠ℎ0=5.37×106300×0.976×90=203𝑚𝑚27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／mq=（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=1.575m8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·mT=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=𝑏26(3ℎ−𝑏)=0.0224×106𝑚𝑚3(1)验算截面尺寸𝑤𝑡=𝑏26(3ℎ−𝑏)=0.0224×106𝑚𝑚3𝑉𝑏ℎ0+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=0.3390.7𝑓𝑡=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9(2)受扭纵筋最小配筋率𝜌𝑡𝑙.𝑚𝑖𝑛=0.6√𝑇𝑉𝑏𝑓𝑡𝑓𝑦=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=0.006ε=1−√1−2𝛼𝑠=1−√1−2×0.006=0.012𝜀𝑏𝛾𝑠=0.5(1+√1−2𝛼𝑠)=0.5×(1+√1−2×0.012)=0.997𝐴𝑠=𝑀𝑓𝑦𝛾𝑠ℎ0=5.63×10636.×0.997×420=37𝑚𝑚2由最小配筋率得𝜌𝑠.𝑚𝑖𝑛=0.45𝑓𝑡𝑓𝑦=0.45×1.43360=0.0018𝐴𝑠=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4C1210（5）雨棚板的抗倾覆验算𝑀𝑟=0.8𝐺𝑟(𝑙2−𝑥0)𝑀𝑜𝑟=𝑝(𝑙+𝑥0)+𝑞(𝑙+𝑥0)22=4.3𝑘𝑁/𝑚𝐺𝑟=70𝑀𝑟=0.8×70(0.372−0.048)=7.6𝑘𝑁/𝑚则𝑀𝑜𝑟𝑀𝑟满足要求。五、雨棚板的配筋图