钢筋混凝土雨篷设计简述.pdf

安徽建筑 2 0 1 5年第 3期 ( 总 2 0 3期 ) DOI ： 1 0 1 6 3 3 0 4 c n k i 1 0 0 7 7 3 5 9 2 0 1 5 0 3 0 7 1 钢筋混凝土雨篷设计简述 T h e Br i e f I n t r o d u c t i o n o f Awn i n g o f Re i n f o r c e d Co n c r e t e 金金 ( 山 东 科 技 大 学 土 木 工 程 与 建 筑 学院， 山 东 青 岛 2 6 6 5 1 0 ) 摘要 ： 雨篷常用在建筑物进出13 上部， 是一种常见的悬挑构件， 一旦 破坏后果严重， 因此研究雨篷配筋的规律很有意义。文章主要研究在 不 同计算跨 度与悬挑 长度下 ， 雨 篷板与 雨篷梁 的配筋变化规 律 ， 从 而 为 雨篷设 计提供 具体的参考和建议 ， 也为设 计人 员提供便 利。 关键词 ： 雨篷； 钢筋混凝土； 配筋； 计算跨度； 悬挑长度 中图分类号 ： T U 3 1 1 文献标识码： A 文章 编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 1 5 7 - 0 3 0 前言 建筑结构中的雨篷是一种常见的悬挑构件， 它的设计应遵 循挑梁的计算方法， 与一般的梁板结构相似外， 悬挑构件还存 在倾覆翻倒的危险， 因此还应进行抗倾覆验算。本文通过雨篷 配筋计算 ， 给出配筋结果， 研究并总结配筋随计算跨度及悬挑 长度变化的一般规律， 为设计人员进行雨篷设计提供方便。 1 雨篷计算理论 1 1雨篷受 力特点 悬挑雨篷一般由雨篷板和雨篷粱两部分组成 ， 雨篷粱既是 雨篷板的支撑， 又兼有过梁的作用 ， 雨篷梁在 自重 、 梁上砌体等 重物等荷载及雨篷板传来的荷载作用下不仅承受弯、 剪， 而且 还受扭， 因此应按弯剪扭构件计算进行配筋并满足相应的构造 要求。雨篷板则按受弯构件计算进行配筋。 1 2雨篷设计计算方法 雨篷板截面设计由公式A = 求出尉 。 n o 雨篷梁截面设计大致包括三方面内容： 首先验算截面尺寸 是否满足要求 ： 0 2 5 3 ； 然后根据A = 求出 抗 弯 纵 筋 ，由 A = 如 求 出抗 扭 纵 筋 ，由 纽= J s T - O 3 5 f l W,一 求 出 抗 扭 箍 筋 ，以 及 由 公 式 一 1 2 X 7 礁 求出抗剪箍筋 。 矾 0 1 3相关计算要求 雨篷的安全等级为二级( 破坏后果严重， 建筑物属于一般 的建筑物) ， 重要性系数 , y o = 1 O 。雨篷正截面的裂缝控制等级为 三级， 最大裂缝宽度限值 O 2 mm v 】 。 雨篷板上的荷载有恒载( 包括 自重、 粉刷等) 、 雪荷载、 均布 作者简介 ： 徐金金 ( 1 9 9 4 一) ， 女 ， 山东潍坊人 。 山东科技 大学土木 工程 与 建筑 学院在读 学士， 专业 ： 土木 工程。 荷载以及施工和检修集中荷载。以上荷载中， 雨篷均布活荷载 与雪荷载不同时考虑， 取两者中的较大值。施工集中荷载 与均 布活荷载不同时考虑， 每个集中荷载值为 1 0 k N， 进行承载力计 算时， 沿板宽每 l m考虑一个集中荷载 ； 进行抗倾覆验算时， 沿 板宽每隔 2 5 m3 0 m考虑一个3 1 。 2 实例计算 基本资料：雨篷板外挑 1 2 m 2 4 m，雨篷梁跨度 4 5 m 5 4 m，混凝土强度采用 C 3 0 ，受力钢 筋采用 H R B 4 0 0级和 H R B 3 3 5级， 环境类别为二 b类， 着重以外挑 1 5 m与跨度 5 4 m 做详细研究。 2 1 雨篷板 2 1 1 荷载计算 永久荷载标准值 ： S B S改性沥青防水材料0 2 k N m 水泥砂浆找平层 2 0 mm厚0 0 22 0 = 0 4 k N m2 雨篷板平均 1 2 5 m m厚0 1 2 5 2 5 = 3 1 3 k N m 2 板下水泥砂浆抹灰 O 0 2 x 2 0 = 0 4 k N m2 小计 = 4 1 3 k N m 活荷载标准值： q ： 0 7 0 k N m 板端的施工或检修集中荷载标准值： 1 O k N 永久荷载分项系数 y c = 1 2 ， 活荷载分项系数 。 = 1 4 。 2 1 2内力计算 雨篷板悬臂根部最大弯矩按均布活荷载和施工检修荷载 两种情 况考虑 ， 即 ： M= I 2I _1 g n 2 + 1 4 I 一 9 2 =i 20 54 1 31 5 +I 40 50 7 X 1 5 2 =_ 6 6 8 k N m m M=I 2 1 g 。+1 4 H o =12 0 5 4 1 3 1 5+14 1 5 = 7 6 8 k Nm m 因为可变荷载的两种情况不同时考虑 ，所以取最大值 M=7 68 kN m m。 2 1 3截面设计 最 小 保 护 层 厚 度 c = 2 5 m m， 取 截 面 有 效 高 度 h o = 1 5 0 2 5 - - 4 = 1 2 1 mm， 采 用 H R B 3 3 5级钢筋。 ： 一 一 ：0 0 37 h o 1 4 31 0 00 1 21 = l 一 、 = l 一 、 T = 一 6 丽- _ - - 0 0 3 8 g = 0 5 5 ：1 + 1 V 1 - 2 一 , ：1 + X 1 -2 x 0 037：0 981 一 = o 9 80 9 8 1 X 3 0 0 1 2 I= 2 6 m m 。 结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 _ 重 2 0 1 5年第 3期( 总 2 0 3期 ) 安徽建筑 安 徽 建 筑 固 选配8 2 0 0 ， A , = 2 5 l m m2 。板内分布钢筋取6 2 0 0 。 2 2雨篷梁 该雨篷梁两端支撑于柱上，雨篷梁截面尺寸取 2 5 0 m m x 4 5 0 mm， 按弹性理论计算， 计算跨度 l -o -o - 9 + 0 5 = 5 4 m。 2 2 1 荷载计算 永久荷载标准值计算同雨篷板， 经计算， 共计： g k = 1 3 。8 9 k N m 活荷载标准值： 雨篷板传来 q k = 0 7 X 1 5 = 1 0 5 k N m 施工和检修集中荷载标准值( 转化为均布荷载) ： P = I 0 k N m 2 2 2内力计算 因为可变荷载的两种情况不同时考虑 ， 取较大值 ： M=I 2 1 。 2+ 1 4 1 q 2 ： 1 2 l 3 -8 9 5 4 2 + 1 4 1 1 055 42 =6 6 1 l k Nm 剪力设计值 ： = 12 咖1 4 g 1 2 争 1 3 8 9 5 4 + 1 4 1 0 55 4 = 4 8 9 7 k N 扭矩由雨篷传来的荷载产生， 梁中心线处的均布扭矩设计 值为 ： - g o + P (f0+ 争 ) = 12 4 1 3 l _5 4 1 0 f 1 5 + 1 _ 8 7 8 k N m m 支座处的最大扭矩设计值为： T = 0 5 m p l o = 0 28 7 85 4 = 2 3 7 k N。 m 经过内力计算， 可看出跨度对弯矩影响较大， 而悬挑长度 对扭矩影响较大。 2 2 3 验算截面构件尺寸 雨 篷梁高 h = 4 5 0 m m， 宽 b = 2 5 0 m m，最 小保护层 厚度 c = 3 5 mm， 则截面有效高度 h = 3 9 7 m m。 截面的受扭塑性抵抗矩： 譬 c3 2 x (3 x 4 5 0 - 2 5 0 )= 1 1 0 6 一 + 一 ： 一 ： 墨 ： ! Q bh o 。0 8 W 2 5039 7。 6 塑 = 3 08 N mm O 811 4 61 0 o b h oW 2 5 03 9 7。1 1 4 6 1 O 6 0 7 1 4 3 =1 N mm 需要按计算配置钢筋。 2 2 4配筋计算 一 确定计算方法 7 l_ 2 3 7 l J N m O 1 7 5 =0 1 7 5 X 1 4 3 X 1 1 4 61 0 2 8 7 k N m V = 4 8 9 7 k N 0 3 5 f ,b h o - O 3 5 X 1 4 3 2 5 03 9 7 - - 4 9 6 7 k N 所以剪力可以忽略， 不考虑剪扭相关性。当悬挑长度大于 1 5 m， 需要考虑剪扭相关性。 计算受弯纵筋 ： L ： Q一 ： 0 1 1 7 q 6 1 0 1 4 32 5 0 x 3 9 7 。 = 1 一 、 ， = l 一 、 T T = O 1 2 5 9 舢 = 0 1 3 ，满 足要求 。 d 验算梁纵筋配筋率 受扭纵筋的最小配筋率： -6 、 吾 ： 0 -6 2 _0 - 0 4 8 ； 受弯纵筋的最小配筋率： p _4 5 吾 _ 0 4 5 _ 0 1 8 ( 0 2 ，取 风 0 2 。 截面 底 层的 纵向 受 力 钢筋 最 小 配筋 量 为( + ) b h = f 0 2 + 下0 4 8 1 2 5 0 4 5 0 ： 4 0 5 m m 2 7 6 3 m m 。 截面顶层和中间层的纵向受力钢筋最小配筋量均为 b h ：0 4 8 一 2 5 04 5 0：1 8 0 m mz 3 0 8 m m 2 实配钢筋满足要求。 3 雨篷配筋 根据以上的计算方法， 分别计算不同跨度与悬挑长度的雨 篷板与雨篷梁的配筋。 3 1 雨篷板配筋 计算跨度对雨篷板的影响不大 ， 表 1 是雨篷板配筋随悬挑 长度的变化规律 ， 钢筋采用 H R B 3 3 5 级。 虽 结 构 设 计 与 研 究 应 用 2 0 1 5年第 3期 ( 总 2 0 3期 ) 安徽建筑 虽 建 筑 材 料 法 ， 且 已得到广泛认 可和应用 。 4结论 高强混凝土因其具有高强度、 强耐久性的显著特点， 在土 木工程中得到了广泛应用， 因此本文对高强混凝土的性能特点 进行分析 ， 并针对其典型缺陷提出了相应的改善措施， 得到如 下结论。 高强混凝土具有高抗压强度 、 强度增长速率快 、 高弹性 模量和耐久性优异的优点； 高强混凝土在应用过程中存在黏度 大、 水化温升高、 开裂风险高和脆性大、 韧性差的缺点。 通过掺入高效减水剂和适当颗粒级配的掺和料， 可降低 高强混凝土的黏度； 引入优质引气剂可以提高高强混凝土的流 动性 。 掺入粉煤灰和磨细矿渣是抑制高强混凝土早期温升的 有效措施 ， 缓凝剂和缓凝型减水剂也是常有的控制水化放热的 技术措施。 为改善高强混凝土易收缩开裂的缺点， 可以通过优化原 材料性能及配合比和掺加纤维等物质来提高高强混凝土的抗 裂性 。 优选骨料、 优化孔结构、 界面改性和掺入纤维均能改善 高强混凝土脆性大、 韧性差的缺点， 其中掺人纤维材料是增韧 降脆最有效的办法。 ( 3 ) 【 2 】 吴芳， 贾福根， 李瑞璩， 王瑞燕 新编土木工程材料教程【 M】 北京： 中 国建 筑工业 出版社， 2 0 0 7 ， 【 3 】 Mi c h a e l A C ald a r o n e Hi g h S t r e n g t h C o n c r e t e ： A p r a c t i c a l g u i d e M US A a n d Cana d a ： T a y l o r F r anc i s 2 0 0 9 4 张洪波 快凝 快硬高 强混凝 土的制 备与性 能 D 】 重庆 ： 重庆 大学 ， 2 0 1 4 【 5 】 缪 昌文， 刘建忠 应用 高强混凝土应 注意的几个 问题 施工技 术， 2 0 1 3 ( 1 o 1 【 6 】 李木， 陈伟对高强混凝土的特性及设计有关问题的研究【 J 】 沈阳大 学学报， 2 0 0 6 ( 5 ) 【 7 1美国钢筋混凝土协会 3 8 7 委员会报告 R 】 北京： 清华大学， 1 9 9 5 【 8 吴忠伟， 廉慧珍 高性能混凝土 M 】 北京： 中国铁道出版社， 1 9 9 9 【 9 】 Vi c t o r Y G ， L a w r e n c e F K， K i mb e r b E K S h o r t - t e r m t e n s i l e c r e e p a n d s h ri n k a g e o f u l t r a - h i s h p e r f o r m a n c e c o n c r e t e J 1 C e m e n t a n d C o n c r e t e C o mp o s i t e s ， 2 0 0 9 ( 3 ) 【 l O 】 刘刚 高强混凝土的断裂脆性及其增韧减脆措施试验研究【 D 】 武 汉： 武汉大学， 2 0 0 4 【 l 1 】 u J Z ， S u nW， Mi a o C W， e t a 1 I n fl u e n c eof s u p e r p l t i c i z e r s a n d mi n e r a l ad mi x t u r e s o n t h e wo r k a b i l i t y of mo rta r a t l o w wa t e r - c e me n t r a t i o e 1 T h e 2 n d I n t e rna t i o n a l C o n f e r e n c e o n Mi c r o s t r u c mr e R e l a t e d Du r ab i l i t y o f Ce me n t i t i o u s Co mp o s i t e s ， Ams t e r d a m， 2 0 1 2 【 l 2 】 刘建忠， 孙伟， 缪昌文， 等 超高强混凝土用低水胶比浆体的水化 热研究 J 】 建筑材料学报， 2 O L O ( 2 ) 【 1 3 】 高美容， 秦鸿根， 庞超明高性能混凝土内养护技术的研究现状【 j 】 混凝土与水 泥制 品， 2 0 0 9 0) 参考文献 1 4 】姚武 ， 陈 兵 ， 严 安高 性 能 混 凝土 的 脆性 研 究 【A 】 全国 高 强与 高 性 1 林耀 高强混凝土收缩开裂的研究及应对措施【 J 福建建材， 2 0 1 3 能混凝土及其应用第四届学术讨论会【 c 2 0 0 1 业 -= ,Ae - -J j -a le j l j 夸 j 业 j 曹 j - 坐 j kj j - I ；j 警 t I I 业 ( 上接第 1 5 8页) 雨篷板配筋 表 1 跨度 5 4 m下雨篷梁截面尺寸及配筋 表 3 3 2雨篷梁配筋 当悬挑长度为 1 S m， 雨篷梁配筋随计算跨度的变化规律。 当跨度改变后， 弯矩减小， 剪力减小， 扭矩不变 ， 所以顶层与中 间层的抗扭钢筋 2 盐1 4 不变， 箍筋双肢 61 0 1 0 0不变， 只有底 层的受弯钢筋改变。可见跨度对雨篷梁的配筋影响不大， 底层 具体配筋如表 2 。 悬挑 1 5 m 下雨篷梁配筋 表 2 当跨度为 5 4 m， 雨篷梁配筋随悬挑长度的变化规律。 当悬 挑长度为 1 8 m时， 截面尺寸已不满足要求， 所以扩大了梁的高 度。 通过表 3的配筋， 可见悬挑长度对梁的配筋影响较大， 对截 面尺寸及箍筋都有较大影响。配筋及截面尺寸如表 3 ， 纵向钢 簧 筋采用 HR B 4 0 0级 ， 箍筋采用 H R B 3 3 5级 。 徽 建4 结论 筑 囝 通 过 以 上 配 筋 结 果 ，可 明 显 看 出 雨 篷 梁 、雨 篷 板 的 配 筋 面 积 随 跨 度 与 外 挑 长 度 增 大 而 增 大 。 具 体 分 析 ：雨 篷 板 的 受 力 钢 筋变化并不大， 而雨篷梁的配筋变化较大 ， 因此雨篷梁是雨篷 受力的主要承重部位， 而在雨篷外挑 1 5 m、 1 8 m及 2 1 m时 ， 雨 篷梁配筋变化不大， 原因在于梁的高度不断增加， 因此雨篷梁 的截面高度对雨篷影响很大。 经过以上分析， 当梁的外挑超过 2 1 m时， 梁的高度已经较 大， 自身重量已不利于承重， 倾覆危险较大 ， 此时， 可采用其他 材料或其他结构形式 ， 如采用钢雨篷， 在具体工程情况下， 可灵 活选择 。 参考文献 【 1 】 G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范【 s 】 北京： 中国建筑工业出 版社 。 2 0 1 0 。 2 东南大学， 天津大学， 同济大学 混凝土结构( 上、 中册 ) 【 M 】 北京 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 2 【 3 1 张晋元 混凝土结构设计【 M】 天津 ： 天津大学出版社 ， 2 0 1 2