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1、一、国家博物馆4、6区钢桁架安装支架下的楼板结构验算 1 结构构件 ：楼板（双向板） 1．1 基本资料 1．1．1 工程名称：国家博物馆钢桁架安装结构验算 1．1．2 边界条件（左端/下端/右端/上端）： 固端 / 固端 / 固端 / 固端 1．1．3 荷载标准值 1．1．3．1 永久荷载标准值 楼板自重： gk1 ＝ 0.18*25 ＝ 4.50kN/m2 均布荷载： gk2 ＝ 3.5kN/m2 1．1．3．2 可变荷载标准值 均布荷载： qk1 ＝ 3.5kN/m2
2、 γQ ＝ 1.4 ψc ＝ 0.9 ψq ＝ 0.4 1．1．4 计算跨度 Lx ＝ 4000mm 计算跨度 Ly ＝ 4350mm 板厚 h ＝ 180mm （h ＝ Lx / 22） 板底、板面纵筋合力点至近边距离：as ＝ 25mm、as' ＝ 25mm 1．1．5 混凝土强度等级：C30 fc ＝ 14.33N/mm2 ft ＝ 1.43N/mm2 ftk ＝ 2.01N/mm2 Ec ＝ 29791N/mm2 1．1．6 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 360N/
3、mm2 Es ＝ 210000N/mm2 1．2 弯矩计算结果 1．2．1 平行于 Lx 方向的跨中弯矩 Mx Mxgk1 ＝ (0.0212+0.2*0.01677)*4.5*4^2 ＝ 1.77kN·m Mxgk2 ＝ (0.0212+0.2*0.01677)*3.5*4^2 ＝ 1.38kN·m Mxqk1 ＝ (0.0212+0.2*0.01677)*3.5*4^2 ＝ 1.38kN·m Mx ＝ Max{Mx(L), Mx(D)} ＝ Max{5.7, 5.98} ＝ 5.98kN·m
4、 Mxk ＝ 4.52kN·m Mxq ＝ 3.69kN·m Asx ＝ 116mm2 ρ ＝ 0.08% ρmin ＝ 0.31% Asx* ＝ 553mm2 φ10@140 （As ＝ 561） ωmax ＝ 0.018mm 1．2．2 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My Mygk1 ＝ (0.01677+0.2*0.0212)*4.5*4^2 ＝ 1.51kN·m Mygk2 ＝ (0.01677+0.2*0.0212)*3.5*4^2 ＝ 1.
5、18kN·m Myqk1 ＝ (0.01677+0.2*0.0212)*3.5*4^2 ＝ 1.18kN·m My ＝ Max{My(L), My(D)} ＝ Max{4.88, 5.11} ＝ 5.11kN·m Myk ＝ 3.87kN·m Myq ＝ 3.16kN·m Asy ＝ 106mm2 ρ ＝ 0.08% ρmin ＝ 0.31% Asy* ＝ 553mm2 φ10@140 （As ＝ 561） ωmax ＝ 0.019mm 1．2．3
6、 沿 Lx 方向的支座弯矩 Mx' Mx'gk1 ＝ -0.05731*4.5*4^2 ＝ -4.13kN·m Mx'gk2 ＝ -0.05731*3.5*4^2 ＝ -3.21kN·m Mx'qk1 ＝ -0.05731*3.5*4^2 ＝ -3.21kN·m Mx' ＝ Max{Mx'(L), Mx'(D)} ＝ Max{-13.3, -13.95} ＝ -13.95kN·m Mx'k ＝ -10.55kN·m Mx'q ＝ -8.62kN·m Asx' ＝ 275mm2
7、 ρ ＝ 0.18% ρmin ＝ 0.31% Asx'* ＝ 553mm2 φ10@140 （As ＝ 561） ωmax ＝ 0.042mm 1．2．4 沿 Ly 方向的支座弯矩 My' My'gk1 ＝ -0.05359*4.5*4^2 ＝ -3.86kN·m My'gk2 ＝ -0.05359*3.5*4^2 ＝ -3.00kN·m My'qk1 ＝ -0.05359*3.5*4^2 ＝ -3.00kN·m My' ＝ Max{My'(L), My'(D)}
8、＝ Max{-12.43, -13.04} ＝ -13.04kN·m My'k ＝ -9.86kN·m My'q ＝ -8.06kN·m Asy' ＝ 275mm2 ρ ＝ 0.16% ρmin ＝ 0.31% Asy'* ＝ 553mm2 φ10@140 （As ＝ 561） ωmax ＝ 0.040mm 1．3 跨中挠度验算 1．3．1 挠度验算参数 按《建筑结构静力计算手册》表 4－4，挠度系数 κ ＝ 0.00148（1/M）
9、Mk ＝ 4.52kN·m Mq ＝ 3.69kN·m 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 Es ＝ 210000N/mm2 As ＝ 561mm2 Ec ＝ 29791N/mm2 ftk ＝ 2.01N/mm2 1．3．2 在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs 1．3．2．1 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ σsk ＝ Mk / (0.87 * ho * As) （
10、混凝土规范式 8.1.3－3） σsk ＝ 4518279/(0.87*155*561) ＝ 60N/mm2 矩形截面， Ate ＝ 0.5 * b * h ＝ 0.5*1000*180 ＝ 90000mm2 ρte ＝ As / Ate （混凝土规范式 8.1.2－4） ρte ＝ 561/90000 ＝ 0.00623 ＜0.01，取 ρte ＝ 0.01 ψ ＝ 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsk) （混凝土规范式 8.1.2－2） ψ ＝ 1.1-0.
11、65*2.01/(0.01*60) ＝ -1.083 当 ψ＜0.2 时，取 ψ ＝ 0.2 1．3．2．2 钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 αE αE ＝ Es / Ec ＝ 210000/29791 ＝ 7.05 1．3．2．3 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 γf' 矩形截面，γf' ＝ 0 1．3．2．4 纵向受拉钢筋配筋率 ρ ＝ As / (b * ho) ＝ 561/(1000*155) ＝ 0.00362 1．3．2．5 钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按混凝土规范式 8.2.3－1 计算：
12、 Bs ＝ Es * As * ho ^ 2 / [1.15ψ + 0.2 + 6 * αE * ρ / (1 + 3.5γf')] ＝ 210000*561*155^2/[1.15*0.2+0.2+6*7.05*0.00362/(1+3.5*0)] ＝ 4854.21kN·m 1．3．3 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 θ 按混凝土规范第 8.2.5 条，当 ρ' ＝ 0 时，θ ＝ 2.0 1．3．4 受弯构件的长期刚度 B，可按混凝土规范式 8.2.2 计算：
13、B ＝ Mk / [Mq * (θ - 1) + Mk] * Bs ＝ 4.52/[3.69*(2-1)+4.52]*4854.21 ＝ 2670.98kN·m 1．3．5 挠度 f ＝ κ * Qk * Lx ^ 4 / B ＝0.00148*11.5*4^4/2670.98*1000 ＝ 1.6mm f / Lx ＝ 1.6/4000 ＝ 1/2,453 11 / 11 二、国家博物馆4、6区钢桁架安装支架下的十字梁结构验算 1结构构件 ： 十字梁 1．1 基本资料 1．1．1 工程名称：国家博物馆钢桁架安装结
14、构验算 1．1．2 结构构件的重要性系数 γo ＝ 1 考虑活荷不利组合 考虑受压纵向钢筋 1．1．3 混凝土容重 γc ＝ 25kN/m3 箍筋间距 Sv ＝ 200mm 1．1．4 可变荷载的分项系数 γQ ＝ 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc ＝ 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq ＝ 0.4 1．1．5 C30 混凝土强度： fc ＝ 14.3N/mm2 ft ＝ 1.43N/mm2 ftk ＝ 2.01N/mm2 Ec ＝ 29791N/mm2 1．1．6 钢筋强度设计值：
15、 fy ＝ 360N/mm2 fy' ＝ 360N/mm2 fyv ＝ 210N/mm2 Es ＝ 200000N/mm2 1．1．7 纵筋合力点至近边距离 as ＝ 40mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.20% 1．2 几何信息 最左端支座：固端 i ———跨号 Li ———第 i跨跨度（mm） b ———截面宽度（mm） h ———截面高度（mm） bf'———上翼缘高度（mm） hf'———上翼缘高度（mm） bf ———下翼缘高度（mm） hf
16、———下翼缘高度（mm） -------------------------------------------------------------------------- i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点 -------------------------------------------------------------------------- 1 8700 矩形 350 600
17、 固端 -------------------------------------------------------------------------- 1．3 荷载信息 i、j ———跨号、节点号 P、P1———单位：kN/m、kN M—————单位：kN·M X、X1———单位：mm 1．3．1 跨中荷载 ------------------------------------------------------------------- i 恒
18、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1 ------------------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 46.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 5.25
19、 ------------------------------------------------------------------- 1．4 计算结果 1．4．1 节点竖向位移 Y （单位：mm，向上为正） ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ j I
20、1 2 3 4 5 6 7 J ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 0.00 -0.78 -2.29 -3.58 -4.07 -3.58 -2.29 -0.78
21、 0.00 Min 0.00 -0.78 -2.29 -3.58 -4.07 -3.58 -2.29 -0.78 0.00 Max 0.00 -0.78 -2.29 -3.58 -4.07 -3.58 -2.29 -0.78 0.00 ----------------------------------------------------------
22、 1．4．2 支座反力设计值 （单位：kN，向上为正； kN·M，逆时针为正） ------------------------------------------------------------------- i N （I） M （I） N （J） M （J） -------------------------------------------------------------
23、 1 301.0 436.4 301.0 -436.4 Min 301.0 436.4 301.0 -436.4 Max 301.0 436.4 301.0 -436.4 -------------------------------------------------------------------
24、1．4．3 梁内力标准值 （单位： V———kN，以绕截面顺时针为正； M———kN·M，以下侧受拉为正） ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- i I 1 2 3 4 5 6 7 J
25、 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 M 恒荷 -323.3 -111.1 40.4 131.3 161.6 131.3 40.4 -111.1 -323.3 V 恒荷 222.9 167.2 111.5 55
26、7 0.0 -55.7 -111.5 -167.2 -222.9 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1．4．4 梁内力设计值及配筋 V ——剪力（kN），以绕截面顺时针为正； M ——弯矩（kN·M），以下侧受拉为正； As———纵筋面积（mm2）； Asv———箍筋面积（mm2） ----------
27、 i I 1 2 3 4 5 6 7 J -------------------------------------------------------------------
28、 1 M － -436.4 -150.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -150.0 -436.4 As 面 筋 2396 780 84 278 345 278 84 780 2396
29、 As / bho 1.22% 0.40% 0.04% 0.14% 0.18% 0.14% 0.04% 0.40% 1.22% x / ho 0.215 0.070 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.070 0.215 裂缝宽度 0.285 0.369 0.000 0.000 0.0
30、00 0.000 0.000 0.369 0.285 实配面筋 2636 858 92 306 379 306 92 858 2636 M ＋ 0.0 0.0 54.6 177.3 218.2 177.3 54.6 0.0 0.0 As
31、底 筋 719 234 279 926 1148 926 279 234 719 As / bho 0.37% 0.12% 0.14% 0.47% 0.59% 0.47% 0.14% 0.12% 0.37% x / ho 0.000 0.000 0.025 0.083 0.103
32、 0.083 0.025 0.000 0.000 裂缝宽度 0.000 0.000 0.198 0.366 0.360 0.366 0.198 0.000 0.000 实配底筋 791 257 307 1019 1263 1019 307 257 791 V
33、 301.0 225.7 150.5 75.2 0.0 -75.2 -150.5 -225.7 -301.0 Asv 142 115 16 16 16 16 16 115 142 构造配筋 As,min ＝ 420 Asv,min ＝ 115 Dmin ＝φ6 Smax ＝ 350
34、 挠度验算 截面 4 ： f ＝ -4.07 f / Li ＝ 1/2137 梁断面配筋 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、国家博物馆4、6区钢桁架安装支架下的框架梁结构验算 1结构构件 ： 框架梁 1．1 基本资料 1．1．1 工程名称：国家博物馆钢桁架安装结构验算 1．1．2 结构构件的重要性系数 γo ＝ 1 考虑活荷不利组
35、合 考虑受压纵向钢筋 1．1．3 混凝土容重 γc ＝ 25kN/m3 箍筋间距 Sv ＝ 200mm 1．1．4 可变荷载的分项系数 γQ ＝ 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc ＝ 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq ＝ 0.4 1．1．5 C30 混凝土强度： fc ＝ 14.3N/mm2 ft ＝ 1.43N/mm2 ftk ＝ 2.01N/mm2 Ec ＝ 29791N/mm2 1．1．6 钢筋强度设计值： fy ＝ 360N/mm2 fy' ＝ 360N/mm2 fyv ＝
36、 210N/mm2 Es ＝ 200000N/mm2 1．1．7 纵筋合力点至近边距离 as ＝ 40mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.20% 1．2 几何信息 最左端支座：固端 i ———跨号 Li ———第 i跨跨度（mm） b ———截面宽度（mm） h ———截面高度（mm） bf'———上翼缘高度（mm） hf'———上翼缘高度（mm） bf ———下翼缘高度（mm） hf ———下翼缘高度（mm） ------------------------
37、 i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点 -------------------------------------------------------------------------- 1 8700 矩形 400 800 固端 ----------
38、 1．3 荷载信息 i、j ———跨号、节点号 P、P1———单位：kN/m、kN M—————单位：kN·M X、X1———单位：mm 1．3．1 跨中荷载 ------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X
39、 X1 ------------------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 92.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 8.00 -------
40、 1．4 计算结果 1．4．1 节点竖向位移 Y （单位：mm，向上为正） ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ j I 1 2 3 4
41、 5 6 7 J ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 0.00 -0.56 -1.65 -2.58 -2.93 -2.58 -1.65 -0.56 0.00 Min 0.00 -0.5
42、6 -1.65 -2.58 -2.93 -2.58 -1.65 -0.56 0.00 Max 0.00 -0.56 -1.65 -2.58 -2.93 -2.58 -1.65 -0.56 0.00 -----------------------------------------------------------------------------------------------------
43、 1．4．2 支座反力设计值 （单位：kN，向上为正； kN·M，逆时针为正） ------------------------------------------------------------------- i N （I） M （I） N （J） M （J） ------------------------------------------------------------------- 1 587.3
44、 851.5 587.3 -851.5 Min 587.3 851.5 587.3 -851.5 Max 587.3 851.5 587.3 -851.5 ------------------------------------------------------------------- 1．4．3 梁内力标准值 （单位： V———kN，以绕截面顺时针为正； M———kN
45、·M，以下侧受拉为正） ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- i I 1 2 3 4 5 6 7 J ---------------------------------------
46、 1 M 恒荷 -630.8 -216.8 78.8 256.2 315.4 256.2 78.8 -216.8 -630.8 V 恒荷 435.0 326.3 217.5 108.8 0.0 -108.8 -217.5 -32
47、6.3 -435.0 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1．4．4 梁内力设计值及配筋 V ——剪力（kN），以绕截面顺时针为正； M ——弯矩（kN·M），以下侧受拉为正； As———纵筋面积（mm2）； Asv———箍筋面积（mm2） -----------------------------------------------------
48、 i I 1 2 3 4 5 6 7 J --------------------------------------------------------------------------------------------------------------
49、 1 M － -851.5 -292.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -292.7 -851.5 As 面 筋 3400 1112 120 396 491 396 120 1112 3400 As / bho 1.12% 0.37% 0.04%
50、 0.13% 0.16% 0.13% 0.04% 0.37% 1.12% x / ho 0.197 0.064 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.064 0.197 裂缝宽度 0.296 0.375 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.375 0.
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