地下室底板抗浮配筋计算
1.-3F 地下室底板,板厚h=500mm.复核大于8m 以外的板跨度
(一)、以最大跨度9.3m 跨为例进行验算,基本资料、参数如下:
地下室底板混凝土等级为C30,钢筋采用HRB400级:
f t =1.43N/m 2f y =360N/m
22底板+素混凝土垫层的厚度:0.50+0.10=0.60mm ,G =25×0.5+20x0.1=14.5kN/m;
底板面层:2.0kN/m;
按照中盐勘察设计院提供的补充资料地下抗浮水位按102.50米考虑,底板面绝对标高按96.8m 计,则抗浮水位高度为5.7m, 计至垫层底的水浮力Q =10×(5.7+0.6)=63.0 kN/m;
底板使用荷载:4.0kN/m(承压),2.0kN/m(抗浮)
1、枯水期,考虑底板下土体脱空
(1). 底板抗弯验算
底板荷载设计值q1=1.2×(14.5+2.0)+1.4×4=25.4kN/m,考虑柱下承台对底板的抗弯贡献,按经验系数法算得,
M 0=1/8x25.4x(9.3-2/3x2)=201.5 kN·m/m
内跨板的弯矩如下:
柱上板带,支座弯矩M 1’=0.5M 0 B/(0.5B)=201.5kN·m/m
跨中弯矩M 1=0.18M 0 B/(0.5B)=72.5 kN·m/m
跨中板带,支座弯矩M 2’=0.17M 0 B/(0.5B)=68.50kN·m/m
跨中弯矩M 2=0.15M 0 B/(0.5B)=60.4kN·m/m
按柱上板带进行配筋,考虑支座0.9的调幅,支座与跨中的弯矩调整后如下:
支座弯矩M ’=181.35 kN·m/m 跨中弯矩M =79.75 kN·m/m
2222 222底板柱上板带支座弯矩设计值M ’= 181.35kN·m/m,按b ×h =1000×500的截面计,As ’=1216mm ,实配支座面筋14@150+12@300 (As’=1403mm ) ,满足要求。
22底板柱上板带跨中弯矩设计值M =79.75kN ·m/m,按b ×h =1000×500的截面计,As ’=535mm , 实配底筋14@150(As’=1026mm ) ,满足要求。 2
(2). 底板裂缝验算
按经验系数法算得柱上板带支座弯矩M k ’=120.8 kN·m/m,最大裂缝宽度验算
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 ρte ,按下式计算:
ρte = As / Ate (混凝土规范式 8.1.2-4)
对矩形截面的受弯构件:A te = 0.5·b ·h = 0.5*1000*500 =
250000mm
ρte = As / Ate = 1403/250000 = 0.0056
在最大裂缝宽度计算中,当 ρte < 0.01 时,取 ρte = 0.01
按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力 σsk ,按下列公式计算:
受弯:σsk = Mk / (0.87·h 0·A s ) (混凝土规范式 8.1.3-3)
σsk = 120800000/(0.87*468*1403) =
211N/mm
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ,按混凝土规范式 8.1.2-2 计算:
ψ = 1.1 - 0.65ftk / (ρte ·σsk ) = 1.1-0.65*2.01/(0.01*211) = 0.48
最大裂缝宽度 ωmax ,按混凝土规范式 8.1.2-1 计算:
ωmax = αcr ·ψ·σsk ·(1.9c + 0.08deq / ρte ) / Es
= 2.1*0.48*211*(1.9*25+0.08*14/0.01)/200000
= 0.169mm ≤ ωlim = 0.2mm,满足要求。
2、丰水期,考虑地下水浮托力
(1).底板抗弯验算
底板向上浮托力设计值q1=1.4×(63.0-14.5-2.0)=65.1 kN/m,考虑柱下承台对底板的抗弯贡献,按经验系数法算得,
M 0=1/8x65.1x(9.3-2/3x2)=516.4kN·m/m
内跨板的弯矩如下:
柱上板带,支座弯矩M 1’=0.50M 0 B/(0.5B)=516.4kN·m/m
跨中弯矩M 1=0.18M 0 B/(0.5B)=185.9 kN·m/m
跨中板带,支座弯矩M 2’=0.17M 0 B/(0.5B)=175.6kN·m/m
跨中弯矩M 2=0.15M 0 B/(0.5B)=155.0kN·m/m
按柱上板带进行配筋,考虑支座0.9的调幅,支座与跨中的弯矩调整后如下:
支座弯矩M ’=464.76 kN·m/m 跨中弯矩M =204.5 kN·m/m
222 底板柱上板带支座弯矩设计值M ’= 464.76 kN ·m/m,按b ×h =1000×500的截面计,As ’=3187mm ,实配支座底筋16@150+ 20@150 (As’=3434mm ) ,满足要求。
22底板柱上板带跨中弯矩设计值M =204.5 kN·m/m,按b ×h =1000×500的截面计,As ’=1322.0mm , 实配底筋16@150(As’=1340mm ) ,满足要求。 2
(2). 底板裂缝验算
按经验系数法算得柱上板带支座弯矩M k ’=309.8 kN·m/m,最大裂缝宽度验算
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 ρte ,按下式计算:
ρte = As / Ate (混凝土规范式 8.1.2-4)
对矩形截面的受弯构件:A te = 0.5·b ·h = 0.5*1000*500 =
250000mm
ρte = As / Ate = 3434/250000 = 0.0137
按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力 σsk ,按下列公式计算:
受弯:σsk = Mk / (0.87·h 0·A s ) (混凝土规范式 8.1.3-3) σsk = 309800000/(0.87*466*3434) =
222N/mm
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ,按混凝土规范式 8.1.2-2 计算: ψ = 1.1 - 0.65ftk / (ρte ·σsk ) = 1.1-0.65*2.01/(0.0137*222) = 0.670 最大裂缝宽度 ωmax ,按混凝土规范式 8.1.2-1 计算: ωmax = αcr ·ψ·σsk ·(1.9c + 0.08deq / ρte ) / Es
= 2.1*0.67*222*(1.9*25+0.08*16.3/0.0137)/200000
= 0.186mm ≤ ωlim = 0.2mm,满足要求。