楼梯抗震计算讲解
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地下室楼梯抗震加固计算说明书
一. 计算依据
1. 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010);
2. 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
3. 《混凝土加固设计规范》(GB50367-2013)
4. 《纤维复合材料建设工程应用技术规范》(GB50608-2010)
5. 原结构设计图
二.计算理论
本次加固是楼梯的抗震加固,具体表现在原地下室楼梯采用非抗震钢筋,楼梯延性达不到规范要求,需要进行对其延性加固,加固材料为碳纤维材料。
根据抗震规范,结构的曲率延性系数y u φφμφ/=,其中u φ为屈服曲率,y φ为极限曲率,取承载力下降到u P 85.0的曲率。
根据试件正截面应变关系,()h sy cy y /εεφ+=,其中cy ε为混凝土屈服应变,sy ε为钢筋屈服应变。加固试件极限曲率表示为()h f cu u /εεφ+=,最终可得加固后试件延性系数,本次加固受力碳纤维布锚固可靠,破坏模式为拉断破坏,极限应变取0.01。最终得到加固后延性系数计算值为3.325,满足钢筋混凝土构件延性设计要求。 为了使碳纤维条带参与受力,试件承载力下降到u P 85.0时,碳纤
维不发生破坏,因此,加固后试件的承载力提高幅度大于或等于u P 15.0。
三.承载力验算
(1)7#楼梯一计算
楼梯板计算:
原楼梯抗弯承载力计算:板厚160mm ,宽度为1325mm ,受力钢筋HRB400,直径16mm ,间距90mm ,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y A f bx f =c 1α,得混凝土受压区高度为
2.56=x ,跨中弯矩为()2/01x h bx f M c u -=α,计算得m kN 117∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,2层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y A f A f bx f ψα+=c 1,计算后得1.69=x ,加固后的承载力()m kN 1392/01∙=-=x h bx f M c u α
加固后承载力提高幅度为18.0117/)117139(=-大于0.15满足条件。 平台板计算:
原楼梯抗弯承载力计算:板厚100mm ,宽度为1590mm ,受力钢筋HRB400,直径8mm ,间距150mm ,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y A f bx f =c 1α,得混凝土受压区高度为
43.8=x ,跨中弯矩为()2/01x h bx f M c u -=α,计算得m kN 8.16∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,1层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y A f A f bx f ψα+=c 1,计算后得9.18=x ,加固后的承载力()m kN 382/01∙=-=x h bx f M c u α
加固后承载力提高幅度为
26.18.16/)8.1638(=-大于0.15满足条件。
平台梁计算: 原楼梯抗弯承载力计算:梁高400mm ,宽度为200mm ,受力钢
筋HRB400,受拉钢筋为3C 18,受压钢筋为3C 14,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y s y A f A f bx f =''+c 1α,得混凝土受压区高度为9.37=x ,跨中弯矩为())(2/001a h A f x h bx f M y c u '-''+-=α,计算得m kN 69∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,2层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y y A f A f A f bx f ψα+=''+c 1,计算后得16.75=x ,加固后的承载力()m kN 9.102)(2/001∙='-''+-=a h A f x h bx f M y c u α加固后承载力提高幅度为48.069/)69102(=-大于0.15满足条件。
(2)7#楼梯二计算
楼梯板计算:
原楼梯抗弯承载力计算:板厚100mm ,宽度为1250mm ,受力钢筋HRB400,直径8mm ,间距100mm ,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y A f bx f =c 1α,得混凝土受压区高度为
66.12=x ,跨中弯矩为()2/01x h bx f M c u -=α,计算得m kN 67.16∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,1层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y A f A f bx f ψα+=c 1,计算后得3.24=x ,加固后的承载力()m kN 24.242/01∙=-=x h bx f M c u α
加固后承载力提高幅度为44.067.16/)67.1624.24(=-大于0.15满足条件。
平台板计算:
原楼梯抗弯承载力计算:板厚100mm ,宽度为1520mm ,受力钢筋HRB400,直径8mm ,间距150mm ,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y A f bx f =c 1α,得混凝土受压区高度为
83.8=x ,跨中弯矩为()2/01x h bx f M c u -=α,计算得m kN 5.16∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,1层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y A f A f bx f ψα+=c 1,计算后得3.19=x ,加固后的承载力()m kN 2.352/01∙=-=x h bx f M c u α
加固后承载力提高幅度为
13.15.16/)5.162.35(=-大于0.15满足条
件。
平台梁计算: 原楼梯抗弯承载力计算:梁高350mm ,宽度为200mm ,受力钢筋HRB400,受拉钢筋为3C 18,受压钢筋为3C 14,混凝土强度为C30。计算:根据混凝土和钢筋力平衡关系,s y s y A f A f bx f =''+c 1α,得混凝土受压区高度为9.37=x ,跨中弯矩为())(2/001a h A f x h bx f M y c u '-''+-=α,计算得m kN 9.59∙=u M 。
加固验算:碳纤维条带宽度100mm ,间距100mm ,厚度0.167mm ,2层,弹性模量取2.1*105MPa 。计算:根据加固后混凝土和钢筋力平衡关系,fe f f s y y A f A f A f bx f ψα+=''+c 1,计算后得72.84=x ,加固后的承载力()m kN 2.123)(2/001∙='-''+-=a h A f x h bx f M y c u α加固后承载力提高幅度为78.069/)69123(=-大于0.15满足条件。
(3)8#楼梯计算