凝土单向板肋梁楼盖设计.doc

铜陵学院混凝土结构设计 整体式单向板肋形楼盖设计1设计资料1、 荷载楼面面层 (0.65kN/m2);楼面等效均布活荷载标准值为q=8kN/m，水泥砂浆容重为，混合砂浆容重为，钢筋混凝土容重为2、 材料：混凝土： C25；钢筋：板HPB235级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋3、 板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙内240mm，柱的截面尺寸bh=300 mm300mm4、题号L1（m）L2（m）可变荷载1218.036.08kN/m22楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2m板： /=6.0/2=3.0，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2000/40=50mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度应满足h=（/18/12）=（6000/186100/12）=（333508）mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=（1/31/2）h =（169254）mm，故取b=200mm主梁：主梁截面高度应满足h=（/14/8）=（6000/156000/10）=（429750）mm。取h=650mm。截面宽度为b=（1/31/2）h =（217325）mm，故取b=300mm。3板的设计3.1荷载永久荷载标准值：钢筋混凝土板 0.1725=4.25 kN/楼面面层 0.65 kN/水泥砂浆地面 混合砂浆抹底 小计 5.64 kN/可变标准荷载值 8 kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于8.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的永久荷载设计值 g=5.641.2=5.48 kN/可变荷载设计值 q=81.3=11.7 kN/荷载总设计值 g+q=5.48+11.7=17.18 kN/ 3.2计算简图 （按塑性内力重分布设计）次梁截面为200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨 =+h/2=2000-100-120+80/2=1820mm 1.025=1824mm，取=1820mm中跨 =2000-200=1800mm跨度差=（1820-1800）/1820=1.1% 10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示g+q=17.18kN/m3.3弯矩计算值板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.80(kN.m)17.181.821.82/11=5.173-17.181.821.82/11=-5.17317.181.801.80/16=3.479-17.181.801.80/14=-3.976这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其和应乘以0.83.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C25混凝土，板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C20混凝土，=1.0，=9.6kN/；HPB235钢筋，=210N/。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算截 面1B2C弯矩设计值（kNm）5.173-5.1733.479-3.976=/（b）0.13220.13220.08890.1016=1-0.14230.14230.09320.1074轴 线、计算配筋（）=b/390.3390.3255.6294.6实际配筋（）8125=4028125=403.06/8125=3146/8125=314轴 线计算配筋（）=b/390.30.8=314390.30.8=314255.60.8=204.5294.60.8=235.7实际配筋（）8160=3148160=3146/8160=246.06/8160=246.0*对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；min=/bh0=246/（100060）=0.41%，0.45/h/h0=0.451.1/21080/60=0.26%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。采用分离式配筋，q/g=11.7/5.48=2.143，。对于连续板配筋时，在嵌固支承处，板顶面沿着板边布置垂直于板的附加短钢筋；在墙角附近和板、主梁、次梁、墩墙处配置构造钢筋；沿着板受力方向配置分布钢筋，钢筋型号为，间距为板的配筋详见附图。板配筋图4.次梁设计 （按考虑塑性内力重分布设计） 根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1荷载设计值永久荷载标准值由板传来的恒载： 5.642.0 = 11.28 kN/m次梁自重： 250.2（0.5-0.08）= 2.1次梁粉刷小计 gk = 13.67 kN/m永久荷载设计值： g=13.671.2 = 16.404 kN/m可变荷载标准值 qk = 82 = 16 kN/m可变荷载设计值 q = 161.3 = 20.8 kN/m 荷载总计算值 g+q = 37.204 kN/m 4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm，计算跨度：边跨 =+a/2=5660+120=5780mm 1.025=1.0255660=5802mm，故取=5780 mm中跨 =5800mm跨度差 （5800-5780）/5800=0.35%10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示次梁跨度g+q = 37.204 kN/m 次梁的计算简图4.3内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=5.78l01=5.78l02=5.8l02=5.8(kN.m)37.2045.782/11-37.2045.782/1137.2045.82/16-33.1325.82/14=113=-113=78.22=-89.38次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 离端第二支座离端第二支座C中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度lnln1=5.78ln1=5.78ln2=5.8ln2=5.8(kN)0.45x37.204x5.780.6x37.204x5.780.55x37.204x5.80.55x37.204x5.8=96.85=128.31=118.79=118.794.4承载力计算4.4.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度去=/3=5800/3=1933mm；又=b+=200+1800=2000。故取=1933mm。近似取=1950mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，C25混凝土，梁的最小保护厚度c=30mm，一排纵向钢筋=500-40=460mm。 C25混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB235钢，=210N/。又因为： 跨内截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程列于下表。截 面1B2C弯矩设计值（kNm）113-11378.22-89.38=/（b）或=/（）=0.0254=0.2707=0.0176=0.1960=1-0.02600.3230.350.01720.22020.35=b/或=/746.3909.6493.7648.3选配钢筋（）318=763320 =941218 =509216+118 =656.5次梁正截面受弯承载力计算计算结果表明，支座截面的均小于0.35；min =/bh=493/（200500）=0.493%，0.45/h/h0=0.451.1/300500/460=0.179%，满足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=460-80=380mm，因/b=380/200=1.94，截面按下式验算：0.25b=0.2519.6200460=220.8 kN=114.9 kN，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋：=0.71.1200460=70.84kNVmin=86.18kN需要按计算配筋, 采用8双肢箍筋，计算支座B左侧截面。= 1.25210100.6440/（114.91000 - 0.71.1200440）=246.48mm调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8246.48=197.2mm最后取箍筋间距s=180mm。为了方便施工，沿梁长度不变。此时= 143.48kNVmax=114.9Kn验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.31.1/210=0.157%。实际配筋率=100.6/（200180）=0.279%0.157% 满足要求。次梁配筋图5.主梁设计主梁按弹性方法设计5.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。永久荷载标准值Gk次梁传来的永久荷载值 8.116.0 = 49.47kN主梁自重 （0.65-0.08）2.00.325 = 8.55kN主梁粉刷 小计 Gk = 57.92kN永久荷载设计值G G = Gk K = 57.921.2 =69.50kN 取G=70kN可变荷载标准值Qk Qk =186.0 = 108kN可变荷载设计值Q Q = QkQ =1081.3 = 140.4kN 取Q=145kN荷载总的设计值 G+Q = 215kN5.2计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在500mm500mm的混凝土柱上，其计算跨度:边跨 =6000-250-120-250 =5380mm 又1.025+b/2=5765mm +b/2+a/2=5815mm，取=5765mm中跨 =6000mm跨度差 =(6000-5765)/6000 =3.91% 10%，故可利用附表6-2计算内力主梁计算跨度主梁计算简图5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M =G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得= 0.244706 + 0.2891456 = 353.86kNm= -0.267706 - 0.3111456 = -382.71kNm= 0.067706 + 0.2001456 = 202.14kNm5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得= 0.73370+0.866145 = 176.88kN= -1.26770-1.311145 = -278.78kN= 1.070+1.222145 = 247.2kN5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图： 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为= -0.267706-0.133 1456 = -227.85kNm第1跨内：以支座弯矩=0，=-227.85kNm的连线为基线。作G=70kN，Q=145kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（70+145）6-=350.96kNm（与前面计算的=353.86kNm接近）（G+Q）+= （70+145）6-=271.92kNm第2跨内：内以支座弯矩=-227.85kNm，=-227.85kNm的连线作为基线，作G=70kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=706-227.85=-87.85kNm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载 第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，= -382.71kN m的连线为基线。作G=70kN，Q=145kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（70+145）6- = 302.43kNm（70+145）6- =174.86kNm第2跨内：=-0.267706-0.0891456 = -189.57kNm以支座弯矩=-382.71kNm，=-189.57kNm的连线为基线，作G=70kN，Q=145kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+（-）=（70+145）6-189.57+（-382.71+189.57）=111.74kNm（G+Q）+（-）=（70+145）6-189.57 + （-382.71+189.57）=176.05kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267706-0.1331456 = -227.85kNm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+= （70+145）6 - 227.85 = 202.15kNm（与前面计算的= 202.14kNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=706 - 227.85 = 64.05kNmG+=706 - 227.85 = -11.9kNm剪力包络图： 第1跨=176.88kN；过第1个集中荷载后为176.88-70-145=-38.12kN；过第2个集中荷载后为-38.12-70-145=-253.12kN= -278.78kN；过第1个集中荷载后为-287.78+70+145 = -63.78kN；过第2个集中荷载后为-63.78+70+145=151.22kN第2跨=247.2kN；过第1个集中荷载后为247.2-70 = 177.2kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.070+1.0145=215kN；过第1个集中荷载后为215-70-145=0。5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度,因=0.120.1。翼缘计算宽度按=6/3=2mm和b+=6m中较小值确定取=2.0m主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按梁高： （边跨），（中间跨）翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值=-b/2 = -382.71-2150.5/2 = -347.22kNm。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1B2弯矩设计值（kNm）353.86-328.96202.14-87.85=/（b）或=/（）=0.0495=0.339=0.0283=0.0820.0510.4330.0290.086=（1+）/20.9750.7840.9860.957=/198324111120502选配钢筋（） 422（弯3）+125=2010.9225+122 +322（弯）=2501322（弯1）=1140225=982计算结果表明，均小于b=0.550，满足要求；取中间跨跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率，min= /(bh0)=982/（300610）=0.540.45/0.451.1/300=0.165主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b =500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b= 0.2519.6300580 = 417.6kN= 278.78kN