双向板计算书.docx

计算书:1、设计资料金星金笔厂，层数为四层，中间层为标准层。计算标准层即可。首层层高4.2m，其它层层高均为3.9m，女儿墙高0.5m。室内外高差为0.45m，基础顶位于室外地坪下1.5m处。楼梯位于相邻建筑中，也可自行布置。混合结构板伸入墙体120mm，次梁伸入墙体240mm，主梁伸入墙体360mm。框架结构柱断面尺寸为500500mm。尺寸：3a=6.6m；b=3.9m。建筑材料：C30混凝土，梁柱钢筋采用HRB400级，板采用HPB300级。楼面可变荷载标准值为7kN/m22、楼盖的结构平面布置主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置。板的高跨比：hl145（按短跨）即h46.67mm且h80mm 取h=80mm。l01=6.33=2.1m；l02=3.9m l02l01=3.92.1=1.862；按双向板计算。次梁跨度3.9m，梁高h按l/12估算，取300mm；梁宽b按h/2估算，取150 mm。主梁跨度6.3m，梁高h按l/12估算，取500mm；梁宽b按h/2估算，取250 mm。柱首层4.2m，标准层3.9m，截面尺寸400400mm。3、板的设计（双向板弹性方法）（1）荷载水磨石面层 0.65kN/m280mm钢筋混凝土板 0.0825=2.0kN/m220mm混合砂浆抹底 0.0217=0.34kN/m2板的永久荷载标准值： gk=0.65+2.0+0.34=2.99kN/m2板的可变荷载标准值： qk=6.0kN/m2永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/m2，所以可变荷载分项系数应取1.3。即：板的永久荷载设计值： g=2.991.2=3.588kN/m2近似取3.6kN/m2板的可变荷载设计值： q=6.01.3=7.8kN/m2g+q2=3.6+7.82=7.5kN/m2 q2=7.82=3.9kN/m2 g+q=3.6+7.8=11.4kN/m2 （2）计算跨度 内跨：l0=ln（次梁或轴线间距离）；边跨：l0=ln+a2且ln+h2（3）弯矩计算跨中最大弯矩：内支座固定时在g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。混凝土的泊松比取0.2；支座最大负弯矩为：内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。根据不同的支撑情况，整个楼盖可分为A、B、C、D四种区格板，如图1。ABBBBBBBBBBACDDDDDDDDDDCABBBBBBBBBBA图1 双向板区格分块图A区格板：l01/l02=19453745=0.51936，两邻边固支两邻边简支；四边简支。B区格板：l01/l02=19503745=0.52069，三边固支一短边简支；四边简支。C区格板：l01/l02=19453750=0.51892，三边固支一长边简支；四边简支。D区格板：l01/l02=19503750=0.52000，四边固支；四边简支。系数详见表1 双向板计算系数 表1区格ABCD两邻边固支两邻边简支(跨中)l010.0550l020.0142三边固支一边简支（跨中）l010.04050.0114l020.00910.0570四边固支（跨中）l010.0394l020.0045四边简支（跨中）l010.09370.09350.09380.0936l020.01880.01890.01870.0188两邻边固支两邻边简支（支座）l010.1164l020.0786三边固支一边简支（支座）l010.08320.0783l020.05690.1126四边固支（支座）l010.0823l020.0570对于A区格：m1=0.055+0.20.01427.51.9452+0.0937+0.20.01883.91.9452=3.07745kNm m2=0.20.055+0.01427.51.9452+0.20.0937+0.01883.91.9452=1.268372kNm m1=-0.116411.41.9452=-5.01949kNm m2=-0.078611.41.9452=-3.38807kNm 各区格弯矩计算详见表2 按弹性理论计算的弯矩值 表2 区格项目ABCDl01（m）1.9451.951.9451.95l02（m）3.7453.7453.753.75l01/ 4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444/l020.5193590.5206940.5186670.52m1（kNm）3.077452.6486132.0865632.593066m2（kNm）1.2683721.0468482.2365840.910579m1（kNm）-5.01949-3.60779-3.37468-3.56758m1（kNm）00-3.37468-3.56758m2（kNm）0-2.468320-2.4726m2（kNm）-3.38807-2.46832-4.85696-2.4726（4）截面设计一类环境类别板的最小混凝土保护层厚度15mm，假定选用A8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=80-15-4=61mm，l02方向跨中截面的h02=h01-8=53mm，支座截面的h0=61mm。 取b=1000mm，C30混凝土1=1，fc=14.3N/mm2；HPB300级钢筋fy=270N/mm2。截面设计用的弯矩：因楼盖周边为砖墙承重，故A区格弯矩不予减少，其他区格弯矩以及支座减少20%。对于A区格：弯矩设计值：M l01= 3.063181 kN/m2；M l02= 1.228121 kN/m2l01方向： s=M1fcbh02=0.058； =1-1-2s=0.059 As=bh01fcfy=191.67mm2 截面配筋计算结果如表3。 双向板截面配筋 表3 项目截面h0（mm）M（kNm）sAs（mm2）配筋实有As（mm2）跨中Al01613.077450.0580.060192.59A8250201.2l02531.2683720.0320.03290.08A6250113.2Bl01612.1188910.0400.041131.32A6200141.5l02530.8374780.0210.02159.15A6250113.2Cl01611.6692510.0310.032102.99A6250113.2l02531.7892670.0450.046127.95A6200141.5Dl01612.0744530.0390.040128.51A6200141.5l02530.7284630.0180.01851.38A6250113.2支座A-B613.9528610.0740.077249.65A8200251.5A-C613.636820.0680.071228.93A8200251.5B-B612.886230.0540.056180.27A8250201.2B-D611.9763690.0370.038122.31A8250201.2C-D612.7769030.0520.054173.25A8250201.2D-D612.8540650.0540.055178.20A8250201.2最小配筋率验算：Asbh=113.2100080100%=0.1415%0.3按由可变荷载效应控制的组合： q=1.28.1646+1.312.6=26.18kN/m 按由永久荷载效应控制的组合： q=1.358.1646+0.71.312.6=22.49kN/m 因此，荷载设计值取26.18kN/m（2）计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面为300600mm。计算跨度：边跨 l01=1.025ln=3746.375ln+a2=3775mm中间跨 l02=ln=3650mm26.18kN/mAABB112375037503650计算简图如图2。图2 次梁计算简图（3）内力计算跨度相差小于10%，按等跨连续梁计算。弯矩计算结果如表5。 次梁的弯矩计算 表5截面1B2弯矩系数a0.090909090909 -0.090909090909 0.062500000000 M=aql2（kNm）33.46875-33.4687521.79894063剪力计算结果如表6。 次梁的剪力计算 表6截面A支座内侧B支座外侧B支座内侧剪力系数0.450.60.55V=ql（kN）44.1787558.90552.55635（4）截面设计1）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，支座处按矩形截面计算，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取下述三者中的最小值：bf=l/3=3900/3=1300mmbf=b+sn=150+2100=2250mmbf=b+12hf=150+1280=1110mm为计算方便，中间跨及边跨均取bf=1110mm。一类环境类别，梁的最小混凝土保护层厚度20mm，假定选用箍筋直径8mm，纵向钢筋直径20mm.则一排纵向钢筋h0=300-20-8-10=262mm。C30混凝土1=1，fc=14.3N/mm2；HPB400级钢筋fy=360N/mm2，fyv=360N/mm2。1fcbfhfh0-hf2=1.014.3111080262-802 =281.904kNm32.94kNm(21.21kNm) 因此，边跨和中间跨中截面均属于第一类T形截面。次梁正截面承载力计算如表7次梁正截面受弯承载力 表7截面1B2M（kNm）33.46875-33.4687521.79894063bf或b（mm）11101501110s=Ms1fcbh02或s=Ms1fcbfh020.0307169360.2273053270.020006623=1-1-2s0.0310.2060.2%且0.45ftfy=0.18%，满足最小配筋率的要求。2）斜截面受剪承载力hw=h0-hf=262-80=182mm；hwb=182150=1.21V 截面尺寸符合要求。 0.7ftbh0=0.71.43150262=56.20kNVBB支座处需按计算配箍，其他仅需按构造配筋即可。采用C6双肢箍筋，由Vcs=0.7ftbh0+fyvAsvSh0，可得到箍筋间距：s=fyvAsvh0VB-0.7ftbh0=36056.6262（58.905-56.20）1000=1973mm 由于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%，且在截面高度在300500mm之间的梁，最大箍筋间距为200mm，故最后取箍筋间距s=200mm。即沿次梁通长配双肢C6箍筋，间距200mm。 sv=Asvbs=56.6150200=0.189%0.3ftfyv=0.31.43360=0.119%即符合弯矩条幅时要求的配箍率下限。5、主梁设计（弹性方法）（1）荷载为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 8.16463.9=31.84kN主梁自重 （0.5-0.08）0.3256.3/3=6.615kN主梁粉刷层 2（0.5-0.08）0.02176.3/3=0.60kN主梁永久荷载设计值 G=1.2(31.84+6.61+0.6)=46.86kN主梁可变荷载设计值 Q=12.63.91.3=63.88kN（2）计算简图梁柱最大线刚度之比：ibic=25050034.240046.3=0.813893.54kNm +（1）44.8630.25+（1）105.59+100.28+1.5587.19+93.5430.52221.5111.2414.45169.2821.2631.4713.71单位：kNm单位：kN图4 主梁的弯矩、剪力包络图属于第一类T形截面。B，C支座的弯矩设计值MB=MBmax-VBb2=-202.52kNmMC=MCmax-VCb2=-156.90kNm 主梁正截面承载力计算如表11主梁正截面承载力计算 表11截面边跨中B支座中间跨C支座M（kNm）93.54 -221.51 -31.47 -169.28 bf或b（mm）2100 250 2100 250 h0（mm）440 410 440 410 s=Ms1fcbh02或s=Ms1fcbfh020.02 0.37 0.01 0.28 =1-1-2s0.02 0.49 0.01 0.34 As(mm2)595.33 1984.29 199.22 1281.14 配筋2C202C18+2C20+2C222C182C18+2C22实有As(mm2)62818975091269取中间跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率：Asbh0=509250440100%=0.46%0.2%且0.45ftfy=0.18% 2）斜截面抗剪承载力hw=h0-hf=410-80=330mm；hwb=330250=1.32V 截面尺寸符合要求。 0.7ftbh0=0.71.43250410=102.6.15kNFl满足要求。5、柱的设计（1）荷载屋面： 保护层、防水层 0.4kN/m2 1:3水泥砂浆找平层25厚 200.025=0.50 kN/m2 1:10水泥珍珠岩保温120厚 4.00.12=0.48 kN/m2 1:8白灰炉渣2%找坡 最薄处30 平均100厚 110.1=1.10 kN/