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文档简介

1、精品WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY混凝土结构课程设计学 校:武汉理工大学专 业:土木工程2012本科(秋)姓 名:段雪飞指导老师:感谢下载载目录1 设计资料 12 楼盖的结构平面布置 23 板的设计 34 次梁设计 55 总结 10现浇单向板肋形楼盖设计某多层工业建筑物平面如下图所示:采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。L JL. .J一、设计资料1)楼面构造层做法:水泥砂浆地面(0.65KN/ m2 )钢筋混凝土现浇板(25kNm2 );20mm 厚石灰砂浆抹底(17kNm2 );2)可变荷载:Pk=6.0 kNm23) 永久荷载分项系数为1.2 ,可变荷载分项系

2、数为1.4 (当楼面可变荷载标 准值 4kNm2 时,取 1.3);4)材料选用:混凝土 :采用 C25 ;钢筋:梁纵向受力钢筋采用 HRB400级钢筋,其余采用HPB235级钢筋;5)本建筑物位于非地震区,建筑物安全级别为二级,结构环境类别为一类。二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为 6.3m,次梁跨度为6.6m , 主梁每跨内布置两跟次梁,板的跨度为 2.1m ,102/101=6.6/2.1=3.14, 因此安单 向板设计。按跨高比条件,要求板厚h 220040=55.0mm,对工业建筑的楼盖板,要 求 h 80mm ,取板厚 h=100mm 。次梁截面高度

3、应满足 h=l018l012=660018660012=366550mm。考虑到楼面活荷载比较大,取 h=500mm。截面宽度取为b=200mm。框架梁截面高度应满足h=l015l010=660015660010=440660mm,取 h=600mm。截面宽度取为b=300mm 。楼盖结构平面布置图如下图所示:三、板的设计1) 荷载板的恒荷载标准值:水泥砂浆地面(0.65KN/ m2 )=0.65kNm2钢筋混凝土现浇板: 0.1*25=2.5kNm22I I Jl '小计:3.49 kNm2 取 3.5 kNm2板的活荷载标准值:60.0kNm2永久荷载分项系数为1.2 ,可变荷载分

4、项系数为1.4 ,因当楼面可变荷载标准 值4kNm2,所以取1.3。于是板的恒荷载设计值:g=1.2*3.5=4.2kNm2活荷载设计值:q=1.4*6.0=8.4kNm2荷载总设计值:g+q=4.2+8.4=12.6kNm21) 计算简图次梁截面为200*5Oomm ,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。按内力重分布设计,板的计算跨度:边跨:I=l0+h2=2100-100-120+1002=1930mm<1.025In=1950mm,取 I0=1950mm中间跨:10=In=2100-200=1900mm因跨度相差小于10% ,可按等跨连续板计

5、算。取Im宽板带作为计算单元, 计算简图如下图所示:I IIPftttttttttttttttttti2) 弯矩设计值查表得,板的弯矩系数 m分别为:边跨中:1/11,离端第二支座:-1/11,中跨中:1/16 ,中间支座:1/14。故M仁-Mb=(g+q)l01211= 12.6*1.95211=4.36kN.mMc=-(g+q)l01214=12.6*1.9214=3.25kN.mM2=(g+q)l01216=12.6*1.9216=2.85kN.m3) 正截面受弯承载力计算板厚 100mm,h0=100-20=80mm;板宽 b=1000mm。C25 混凝土, 1=1.0,fc=11.9

6、Nmm2,fy=210Nmm2;板配筋计算的过程如下表:截面1 B 2 C4.36 2.85 3.25 弯矩设计值(kN.m)-4.360.065 0.065 0.03 0.034 s=Ma1fcbh02 =1-(1-2 S) 1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 轴线 计算配筋(mm2) 304304 136 159 ,AS= bh0fcfy 实际配筋(mm2) 8150 8150 8180 8180As=335 As=335 As=279 As=279轴线 计算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305= AS= bh0fcfy 109 127实际配筋(

7、mm2) 8150 8150 8180 8180As=335 As=335 As=279 As=279计算结果表明,均小于0.35 ,符合塑性内力重分布的原则;Asbh=279(1000*80)=0.34%,此值比0.45ftfy=0.45*(1.43210)=0.30%大,同时大于 0.2% ,符合要求。四、次梁设计按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主 梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1)荷载设计值恒荷载设计值:板传来恒荷载:4.2*2.仁8.82kNm 次梁自重:0.2*(0.5-0.1)*25*1.2=2.4kNm小计:11.6kNm 活荷载设计值:q

8、=6*2.1*1.4=17.64kNm荷载总设计值:g+q=29.3kNm2)计算简图次梁在砖墙上的支承长度为 270mm。主梁截面为250*650mm。计算跨度:边跨:l=l0+a2=6600-120-2502+2402=6475mm<1.025In=6508mm,取 l0=6475mm中间跨:10=In=6600-250=6350mm因跨度相差小于10% ,可按等跨连续梁计算,次梁计算简图如下图所示:I I IIII3) 内力计算 弯矩设计值:M仁-Mb=(g+q)l0211=29.3*6.47521 仁 111.68kN.m2Mc=-(g+q)ln214=29.3*6.350214

9、=85.05kN.m2M2=(g+q)l01216=29.3*6.350216=73.85kN.m2 剪力设计值:VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l01 =0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l0 仁0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4)承载力计算 正截面受弯承载力计算时,跨内按 T形截面计算,翼缘宽度取b'f=l3=660 0/3=220Omm ,又 b'

10、;f=b+sn=300+2000=2200mm ,故 b'f=2200mm 。除 支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。C25 混凝土, 1=1.0,fc=11.9Nmm2 ,ft=1.27Nmm2 ,纵向钢筋采 用 HRB400 钢,fy=360Nmm2 ,箍筋采用 HPB235 钢,fyv=210Nm2 。经 判别跨内截面均属于第一类T形截面。截面1 B111.68 弯矩设计值(kN.m)-111.68273.85C 85.05第5/9页 S=M/ 1fcbh02 或 S=M/ 1fcb'fh02 =1-(1-2 s)12AS= b'fh0fcfy A

11、S= bh0fcfy 选配配筋(mm2)0.0122 0.012 5290.0122 0.012 5290.008 0.008 3530.009 0.009 3973 18 3 18 3 16 3 16 As=763 As=763 As=603 As=603计算结果表明,均小于0.35 ,符合塑性内力重分布的原则;Asbh=762(200*500)=0.762%,此值比 0.45ftfy=0.45*(1.43360)=0.1787%大,同时大于0.2% ,满足要求。2)斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核,腹筋计算和最小配箍率验 算。验算截面尺寸:hw=h0-h'f=465-100

12、=365mm, hwb=365200=1.8<4,截面尺寸按下式验算:0.25 CfCbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax =115.06kN。故截面尺寸满足要求。SV=2*50.24/( 250*150)=0.26%>0.3*ftfyv=0.3*1.27210=0.18%,满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载:次梁传来恒荷载:11.6*6.6=76.6kN主梁自重:0.3*(0.60-0.1)*25*1.2*6.3=28.35kN小计: 取 106.55kN 活荷载:17.64*

13、6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、计算 简图4)内力设计值及包络图 A)弯矩设计值弯矩 M=k1GI0+k2QI0公式中系数 k1 , k2 查表得 M1 , max =0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.mMB,max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3=-483kN.mM2,max =0.067*106.55*6+0.200*155*6=229kN.m B)剪力设计值剪力 V=k3G+k4Q公式中系数k3,k4查表得 VA,max =0.733*106.55+0.822*155=210kNVBL,max=-

14、1.267*106.55-1.311*155=-338kN VBR, max =1.0*106.55+1.222*155=296kN C)弯矩、剪力包络图第1、3跨有活荷载,第2跨没有活荷载由附表19知,支座B或C的弯矩值为MB=MC=-0.267*106.55*6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m在第1跨内以支座弯矩 MA=0 , MB=-287kN.m 的连线为基线,作 G=86k N,Q=152kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处 弯矩值分别为:13(G+Q)l0+MB3=13*(86+152)*6.64-2873=431kN.m(与前面计算的

15、 MImaX=431kN.m相近。)13(G+Q)l0+2MB3=13*(86+152)*6.64-2*2873=335.1kN.m在第2跨内以支座弯矩 MB=MC=-287kN.m的连接为基线,作 G=86kN ,Q=152kN的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值:13Gl0+MB=13*86*6.6-287=-97.8kN.m 第1、2跨有活荷载,第3跨没有活荷载第1跨内:在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-287kN.m 的连线为基线, 作G=86kN,Q=152kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷 载作用点处弯矩值分别为:13(G+Q)l0+MB3=13*(86+1

16、52)*6.64-4663=371.0kN.m13(G+Q)l0+2MB3=13*(86+152)*6.64-2*4663=216kN.m在第 2 跨内以支座弯矩 MC=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m。以支座弯矩 MB=-287kN.m,MC=-242.3kNm的连接为基线,作 G=86kN,Q=152kN的简支弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的 弯矩设计值分别为:13(G+Q)l0+MC+23(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m13(G+Q)l0+M

17、C+13(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-13*(257.6-242.3)=280kN.m 第2跨有活荷载,第1、3跨没有活荷载何载作用点处的弯矩:13(G+Q)l0+MB=13*(86+152)*6.4-286.7=221kN.MB=MC=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m,第2跨两集中m第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为:13GI0+13MB=113GI0+23MB=13*86*6.64-23*286.73*86*6.64-13*286.7=94.8kN.m=-0.8kN.m 弯矩包络图如图:第7/9页

18、剪力包络图:第1跨VA,max =0.733*86+0.822*152=187.9kN;过第 1 个集中荷载后为:187.9-86-152=-50kN ;过第 2 个集中荷载后为:-44.1-86-119=-249.1kN。VBL,max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kN;过第 1 个集中荷载后为:-308.3+86+152=-70.3kN;过第 2 个集中荷载后为:-70.3+86+152=167.7kN。第2跨VBR,max =1.0*86+1.222*152=271.7kN;过第 1 个集中荷载后为:271.7-86=185.7kN ;当活荷载仅取作用在第 2跨

19、时,VBR =1.0*86+1.0*152=238kN ;过第1个集中荷载后为:238-86-152=0kN,剪力包络图如图所示:5)承载力计算正截面受弯承载力跨内按T形截面计算,因b'fh0=100615=0.16>0.1,翼缘计算宽度按l3=6.93=2.3m 和 b+sn=6. m 中较小值确定,取 b'f=2.3m 。第8/9页B 支座边的弯矩设计值 MB=MBmaX-Vob2=3982-2314*0.402=3517kN。纵向受力给你钢筋除B支座截面为两排外,其余均为一排。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如下表所示:主梁正截面承载

20、力计算截面 1 B 弯矩设计值(kN.m) 367.7 -398.2 s=M IfCbh02 或 0.036 0.042 s=M/ 1fcb'fh02 Y s=1-(1-2 s)1220.98 0.98 AS=M/ Ysh0fy 1695 1913 选配配筋(mm2) 4 25 7 20As=1963 As=22002193.4 0.019 0.99 882 3 20 As=942-68.4 0.007 0.996 310 2 20 As=628计算结果表明,均小于0.518 ,满足要求;取中间跨跨中截面验算,其承载负弯矩时的最小配筋率, AS、bh=628( 250*650)=0.39% ,此值比0.45ftfy=0.45*(1.27360)=0.158% 大,同时大于 0.2% ,满足要求。斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核,腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸:hw=h0-h'f=590-100=490mm, hwb=490250=1.96<4,截面尺寸按下式验算:0.25 CfCbh0=0.25

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