单向板肋梁楼盖设计计算书(共12页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上单层厂房单向板肋梁楼盖设计计算书1、设计资料1.1相关数据某多层厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其中三层楼面荷载，材料及构造设计资料如下：（1） 楼面活荷载标准值qk=6.5kN/m2，厂房平面尺寸L1×L2=33.6×20.7（2） 楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）（3） 混凝土强度等级采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2） 钢筋：板采用HPB235级（fy=210N/mm2，fy=210N/mm2，b=0.614） 梁的受力筋采用HRB40

2、0级（fy=360N/mm2，fy=360N/mm2，b=0.550） 箍筋、架立筋采用HRB335级（fy=300N/mm2，fy=300N/mm2，b=0.550）（4） 板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸400mm×400mm1.2参考资料（1） 混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）.2010（2）建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）2012（3）东南大学、同济大学、天津大学合编.混凝土结构(中册)混凝土结构与砌体结构设计(第五 版).20121.3板、次梁及主梁相关尺寸确定根据任务书要求，楼盖采用单向板形式

3、，次梁沿纵向布置为使主梁受力均匀，主梁每跨内设两道次梁，间距为2.3m，板的长边与短边之比为6720/2300=2.92>2.0，满足混凝土规范的相关规定。1.3.1板的厚度根据混凝土规范第9.1.2条的规定确定，按第9.1.2条第1款单向板的跨厚比应满足l/h30，即取hl/30=2300/30=77mm按第9.1.2条第2款工业建筑楼板采用单向板时，其最小厚度hmin=70mm，综合二者，取板厚h=80mm1.3.2横向主梁高度h=(1/121/8)l=(1/121/8)×6900=575863mm 取h=750mm厚度b=(1/31/2)h 取b=300mm1.3.3纵向

4、主梁高度h=(1/121/8)l=(1/121/8)×6720=560840mm 取h=650mm厚度b=(1/31/2)h 取b=300mm1.3.4次梁高度h=(1/181/12)l=(1/181/12)×6720=373560mm 取h=500mm厚度b=(1/31/2)h 取b=200mm2、板的设计根据任务书要求，板按考虑塑性内力重分布方法计算，板为9跨连续板（大于5跨），取板宽b=1000mm为计算单元，按5跨连续板计算。 图1 板的几何尺寸和计算简图2.1荷载计算2.1.1荷载标准值 恒载： 板自重(80厚) 0.08×25=2.00(kN/m2)

5、水泥砂浆抹面(20厚) 0.02×20=0.40(kN/m2) 板底及梁石灰砂浆抹底(15厚) 0.015×17=0.255(kN/m2) 恒载标准值 gk=2.655(kN/m2) 活载：按荷载规范附录D表D.0.1-1，四类金工车间，板跨度2.3>2.0m活载标准值qk=6.50kN/m2，活载组合值系数c=1.02.1.2荷载设计值荷载分项系数根据荷载规范第3.2.4条规定，荷载效应设计值有恒载效应控制且恒载对效应不利时，恒载分项系数 G =1.35，本工程楼面活载标准值大于4.0kN/m2，故活载分项系数为1.3，则活载基本组合设计值q为q=g+p=G g k

6、+ Q c q k=1.35×2.655+1.3×1.0×6.5=12.03kN/m22.2弯矩及配筋计算根据内力重分布规程（CECS51：93）第4.2.2条，考虑塑形内力重分布时，承受均布荷载的等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值按下式计算M=mp ql2板内钢筋的保护层厚度c=15mm，为使截面有效高度h0尽可能大，以节约钢筋，一般板中受力钢筋在外侧，分布钢筋在内测，近似取受力钢筋d=10mm，板的界面有效高度为：h 0=h-c-d/2=80-15-10/2=60mm相关参数：1=1.0 b=1000mm fc=14.3MPa fy=210kN/m

7、2 最小配筋率min=max(0.2，45f t /fy)%=0.31%2.2.1各控制截面的弯矩设计值及配筋计算表1 板弯矩及截面配筋计算内容端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3弯矩系数 mp-1/161/11-1/111/16-1/141/16M= mpql2(kN·m)-3.3154.823-4.8233.375-3.7893.3750.06440.09370.09370.06440.07360.06440.96670.95070.95070.96670.96170.9667(mm2)272403403272312272配筋818010180101

8、80818081608180实配面积279436436279314279配筋率=As/bh0.34%0.50%0.50%0.34%0.39%0.34%是否满足最小配筋率是是是是是是3、次梁的设计按任务书要求，次梁按考虑塑形重分布方法计算，次梁实际为5跨。3.1计算跨度图2 次梁的计算简图3.2荷载计算3.2.1荷载标准值恒载： 由板传来 2.655×2.3=6.107(kN/m) 次梁自重 0.2×25×(0.50-0.08)=2.1(kN/m) 梁侧抹灰 17×(0.50-0.08)×0.015×2=0.214(kN/m) 恒载标准

9、值 gk=8.421(kN/m2)活载：按荷载规范附录D表D.0.1-1，四类金工车间，板跨度2.3>2.0m活载标准值qk=6.50kN/m2，活载组合值系数c=1.0由板传来的活载标准值为pk=6.5×2.3=14.95 kN/m23.3荷载设计值荷载分项系数取值与设计板时的取值相同，荷载设计值q由恒载控制即：q=g+p= G g k+ Q c q k=1.35×8.421+1.3×1.0×14.95=30.80kN/m23.4正截面承载力计算根据内力重分布规程(CECS51:93)第4.1.1条，考虑塑性内力重分布是，承受均布荷载的等跨连续梁

10、，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值按下式计算：M=mb ql23.4.1计算跨度 中间跨：l0=6.42m 边跨：l0=6.47m 计算跨度相差：(6.47-6.42)/6.42=0.78%<10%本工程中，连续梁各跨跨度并不严格相等，但计算跨度相差不超过10%，根据内力重分布规程(CECS51:93)第4.1.5条，计算端支座负弯矩及边跨跨中弯矩时，取本跨计算跨度l0；计算离端第二支座负弯矩时，l0取相邻两跨计算跨度的较大值。根据混凝土规范第8.2.1条表8.2.1环境类别为一类时，梁受力钢筋的混凝土保护层厚度c=20mm，近似取纵筋直径d=20mm，箍筋dv=10mm，则截面有效高度：

11、 h0=h-c-dv-d/2=500-20-10-20/2=460mm本工程中：hf/h0=80/460=0.170.1各跨的翼缘宽度取值如下 边跨：bf=minl0/3，(b+sn)=min6.47/3，(0.2+2.3)=2.16m其余各跨：bf=minl0/3，(b+sn)=min6.42/3，(0.2+2.3)=2.14m统一取bf=2.14m Mf=fcbfhf(h0-hf)/2=14.3×2140×80×380/2×10-6=465.15kN·m该值大于各跨跨中截面弯矩设计值（表2 ），各跨跨中截面均属于第一类T形截面。3.4.2计

12、算参数 b=200mm fc=14.3MPa 纵筋：fy=360MPa 箍筋：fyv=300MPa 次梁最小配筋率min=max(0.2，45ft/fy)%=0.39%表2 次梁弯矩及正截面承载力计算计算内容端支座边跨跨中离端第二跨支座离端第二跨跨中中间跨支座中间跨跨中A1B2C3l0/mm647064706470642064206420mb-1/241/11-1/111/16-1/141/16M/(kN·m)-53.72117.21-117.2179.34-90.6879.34截面类型矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形As/mm340714794482596482适配钢筋(

13、mm2)216(402)318(762)220+118(882)218(508)220(628)218(508)=As/(bh)(%)0.4020.7620.8820.6280.6280.5083.5斜截面承载力计算根据内力重分布规程(CECS51:93)第4.1.3条，考虑塑形内力重分布时，承受均布荷载的等跨连续梁，连续梁各跨支座截面的剪力设计值按下式计算：V=vb ql表3 次梁斜截面承载力计算截面位置A支座内侧B支座外侧B支座内侧C支座外侧C支座内侧AinBexBinCexCin净跨度ln/m6.4706.4706.4206.4206.420剪力系数vb0.500.550.550.550

14、.55剪力V/kN99.64109.60108.75108.75108.750.25cfcbh0(kN)0.25×1.0×14.3×200×460=328.9>V 满足截面限制条件cv f t bh0(kN)0.7×1.43×200×460=92.09<V 需要按计算配置箍筋箍筋28Asv =nA sv11012308995104610461046实配箍筋间距S（mm）200=As / bh00.22%是否满足要求是验算次梁斜截面承载力时，根据内力重分布规程（CECS51:93）第3.0.4条，按塑形内力重分布方

15、法计算弯矩后，在均布荷载作用下，支座边至距支座边为1.05h 0的区段内，应将箍筋计算面积增大20%后配置，且箍筋的配筋率不应小于0.3ft /fyv即： vmin=0.3f t /fyv=0.3×1.43/300×100%=0.143%4、主梁的设计按任务书要求，主梁按弹性理论计算并考虑支座弯矩调幅15%，实际跨数为3跨4.1主梁的几何尺寸和计算简图图3 主梁的几何尺寸和计算简图4.2荷载标准值4.2.1恒载 由次梁传来的恒载 8.686×6.72=58.37kN 主梁自重(折算为集中荷载) 0.3×(0.75-0.08)×25×2

16、.3=11.56kN 主梁梁侧抹灰(折算为集中荷载) 2×0.015×(0.75-0.08)×17×2.3=1.17kN 恒载标准值 gk=71.10kN4.2.2活载按荷载规范附录D表D.0.1-1，设计主梁时，楼面活载标准值取qk=6.5kN/m2,组合值系数s=1.0，故由板传来的活载标准值为： Pk=6.5×6.72×2.3=100.46kN4.3内力计算4.3.1荷载分项系数根据荷载规范第3.2.4条，计算主梁时，荷载分项系数取值如下：荷载分项系数G：恒载对效应不利时，G=1.35；恒载对效应有利时，G=1.0活载分项系数Q

17、:Q=1.3 4.4计算步骤表4 各荷载工况下主梁弯矩标准值计算项次荷载及弯矩示意图弯矩系数/弯矩标准值/(kN·m)kM1/M1kkMB/MBkkM2/M2kkMC/MCK恒载0.244/119.70-0.267/-130.990.067/32.87-0.267/-130.99活载0.289/200.33-0.133/-92.19-0.133/-92.19活载-0.133/-92.190.200/138.63-0.133/-92.19活载0.299/158.74-0.311/215.580.170/117.84-0.089/-61.69表5 各荷载工况下主梁剪力标准值计算项次荷载及

18、剪力示意图剪力系数/剪力标准值/(kN)kVA/M1kkVBL/VBLKkVBR/VBRk恒载0.733/52.12-1.267/-90.081.000/71.1活载0.866/86.99-1.134/-113.920.0/0.0活载-0.133/-13.36-0.133/-13.361.000/100.46活载0.689/69.22-1.311/-131.701.222/122.764.4.1主梁荷载基本组合的弯矩设计值表6 主梁荷载基本组合的弯矩设计值目标内力最不利组合工况最不利组合工况弯矩值M1,max、M3,max1.35+1.3M2,max1.35+1.3MB,max1.35+1.3

19、M1,min、M3,min1.0+1.3M2,min1.0+1.3表7主梁荷载基本组合的剪力设计值目标内力最不利组合工况最不利组合工况剪力图VA，max1.35+1.3VBZ，max、VBL,max1.35+1.3图4 主梁弯矩包络图4.4.2正截面承载力计算对本工程中的主梁，按简支条件计算的跨中弯矩设计值和支座中心处的剪力设计值为： =1.35×71.1+1.3×100.46)×6.9/3=521.14kN·m V0=GGk+QPk=226.58kN支座B负弯矩调幅15%后Ma=(1-)Me=(1-15%)×457.09=388.53kN&#

20、183;m相应工况下边跨及中间跨的跨中最大弯矩值 边跨：Ml=1.02M0-MR/3=1.02×521.14-388.53/3=402.04kN·m<Mm=422.02kN·m 中间跨：Ml=1.02M0-(MR-ML)a/l=1.02×521.14-257.03+(388.53-257.03)/3 =230.61kN·m>Mm=225.26kN·m故边跨跨中弯矩设计值仍取422.02kN·m，中间跨的跨中弯矩设计值230.61kN·m支座边缘处的负弯矩设计值为： Mb=M-V0·b/2=38

21、8.53-226.58×0.4/2=343.21kN·m4.4.3主梁的截面有效高度h0根据混凝土规范第8.2.1条、第9.2.1条第3款，梁受力钢筋的混凝土保护层厚度c=20mm，近似取主梁纵筋直径d=25mm，箍筋直径dv=10mm(1)对于主梁跨中截面，计算正弯矩钢筋时，其截面有效高度 采用单排筋时： h0=h-c-dv-d/2=h-20-10-25/2=h-42.5mm 近似取h0=h-40mm 采用双排筋时 h0=h-c-dv-d/2-d=h-20-10-25/2-25=h-67.5mm 近似取h0=h-65mm(2) 计算负弯矩钢筋时，其截面有效高度 采用单排筋

22、时： h0=h-20-10-20-25/2=h-62.5mm 近似取h0=h-60mm 采用双排筋时 h0=h-20-10-20-25/2-25=h-87.5mm 近似取h0=h-85mm(3)跨中T形截面类别与次梁一样，主梁支座截面按矩形截面设计，双排筋；跨中截面按T形截面设计。hf/h0=80/4600.1，故各跨的翼缘宽度取bf=l0/3=6.90/3=2.30m Mf=fcbfhf(h0-hf/2)=14.3×2300×80×(685-80/2)×10-6=1697.12kN·m该值大于各跨跨中截面弯矩设计值，故各跨跨中截面均属于第一类

23、T形截面，中和轴位于翼缘内，按宽度bf=2.30m的T形截面计算配筋计算参数：b=300mm fc=14.3MPa(C30) 纵筋fy=300MPa(HRB335)表8 主梁正截面承载力计算截面位置边跨跨中中间支座(B、C)中间跨中M/(kN·m)422.02-343.21230.69-56.49h0/mm750-65=685(双排)750-85=665(双排)750-40=710(单排)750-40=710(当排)截面类型第一类T形截面形截面第一类T形截面矩形截面As/mm2208218441131279实配钢筋/mm2422直+220弯（2148）420直+220弯（1884）220直+220弯（1256）218（508）主梁最小配筋率 min=min(0.2,45ft/fy)%=0.2% Asmin=minbh=0.2%×300×750=450mm2 实配钢筋面积均满足按内力重分布规程，弯矩调幅后，截面相对受压高度系数不应超过0.35，也不宜小于0.10，对于B支座，根据混凝土规范第6.2.1.0条，按实际配筋，截面相对于受压区高度系数为：=x/h0=fyAs/sfcbho