多层内框架结构11

1、辽宁工业大学混凝土与砌体结构设计题单向板肋梁楼盖设计题11-4学院：土木建筑工程学院专业班级：建筑152班学号:150509055学生姓名：王维强单向板肋梁楼改设计该厂房为多层内框架结构，现浇钢筋混泥土肋形楼盖，环境类别为一类，楼梯设置在旁边附属房屋内，楼面均布可变荷载标准值为7KN/m20钢筋混泥土柱尺寸为400mrK400mm板按考虑塑性内力重分布设计，主梁内力按弹性理论计算。建筑平面轴线尺寸33.0mx20.7m,1.设计资料：(1)楼面构造层做法：40mmB细石混泥土面层，容重24KN/m3;钢筋混凝土现浇板结构层容重25KN/m3;15mnS石灰砂浆抹底，容重.17KN/m3.

2、74;0(2)材料选用M用混凝土强度箸裁?也一_HRB40Q现浇钢筋混凝土主梁采HRB400HRB500山23111图1楼盖.结构平面布置图A2_布置?主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m、次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为2.3m,l01/l02=6.9/2.3=3,因此可按单项板设计。按跨高比条件，要求板厚h>2300/30=76mm对工业建筑的楼盖板，要求h>80mm,取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=lo/18lo/12=6600/186600/12=367550mm考虑到楼面活荷载比较大，取h=500mm截面宽度取为b=200

3、mm6900/10=460690mm取h=650mm截主梁的截面高度应满足h=lo/15lo/10=6900/15面宽度取为b=300mm3.板的设计：(1)荷载：40mms细石混泥土面层0.04X24=0.96KN/m280mm昆凝土板25X0.08=2KN/m215mms石灰砂浆17X0.015=0.255KN/m2.小计3.215KN/板的可变荷载标准值：7KN/m2包荷载分项系数取1.2;可变荷载分项系数应取1.3,于是板的:永久荷载设计值g=1.2X3.215=3.858KN/m2可变荷载设计值q=1.3X7=9.1KN/m2合计g+q=12.958KN/m2近似取g+q=13KN/

4、nf(2)计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为200m由500mm板的计算跨度：边跨：l0=1nh/2=2300-200/2=2200mm中间跨：10=1n=2300-200=2100mm跨度差10%说明可按等跨连续板计算内力，计算简图如下图2图2板的计算简图(3)弯矩设计值由表可查得，板的弯矩系数am分别为：边支座一1/16;边跨中，1/14;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座，一1/14。故M/(g+q)l012/16=13X2.22/16=3.93KN/mM1=(g+q)l012/14=13X2.222/14=4.49KN.mMb=-(g+q)l012/11=-13

5、X2.22/11=-5.72KN.mMC=-(g+q)l012/14=-13乂2.12/14=-4.095KN.mM2=(g+q)l012/16=13X2.12/16=3.58KN.m(4)正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm假定纵向钢筋直径d=10mm2板厚h=80mm,h0=h-c-d/2=80-15-10/2=60mm;板范b=1000mma1=1.0,fc=14.3N/mm;HRB400钢筋，fy=360N/mm连续板各截面配筋计算见表1。连续板各截面配筋计算表1截面A1B2C弯矩设计值-3.934.24-4.242.86-3.25L，2%=

6、M/«1fcbhg0.0760.0820.0820.0560.0631=1-J-2«s0.0760.0860.0860.0580.065计算配筋As=*h°fc/fy188205.0205.0138.2154.9实际配筋卫6/8200h6/8200U8/10200U6/8200业6/8200/2、(mm)AS=196AS=251AS=332AS=196AS=196计算结果表明，一均小于0.35,符合内力重分布的原则；AS/bh=119/(1000X80)=0.24%,此值大于0.45ft/fy=0.45X1.43/360=0.18%,可以；同时此值大于0.2%,符

7、合最小配筋率的要求。4.次梁荷载计算按塑性内力重分布方法计算，取主梁的高h=650mm宽b=300mm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算。(1)荷载设计值恒荷载设计值3.858X2.2.3=8.8734KN/m板传来恒荷载次梁自重0.2X(0.50-0.08)225X1.2=2.52KN/m次梁粉刷0.015X(0.50-0.08)X2X17X1.2=0.69KN/m小计g=12.08KN/m可变荷载设计值q=1.3X7X2.3=20.93KN/m合计g+q=33.01KN/m5.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

8、为集中荷载。次梁传来的永久荷载12.08X6.9=83.352KN主梁自重(含粉刷)(0.65-0.08)X0.3X2.3X25+2X(0.60-0.08)X0.04X2.3X17X1.2=13.94KN永久荷载设计值G=83.352+13.94=97.292KN,取G=97.3KN可变荷载设计值Q=20.93X6.9=144.417KN,取Q=144.5KN(2)计算简图竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线间的距离，其计算跨度：l0=6900mm主梁的计算简图，见图3图3主梁计算简图(3)内力设计值及包络图a)弯矩设计值弯矩M=k1Gl0+k2Ql0M1,

9、max=0.244义97.3义6.9+0.289义144.5义6.9=KN.mMb,max=-0.267X97.3乂6.9-0.311乂144.5乂6.9=-489.35KN.mM2,max=0.067X97.3义6.9+0.2义144.5X6.9=244.39KN.mb)剪力设计值剪力V=k3G+k4QVA,max=0.733X97.3+0.866义144.5=196.46KNVBl,max=-1.267X97.3-1.311X144.5=-313.59KNVBr,max=1.0X97.3+1.222X144.5=273.88KNc)弯矩、剪力包络图、弯矩包络图第1、3跨有可变荷载，2跨没有

10、可变荷载支座B或C的弯矩为：MB=MC=-0.26797.3乂6.9-0.133乂144.5乂6.9=-311.86KN.m在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-311.86KN.m的连线为基线，作G=97.3kN,Q=144.5kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3(97.3+144.5)乂6.9-311.86/3=452.19KN.m(与前面计算的M1max=451.96KN.m接近)1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3(97.3+144.5)乂6.9-2乂311.86/3=348.23KN.m在第2跨内以支座

11、弯矩MB=-311.86KN.mMc=-311.86KN.m的连线为基线作G=97.3KNQ=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3Gl0+MB=1/3X97.3乂6.9-311.86=-88.07KN.m第1、2跨有可变荷载，3跨没有可变荷载在第1跨内：在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-489.34KN.m的连线为基线，作G=97.3kN,Q=144.5kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：1/3(97.3+144.5)乂6.9-489.34/3=393.03KN.m1/3(97.3+144.5)X6.9-2X489.34/3=229

12、.91KN.m在第2跨内：MC=-0.267X97.3X6.9-0.089X144.5X6.9=-267.99KN.m。以支座弯矩MB=-489.34KN.m,MC=-267.99KN.m的连线为基线,作G=97.3kN,Q=144.5kN的简支梁弯矩图，得：1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB-MC)=1/3(97.3+144.5)X6.9-267.99+2/3(-489.34+267.99)=140.58KN.m1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3(97.3+144.5)X6.9-267.99+1/3(-489.34+267.99)=214.37KN.m第2跨有活荷

13、载第1、3跨没有可变荷载MB=MC=-0.26797.3乂6.9-0.133乂144.5乂6.9=-311.86KN.m第2跨两集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3(G+Q)l0+MB=1/3(97.3+144.5)乂6.9-311.86=244.28KN.m(与前面计算的M2,m=187.00KN.m接近)第1,3跨两集中荷载作用点处弯矩设计值分别为：1/3Gl0+1/3MB=1/3X97.3X6.9-1/3X311.86=119.84KN.m1/3Gl0+2/3MB=1/3X97.3X6.9-2/3X311.86=15.88KN.m弯矩包络图如图(a)所示。剪力包络图：第一跨VA,max=

14、196.46KN;过第1个集中荷载后为196.46-97.3-144.5=-45.34KN;过第2个集中荷载后为-45.34-97.3-144.5=-287.14KN。VBl,max=-313.59KN;过第1个集中荷载后为-313.59+97.3+144.5=-71.79KN;过第2个集中荷载后为-71.79+97.3+144.5=170.01KN。第二跨VBr,max=273.88KN;过第1个集中荷载后为273.88-97.3=176.58KN。当可变荷载仅作用在第2跨时VBr=1.0X97.3+1.0X144.5=241.8KN;过第1个集中荷载后为241.8-97.3-744.5=0

15、。剪力包络图如图(b)所示。图4主梁的内力包络图(a)弯矩包络图17&.53(b)剪力包络图(4)承载力计算a)正截面受弯承载力跨内按T型截面计算，板的保护层厚度15mm板上部纵筋10mm次梁上部纵筋直径18mm假定主梁上部纵筋直径25mm则一排钢筋时，h0=650-15-10-18-25/2=565mm两排钢筋时，h0=595-25=570mm因hf/h0=80/570=0.14>0.1,翼缘计算宽度按l/3=6.9/3=2.3m和b+Sn=m较小值确定，取bf/=2.3mB支座边的弯矩设计值MB=MB,max-V0b/2=-489.34+241.8乂0.4/2=-440.98

16、KN.m纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别均属第一类T形截面。正截面受弯承载力计算列于下表截面1B2M452.19-440.98244.39-88.07'20ts=M/久1fcbfh0（o（s=M/%fcbh；）0.0340.3230.0170.03611+J1-%飞r20.9830.7970.9910.982'A=±bfh0%fc/fy（As=为3九/fy）2154.12676.21154.8423.9选配钢筋41122+11125As=20107J122As=266141120As=125641114As=461主梁正截面承载力计算表2

17、主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。b)斜截面受剪承载力验算截面尺寸：hw=h0-hf/=570-80=490mm因hw/b=490/300=1.63<4,截面尺寸按下式计算：0.25Pcfcbho=0.25X1X14.3X300X570=611.325KN>Vmax=313.59K瞰截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用双肢U10200f筋,Vcs=0.7ftbh0+fyvXAsvXh0/s=0.7X1.43X300X570+360X157X570/200=332.25乂103KN>Vmax=313.59KN不需酉己置弯起钢筋。验算最小配筋率：p=Asv/bs=157/(300X200)=0.26%>0.24ft/fyv=0.10%,满足要求。次梁两侧附加横向钢筋计算：因主梁的腹板高度大于45