10土木工程( 专升本)
混凝土结构课程设计计算书
——现浇单向板肋形楼盖设计
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混凝土结构课程设计
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。
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( 25kN/m2) ;
20mm厚石灰砂浆抹底( 17kN/m2) ;
2) 可变荷载: Pk=6.0 kN/m2
3) 永久荷载分项系数为1.2, 可变荷载分项系数为1.4( 当楼面可变
荷载标准值≥4kN/m2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 ,l02/l01=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≥2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板, 要求h≥80mm, 取板厚h=100mm。
次梁截面高度应满足
h=l0/18~l0/12=6600/18~6600/12=366~550mm。
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=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm, 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)
=0.65kN/m2
钢筋混凝土现浇板: 0.1*25=2.5kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底: 0.020*17=0.34kN/m2
小计: 3.49 kN/m2取3.5 kN/m2板的活荷载标准值: 60.0kN/m2
永久荷载分项系数为1.2, 可变荷载分项系数为1.4, 因当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2,因此取1.3。
于是板的恒荷载设计值: g=1.2*3.5=4.2kN/m2
活荷载设计值: q=1.4*6.0=8.4kN/m2
荷载总设计值: g+q=4.2+8.4=12.6kN/m2
1)计算简图
次梁截面为200*500mm, 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: l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.025ln=1950mm, 取l0=1950mm
中间跨: l0=l n=2100-200=1900mm
因跨度相差小于10%, 可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元, 计算简图如下图所示:
2）弯矩设计值
查表得, 板的弯矩系数αm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
M1=-M b=(g+q)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.m
M c=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.m
M2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m
3）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, α1=1.0, f c=11.9N/mm2, f y=210N/mm2 ; 板配筋计算的过程如下表:
板的配筋计算表
截面 1 B 2 C
弯矩设计值( kN.m) 4.36-4.36 2.85 3.25
αs=M/a1fcbh020.065 0.065 0.03 0.034
ξ=1-(1-2αs) 1/20.067 0.067 0.03 0.035
轴线
①~②, ⑤~⑥计算配筋(mm2)
AS=ξbh0fc/fy
304 304 136 159
实际配筋(mm2) φ8@150
As=335
φ8@150
As=335
φ8@180
As=279
φ8@180
As=279
轴线②~⑤计算配筋(mm2)
AS=ξbh0fc/fy
304 304 0.8*136=
109
0.8*305=
127
实际配筋(mm2) φ8@150
As=335
φ8@150
As=335
φ8@180
As=279
φ8@180
As=279
计算结果表明, ξ均小于0.35, 符合塑性内力重分布的原则;
A s/bh=279/(1000*80)=0.34%, 此值比
0.45f t/f y=0.45*(1.43/210)=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*2.1=8.82kN/m 次梁自重: 0.2*( 0.5-0.1) *25*1.2=2.4kN/m
次梁粉刷: 0.02*( 0.5-0.1) *2*17*1.2=0.32kN/m
小计: 11.6kN/m
活荷载设计值: q=6*2.1*1.4=17.64kN/m
荷载总设计值: g+q=29.3kN/m
2）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+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025ln=6508mm, 取l0=6475mm
中间跨: l0=l n=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:
3）内力计算
弯矩设计值:
M1=-M b=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2
M c=-(g+q)l n2/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2
M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2
剪力设计值:
V A=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.m
V BL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m。