楼面面层:30厚水磨石板底粉刷:15厚混合砂浆楼面活荷载标准值:qk =8KN m/2混凝土强度等级:C30梁主筋级别:Ⅱ、Ⅲ级其余钢筋级别:Ⅰ级二、楼盖的结构平面布置1.主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
确定主梁的跨度为6.3m,次梁的跨度为6.6m,1主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.1m 。
楼盖结构布置图如下:2. 按高跨比条件,当板厚h ≥140 L =52.5mm 时,满足刚度要求,可不验算扰度。
对于工业建筑的楼盖板,要求h ≥80mm ,故取板厚h=80mm 。
3. 次梁的截面高度应满足h=(118 ~112)L=(367~550)mm ,取h=500mm ,则b=(13 ~12)h=(167~250)mm,取b=200mm 。
4. 主梁的截面高度应该满足h=(115 ~110)L=(420~630)mm,取h=600mm ,则b=(13 ~12)h=(200~300)mm ,取b=250mm 。
三、 板的设计1. 荷载计算:板的恒荷载标准值:15厚混合砂浆 0.015×17=0.255kN/m 230厚水磨石 0.03×20=0.6kN/m280mm厚钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/m2小计 2.855kN/m2板的活荷载标准值 8kN/m2恒荷载分项系数取1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准大于4.0kN/m2,所以活荷载分项系数取1.3。
于是板的恒荷载设计值 g=2.855×1.2=3.426kN/m2活荷载设计值 q=8×1.3=10.4kN/m2荷载总设计值 g+q=13.826kN/m2近似取为 g+q=14.0kN/m22.计算简图:次梁截面为200mm×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。
按塑性内力重分布设计,板的计算跨度:边跨:L0=Ln+h2=2100-200/2-120+80/2=1920mm<1.025Ln=1927mm,取L=1920mm中跨: L0= Ln=2100-200=1900mm板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相同,且跨差不超过10%时,均可按五跨等跨度连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元,计算简图如下图:3.弯矩设计值23则由0)(l q g M +=可计算出1、B 、2、c M ,计算结果如下表:4. 正截面受弯承载力计算:由题可知:板厚h=80mm,设a s =20mm,则h 0=h-a s =80-20=60mm;板宽b=1000mm.C30混凝土,α1=1.0, f c =14.3N/mm 2, f t =1.10N/ mm 2,HRB400钢筋,f y =360N/mm 2。
板配筋计算的过程列于下表:8@200A s =251.98@200As=251.96/8@200As=196.96/8@200As=196.9150.2×174.0×8@200A s =251.08@200As=251.06/8@200As=196.06/8@200As=196.0对轴线②~④间的板带,其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。
为了方便,近似对钢筋面积乘0.8.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=196.0/(1000x80)=0.25%,此值大于0.45f t/f y=0.45x1.43/360=0.18%,同时此值大于0.2%,符合最小配筋率要求。
5.确定各种构造钢筋:⑴分布筋选用Φ6@250。
⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用Φ8@200。
⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用Φ8@200。
⑷板角构造钢筋:选用Φ8@200,双向配置板四角的上部。
6.绘制板的配筋示意图:采用分离式,详见板的配筋图.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 3.426×2.1=7.20kN/m次梁自重 0.20×(0.5-0.08)×25×1.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.015×(0.5-0.08)×2×17×1.2=0.255 kN/m小计 g=9.97kN/m活载设计值q=10.4×2.1=21.84kN/m荷载总设计值45g+q=31.81kN/m2. 计算简图:次梁在砖墙上的支承长度为240mm 。
主梁截面为250mm ×600mm 。
计算跨度:边跨:L 0=L n +b2 =6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025L n =7513.取L 0=4336mm 。
中跨:L 0=L n =6600-250=6350mm因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:3. 内力计算:(1)弯矩设计值:由2)(l q g M +=α可计算出M 、M 、M 、M ,计算结果如下表:由l q g V )(+=β可计算出V 、V 、V 、V ,计算结果如下表:4.承载力计算:(1)正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算式,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取b,f=L/3=6300/3=2100mm,又b+s n=200+1900=2100mm,故取b,f=2100mm。
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。
由题意,对于一排纵向钢筋取h0=500-35=475mm,对于两排纵向钢筋h0=500-60=440mm。
翼缘厚:h,f=80mmC30混凝土,α1=1.0,βc=1,f c=14.3N/mm2,f t=1.43N/mm2,纵向钢筋采用HRB400,f y=360N/mm,箍筋采用HPB300,钢f yv=270N/ mm2。
易判断值跨内截面均属于第一类T形截面。
正截面承载力计算过程列于下表:次梁正截面受弯承载力计算67计算结果表明,支座截面的 均小于0.35,符合塑性内力重分布则;A s /(bh)=540.2/(200x500)=0.54%,可知此值大于0.45f t /f y =0.45x1.43/360 =0.18%,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。
(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:h w =h 0-h ’f =440-80=360,因h w /b=360/200=1.8<4,截面尺寸按下式验算: 0.25βc f c bh 0=0.25×1×14.3×200×440=314.6kN>V max =128.04KN 故截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋:采用6双肢箍筋,计算支座B 左侧截面。
由 可得到箍筋间距 s =1.25f yv A sv h 0V Bl −0.7f t bh 0=1.25×270×56.6×440128.04×103−0.7×1.43×200×440=210.38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%。
现调整箍筋间距,s=0.8×210.38=168.30m ,最后取箍筋间距s=170mm 。
为方便施工,沿梁长不变。
验算配箍率下限值:弯矩调幅时要求的配箍率下限值为:0.3f t f yv=0.3×1.43270=0.16%,实际配箍率ρsv =A sv bs=56.6200×1700.17%>0.16%,满足要求。
五、 主梁设计1. 荷载设计值为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来的恒荷载 9.97×6.6=75.80kN 主梁自重 (0.6-0.08)×0.25×2.2×25×1.2=8.58kN 主梁粉刷 2×(0.6-0.08)×0.015×2.2×17×1.2=0.70kN 恒荷载 G=75.80+8.58+0.70=75.08kN ,取G=75kN 活荷载 Q=21.84×6.6=144.144,取Q=144kN选配钢筋 (mm 2)216+120(弯) A s =716 316+120(弯) A s =917.2 214+120(弯) A s =540.2 214+120(弯) A s =622.282. 计算简图:主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为240mm ;中间支承在350mm ×350mm 的混凝土柱上。
其计算跨度: 边跨:L n =6300-120-200=5980mm ,因0.025L n =149.5>a/2=120mm ,取L 0=L n + a/2+b/2=5980+120+350/2=6275mm,近似取L 0=6280mm 中跨:L 0=6300mm因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:3. 内力计算1) 弯矩设计值:QL k GL k M 21+=其中, 2 1k k 、可由书中表查取,L 为计算跨度。
M 1,max =0.224×75×6.28+0.289×144×6.28 =114.924+261.348 =376.27kN*mM B ,max =-0.267×75×6.28-0.311×144×6.28=-125.757-281.244=-407.00kNM 2,max =0.067×75×6.3+0.200×144×6.3=31.658+181.44 =213.10kN2) 剪力设计值:Q k G k V 43+=其中, 43k k 、可由书中表查取。
V A,max =0.733×75+0.866×144=179.68kNV Bl,max =-1.267×75-1.311×144=-283.81kNV Br,max=1.0×75+1.222×144=250.97kN4.弯矩、剪力包络图1) 弯矩包络图①第1、3跨有可变荷载,第2跨没有可变荷载由书上附表6-2知,支座B或C的弯矩值为:M B=M C=−0.627×75×6.28−0.133×144×6.28=−246.03KN∙m在第1跨内以支座弯矩M A=0, M B=−246.03KN∙m的连线为基线,作G=75KN,Q=144KN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:1 3(G+Q)l0+M B3=13(75+144)×6.28−246.033=376.43KN∙m(与前面计算的M1,max=376.27 KN∙m接近)1 3(G+Q)l0+2M B3=13(75+144)×6.28−2×246.033=376.43KN∙m在第2跨内以支座弯矩M B=−246.03KN∙m,M C=−246.03KN∙m的连线为基线,作G=75KN,Q=0的简支梁弯矩图,得集中荷载作用点处弯矩值为:1 3Gl0+M B=13×75×6.3−246.03=−88.53KN∙m②第1、2跨有可变荷载,第跨没有可变荷载第1跨内:在第1跨内以支座弯矩M A=0, M B=−407.00KN∙m的连线为基线,作G=75KN,Q=144KN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:1 3(75+144)×6.28−407.003=322.77KN∙m1 3(75+144)×6.28−2×407.003=187.11KN∙m第2跨内:M C=−0.627×75×6.28−0.089×144×6.28=−206.24KN∙m。