1 基本情况本设计XXXXXXXXX ,进行设计计算。
重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架承重,外墙为370mm 砖砌承重。
采用单向板肋梁楼盖。
楼面做法:20mm 厚水泥砂浆面层,钢筋混凝土现浇板,15mm 厚石灰砂浆抹灰。
荷载:永久荷载,包过梁、柱、板及构造层自重,钢筋混凝土容重253kN/m ,水泥砂浆容重203kN/m ,石灰砂浆容重173kN/m ,分项系数 1.2G γ=。
可变荷载,楼面均分布荷载为3kN/m ,分项系数 1.3K γ=。
材料选用:混凝土采用C30(c f =2N/mm ,t f =2N/mm );钢筋 主梁、次梁采用HRB335级(y f =3002kN/m )钢筋,其它均用HPB300级(y f =2703kN/m )钢筋。
主梁沿房屋的横向布置,次梁沿纵向布置。
主梁的跨度是,次梁的跨度是。
梁每跨内布置两根次梁。
其间距是。
楼盖的布置如图1-1。
根据构造要求,板厚取19008047.54040l h mm mm =≥≈=次梁截面高度应满足4800480026640018121812l l h mm ===:::取h=400mm ,截面宽度取为b=200mm 。
主梁的截面高度应满足57005700380~57015101510l l h mm ===::取截面高度h=500mm ,截面宽度取为b=250mm 。
图1-1 楼盖布置图2 单向板结构设计板的设计按塑性分析法计算内力。
恒荷载标准值: 20mm 水泥砂浆面层 320.0220/0.4/m kN m kN m ⨯= 80mm 钢筋混凝土板320.0825/ 2.0/m kN m kN m ⨯=15mm 厚石灰砂浆抹灰 320.01517/0.255/m kN m kN m ⨯=活荷载标准值 27.5/k q kN m =横荷载设计值 21.2 2.655 3.186/g kN m =⨯= 活荷载设计值21.37.59.75/q kN m =⨯= 合计212.936/g q kN m +=次梁的截面200400mm mm ⨯,板在墙上的支撑长度为120mm ,则板的计算跨度为:边跨00.20.081.90.12 1.72222n h l l m =+=--+= 中间跨 0 1.90.2 1.7l m =-=跨度差0000(1.72 1.7)/1.7 1.210-=<说明可按等跨连续板计算内力。
取1m 宽板作为计算单元,计算简图如图2-1所示。
图2-1 计算简图连续板各截面的弯矩计算见表2-1。
表2-1 连续板各截面弯矩计算01000,80,802060b mm h mm h mm ===-=。
C30混凝土,c f =2N/mm 。
HPB300钢筋,y f =2702kN/m ,连续板各截面的配筋计算见表2-2。
表2-2连续板各截面配筋计算所以,2,minmin 0.238%100080190.4s A bh mm ρ==⨯⨯=裂缝宽度验算属于正常使用极限状态,采用荷载的标准组合。
按弹性方法计算截面弯矩,考虑可变荷载的最不利布置,有式中'k g —折算永久荷载标准值,'/2 2.6557.5/2 6.405/kk k g g q kN m =+=+= 'k q —折算可变荷载标准值,'/27.5/2 3.75/kk q q kN m === g α—五跨连续板满布荷载下相应截面的弯矩系数,按有关表格查的; q α—五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数,按有关表格查的。
由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:受弯构件的受力特征系数 1.9cr α=,光面钢筋的相对粘结特征系数0.7ν=,C30混凝土抗拉强度标准值22.01/tk f N mm =;保护层厚度c=15mm<20mm,取c=20mm ,计算过程见表2-3,裂缝宽度均小于一类环境规范规定值。
表2-3 板的裂缝宽度验算注:te ,取te 。
板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定:式中,34/21010/3107E s c E E α==⨯⨯=,矩形截面'0f γ=,各截面的短周期刚度如下表所示。
B 11B 1跨刚度1B 为计算挠度,这样的简化使挠度计算大为方便。
长期刚度按下式确定其中,''2210(0.0780.1)(0.0787.9650.13) 1.72 2.725q k k M g q l kN m =+=⨯+⨯⨯=g第一跨挠度最大,对于等跨连续板可只验算该跨挠度。
永久荷载k g 满布,可变荷载k q 在1,3,5跨布置,又相应表格查的相应的挠度系数分别是20.64410-⨯和20.97310-⨯,于是挠度:次梁的设计次梁计算 次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。
恒荷载设计值由板传来 321.9 3.186/ 6.05/m kN m kN m ⨯=次梁自重 321.20.2(0.40.08)25/ 1.92/m m m kN m kN m ⨯⨯-⨯= 梁侧抹灰 321.20.015(0.40.08)17/20.20/m m m kN m kN m ⨯⨯-⨯⨯= 活荷载设计值 由板传来 321.99.75/18.5/q m kN m kN m =⨯=合计226.67/g q kN m +=内力计算计算跨度边跨0.254.80.12 4.5552n l m m m m =--=1.025 4.669 4.675n l m m=> 取l =中间跨0 4.80.25 4.55n l l m m m==-=跨度差0000(4.675 4.55)/4.55 2.710-=<,说明可按等跨连续梁计算内力。
计算简图如图2-2所示。
图2-2 计算简图连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表2-4、表2-5。
表2-4连续次梁弯矩计算正截面承载力计算时,支座按矩形截面计算,跨中按T 形截面计算,翼缘宽度取'11=4800=1600mm 33f b l =⨯,又20017001900n b s mm +=+=,故取'1600f b mm =一类环境,梁的混凝土保护层厚度要求为25mm ,单排钢筋截面有效高度取0h =365mm 。
判别T 型截面类型:各跨跨中均属于第一类T 型截面。
次梁的正截面承载力过程见表2-6。
表2-6 次梁正截面受弯承载力计算计算结果表明均小于,符合塑性内力重分布的条件。
min max A /()339/(200400)0.42%(0.2%,45/)45/45 1.43/3000.22%s t y t y bh f f f f ρ=⨯=>===⨯=,满足最小配筋率的要求。
斜截面受剪承载力计算计算内容包括:截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。
(1)验算截面尺寸'036580265,/265/200 1.24w f w h h h mm h b =-=-===<,截面尺寸按下式验算:截面尺寸满足要求。
(2)计算所需腹筋采用φ6双箍,计算支座B 左侧截面,72.89Bl V kN =。
由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s: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%。
先调幅整箍筋间距,0.85725.74580.56s mm =⨯=,大于箍筋最大间距200mm ,最后取s=200mm 。
(3)验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为30.3/0.3 1.43/270 1.5810tyv f f -=⨯=⨯,实际配箍率3/()100.48/(200250) 2.5010sv sv A bs ρ-==⨯=⨯,满足最小配箍率的要求。
次梁的裂缝宽度验算次梁的折算永久荷载'6.80814.23/410.37/k g kN m =+=;折算可变荷载'314.2310.67/4k q kN m =⨯=。
变形钢筋的相对粘度特征系数 1.0ν=,混凝土的保护层厚度c=25mm 。
荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数 1.9cr α=,裂缝宽度的计算过程见表2-7,各截面的裂缝宽度均满足要求。
表2-7 次梁的裂缝宽度验算次梁的挠度验算按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。
短期刚度:其中,30/565/(200365)8.310s A bh ρ-==⨯=⨯; 54/ 2.010 2.8107.14E s c E E α==⨯⨯⨯=;'''()(1600200)801.647200365f ffb b h bh γ--⨯===⨯。
长期刚度: 其中,21(0.0789.6540.18.538) 4.67535.12qM kN m =⨯+⨯⨯=g挠度系数与板相同,挠度:主梁的设计主梁按弹性理论设计。
荷载为简化计算,将主梁自重及梁侧抹灰重量等效为集中荷载。
荷载设计值: 由次梁传来 ⨯kN 主梁自重 ⨯⨯()⨯⨯⨯=kN梁侧抹灰 ⨯⨯()⨯⨯⨯=kN G=kN 活荷载设计值: 由次梁传来Q=⨯kN kN 计算简图主梁端部支承在砖墙上,支承长度为370mm ;中间支承在柱上,钢筋混凝土柱截面为350mm ⨯350mm ;墙、柱为主梁的铰支座,主梁连续梁计算。
图2-3 计算数计算跨度: 边跨0.355.70.12 5.4052nl m =--= ∴取最小值 0 5.715l m =中间跨: 5.70.35 5.35n l m =-=跨度差 ()/=%<10%,则可以按等跨连续梁计算。
主梁的计算简图见图2-3。
内力计算及包络图内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行计算,跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算:不同截面下的弯矩及剪力的计算见表2-8、表2-9。
表2-8主梁弯矩计算跨内按T 形截面计算,其翼缘宽度为:取'f b =1210mm ,取050060440h mm =-=。
判别T 形截面类型:故属于第一类T 形截面。
主梁正截面承载力的计算(1)验算截面尺寸'044080360,/360/300 1.24w f w h h h mm h b =-=-===<,截面尺寸按下式验算:截面尺寸满足要求。
(2)计算所需腹筋采用φ6@150双箍000.7 1.00.7 1.43250440 1.027*******.48/150189.69svcs t yvA V f bh f h kN s=+=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=112.1,177.26,156.33A cs Bl cs Br cs V kN V V kN V V kN V =<=<=<,可知B 截面上的剪力与cs V 刚好,现配两根弯起,2φ20,面积为6282mm 。