钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计计算书1.设计资料(1) 楼面做法:楼面面层采用20mm 水泥砂浆抹面,板底及梁侧采用15mm 厚的混合砂浆抹底。
(2) 材料:混凝土强度等级采用C25,钢筋除梁中受力主筋采用HRB335外,其余均为HRB300筋。
(3)板伸入墙内120mm ,次梁伸入墙内240mm ,主梁伸入墙内370mm 。
2. 楼盖的结构平面布置(1) 梁板的布置和尺寸:主梁横向布置,次梁纵向布置,主梁的跨度为6.9m ,次梁的跨度为6.3m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m ,3L L 2,75.2L L 2121<<=,按单向板设计,并适当增加沿跨长方向的分布钢筋,以承担长跨方向的弯矩。
按跨高比条件,要求板厚mm h 7.7630/2300=≥,对于工业建筑的楼盖板,要求mm 70h ≥,取板厚h=80mm 。
次梁的截面高度应满足mm 525~350L 121~181h 11==)(,取h=500mm ,截面宽度取b=200mm 。
主梁的截面高度应满足690~460L 101~151h 22==)(,取h=650mm ,截面宽度取b=300mm 。
楼盖结构平面布置图见下图。
(2) 单向板和次梁的设计:要求按考虑塑性内力重分布的方法设计,主要应包括截面尺寸的选定,确定计算跨度、计算荷载、计算内力及确定各主要截面的配筋并绘出配筋图。
3. 板的设计 (1) 荷载板的永久荷载标准值面层20mm 水泥砂浆抹面 24.02002.0m KN =⨯ 80mm 钢筋混凝土板 2m k 0.22508.0N =⨯ 底部15mm 混合砂浆抹底 2m k 26.017015.0N =⨯小计 2.66 2m k N 板的荷载标准值 6.3 2m k N永久荷载的分项系数取1.2,因楼面的可变荷载标准值大于4.02m k N ,所以可变荷载的分项系数应取1.3,于是板的:永久荷载设计值 g=2.32.166.2=⨯2m k N 可变荷载设计值 q=19.83.13.6=⨯2m k N 荷载总设计值 g+q=11.782m k N(2) 计算简图计算跨度:次梁截面为mm 500mm 200⨯,板在墙上支承长度为120mm ,按塑性内力重分布设计,板的计算跨度:边跨:2120280120-100-23002h l l n 01=+=+=<1.025n l =2234.5mm ,取01l =2120mm 中间跨 02l =n l =2300-200=2100mm因跨度相差10%,可按等跨连续板计算,取1m 宽板带作为计算单元,计算简图如图所示:(3) 弯矩设计值由表11-1可查得,板的弯矩系数分别为:边跨跨中,1/11;离端第二支座,1/11-;中间跨跨中,1/16;中间支座,-1/14。
故1M =(q+g)11/L 201=m k 38.511/22.2122⋅=⨯NB M =-(q+g)11/L 201=m k 38.511/22.2122⋅-=⨯-N16/g q 20232L M M )(+===m k 63.316/2.2122⋅=⨯N 14/g q 202L M C )(+-==m k 15.414/2.2122⋅-=⨯-N(4) 正截面受弯承载力计算环境类别一级,C25混凝土,板的最小保护层厚度为15mm ,厚度为80mm ,纵向钢筋直径d 为10mm,则截面有效高度0h = 80-15-d/2=60mm ,取板宽b=1000mm ,C25混凝土0.11=α,2c mm 9.11f N =,HPB300钢筋,2y mm 270f N =,板配筋计算过程列于下表:截面1 B2 C 弯矩设计值(m k ∙N )5.38 —5.38 3.63 —4.15 )(20c 1s bh f ααM = 0.126 0.126 0.085 0.097 s 2-1-1αξ=0.1390.1390.0910.104计算配筋)(2mm y c 10s f f bh αξ=A367.6 367.6 240.6 275.0计算实际配筋)(2mm393200@10s =ΦA393200@10s =ΦA251200@8s =ΦA251200@8s =ΦA计算结果表明,支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则,%31.0)801000/(251bh /=⨯=S A ,此值大于%21.027027.145.0f f 45.0y t =⨯=,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。
4. 次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。
根据本车间楼盖的实际使用情况,楼的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。
(1) 荷载设计值: 永久荷载设计值板传来永久荷载 m KN 36.7.322.3=⨯次梁自重 m k 52.22.12508.0-5.02.0N =⨯⨯⨯)( 次梁粉刷 m k 26.0172.1208.0-5.0015.0N =⨯⨯⨯⨯)(小计 g=10.14m k N 可变荷载设计值 q=86.183.22.8=⨯m k N 荷载总设计值 g+q=29.0m k N(2) 计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm ,主梁截面为,按塑mm 650mm 300⨯性内力重分布设计,板的计算跨度,边跨:615022402300-120-63002a l l n 01=+=+=< 1.025n l =6488mm ,取01l =6150mm中间跨 02l =n l =6300-300=6000mm ,因跨度相差10%,可按等跨连续梁计算,次梁的计算简图见下图:(3)内力计算:弯矩设计值:1M =-B M =(q+g)11/L 201=m k 7.9911/15.60.292⋅=⨯N16/g q 2022L M )(+==m k 25.6516/0.60.292⋅=⨯N 14/g q 202L M C )(+-==m 4.57k 7-14/0.629.0-2⋅=⨯N 剪力设计值:N V A k 61.8233.60.2945.0l g q 45.01n =⨯⨯=+=)( N V B k 14.11033.60.2960.0l g q 60.01n l =⨯⨯=+=)( N V V c B k 49.1003.60.2955.0l g q 55.02n r =⨯⨯=+==)((4)承载力计算1)正截面受弯承载力计算时,跨内按T 形截面计算,翼缘宽度取mm 2100363003l b f ===',又mm 2200s b b n f =+=',1160801220012h b f =⨯+='+,故取mm 1160b f =',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。
环境类别一级,C25混凝土,梁的最小保护层厚度c=20mm ,一排纵向钢筋mm 46040-500h 0==,两排纵向钢筋mm 43565-500h 0==,C25混凝土,0.11=α,1c =β,2c mm 9.11f N =,2t mm 27.1f N =,HRB335钢筋,2y mm 300f N =,箍筋采用HPB300钢筋,2yv mm 270f N =,正截面承载力计算过程列于下表:经判别跨内截面均属于第一类T 形截面:截面 1 B 2C 弯矩设计值(m k ⋅N )99.7 —99.725.62-74.57或)(20c 1s bh f ααM =)(20f c 1s h b f ααM = 034.046011609.111107.9926=⨯⨯⨯⨯ 221.04352009.111107.9926=⨯⨯⨯⨯ 021.046011609.1111025.6226=⨯⨯⨯⨯ 148.04602009.1111057.7426=⨯⨯⨯⨯ s 2-1-1αξ=0.0430.326<0.350.0250.185<0.35y c 10s f f bh αξ=A 或'01/s f c y A b h f f ξα=910.1 1125.0 529.2 675.1计算实际配筋)(2mm5.882181202s =Φ+ΦA (弯)1077)(201183s =Φ+ΦA 弯 2214+116509S A mmφφ=(弯)710161182s =Φ+ΦA (弯)计算结果表明,支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则,%509.0)500200/(509bh /=⨯=S A ,此值大于%19.030027.145.0f f 45.0y t =⨯=,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筋率验算。
验算截面尺寸:mm 35580-435h -h h f 0w =='=,因48.1200355b h w <==截面尺寸按下式验算:N V N k 14.110k 102594352009.11125.0bh f 25.0max 30c c =>⨯=⨯⨯⨯⨯=β,截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋:采用φ6双肢箍筋,计算支座B 左侧截面。
由0svyv0t cs h sf bh f 7.0A V +=,可得到箍筋间距mm V A B 20343520027.17.0100014.1104356.56270bhf 7.0-h f s t l 0sv yv =⨯⨯⨯-⨯⨯⨯==调幅后受剪承载力加强,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=0.8×185=148,最后取箍筋间距s=150。
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为:%14.027027.13.0f 0.3f yv t =⨯=,实际配箍率%18.0%19.01502006.56bs sv >=⨯==SV A ρ,满足要求。
5. 主梁的设计: 按弹性方法设计。
(1)荷载设计值:为简化计算,将主梁自重简化为集中荷载。
次梁传来的永久荷载 kN 88.633.614.10=⨯主梁自重 kN 80.113.22.12508.0-65.03.0=⨯⨯⨯⨯)(主梁粉刷 kN 80.03.2172.1208.0-65.0015.0=⨯⨯⨯⨯⨯)(永久荷载设计值 G=63.88+11.80+0.80 = 76.48kN可变荷载设计值 Q=kN 82.1183.686.18=⨯ (2)计算跨度主梁按连续梁计算:端部支承在砖墙上,支承长度为370mm ,中间支承在mm 400mm 400⨯ 的柱上。
其计算跨度为,边跨:mm 6580200-120-6900l n ==,因0.025n l =164.5mm<a/2=185mm ,取01l =1.025n l +b/2=1.025⨯6580+400/2=6944.5mm,近似取6950mm ,中间跨 02l =6900mm ,因跨度相差10%,可利用附表6-2计算内力,计算简图如图所示:(3)内力设计值及包络图1)弯矩设计值弯矩 M=l l Q k G 0201k +式中系数21k k 、由附表6-2相应栏内查得。