单向板肋梁楼盖课程设计任务书Word文件下载.docx
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L1。
图1-1+5.00建筑平面
生产车间的四周外墙均为承重砖墙,墙厚为370mm,内设钢筋混凝土柱,其截面尺
寸为350mm×
350mm。
(1)楼面活荷载标准值为8.0kN/m2
(2)楼面层做法:
20mm厚水泥砂浆找平层,后做10mm厚水磨石面层。
板底(天棚
处)及梁表面采用15mm厚混合砂浆抹灰。
(3)楼面面层:
水磨石地面0.65kN/m2
(4)钢筋混凝土容重为25kN/m3,水泥砂浆容重为20kN/m3,混合砂浆容重为17kN/m3
(5)混凝土采用C25;
主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋,其他均采用HPB300级钢筋。
图1-2钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
楼盖的结构平面布置
确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.0m。
楼盖结构的平面布置图如图所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2000/40=50㎜,对工业建筑的楼板,要求h≥80㎜,所以板厚取h=80㎜。
次梁截面高度应满足(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×
6600=367~550mm,取h=500mm,截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×
500=167~250mm,取b=200mm。
主梁截面高度应满足h=(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×
6000=367~550mm,取h=500mm,截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×
650=180~275mm,取b=200mm。
2、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
2.1荷载计算
2.1.1恒荷载标准值
20mm厚水泥沙浆面层:
0.02×
20=0.4kN/㎡
水磨石面层:
0.65kN/m2
80mm钢筋混泥土板:
0.08×
25=2.0kN/㎡
15mm厚混合沙浆天棚抹灰:
0.015×
17=0.255kN/㎡
小计3.305kN/㎡
活荷载标准值:
8.0kN/㎡
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/㎡,所以活荷载分项系数取1.3,
恒荷载设计值:
g=3.305×
1.2=3.966kN/㎡
活荷载设计值:
q=8×
1.3=10.4kN/㎡
荷载设计总值:
g+q=14.366kN/㎡,近似取14.5kN/㎡
2.2计算简图
次梁截面200mm×
500mm,则按塑性内力重分布设计,板的计算跨度为:
边跨l01=ln=2000-200/2=1900mm
中间跨:
l02=ln=2000-200=1800mm
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。
2-1弯矩设计值
由资料可查得:
板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过程见下表
板的弯矩设计值的计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0(m)
l01=1.90
l02=1.80
M=αM(g+q)l2
(kN.m)
14.5×
1.90×
1.90/11=4.76
-14.5×
1.90/11=-4.76
1.80×
1.80/16=2.94
1.80/14=-3.36
配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土α1=1.0,fc=11.9N/mm2,HPB300钢筋,fy=270N/mm2。
对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。
板配筋计算过程见表2.3板的配筋计算
弯矩设计值(kN.m)
4.76
-4.76
2.94
-3.36
αs=M/α1fcbh02
0.087
-0.111
0.068
-0.0780
ξ=1-(1-2αs)1/2
0.174<
0.35
-0.222<
0.136<
0.16<
计算配筋(mm2)
AS=ξbh0α1fc/fy
342
-342
210
244
实际配筋(mm2)
Φ10@200
Φ12@200
As=357
As=229
As=251
计算结果表明,支座截面ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;
As/bh=393/(1000×
80)=0.119%,大于0.45ft/fy=0.45×
1.27/270=0.21%,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。
2.4板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。
板的配筋图如图所示。
3、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
3.1荷载设计值:
恒荷载设计值
板传来的荷载:
3.966×
2.0=7.932kN/m
次梁自重:
0.2×
(0.5-0.08)×
25×
1.2=2.52kN/m
次梁粉刷:
2×
17×
1.2=0.257kN/m
小计g=10.71kN/m
活荷载设计值:
q=10.4×
2.0=20.8kN/m
荷载总设计值:
q+g=20.8+10.71=31.51kN/m近似取荷载31.5kN/m
3.2计算简图
按塑性内力重分布设计。
主梁截面300mm×
650mm。
计算跨度
边跨:
l01=ln=(6600-120-300*2)+120=6000mm
l02=ln=6600-300=6300mm
弯矩设计值和剪力设计值的计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差(6300-6000)/6000=2.5%小于10%,可按等跨连续梁计算。
由表可分别查得弯矩系数αm和剪力系数αv。
次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表:
3-1次梁的弯矩设计值的计算
弯矩系数αm
l01=6.33
l02=6.3
(KN.m)
27.61×
6.332/11=100.57
-27.61×
6.332/11=-100.57
6.32/16=68.49
6.32/14=-78.28
3-2次梁的剪力设计值的计算
A
边支座
B(左)
B(右)
剪力系数αv
0.5
0.55
净跨度ln
ln1=6.33
ln2=6.3
V=αv(g+q)ln
(kN)
0.5x27.61x6.33
=87.39kN
0.55x27.61x6.33
=96.13kN
0.55x27.61x6.3
=95.67kN
3.3配筋计算
3.3.1正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算,其翼缘宽度取下面三项的较小值:
b’f=lo/3=6600/3=2200mm
b’f=b+Sn=200+2000=2200mm
b’f=b+12h’f=200+12x80=1160mm
故取b’f=1160mm
C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;
纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。
判别跨中截面属于哪一
支座截面按矩形截面计算,正截面承载力计算过程列于表。
3-3次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
弯矩设计值(KN.m)
100.57
-100.57
68.49
-78.28
100.57x106/(1x11.9
x200x4652)=
0.195
68.49x106/(1x11.9
0.133
78.28x106/(1x11.9
0.152
ξ=1-(1-2αs)1/2
0.219<
0.1<
0.143<
0.166<
选
配
钢
筋
0.219x200x465
x1x11.9/300
=807.9
0.219x200x465
0.143x200x465
=527.5
0.166x200x465
=612.4
钢筋型号及面积
1Ф16+2Ф20
2Ф16+1Ф14
2Ф16+1Ф18
As=829.1
As=555.9
As=656.5
3.3.2斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。
复核截面尺寸:
hw=ho-b’f=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<
4,故截面尺寸按下式计算:
0.25βcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7kN>
Vmax=96.13kN
故截面尺寸满足要求
3-4次梁斜截面承载力计算见下表
截面
B(左)
B(右)
V(KN)
87.39
96.13
95.67
0.25βcfcbho(KN)
276.7>
V
截面满足
Vc=0.7ftbho(KN)
82.7<
需配箍筋
选用钢筋
2Ф8
Asv=nAsvl
100.6
S=1.25fyvAsvh0/(V-Vc)
968.4
276.1
368.8
实配箍筋间距
200
Vcs=Vc+1.25fyvAsvh0/s
144.1>
满足
3.4施工图的绘制
次梁配筋图如图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定:
伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定:
l=la=αfyd/ft=0.14×
300×
22/1.27=727.6,取750mm.
伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按确定:
l=12d=12×
18=216mm,取250mm.
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>
12d=12×
22=264mm,取300mm.
纵筋的截断点距支座的距离:
l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm.
4、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计:
4.1荷载设计值(为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载)
次梁传来的荷载:
10.709×
6.6=70.68kN
主梁自重(含粉刷):
[(0.65-0.08)×
0.3×
2.0×
25+2×
(0.65-0.08)×
2.0]×
1.2=10.958kN
恒荷载设计值:
G=70.68+10.958=81.6kN
Q=16.90×
6.6=111.54kN
4.2计算简图
主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在350mm×
350mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:
边跨:
lo1=ln+a/2+b/2=(6000-175-120)+350/2+350/2=6055mm
Lo1=1.025ln+b/2=1.025×
(6000-175-120)+175=6022mm
故lo1取6022mm
中跨lo2=6000mm
计算简图如图所示。
4.3内力设计值计算及包络图绘制
因跨度相差不超过10%,可按等跨连续梁计算。
4.3.1弯矩值计算:
弯矩M=k1Gl+k2Ql,式中k1和k2由附表1查得
4-1主梁的弯矩设计值计算(KN.m)
项次
荷载简图
K/M1
K/Mb
K/M2
K/Mc
弯矩图示意图
恒载
0.244
————
123.8
-0.2674
-130.9
0.067
32.8
活载
0.289
194.12
-0.133
-89.34
-89.0
3
-0.044
-29.55
0.200
133.85
4
0.229
153.82
-0.311
-208.96
0.096
64.25
-0.089
-59.78
5
-0.089/3
-19.93
0.17
113.77
-208.90
组合项次
Mmin(kN·
m)
①+③
94.3
①+④
-339.9
①+②
-56.2
①+⑤
Mmax(kN·
317.9
-190.7
166.7
①+④
-190.7
4.3.2剪力设计值:
V=k3G+k4Q式中k3k4查表得,不同截面的剪力值经过计算如表所示。
4-2主梁的剪力计算(kN)
①
0.733
59.8
-1.267
-103.4
1.00
81.6
②
0.866
96.6
-1.134
-126.5
④
0.689
76.9
-1.311
-146.2
1.222
136.3
⑤
-9.9
0.788
87.9
Vmax(kN)
156.4
-113.3
217.9
Vmin(kN)
49.9
-249.6
4.4弯矩、剪力包络图绘制
荷载组合①+②时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩,此时,MA=0,MB=-130.9-89.34=-220.2kN.m,以这两个支座的弯矩值的连线为基线,叠加边跨载集中荷载G+Q=81.6+111.54=193.14kN作用下的简支梁弯矩图:
则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)l01-1/3×
MB=314.3kN.m≈Mmax,
第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q)l01-2/3×
MB=240.9kN·
m。
中间跨跨中弯矩最小时,两个支座弯矩值均为-220.2kN·
m,以此支座弯矩连线叠加集中荷载。
则集中荷载处的弯矩值为1/3Gl02-MB=-57kN·
m.
荷载组合①+④时支座最大负弯矩MB=-339.9kN·
m其它两个支座的弯矩为MA=0,MC=-190.68kN·
m,在这三个支座弯矩间连线,以此连线为基线,于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图:
则集中荷载处的弯矩值依次为274.4kN·
m,161.1kN·
同理,当-Mc最大时,集中荷载下的弯矩倒位排列。
荷载组合①+③时,出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。
此时MB=MC=-220.2kN·
m,,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为90.4kN·
m,
17kN·
m,第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为167.5kN·
m
①+⑤情况的弯矩按此方法计算。
所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异,是因为计算跨度并非严格等跨所致。
主梁的弯矩包络图见下图。
荷载组合①+②时,VAmax=156.4kN,至第二跨荷载处剪力降为156.4-193.1=-36.7kN;
至第二集中荷载处剪力降为―36.7―193.1=-229.8kN,荷载组合①+④时,
最大,其VBl=-249.6kN,则第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右)136.6kN,-56.5kN,其余剪力值可按此计算。
主梁的剪力包络图见图。
4.5配筋计算承载力计算
4.5.1正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
C25混凝土,a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;
纵向钢筋HRB335,其中fy=300N/mm2,箍筋采用HPB300,fyv=270N/mm2.
跨中正弯矩按T形截面计算,因h’f/ho=80/615=0.130﹥0.10
翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m,中较小值确定,取b’f=2000mmB支座处的弯矩设计值:
MB=Mmax-V0b/2=-339.9+193.5x0.35/2=-306.03kN·
判别跨中截面属于哪一类T形截面
a1fcb’fh’f(ho-h’f/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8kN.m>
M1>
M2.
属于第一类T形截面.
正截面受弯承载力的计算过程如下:
4-3主梁正截面受弯承载力及配筋计算
弯矩设计值(kN.m)
-306
-56.2
0.235
0.227
0.134
0.042
0.272<
0.518
0.261<
0.144<
0.042<
选配
钢筋
1990.6
1910.1
1053.9
307.4
实际配筋(mm2)
6Ф20
1Ф16
4Ф20
2Ф16
As=2095.1
As=1256
As=402
4.5.2箍筋计算——斜截面受剪承载力计算
验算截面尺寸:
hw=ho-b’f=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<
0.25βcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x580=446.25kN>
Vmax=301.6kN
4-4斜截面配筋计算
-301.6
0.25βcfcbho(KN)
548.9>
517.7>
Vc=0.7ftbho(KN)
164.02>V
不需计算配箍筋
254.69<
254.69>V
箍筋肢数、直径
2Φ8
Vcs=0.7ftbho+1.25
fyvAsvho/s
256.8>
256.8<
150
Asb=(V-Vcs)/0.8fysinα
_____
264
选配弯起钢筋
1φ20(As=314.2)
验算最小配筋率
Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224>
0.24ft/fyv=0.00145,满足要求
说明
为了施工方便,除加密区箍筋间距一律为150
4.6两侧附加横向钢筋的计算:
由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:
F=1.2x70.6
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