单向板肋梁楼盖设计1[1].0(1)
一、设计资料
1、楼面的活荷载标准值为7.50kN/m2
2、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰15mm.
3、材料选用:
(1)、混凝土: C30
(2)、钢筋:梁及次梁、板受力筋用HRB400级钢筋,梁箍筋、板构造筋采用HRB235级钢筋。
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
一、平面结构布置:
1、确定主梁的跨度为6.3m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.1m。楼盖结构布置图如下:
2、按高跨比条件,当h≥2100/40=52.5mm时,满足刚度要求,可不
验算挠度。对于工业建筑的楼盖板,要求mm h 80≥,取板厚mm h 80=
3、次梁的截面高度应满足 121
(=h ~350()18
1=L ~525),取h=500 则
21(=b ~6.166()3
1
=h ~mm )250,取mm b 200=。
4、主梁的截面高度应该满足81(=h ~450()14
1
=L ~mm )630,mm h 600=,则
2
1(=h ~250()31
=h ~mm )350,取mm b 300=。
二、 板的设计(按塑性内力重分布计算): 1、荷载计算: 板的恒荷载标准值: 取1m 宽板带计算:
水磨石面层 m kN /65.0165.0=? 0.018×20=0.36kN/m
80mm 钢筋混凝土板 m kN /0.22508.0=? 15mm 板底混合砂浆 m kN /255.017015.0=? 恒载: m kN g k /256.3=
活载: m kN q k /5.715.7=?=
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值大于
m kN /0.4,所以活荷载分项系数取1.3。于是板的
设计值总值: q g +=k k q g 3.12.1+ m kN /188.14= 2、板的计算简图:
次梁截面为mm mm 500200?,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,板的计算边跨: mm l h l l n n 5.2152025.1192028012010021002
1
01=≤=+--=+=,
取mm l 192001= (mm a 120=)
中跨: mm l l n 1900200210002=-==
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
q+g=15.186kN/m
板的计算简图
3、内力计算及配筋:
用塑性内力重分布理论计算,则有α系数如下: 表1.0
则由20)(l q g M +=α可计算出1M 、B M 、2M 、c M ,计算结果如下表: 由题知:,20,1000mm a mm b s ==设则,mm a h h s 6020800=-=-=
mm
N f c /3.14=,mm N f
y
/360=
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:
(614.0=≤b ξ)
ξγ5.01-=s
0.95 0.950 0.968 0.962 0.963 0.97 0/h f M A y s s γ=(mm 2
)
232
232
153.04
123.2 173.1 139.8 选钢筋 ①~②轴线 ⑤~⑥轴线 8@190
8@190
6/8@190 6/8@190
②~⑤轴线 6/8@150
6/8@150
6@150
6@150 实际配筋
①~②轴线 ⑤~⑥轴线 265mm 2 265mm 2 207m m 2 207mm 2 ②~⑤轴线
262mm 2
262mm 2
189mm 2
189mm 2
位于次梁内跨上的板带,其内区格四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(2M 、3M )和中间支座(c M )计算弯矩可以减少20%,其他截面则不予以减少。A/bho=0.24%≥0.45ft/fy=0.45×1.43/360=0.18%,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。 三、次梁设计(按塑性内力重分布计算): 1、次梁的支承情况:
120
250
主梁
250
次梁
2、荷载计算:
由板传来: m kN /358.81.298.3=? 次梁肋自重: ()m kN /52.22508.05.02.0=?-
次梁粉刷重 ()m kN /34.017208.05.002.0=??-? 恒载: m kN g k /22.11=
活载: m kN q k /94.221.227.10=?= 设计值总值: q g +=k k q g + m kN /814.33= 3、确定计算跨度及计算简图。 塑性内力重分布计算时,其计算跨度: 中跨: mm l l n 6000300630002=-==
边跨: mm a l l n 6100224024001206300201=+--=+=
mm
l n 75.61806030025.1025.1=?=≥,取mm l
610001
= (mm a 240=)
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:
q+g=33.814kN/m
次梁的计算简图
3、内力计算:
由20)(l q g M +=α可计算出1M 、B M 、2M 、c M ,计算结果如下表:
由n l q g V )(+=β可计算出A V 、Bl V 、Br V 、c V ,计算结果如下表:
4、截面承载力计算:
⑴、次梁跨中按T 形截面计算,T 形截面的翼缘宽度'f b ,按
mm s b mm l b f 21002001900210063003
1
310'=+=+<=?=≤,
故取mm b f 2100'=。 梁高: mm h h 46535500,5000=-== 翼缘厚:
mm
h f 80'=
判定T 形截面类型:
mm N h h h b f f f f c ??=-
???='-
''60110997)2
80
465(8021003.140.1)2
(α ??
???>?=)(08.76)
(38.114997中间跨中
边跨中m kN m kN m kN
故各跨中截面属于第一类T 形截面。
⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B 按布置两排纵向钢筋考虑,取mm h 440605000=-=,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑, 取mm h 4650=
⑶、次梁正截面承载力计算见下表:
ξγ5.01-=s
0.991 0.881 0.994 0.923 0/h f M A y s s γ=
688.6
831.9 465.5 565.2
选用钢筋
318(弯1) 3
18+112(弯起) 2
14+1
1
6(弯1)
3
16(弯1) 实际钢筋截面面积(mm 2)
763
876
509
603
⑷、次梁斜截面承载力计算见下表: 截 面
A
左B
右B
C
V )(kN
91.75
122.34 133.45
133.45
025.0bh f c c β)(kN
V
314.6>
截面满足 V 202.3>
截面
满足
V
202.3>截面满足
V
214.2>截面满足 07.0bh f V t c =)(kN
V 01.46< 需配箍筋
V .4506< 需配箍筋
V
.4506<需配箍筋
V
01.46<需配箍筋
箍筋肢数、直径
2 6
2 6
2 6
2 6
1sv sv nA A =
56.6 56.6 56.6 56.6 )/(25.10c sv yv V V h A f s -=
272.66
123.3
156.1
185.7
S=0.8×259=207mm 取间距200mm 验算配筋率:
0.3ft/fy=0.3×1.43/300=0.14%
Pv=Asv/bs=56.6/200×200=1.142%>0.14%
5、构造配筋要求:沿全长配置封闭式箍筋,第一根箍筋距支座边50mm 处开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。
四、主梁设计(按弹性理论计算): 1、支承情况:
柱截面400×400,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上,其支承长度a=370。 2、荷载计算:
为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载: kN 686.7030.622.11=? 主梁自重: kN 58.8252.23.0)08.06.0(=??- 主梁粉刷重: kN 12.11342.2015.0)08.06.0(2=??-
恒载设计值:==k G G 2.14.907.19686.70=+kn kN 取G=90kn 活载设计值:=Q kN 38.1423.66.22=? 3、确定计算跨度及计算简图
主梁计算跨度:
边跨: mm l b l l n n 5.63295980025.04002
16300025.02
101=?+?+=++=柱
mm
b a l n 63652/4002/37059802
1
21=++=++≤柱,
近似取mm l 633001=
中跨: mm l 63000=
因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:
主梁的计算简图
3、内力计算: 0201Ql k Gl k M +=
m
kN M m
kN M B ?-=??-??-=?=??+??=4.43233.64.142311.033.690267.05.39933.62.142289.033.690244.0max max 1
m
kN ?3.21833.64.1422.033.690067.0max 2=??+??=kn ·M
2)剪力设计值 Q k G k V 43+=
m
kn VBr m kn VBl m
kn VA ?=?+?=?-=?-?-=?=?+?=7.2634.14222.1901max 7.3004.142311.190267.1max 3.1894.142866.090733.0max 3)弯矩 剪力包络图 弯矩包络图
第1,3跨有可变荷载,第2跨没有可变荷载
有表6-2知,支座B 或C 的弯矩值为:
矩值分别为:
个集中荷载作用点处弯第个集中荷载和
的简支梁弯矩图,得第作的连线为基线,,第一跨内支座弯矩21142.4KN Q 90KN,G m -272KN M 0M 27233.64.142133.033.690267.0B A ==?==?-=??-??-==m KN M M C B
M
KN M KN M m kn l ?=?-?+=++?=?=-?+=++3.3093
227233.64.142(903132M Q)L G 315.3397.399327233.64.142(90313M Q)L G 31B 0max B 0)(接近
与)(
在第2跨内以支座弯矩M -272KN M M,KN 272M C B ?=?-=的连线为基线,作
0Q M,85KN G =?=的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值:
M -83KN 272-6.3903
1M GL 3100?=??=+ 第1,2跨有可变荷载,第3支座没有可变荷载
第1跨内:在1跨内以支座弯矩的连线为基线M -432.4KN M 0,M B A ?==,作
的简支梁弯矩图,142.4KN Q 90KN,G ==得第1个集中荷载和第2个集中荷
载作用点出的弯矩值分别为:
M 202.1KN 3
2432.4-6.33142.4)(9031M 346.2KN 3
432.4-6.33142.4)(9031?=??+?=?+
第2跨内:。M -232.3K N 6.33142.40.089-6.3390-0.267M C ?=????=以支座弯矩
得
的简之弯矩图,的连线为基线,作142.4KN Q 90KN,G M -232.3KN M M,-432.4KN M C B ==?=?=M
191.14KN 232.3)(-432.431232.3-6.33142.4)(9031)M -(M 3
1M L Q)(G 31M
124.7KN 232.3)(-432.432232.3-6.33142.4)(9031)
M -(M 3
2M L Q)(G 31C B C 0C B C 0?=++?+=++?+?++?+=++?+
③第2跨有可变荷载,第1,3跨没有可变荷载
接近与前面计算的(的弯矩为:
跨俩集中荷载作用点处第M KN 3.218M M 218.4KN 272-6.33142.4)(903
1M Q)L G 312M 272KN 6.33142.40.133-6.3390-0.267M M maz 2,B 0B C ?=?=?+=++?=????==
第1,3跨两集中荷载作用点处的弯矩值分别为:
M 8.57KN 2723
2-6.339031M 32GL 31M 99.23KN 2723
1-6.339031M 31GL 31B 0B 0?=???+?=???=+=
剪力包络图: ①第1跨
个集中荷载后为过第1189.3KN;V Amax =188.3-90-142.4=-43.1KN ;过第2个集
中荷载后为-43.1-90-142.4=-275.5KN 。
个集中荷载为过第2-300.7KN;V Bmax =-300.7+90+142.4=-68.3KN;过第2个集
中荷载后为-68.3+90+142.4=164.1KN
②第2跨个集中荷载后为过第1KN,7.263V BR.max =263.7-90=173.7KN 当可变荷载仅作用在第2跨时
个集中荷载后过第1,KN 4.2324.1421901V Br =?+?=232.4-90-142.4=0。
①+④
①+②剪力包络图
4、主梁正截面和斜截面承载力计算:
⑴、主梁跨中按T 形截面计算,T 形截面的翼缘宽度'f b ,按
mm s b mm l b f 6000210063003
1
310'=+<=?=≤,故取mm b f 2100'=。
梁高: mm h h 54040600,6000=-==(边跨),mm h 540406000=-=(中
间跨)
翼缘厚:
mm
h f 80'= B 支座边
的
弯
矩
设
计
值
M
KN b V M M B B ?-=?+-=-=92.3852
4.2324.04.43220max 。
纵向受力钢筋除B 支座截面2排,其余均为1排。跨内截面经判断是第一类支座T 形截面。正截面受弯承载力的计算过程于表
⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B 按布置两排纵向钢筋考虑,取mm h 530706000=-=。 正截面配筋计算。 截 面
1
B
2
弯矩M )(m kN ?
399.5 -432.4 218.3 -83 2
012
01h b f M
bh f M f c s c s αααα==或
0.042 0.359 0.023 0.061 s
αξ211--=
)550.0(=≤b
ξ
0.046 0.535 0.026 0.099 ξγ5.01-=s
0.979 0.766 0.988 0.969 0/h f M A y s s γ=
2130
2857
1086.3
456.4
选用钢筋
222+3
25(弯) 3
25+323(弯) 2
22+125(弯) 225
实际钢筋截面面积(mm 2)
2233
2945
1250
982
斜截面受剪承载力 验算截面尺寸:
477.1430
500,
45080530<===-=b h mm h w w ,截面尺寸按下式验算:
KN
KN bh f B c C 7.3004.5685303003.143125.025.00>=????=,截面满足要求
采用
8@200双肢箍筋:
KN
V V KN V V KN V KN
h s
A f bh f V Sl CS Br CS A sv
yv
t CS 7.300.7..263.3.18913.259530200
6
.10030025.153030043.17.025.17.0max max max 00=<=<==??+???=+=
支座B 截面左面要配置钢筋,弯起钢筋面积(弯起角45°)为:
707.08.0)
(max fy V V A CS BL sb -=2204707
.03608.01000)13.2599.300(mm =???-= 主梁剪力图呈矩形,在B 截面左面的2.2m 范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖最
大剪力区段,现分
3
批弯起跨中的
25
钢筋,
满足要求。验算最小配箍率:
%11.024.0%17.02003006.100.2204491sv =>=?==
>=yv
t
sv sb f f bs A mm A ρ
次梁传来的集中力加箍筋
取加箍筋布置范围,8002003100232s 100500600,2134.1426.6811mm b h mm
h KN F l =?+?=+==-=≈+=
8@200的双肢,则在长度s 内可布置附加箍筋的排数,m=800/200+1=5排,次梁俩
侧
各
布
置
3
排
。
另
加
吊
筋
1
18
,
,
25.254mm A s =l
sv y sb y f KN A mnf A f >?=???+???=+10006.3103
.5030026707.05.2543602sin 21α
因主梁的腹板高度大于450mm ,需在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的
截面面积不小于腹板面积的0.1%,接其间距不大于200mm 现配置214,380/
(300×570)=0.18%>0.1%,满足要求