单向板肋梁楼盖的设计 (终结版)
钢筋混凝土楼盖课程设计
姓 名: [魏双改]
学 号: [2010301474]
指导教师:[杨海峰]
2018年10月26日
单向板肋梁楼盖的设计
1. 设计资料
(1) 露面做法:20mm水泥砂浆地面,钢筋混凝土现浇板;20mm混合砂浆抹底。
(2) 材料:混凝土强度等级C25;梁板受力钢筋采用HPB235或HRB335级钢筋,纵筋采用HRB335或HRB400.
2. 楼盖的结构平面布置
3. 主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根次梁,次梁的跨度为2.2m,板...
钢筋混凝土楼盖课程
姓 名: [魏双改]
学 号: [2010301474]
指导教师:[杨海峰]
2018年10月26日
单向板肋梁楼盖的设计
1. 设计资料
(1) 露面做法:20mm水泥砂浆地面,钢筋混凝土现浇板;20mm混合砂浆抹底。
(2) 材料:混凝土强度等级C25;梁板受力钢筋采用HPB235或HRB335级钢筋,纵筋采用HRB335或HRB400.
2. 楼盖的结构平面布置
3. 主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根次梁,次梁的跨度为2.2m,板的跨度为2.0m,l02/l01=6.0/2.0=3.0,因此按单项板设计。
按跨高比条件,要求板厚h≥2000/40=50mm,对于工业建筑的楼盖板,要求h≥80mm,取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6000/18~6000/12=333~500mm。考虑到楼盖的可变荷载比较大,取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。
主梁的截面高度应满足h=l0/15~l0/10=400~600mm,取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。
楼盖的结构平面布置图见图1.
3 板的设计
轴线
~
、
~
的板属于端区隔板;轴线
~
的板属于中间区隔单向板。
图1
(1)荷载
板的永久荷载标注值
20mm厚水泥砂浆地面 0.02*20=0.4KN/m2
80mm厚钢筋混凝土板 0.08*25=2.0KN/m2
20mm厚混合砂浆抹底 0.02*12=0.34KN/m2
小计 2.74KN/m2
板的可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2;可变荷载分项系数取1.3。于是板的
永久荷载设计值 g=2.74*1.2=3.288KN/m2
可变荷载设计值 q=7*1.3=9.1KN/m2
荷载总设计值 g+q=3.288+9.1=12.388KN/m2
(2)计算简图
次梁截面为200mm*500mm,现浇板在墙的支撑长度不小于100mm,取板在墙上的支撑长度为120妈妈mm。按塑性内力重分布计算,板的计算跨度:
边跨 l0 = ln+ h/2=2000﹣100-120﹢80/2=1820mm < 1.025 *ln=1825mm,取l0=1820mm
中间跨 l0 = ln=2000-200=180mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。取1m宽的板带作为计算单元,计算简图如下图2所示。
(3) 弯矩设计值
由表11-1查的,板的弯矩系数αm分别:边跨中,1/11离端第二个支座,-1/11;中间跨中,1/16;中间支座,1/14。故
M1=-MB=(g+q)*l012/11=12.4*1.822/11=3.73KN·m
MC =-(g+q)* l012 /14=12.4*1.82=-2.87KN·m
M2 =-(g+q)* l012 /16=12.4*1.82/16=2.51KN·m
这是对单区隔板而言的,对于中间区隔单向板,MC 和M2 都应乘以0.8,分别为
MC =0.8*(-2.87)=-2.30KN·m;
M2=0.8*2.51=2.01KN·M
(4)正截面受弯承载力计算
环境类别按一级,C25混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm,h0=80-20=60mm;板宽b=1000mm。C25混凝土,α1=1.0,fc =11.9N/mm2;HRB 335钢筋,fy=360N/mm2。板配筋计算过程如下表1
板的配筋计算 表 1
截面
1
B
2
C
弯矩设计值(KN·M)
3.73
-3.73
2.51
-2.87
αs=M/(α1fcbh02)
0.087
0.087
0.059
0.067
ε=1-(1-2αs)1/2
0.091
0.091
0.061
0.069
轴线
1~2
5~6
计算配筋
216.58
216.58
145.2
164.2
实际配筋
8@190
AS=265
8@190
AS=265
8@190
AS=265
8@190
AS=265
轴线
~
计算配筋
216.58
216.58
145.2
164.2
实际配筋
8@190
AS=265
8@190
AS=265
8@190
AS=265
8@190
AS=265
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;AS/bh=145.2/(1000*80)=0.182<0.2% & 0.45*ft/fy=0.45*1.27/300=0.19%;因此,取最小配筋率0.2%,求得钢筋面积为:0.2%*1000*80=160mm2,故,实际配筋为265mm2满足要求。
4.次梁的设计
按考虑塑性内力重分布进行计算,根据楼盖的实际情况,楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的折减。
(1)荷载设计值
永久荷载设计值
板传来的永久荷载 3.288*2.0 = 6.576 KN/M
次梁自重 0.2*(0.5-0.08)*1*25*1.2=2.52KN/M
次梁的粉刷 0.02*(0.5-0.08)*2*17*1.2 = 0.374KN/M
小计 g=9.44KN/M
可变荷载设计值
q = 9.1*2 = 18.2KN/M
荷载总设计值
g+q = 9.44+18.2 = 27.64KN/M
(2)计算简图
次梁在砖墙上的支撑长度为 240mm。主梁截面为300mm*650mm。计算跨度 :
边跨 l0 = ln +a/2 = 6000-120-300/2 +240/2 = 5850mm<1.025ln = 1.025*5730 = 5873.25 mm 取 l0 = 5850 mm .
中间跨 :l0 = ln =6000-300 = 5700mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。计算简图见图3.
(3)内力计算
由于表11-1、表11-3可分别查的弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:
M1=-MB=(g+q) l0 2 /11=1/11*27.64*5.852=85.99KN=86KN·m
M2 = (g+q)*l0 2 /16 =27.64*5.702/16 = 56.13KN·m
MC =-(g+q)*l02/14=-27.64*5.702/14 = 64.14KN·m
剪力设计值
Va = 0.45(g+q)*ln1=0.45*27.64*5.85 = 72.76KN
VBl = 0.60*(g+q)*ln1 =0.60*27.64*5.85 = 97.02KN
VBr = 0.55*(g+q)*ln2 =0.55*27.64*5.70 = 86.65KN
(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时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取bf‘ = l/3 = 6000/3 = 2000mm;又bf‘ = b+sn = 200+2000 =2200mm。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。
环境类别按一类计算C25混凝土,梁的最小保护层厚度 c = 25mm。一排纵向钢筋h0 = 500-35 = 465mm : 两排纵向钢筋h0 = 500—60 =440mm。
C25混凝土,α1= 1;βc = 1, fc =11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB400级钢筋,fy = 360N/mm2,箍筋采用HRB335级钢筋。Fyv = 300KN/mm2,正截面承载力计算过程列于表2.经判断跨内均属于第一类T形截面梁。
判断过程:
Mu=α1 fcbf’hf’(h0-hf’/2) = 1.0*11.9*2000*80*(465—40)=809.2KN·m>MMAX(M1,M2, MC),故属于第一类T形梁。
次梁正截面受弯承载力计算 表 2
截面
1
B
2
C
弯矩设计值(KN·M)
86.00
-86.00
56.13
64.14
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcbf’h02)
0.017
0.187
0.011
0.125
ε=1-(1-2αs)1/2
0.017
0.209﹤0.35
0.011
0.134<0.35
As=ξbh0α1fc/fy或
As=ξbf’h0α1fc/fy
522.6
608.0
338.2
411.9
选配配筋(mm2)
2Ф16+1Ф16(弯)
As=603
3Ф16+1Ф16(弯)As =804
2Ф14+1Ф16(弯)
As=509.1
2Ф16+1Ф16(弯)
As=603
表二
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;As /( bh)=402/(200*500)= 0.4%≥max(0.45ft/fy =0.18%,0.2%),满足最小配筋率的要求。
2)斜截面受剪承载力
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:
hw=h0-hf’ = 440-80 = 360mm.因hw/b = 360/200 = 1.8<4,截面尺寸按下式验算:
0.25βc fcbh0=0.25*1*11.9*360=261.8KN >97.02KN
截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋
Vcs = 0.7 ft b h0 +1.25fyv*Asv/s*h0 计算支座的B左截面HRB335的箍筋,由上式可得 :
nAsv/s = (Vcs-0.7ft b h0)/1.25fyvh0 =(97.02*103-0.7*1.27*200*440)/(1.25*300*440) = 0.114
采用Ф6双肢箍筋,取s= 250,nAsv =57mm2,nAsv /s = 57/250 = 0.228﹥0.114 .
调幅后受剪承载力应加强,梁两局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或将箍筋的间距减少20%,先调整箍筋间距,现调整箍筋间距,s = 0.8*250 = 200mm,取箍筋间距s=200mm,为方便施工沿梁长不变。
验算最小配箍率:
弯矩调幅时要求的配箍率下限是:0.3ft /fyv =0.3*1.27*/300 =0.127%,实际配箍率ρsv =Asv /(bs) = 57/(200*200) = 0.143% ﹥0.127% ,满足要求。
5.主梁设计
主梁按弹性理论
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。
次梁传来的集中荷载 9.44*6.0 = 56.64KN
主梁自重(含粉刷) [(0.600-0.08)*0.3*2.0*25+0.02*(0.60-0.08)*2*2*17]*1.2 = 10.21KN
永久荷载设计值 G = 56.64+10.21 = 66.85 KN
可变荷载设计值 Q = 18.2*6.0 = 109.2 KN
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