单向板配筋.docx
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单向板配筋.docx
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单向板配筋
设计单位:
广东水利电力职业技术学院
混凝土单向板计算书
设计人:
宋世科
审核人:
宋世科
学号:
130604230
班级:
13建筑工程技术2班
1、设计资料··················1
2、板设计···················1
2.1荷载计算··············2
2.2内力计算··············3
2.3配筋计算··············3
3、次梁的计算·················4
3.1荷载计算··············5
3.2内力计算··············5
3.3配筋计算··············6
4、主梁设计··················8
4.1荷载计算··············9
4.2内力计算··············9
4.3配筋计算··············12
5、附图···················15
次梁配筋图···················15
主梁配筋图····················16
一设计资料
某多层工业厂房的建筑平面图如图1.1所示,楼梯设置在旁边的附属房屋内。
拟采用现浇钢筋混凝土肋梁楼盖。
设计使用年限50年,结构安全等级为二级,环境类别为一类。
楼面做法:
水磨石面层(0.65
2);钢筋混凝土现浇板:
20mm石灰砂浆抹底。
楼面活荷载:
均布可变荷载标准值qk=6.0KN/m2,准永久值系数ψq=0.8。
材料:
混凝土强度等级C25;梁内受力钢筋为HRB335级,其他钢筋为HPB300级钢筋。
试对板、次梁和主梁进行设计。
图1.1楼盖建筑平图
二板设计
板按考虑塑性内力重力分布方法计算,取1m宽板带为计算单元,有关尺寸及计算简图如图2.1所示,设板厚h=80mm。
图2.1板的计算简图
2.1荷载计算
水磨石面层:
0.65KN/m²
80mm厚钢筋混凝土板:
25×0.08=2KN/m²
20mm石灰砂浆抹底:
17×0.02=0.34KN/m²
恒载标准值:
gk=0.65+2+0.34=2.99KN/m²
活荷载标准值:
qk=6KN/m²
转化为线荷载:
2.99×1m=2.99KN/m6×1m=6KN/m
荷载设计值:
g+q=1.2×2.99+1.3×6=11.39KN/m
《荷载规范》规定:
对活荷载标准值大于4KN/m²的工业房屋楼面结构的活荷载,分项系数取1.3
2.2内力计算
初估次梁截面尺寸:
高h=l/18~l/12=6600/18~6600/12=367~550取h=450mm
宽b=h/3~h/2=450/3~450/2=150~225取b=200mm
计算跨度取净跨:
边跨l0=2300-120-100+80/2=2120mm
中间跨l0=2300-200=2100mm
因跨度差(2120-2100)/2100=0.9%,在10%以内,故可按等跨计算。
计算结果见表2.2.1
表2.2.1板的弯矩计算
截面
边跨跨中
B支座
中间跨中
C支座
弯矩系数αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=αm(g+q)l0²
1/11×11.39×2.12²=4.65
-1/11×11.39×2.12²=-4.65
1/16×11.39×2.1²=3.14
-1/14×11.39×2.1²=-3.59
2.3配筋计算
取1m宽板带计算,b=1000mmh=80mm
αs=c+d/2=20+10/2=25mmh0=80-25=55mm
钢筋采用HPB300钢筋,混凝土C25
fy=270N/mm²fc=11.9N/mm²α1=1.0
②~⑤轴线中间区格板与梁为整浇,故计算弯矩乘以系数0.8,予以折减。
计算见表2.3.1,配筋图见附图2.3.1-1
表2.3.1板的配筋计算
截面位置
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
中间支座
①~②轴线
②~⑤轴线
①~②轴线
②~⑤轴线
M(KN·m)
4.65
-4.65
3.14
3.14×0.8
-3.59
-3.59×0.8
αs=M/α1fcbh0²
0.129
0.129
0.087
0.070
0.100
0.080
ξ=1-√1-2αs
0.139
0.139
0.091
0.073
0.106
0.083
As=ξbh0α1fc/fy(mm²)
337
337
221
177
257
201
选用钢筋
Φ8@150
Φ8@150
Φ8@150
Φ8@150
Φ8@150
Φ8@150
实配钢筋面积(mm²)
335
335
335
335
335
335
三次梁的计算
次梁按考虑塑性内力分布方法计算,有关尺寸计算及计算简图如图3.1所示。
图3.1次梁的计算简图
3.1荷载计算
由板传来恒荷载2.99×2.3=6.88KN/m
次梁自重25×0.2×(0.45-0.08)=1.85KN/m
次梁粉刷17×0.02×(0.45-0.08)×2=0.252KN/m
恒荷载标准值gk=6.88+1.85+0.252=8.98KN/m
活荷载标准值qk=6×2.3=13.8KN/m
荷载设计值g+k=1.2×8.98+1.3×13.8=28.72KN/m
3.2内力计算
计算跨度(设主梁b×h=300mm×650mm)
边跨l0=6600-300/2-120+240/2=6450mm
中间跨l0=6600-300=6300mm
因跨度差6450-6300/6300=2%<10%可按等跨计算,计算结果见表3.2.1及表3.2.2。
表3.2.1次梁的弯矩计算
截面
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
C支座
弯矩系数αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=αm(g+q)l02(KN·m)
1/11×28.72×6.45²=108.62
1/11×28.72×6.45²=108.62
1/16×28.72×6.3²=71.24
1/14×28.72×6.3²=81.42
表3.2.2次梁的剪力计算
截面
A支座
B支座外侧
B支座内侧
C支座
剪力系数αv
0.45
0.60
0.55
0.55
V=αv(g+q)l0(KN)
0.45×28.72×6.45=83.36
0.60×28.72×6.45=111.15
0.55×28.72×6.3=99.51
0.55×28.72×6.3=99.51
3.3配筋计算
(1)正截面配筋计算,钢筋采用HRB335,混凝土采用C25。
fy=300N/mm²fc=11.9N/mm²ft=1.27N/mm²α1=1.0
次梁支座截面按矩形截面进行计算,跨中截面按T形截面进行计算,T形截面翼缘宽度为:
边跨b'f取1/3×6450=2150mmb+sn=2300mm和b+12h'f=200+12×80=1160mm中的较小值,∴b'f=1160mm
中间跨b'f取1/3×6300=2100mmb+sn=2300mm和b+12h'f=1160mm中的较小值,∴b'f=1160mm
αs=25+10+20/2=45mmh。
=h-αs=450-45=405mm翼缘高度h'f=80mm
α1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0×11.9×1160×80×(405-80/2)=403.08KN·m>108.62KN·m
故次梁各跨中截面均属于第一类T形截面,计算结果见表3.3.1
表3.3.1次梁受弯配筋计算
截面
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
C支座
b'f或b(mm)
1160
200
1160
200
M(KN·m)
108.62
108.62
71.24
81.42
αs=M/α1fcbh0²
0.048
0.278
0.031
0.209
ξ=1-√1-2αs
0.049
0.334
0.031
0.237
As=ξbh0α1fc/fy(mm²)
913
1073
578
761
选用钢筋
3Φ20
3Φ22
3Φ16
3Φ18
实配钢筋面积(mm²)
942
1140
603
763
选用的AS均大于ρminbh=0.002×200×450=180mm²
⑵斜截面配筋。
箍筋采用钢筋HPB300,混凝土采用C25。
fyv=270N/mm²fc=11.9N/mm²ft=1.27N/mm²α1=1.0
验算斜截面尺寸。
hw/b=325/200=0.175<40.25βcbh0fc=240.0KN>V第二支座左=88.05KN
截面尺寸合适。
箍筋计算结果见表3.3.2
表3.3.2次梁抗剪配筋计算
截面
A支座
B支座左
B支座右
C支座
V(KN)
83.36
111.15
99.51
99.51
0.25βcfcbh。
(KN)
211.2>V
211.2>V
211.2>V
211.2>V
选用箍筋、直径、间距
双肢φ6@150
双肢φ6@150
双肢φ6@150
双肢φ6@150
VC=0.7ftbh0(KN)
72.01
72.01
72.01
72.01
Vs=fyvAsv/Sh0(KN)
41.26
41.26
41.26
41.26
Vcs=Vc+Vs(KN)
113.27>V
113.27>V
113.27>V
113.27>V
次梁配筋图见附图3.3.2-1
四主梁的设计
主梁按弹性理论设计,视为铰支在柱顶上的连续梁,有关尺寸及计算简图见图4.1
图4.1主梁计算简图
4.1荷载计算
由次梁传来8.98×6.6=59.27KN
主梁自重25×0.3×(0.65-0.08)×2.3=9.83KN
主梁粉刷17×0.02×(0.65-0.08)×2.3×2=0.891KN
恒载标准值Gk=59.27+9.83+0.89=69.99KN
活载标准值Pk=13.8×6.6=91.08KN
恒载设计值G=1.2×69.99=83.99KN
活载设计值P=1.3×91.08KN
4.2内力计算
计算跨度(设住截面尺寸400×400mm²)
边跨ln=6900-300-400/2=6400mm
l0=ln+a/2+b/2=6400+240/2+400/2=6720mm
l0=ln+b/2+0.025ln=6400+400/2+0.025×6400=6760mm
取两者中较小值l0=6720mm
中间跨ln=6900-400=6500mml0=ln+b=6500+400=6900mm
跨度差6900-6500/6500=2%<10%可采用等跨连续梁表格计算内力
⑴弯矩M=K1GL+K2PL
边跨GL=83.99×6.72=564.41KN·m
PL=118.4×6.72=795.65KN·m
中间跨GL=83.99×6.9=579.53KN·m
PL=118.4×6.9=816.96KN·m
B支座GL=83.99×(6.72+6.9)/2=571.97KN·m
PL=118.4×(6.72+6.9)/2=806.30KN·m
⑵剪力V=K3G+K4P
由附表1查得各种荷载不利位置下的内力系数,弯矩剪力及其组合见表4.2.1,内力包络图见图4.2.1-1
表4.2.1各种荷载下的弯矩、剪力及不利组合
项次
荷载简图
弯矩值(KN·m)
剪力值(KN)
边跨中
B支座
中间跨中
A支座
B支座
K/M1-1
K/M1-2
K/MB
K/M2-1
K/M2-2
K/VA
K/VB左
K/VB右
①
0.244
-
-0.267
0.067
0.067
0.733
-1.267
1.0
137.72
92.73
-152.72
38.83
38.83
61.56
-106.42
83.99
②
0.289
-
-0.133
-
-
0.866
-1.134
0
229.94
201.79
-107.24
102.53
102.53
102.53
-134.27
0
③
-
-
-0.133
-
-
0.866
-0.133
1.0
-33.83
-70.54
-107.24
163.39
163.39
-15.75
-15.75
118.40
0.229
-
-0.311
-
0.17
0.689
-1.311
1.222
182.20
73.56
-250.76
355.91
138.88
81.58
-155.22
144.68
-
-
-0.089
0.17
-
-0.089
-0.089
0.778
-22.64
-47.20
-71.76
138.88
248.4
-10.54
-10.54
92.12
内力不利组合
①+②
376.66
294.52
-259.96
141.36
141.36
164.09
-240.69
83.99
①+③
103.89
22.19
-259.96
202.22
202.22
45.81
-122.17
202.39
①+
319.92
166.29
-403.48
394.74
177.71
143.14
-261.64
228.67
①+
110.08
45.53
-224.48
177.71
287.23
51.02
-116.96
176.11
表中弯矩系数由附表1查不到时,其截面弯矩值可取脱离体,由平衡条件求得。
例如项次⑴中的M1-2,其计算结果如图4.2.2所示。
图4.2.2求M1-2计算图
M1-2计算过程:
M2/152.72=4.42/6.72M2=100.45
M1-2=193.177-100.45=92.73KN·m
主梁内力包络图见图4.2.2-1
图4.2.2-1主梁内力包络图
4.3截面配筋计算
⑴正截面配筋计算。
主梁跨中截面在正弯矩作用按T形截面计算,其翼缘宽b'f为
l/3=6900/3=2300mmb+sn=6900mm,取b'f=2300mm
设h。
=650-45=605则,
α1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0×11.9×2300×80×(605-80/2)=1237.12KN·m>367.66KN·m∴截面属于第一类T形截面。
主梁支座截面以及在负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面计算,设主梁支座,截面钢筋按双排布置。
h。
=650-100=550mm
B支座弯矩
M边=M边-Vb/2=403.48-228.67×0.4/2=357.75KN·m
主梁正截面配筋计算见表4.3.1
表4.3.1主梁正截面配筋计算
截面
边跨跨中
中间支座
中间跨跨中
b'f或b(mm)
2300
300
2300
M(KN·m)
367.66
357.75
202.02
h0(mm)
605
550
605
αs=M/α1fcbh0²
0.037
0.331
0.020
ξ=1-
1-2αs
0.038
0.419
0.020
As=ξbh0α1fc/fy(mm²)
2097
2742
1104
选用钢筋
2Φ25+3Φ22
2Φ28+4Φ20
3Φ22
实配钢筋(mm²)
2122
2752
1140
⑵斜截面配筋计算。
验算截面尺寸,B支座处h0=550mm。
hw/b=550-80/200=1.57<4
0.25βcbh0fc=0.25×11.9×300×550=491KN>V第二支座左,截面合适。
斜截面配筋计算结果见表4.3.2
表4.3.2梁斜截面配筋计算
截面
A支座
B支座左
B支座右
V(KN)
164.09
261.64
228.67
0.25βcfcbh0(KN)
491>V
491>V
491>V
选用箍筋、直径、间距
双肢箍φ8@150
双肢箍φ8@150
双肢箍φ8@150
VC=0.7ftbh0(KN)
147.69
147.69
147.69
Vs=fyvAsv/Sh0(KN)
99.59
99.59
99.59
Vcs=V+CVs(KN)
247.28>V
247.28 247.28>V 弯筋根数及面积 1Φ20(314.2) Vsb=0.8fyAsb·sinαs(KN) 53.32 V=Vcs+Vsb(KN) 300.6>V ⑶吊筋计算。 由次梁传来集中荷载的设计值为 F=1.2×59.27+1.3×91.08=189.53KN 吊筋采用HRB335钢筋,弯起角度45° Asb=F/2fysinα=189.53×103/2×300×0.707=446.79mm² 吊筋采用3Φ14Asb=461mm² 主梁配筋图见附图4.3.3 附图3.3.2-1 图3.3.3.2-1次梁配筋图 附图4.3.3 图4.3.3主梁配筋图 图4.3.3主梁配筋图
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