单向板肋形楼盖设计参考.docx
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单向板肋形楼盖设计参考
《建筑结构基础》课程设计(参考)
一.内容
钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
二.设计资料
某多层工业建筑楼盖平面如下图采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
1.楼层平面如图所示,墙体厚度370mm,结构横向长L1=18m,结构纵向长L2=30m,板搁置长度:
120mm,次梁搁置长度:
240mm,主梁搁置长度:
370mm,楼梯位于该层平面的外部,不予考虑。
楼盖采用整体式单向板肋形结构。
2.该建筑位于非地震区。
3.建筑物安全级别为二级。
4.结构环境类别一类。
5.建筑材料等级:
梁,板C25混凝土。
钢筋:
板中钢筋,梁中箍筋,构造钢筋Ⅰ级,梁中受力钢筋Ⅱ级。
6.荷载:
钢筋混凝土重力密度为25kN/m3,
楼面面层为水磨石,自重为0.65kN/m2,
梁板天花为混合砂浆抹灰15mm,重力密度为17kN/m3,
楼面活荷载标准值6kN/m2。
7.结构平面布置及初估尺寸:
板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm,主梁的支承长度为360mm。
板厚:
h﹥=1/35l0=1/2000=57.1mm;且h﹥=70mm(《混凝土结构设计规范》)取h=80mm
次梁:
高h=(1/18~1/12)l0=(1/18~1/12)*6000=(333~500),h=500;
宽b=(1/2~1/3.5)=(250~143)mm,取b=200mm.
主梁:
高h=(1/14~1/8)l0=(1/14~1/8)*6000=(429~750),h=700;
宽b=(1/2~1/3.5)=(350~200)mm,取b=300mm.
柱:
bхh=350mmх350mm,柱网尺寸为6.0mх6.0m。
8.使用要求:
梁板的变形和裂缝宽度在本设计中均不考虑。
9.参考资料:
《混凝土结构设计规范》,
《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》
《建筑结构静力计算手册》
《建筑结构荷载规范》
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》11G101-1。
三.设计要求
板的设计:
按考虑塑性内力重分布方法计算
次梁的设计:
按考虑塑性内力重分布方法计算
主梁的设计:
按弹性理论分析方法计算
四.板的计算
板按考虑塑性内力重分布方法计算。
板的尺寸及支承情况如图所示。
1:
25
1:
100
1.荷载计算
恒载标准值:
水磨石面层0.65kN/m2
板自重25х0.08=2.0kN/m2
板底抹灰17х0.015=0.255kN/m2
合计g=2.905kN/m2
恒载设计值:
2.905х1.2=3.486kN/m2
活载标准值:
6kN/m2
活载设计值:
q=1.3х6=9.6kN/m2
P=g+q=3.486+5.2=8.686kN/m2
2.内力计算
板厚h=80mm,次梁bхh=200mmх500mm
计算跨度:
边跨L01=Ln+h/2=2000-240-200/2+80/2=1700mm
L01=Ln+a/2=2000-240-200/2+120/2=1720mm
选其中较小者L01=1700mm
中跨L02=Ln=2000-200=1800mm
跨度差:
(L01-L02)/L02=(1700-1800)/1800=1.1%<10%,故按等跨连续板计算.
板的弯矩计算表:
连续板各截面弯矩计算
表1
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
弯矩计算系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
2.616
-2.616
1.759
-2.010
3截面承载力计算:
取as=20,b=1000mm,h=80mm,h0=h-a=80-20=60mm,fc=10N/mm2,fy=210N/mm2,各截面的配筋计算见表2
板的配筋计算
表2
板带部位
边区板带(①~②、⑤~⑥轴线间)
中间区板带(②~⑤轴线间)
板带部位截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
M/kN·m
2.616
-2.616
1.759
-2.101
2.616
-2.616
1.759х0.8=1.407
-2.010х0.8=1.608
0.073
0.073
0.049
0.056
0.073
0.073
0.039
0.045
ζ=1-√(1-2хαs)
0.076
0.076
0.050
0.057
0.076
0.076
0.040
0.046
As=fcbζh0/fy(mm2)
215.776
215.776
143.191
164.245
215.776
215.776
113.939
130.604
选配钢筋
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6@180
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6@180
ф6@180
实配钢筋面积(mm2)
218
218
157
218
218
218
157
157
中间板带②~⑤轴线间,其各区格板的四周与梁整体连接,故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用,其弯矩降低20%。
表中ζ的最大值为0.076<ζb=0.614;
表中所选最小配筋面积As=157mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bh0)=157/(1000х60)=0.26%>ρmin=0.2%满足要求。
五.次梁的设计(按塑性内力重分布计算方法)
次梁按塑性内力重分布方法计算,有关尺寸及计算简图如图所示。
1:
100
1:
25
1.荷载计算
恒载板传递荷载3.486х2=6.972kN/m
次梁自重1.2х25х0.2х(0.50-0.08)=2.52kN/m
梁侧抹灰1.2х17х0.015х(0.50-0.08)х2=0.257kN/m
合计g=9.749kN/m
活荷载:
由板传来q=5.2х2=10.4kN/m
总荷载p=g+q=9.749+10.4=20.149kN/m
2.内力计算
计算跨度:
边跨Ln=6000-240-300/2=5610mm
L01=(6000-240-300/2)х1.025=5750mm
L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730mm
故取较小者L01=5730mm
中跨L02=6000-300=5700mm
跨度差:
(5730-5700)/5700=0.52%<10%,按等跨连续梁计算。
次梁弯矩计算表(M=αmbpL02)
次梁弯矩计算
表3
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨
中间支座
弯矩计算系数
1/11
-1/11
1/16
1/14
60.141
-60.141
40.915
46.760
次梁简力计算表(V=αvbpLn)
次梁剪力计算
表4
截面
端支座右侧
离端第二支座左侧
离端第二支座右侧
中间支座左侧、右侧
剪力计算系数
0.45
0.6
0.55
0.55
50.866
67.822
63.167
63.167
3.配筋计算
(1)次梁正截面抗弯计算
跨中截面按T形截面计算,翼缘宽度为
边跨bf'=L01/3=5730/3=1910mm
中跨bf'=L02/3=5700/3=1900mm
hf'=80mm,h=500mm,a=35mm,h0=500-35=465mm
判别T形截面类型:
αfcbf'hf'(h0—hf'/2)=10х1900х80х(465-80/2)х10-6=646kN·m
αfcbf'hf'(h0-hf'/2)>Mmax,故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算。
h0=465。
b=200mmfc=10N/mm2fy=310N/mm2次梁正截面承载力计算见表5。
次梁正截面承载力计算
表5
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
M/kN·m
60.141
-60.141
40.915
46.760
b或bf'
1910
200
1900
200
αs=M/(fcbh02)
0.016
0.139
0.010
0.108
ζ=1-√(1-2хαs)
0.016
0.150
0.010
0.100
As=fcbf'ζh0/fy(mm2)
458.4
451.131
285
344.121
选配钢筋
2ф12+2ф14
2ф12+2ф14
2ф14
2ф14+1ф10
实际钢筋面积
(mm2)
524
524
308
383
其中ζ=x/h0均小于0.35,符合塑性内力重分布条件
次梁斜截面承载力计算分别见表6.
次梁斜截面承载力计算
表6
截面
边跨跨中
离端第二支座左侧
离端第二支座右侧
中间支座
V(kN)
50.866
67.822
63.167
63.167
0.25fcbh0
(N)
232500>V
232500>V
232500>V
232500>V
Vc=0.7ftbh0
(N)
71600>V
71600>V
71600>V
71600>V
配筋方法
构造配筋
构造配筋
构造配筋
构造配筋
选用箍筋
双肢箍ф6
双肢箍ф6
双肢箍ф6
双肢箍ф6
Asv=nAsv1(mm2)
57
57
57
57
实际钢筋间距S(mm)
200
200
200
200
表中所选最小配筋面积As=57mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bхs)=57/(200х200)=0.143%>ρmin=0.125%满足要求。
六.主梁的设计(按弹性理论计算)
主梁按按弹性理论计算,有关尺寸及计算简图如图所示。
1:
100
1:
100
1.荷载计算
恒载次梁传递荷载:
9.749х6=58.494kN
主梁自重:
1.2х25х0.3х(0.7-0.08)х2=11.16kN
主梁抹灰:
1.2х17х0.015х(0.7-0.08)х2х2=0.759kN
合计g=70.413kN
活载q=10.4х6=62.4kN
总荷载p=g+q=70.413+62.4=132.813kN
2.内力计算
计算跨度边跨ln=6000-240-350/2=5585mm
l0=ln+a/2+b/2=5585+240/2+350/2=5880mm
l0=1.025хln+b/2=1.025х5585+350/2=5900
取较小者l0=5880mm
中跨l0=ln+b=6000mm
平均跨度:
(6000-5880)/2=5940mm
跨度差:
(6000-5880)/5880=2.04%<10%,可按等跨连续梁计算。
由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多,故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。
在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行,跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算,则:
M=K1Gl0+K2Ql0;
V=K1G+K2Q;
式中系数K值由查表的,具体计算结果以及最不利内力组合见表7。
表7
项
次
荷载简图
弯矩(
)
剪力
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
A支座
B支座
①
0.244
0.155
-0.267
0.067
0.067
0.733
-1.267
1.000
102.200
61.484
-113.801
28.306
28.306
51.613
-89.213
70.413
②
0.289
0.244
-0.133
-0.133
-0.133
0.866
-1.134
0
103.201
89.014
-50.935
-52.261
-52.261
54.038
-70.762
0
③
-0.044
-0.089
-0.133
0.200
0.200
-0.133
-0.133
1.000
-19.293
-33.299
-50.935
72.584
72.584
-8.299
-8.299
62.4
④
0.229
0.125
-0.311
0.096
0.170
0.689
-1.311
1.222
81.463
47.530
-161.38
37.801
65.229
42.994
-81.806
76.253
内
力
不
利
组
合
①+②
205.401
150.498
-164.736
-23.91
-23.91
105.651
-159.975
70.413
①+③
83.907
28.185
-113.147
100.890
100.89
43.314
-97.513
132.813
①+④
184.663
109.014
-226.948
66.107
93.535
94.607
-171.019
146.666
截面控制内力
205.401
-226.948
100.890
105.651
-159.975
146.666
内力包络图及弯矩包络图(上)
3配筋计算
(1)正截面抗弯承载力计算
跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:
中跨:
bf'=l0/3=6000/3=2000mm
边跨:
bf'=l0/3=5880/3=1960mm
hf'=80mm,h0=700-35=665mm
中跨:
fcbf'hf'(h0-hf’/2)=10х2000х80х(665-80/2)=1024kN·m
>M=100.890kN·m
边跨:
fcbf'hf'(h0-hf’/2)=10х1960х80х(665-80/2)=1004kN·m
>M=205.401kN·m
故按跨中截面第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算,取h0=700-80=620mm(因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋,并布置在次梁主筋下面)。
b=300mm,fc=10.0N/mm2,fy=310N/mm
因为梁与支座整体连接,所以支座B的计算弯矩为:
MB=┃MB┃-b/2х┃VBR┃=┃-226.948┃-0.3/2х┃132.813┃=203.706kN·m
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表9及表10。
主梁正截面承载计算
表9
截面
边跨跨中
中间支座
中间跨跨中
M/kN·m
205.401
-226.948
100.890
b/2х┃VBR┃kN·m
132.813х0.30/2
M-b/2х┃VBR┃kN·m
203.706
b/bf'
1960
300
2000
αs=M/(fcbf'bh02)
或αs=M/(fcbh02)
0.024
0.197
0.011
ζ=1-√(1-2хαs)
0.024
0.221
0.011
As=fcbf'ζh0/fy(mm2)
1008.461
1327.687
492.225
选配钢筋
2ф16+2ф20
2ф20+2ф22
2ф12+2ф14
实际钢筋面积
(mm2)
1030
1388
534
表中ζ的最大值为0.221<ζb=0.614;
表中所选最小配筋面积As=1388mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bh0)=1388/(300х665)=0.70%>ρmin=0.15%满足要求。
主梁斜截面承载力计算
表10
截面
支座A
支座Bl
支座Br
V(kN·m)
105.651
171.019
146.666
0.25fcbh0
(N)
498750>V
465000>V
465000>V
Vc=0.7ftbh0
(N)
153615>V
143220 143220 选用箍筋 2ф8 2ф8 2ф8 Asv=nAsv1(mm2) 101 101 101 S=1.25fyvAsvh0/(V-0.7ftbh0) 366.129 588.965 4751.204 实际箍筋间距S(mm) 250 250 250 Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/S 223859>V 208711>V 208711>V 实际钢筋面积(mm2) 101 101 101 表中所选最小配筋面积As=101mm2; 验算最小配筋率ρ=As/(bхs)=101/(300х250)=0.135%>ρmin=0.125%满足要求。 1: 50 1: 20 次梁配筋图 板配筋图1: 100 (分离式,不用弯起式) 1: 50 主梁配筋图1: 20 (不用弯起筋) 要求: 1、计算书用A4纸(20~25张);板、次梁、主梁配筋图用A3纸(2~3张); 2、手写、手画; 3、钢筋用粗实线,构件轮廓线用细实线; 4、分一批截断时,截断位置在ln/3处;分两批截断时,第一批截断位置在ln/3处,第二批截断位置在ln/4处。 5、板配筋图参考教材P96;次梁配筋图参考教材P97;主梁配筋图参考教材P98; 6、选作: 次梁平法施工图,主梁平法施工图(分别选一根梁即可)。 参考劫财最后一套图纸,或11G101-1
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