钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书.docx
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钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书
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课程设计计算书
课程名称:
水工钢筋混凝土结构
题目名称:
单向板整浇肋形楼盖设计教学班号:
1班
一、设计资料2
二、楼盖结构平面布置及截面尺寸确定3
三、板的设计(按塑性内力重分布计算)4
3.1荷载计算4
3.2板的计算简图4
3.3内力计算及配筋5
四、次梁的设计(按塑性内力重分布计算)6
4.1荷载计算6
4.2次梁的计算简图7
4.3内力计算及配筋7
五、主梁设计(按弹性理论计算)10
5.1荷载计算10
5.2主梁的计算简图10
5.3内力计算及配筋11
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书
一、设计资料
1)该建筑位于非地震区
(2)3级水工建筑物,基本荷载组合。
(3)结构环境类别一类。
(4)楼面做法:
20mm厚水泥砂浆(重度为20KN/n3)面层,钢筋混凝土现浇板(重度为25KN/n3),12mn厚纸筋石灰(重度为17KN/n3)粉底。
(5)楼面可变荷载标准值为4KN/卅。
(6)材料:
混凝土采用C25;梁内纵向受力钢筋采用HRB40C钢筋,板内纵向受力钢筋采用HRB335钢筋,其他钢筋采用HPB235钢筋。
(7)外墙厚度为370mm板在墙上的搁置长度为120mm次梁在墙上的搁置长度为240mm主梁在墙上的搁置长度为370mm
(8)钢筋混凝土柱截面尺寸为350mM350mm
二、楼盖结构平面布置及截面尺寸确定
1、主梁和次梁布置
1主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
2主梁跨度为6.9m,次梁跨度为6.0m,板的跨度为2.3m,L02/L01=6.9/2.3=3,按单向板设计。
3按高跨比条件,要求板的厚度h>2300X1/40=57.5mm,对于工业建筑的楼盖板,要
求h>80mm所以取板厚为80mm
4次梁的高度要求h=L02(1/18~1/12)=333mm~500mm考虑到楼面的活荷载比较大,
取h=450mm宽度b=h(1/3~1/2)=150mm~225mm取b=200mm
5主梁的高度要求h=L01(1/15~1/10)=460mm~690mr取h=650mm宽度b=h(1/3~1/2)=217mm~325mm取b=300mm
6楼盖的结构平面布置图见图1。
D
C
B
A
图1楼盖结构平面布置图
三、板的设计(按塑性内力重分布计算)
3.1荷载计算
板的恒荷载标准值(取1m宽板带计算):
20mm厚水泥砂浆0.02X20X1=0.4KN/m
80mm厚钢筋混凝土现浇板0.08X25X1=2.0KN/m
12mm厚纸筋石灰0.012X17X仁0.204KN/m
小计恒荷载:
gk=2.604KN/m
活荷载:
qk=4KN/m
恒荷载分项系数取1.05,活荷载分项系数取1.20于是板的荷载设计值总值:
g+q=1.05gk+1.20qk=1.05X2.604+1.20X4=7.53KN/m
3.2板的计算简图
次梁截面为200mm450mm,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:
Lo仁Ln+1/2h=2300-100-120+80/2=2120<1.025Ln=1.025x(2300-100-120)=2132mm
取L0i=2120mm
中间跨:
L02=Ln=2300-200=2100mm
边跨与中间跨相差:
2120-2100100%=0.94%V10%
2120
板为多跨连续板,
对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨所受荷载相同,且
跨度相差不超过10%寸,可按五跨等跨连续板计算结构内力计算简图如图2所示。
g+q=7.53KN/m
一2120一一2100_一2100一「2100丄2100
图2板的计算简图
3.3内力计算及配筋
由M=am(g+q儿。
2,可计算出M1、Mb、M2、Mc,计算结果如表1所示
表1各截面弯矩
截面位置
1
B
2
C
弯矩系数am
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=am[g+q)L02
1/11X7.53
-1/11X7.53X
1/16X7.53X
-1/14X7.53X
(KN-m)
X2.122=3.08
2.122/2=-3.08
2.12=2.08
2.12=-2.37
板宽b=1000mm;板厚h=80mm,a=c+5,环境类别一类c=20,所以a=25。
则h0=h-a=80-25=55mm
C25混凝土,fc=11.9KN/mm2;HRB335I冈筋,fy=300KN/mm2。
3级水工建筑物,基本组合荷载K=1.20。
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如表2所示。
表2各跨跨中及支座配筋计算
截面1B2C
M(kNm)
M=aFg+q)L02
M1
3.08
Mb
-3.08
M2
2.08
0.8M2
1.664
Me
-2.37
0.8Me
-1.896
(
kn-m
as=KM/fcbh02
0.103
0.103
0.069
0.055
0.079
0.063
匕=
0.109
0.109
0.072
0.057
0.082
0.065
As=匕febh。
/fy(mm2)
238
238
157
124
179
142
选配
①〜②轴线
⑥〜⑦轴线
①8@190
①8@190
①6/8@190
①6/8@190
钢筋
②〜⑥轴线
①8@190
①8@190
①6/8@190
①6/8@190
①〜②轴线
265
265
207
207
实际
⑥〜⑦轴线
mm
mrm
mm
mrm
配筋
②〜⑥轴线
265
265
207
207
mrh
mrm
mrm
mrm
计算结果表明支座截面处ZW0.85Zb=0.522均满足,符合塑性内力重分布原则。
p=As/bh=207/(1000X80)=0.26%>pmin=o.2%,满足要求。
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(M2、M3)
和中间支座(Me)计算弯矩可以减少20%其他截面则不予以减少。
四、次梁的设计(按塑性内力重分布计算)
4.1荷载计算
次梁肋自重
次梁粉刷重
0.2X(0.45-0.08)X25=1.85KN/m
0.012X(0.45-0.08)X2X17=0.15KN/m
小计
恒荷载:
gk=8.28KN/m
活荷载:
qk=4X2.3=9.2KN/m
由板传来
2.73X2.3=6.28KN/m
恒荷载分项系数取1.05,活荷载分项系数取1.20。
于是板的荷载设计值总值:
g+q=1.05gk+1.20qk=1.05X8.28+1.20X9.2=19.73KN/m
4.2次梁的计算简图
塑性内力重分布计算时,其计算跨度:
次梁在砖墙上的支承长度为240mm主梁截面为650mrK300mm
边跨:
L01=Ln+a/2=6000-240-300/2+240/2=5730mm
L0i=5730v1.025Ln=1.025X5610=5750mm取L0i=5730
中跨:
L02=Ln=6000-300=5700mm
跨度差:
(L01-L02)/L02=(5730-5700)/5700=0.53%<10%
因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算,计算简图如图3所示
g+q=19.73KN/m
1、
JJ
丨'
J,
1V
丿
1
2
2
2
1
ABCCB
A
1
5730
5700
5700
5700
5730
图3次梁计算简图
4.3内力计算及配筋
由M=am(g+q)L02可计算出M1、Mb、M2、Mc,计算结果如表3所示。
表3各截面弯矩
截面位置
1
B
2
C
am
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=am(g+q)L02
(KN-m)
1/11X19.73
-1/11X19.73X
1/16X19.73
-1/14X19.73
2
X5.73
5.732
2
X5.7
2
X5.7
=58.89
=-58.89
=40.06
=-45.79
由V=av(g+q)Ln可计算出Va、Vbi、g、V,计算结果如表4所示
表4各截面剪力
截面位置
A
B
Br
C
av
0.45
0.60
0.55
0.55
V=av(g+q)Ln
0.45X19.73
0.60X19.73X
0.55X19.7
0.55X19.73
(KN)
X5.61=49.81
5.61=66.41
X5.7=61.85
X5.7=61.85
梁高:
h=450mm,h0=450-35=415mm;
翼缘厚:
hf=80mm。
1次梁跨中按T形截面计算,h'f/h0=80/(450-35)=0.193>0.1,独立T形梁。
边跨:
b'f=L0/3=5730/3=1910mm
b'f=b+sn=200+(6000/3-240-300/2)=1810mm<1910mm所以,
取b'f=1810mm
中间跨:
b'f=L0/3=5700/3=1900mm
b'f=b+sn=200+(6000/3-300)=1900mm,所以,
取b'f=1900mm
2判定T形截面类型:
C25混凝土,fc=11.9KN/mm2,ft=1.27KN/mm2;
纵向钢筋HRB400fy=360KN/mm2;
箍筋HPB235fyv=210KN/mm2
KM=1.2X58.89=70.668KN•m
fcb'fh'f(h0-h'f/2)=11.9X1900X80X(415-80/2)=678.3KN•m>KM故各跨中截面属于第一类T形截面。
(1)支座截面按bh=200mm450mm的矩形截面计算。
各截面均只按一排筋布置,
次梁正截面承载力计算如表5所示。
表5次梁正截面承载力计算
截面
1
B
2
C
M(kNm)
58.89
-58.89
40.06
-45.79
as=KM/fcb'fh0
2或as=KM/fcb
0.019
0.172
0.014
0.134
h02
匕=1_2叫
0.019
0.190
0.014
0.144
As=匕fcbh。
/fy
471.76mm2
2
521.29mm
2
364.90mm
2
395.08mm
选用钢筋
2B16+1B14
2B16+1B14
2B16
2B16
实际钢筋截面面积
555.9mm2
2
555.9mm
2
402mm
2
402mm
计算结果表明ZW0.85Zb=0.440,符合塑性内力重分布。
p=As/bho=4O2/(2OOX415)=0.48%>pmin=o.2%,满足要求。
(2)斜截面承载力计算如下所示:
hw=ho-h'f=415-80=335mm因hw/b=335/200=1.675<4,截面尺寸按下式验算
0.25fcbh0=0.25X11.9X200X415=246.92KN>KVax=1.2X66.41=79.69KN,故截面尺寸满足抗剪条件
VC=0.7ftbh0=0.7X1.27X200X415=73.79KN
KVA=49.81X1.2=59.77KN K\Bl=66.41X1.2=79.69KN>Vc K\Br=61.85X1.2=74.22KN>Vc K\C=61.85X1.2=74.22KN>Vc 所以A支座截面不需进行斜截面抗剪配筋计算,只需按照构造要求配置箍筋,B、C支 座需按计算配置箍筋 采用直径为6mm勺双肢箍筋,Asv=57mm2 B支座: 由K\B=Vc+1.25fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KVBi-Vc)=1.25X210X57X415/(79690-73790)=1052mm取s=200mm=sax,psv=Asv/bs=57/(200X200)=0.14%>psv,min=0.10%满足最小配筋率要求。 B-和C支座: KV=VG+1.25fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KV-Vc)=1.25X210X57X415/(74220-73790)=14440mm取s=200mm=sax,psv=Asv/bs=57/(200X200)=0.14%>psv,min=0.10%满足最小配筋率要求。 故,箍筋选配双肢①6@200 (3)钢筋锚固要求 伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式计算确定 L=La=a(fy/ft)d=0.14X360/1.27X16=635mm 伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按下式计算确定 L=12d=12X16=192mm取200mm 梁底面纵筋伸入中间支座的长度按 L>12d=192mm取200mm 纵筋截面断点据支座距离 L=Ln/5+20d=5610/5+20X16=1442mm取1500mm 五、主梁设计(按弹性理论计算) 5.1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: 8.69X6=52.14KN/m 主梁自重: 0.3X(0.65-0.08)X25=4.28KN/m 主梁粉刷重: 0.012X(0.65-0.08)X2X17=0.23KN/m 小计恒载: Gk=56.65KN/m 活荷载: Q=11.04X6=66.24KN/m 恒荷载分项系数取1.05,活荷载分项系数取1.20。 于是板的荷载设计值总值: G+Q=1.05G+Q1.20=1.05X56.65+1.20X66.24=59.48+79.49=138.95KN/m 5.2主梁的计算简图 柱截面为350mrX350mm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=370mm。 主梁计算跨度: 边跨:
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