单向板肋梁楼盖课程设计作业.doc

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1设计资料1、 荷载楼面水泥砂浆面层厚20mm(=20kN/m2);楼面可变荷载标准值q=7kN/m2、梁、板均用20mm厚纸石灰砂浆抹底（=17kN/m3）。2、 材料：混凝土： C20；钢筋：板HPB235级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋房屋的安全等级二级，设计使用年限50年，环境类别一类。3、 墙厚240mm，板伸入墙体120mm，次梁伸入墙体240mm，柱截面300mm300mm。4、题号主梁L1（m）次梁L2（m）可变荷载66.66.97kN/m22楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m，/=6.9/2.2=3.13，因此按单向板设计。按跨高比条件，规定板厚h2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，规定h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6900/186900/12=384575mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=550mm。截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/14/8=6600/156600/10=440660mm。取h=650mm截面宽度为b=300mm3板的设计3.1荷载板的永久荷载标准值80mm现浇钢筋混凝土板 0.0825=2kN/20mm厚楼面水泥砂浆面层 0.0220=0.4kN/20mm板底混合砂浆抹灰 0.0217=0.34kN/小计 2.74kN/板的可变标准荷载值 7kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的永久荷载设计值 g=2.741.2=3.288kN/可变荷载设计值 q=71.3=9.1kN/荷载总设计值 g+q=12.388kN/ 3.2计算简图次梁截面为200mm550mm，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，板的计算跨度：边跨=+h/2=2200-100-120+80/2=2023mm1.025=2030mm，取=2023mm中间跨=2200-200=2023mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示3.3弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故=-=（g+q）/11=12.388/11=4.59kNm=-（g+q）/14=-12.388/14=-3.61kNm=（g+q）/16=12.388/16=3.10kNm这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8，=0.8-3.61=-2.89kNm；=0.83.10=2.48kNm3.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C20混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C20混凝土，=1.0，=9.6kN/；HPB235钢筋，=210N/。钢筋板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算截 面1B2或3C弯矩设计值（kNm）4.59-4.593.10-3.61=/（b）0.13280.13280.08970.1045=1-0.1430.1430.0940.111轴 线、计算配筋（）=b/392.26392.26257.83304.46实际配筋（）10190=41310190=4138190=2658/10190=339轴 线计算配筋（）=b/382.16382.16253.92297.33实际配筋（）10190=41310190=4138190=2658/10190=339*对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.计算结果表白，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；/bh=265/（100080）=0.33125%，此值大于0.45/=0.451.1/210=0.235%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1荷载设计值由板传来的恒载： 2.742.2=5.31kN/次梁自重： 250.2（0.55-0.08）1.2=2.82kN/次梁20mm抹灰： 170.015（0.55-0.08）21.2=0.1956kN/小计 g=8.3256 kN/板的可变荷载标准值 q=9.12.2=20.02 kN/荷载总计算值g+q= 28.3456 kN/ 4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm，计算跨度：边跨 =+a/2=6900-120-150+120= 67501.025=1.0256900= 7072.5，于是=6750中间跨=6900-300=6600mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示4.3内力计算由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=-=（g+q）/11=28.3456/11=117.408kNm=-（g+q）/14=-28.3456/14=-88.19kNm=（g+q）/16=28.3456/16=77.17kNm剪力设计值：=0.45（g+q）=0.4528.34567.0725=90.21kN=0.60（g+q）=0.6028.34566.6=112.248kN=0.55（g+q）=0.5528.34566.6=102.89kN4.4承载力计算4.4.1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=/3=6900/3=2300mm；又=b+=200+2023=2200。故取=2200mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，C20混凝土，梁的最小保护厚度c=30mm，一排纵向钢筋=550-35=515mm二排纵向钢筋=550-60=490mm。C20混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB235钢，=210N/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kNm）117.408-117.40877.17-88.19=/（b）或=/（）=0.0209=0.2546=0.0137=0.1731=1-0.0210.2990.350.0140.191=b/或=/505.60651.56330.20416.53选配钢筋（）214+116弯=509212+412弯=678210+114弯=310210+214弯=465计算结果表白，支座截面的均小于0.35；/bh=310/（200550）=0.28%，此值大于0.45/=0.451.1/300=0.165%，满足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算涉及：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=515-80=435mm，因/b=435/200=2.1754，截面按下式验算：0.25b=0.2519.6200515=247.2N=117.408N，截面满足规定。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.79.6200515=692.16N=117.408N 构造配筋，选用6160=0.17% =0.24=0.24=0.125%采用6双支箍筋，计算支座B左侧截面。调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增长20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时规定的配筋率下限为：0.3=0.31.1/210=0.157%。实际配筋率=56.6/（200130）=0.217%0.20%满足规定。5.主梁设计主梁按弹性方法设计5.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 8.32566.9=57.45kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kN永久荷载设计值 G=57.45+12.31=69.76kN 取G=70kN可变荷载设计值 Q=20.026.6=132.13kN 取Q=133kN5.2计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在300mm300mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨 =6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨 =6600mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可运用附表6-2计算内力5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244706.64+0.2891336.64=368.63kNm=-0.267706.64-0.3111336.64=-398.75kNm=0.067706.64+0.2001336.64=207.77kNm5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73370+0.866133=166.49kN=-1.26770-1.311133=-263.10kN=1.070+1.222133=232.53kN5.3.3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。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为=-0.267706.64-0.1331336.64=-241.82kNm在第1跨内以支座弯矩=0，=-241.82kNm的连线为基线。作G=70kN，Q=133kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（70+133）6.64-=368.7kNm（与前面计算的=368.63kNm接近）（G+Q）+=（70+133）6.64-=288.1kNm在第2跨内以支座弯矩=-241.82kNm，=-241.82kNm的连线作为基线，作G=70kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=706.64-241.82=-86.89kNm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-398.75kNm的连线为基线。作G=70kN，Q=133kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（70+133）6.64-=316.39kNm（70+133）6.64-=183.45kNm在第2跨内：=-0.267706.64-0.0891336.64=-45.50kNm以支座弯矩=-398.75kNm，=-45.50kNm的连线为基线，作G=70kN，Q=133kN的简支梁弯矩图，得（G+Q）+（-）=（70+133）6.64-45.50+（-398.75+45.50）=168.31kNm（G+Q）+（-）=（70+133）6.64-45.50+（-398.75+45.50）=286.05kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267706.64-0.1331336.64=-241.56kNm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（70+133）6.64-241.56=207.75kNm（与前面计算的=207.77kNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=706.64-241.56=74.41kNmG+=706.64-241.56=-6.11kNm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-0.267706.64-0.1781336.64=-281.30kNm=-0.267706.64+0.0441336.64=-85.24kNm在第2跨内以支座弯矩=0，=-281.30kNm的连线为基线，作G=70kN，Q=133kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（70+133）6.64-281.30=355.54kNm（G+Q）+=（70+133）6.64-281.30=261.77kNm在第2跨内以支座弯矩=-281.30kNm，=-85.24kNm的连线作为基线，作G=70kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）+=706.64+（-281.30+85.24）-85.24=-61.01kNmG+（-）+=706.64+（-281.30+85.24）-85.24=4.34kNm弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图： 1跨=166.49kN；过第1个集中荷载后为166.49-70-133=-36.51kN；过第2个集中荷载后为-36.51-70-133=-239.51kN=-263.10kN；过第1个集中荷载后为-263.10+70+133=-60.10kN；过第2个集中荷载后为-60.10+70+133=142.90kN第2跨=232.53kN；过第1个集中荷载后为232.53-70=162.53kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.070+1.0133=203kN；过第1个集中荷载后为203-70-133=0。剪力包络图如下（b）所示主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算，因=0.130.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值拟定取=2.2mB支座边的弯矩设计值=-b/2=-398.75-2030.4/2=-439.35kNm。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1B2弯矩设计值（kNm）368.63-398.75207.77-86.89=/（b）或=/（）=0.046=0.056=0.026=0.011=（1+）/20.9760.9710.9870.995=/2046.352359.861141.16473.54选配钢筋（）220+325弯=2101320+422弯=2461216+222弯=1162314=461主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图拟定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b=0.2519.6300580=417.6kN=263.10kN，截面尺寸满足规定。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，满足规定。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=57.45+133191kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2300254.50.707+6230050.3=289.02kN，满足规定。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设立纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300620）=0.17%0.1%，满足规定经计算,主梁边支座需设立梁垫。单向板肋梁楼盖设计房建一班惠国涛