单向板肋梁楼盖设计指导书.docx
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单向板肋梁楼盖设计指导书
单向板肋梁楼盖设计
某多层厂房的楼盖平面如图1-31所示,楼面做法见图1-32,楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,试设计之。
设计要求:
1. 板、次梁内力按塑性内力重分布计算;
2. 主梁内力按弹性理论计算;
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3.绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。
进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有:
(1)计算简图;
(2)内力分析;(3)截面配筋计算;(4)构造要求;(5)施工图绘制
图 1-31楼盖平面图
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图1-32 楼盖做法详图
整体式单向板肋梁楼盖设计步骤:
1.设计资料
(1)楼面均布活荷载标准值:
qk=10kN/m2。
(2)楼面做法:
楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(=20kN/m3),板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底(=17kN/m3)。
(3)材料:
混凝土强度等级采用C30,主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335,吊筋采用HRB335,其余均采用HPB235。
2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m。
楼盖结构的平面布置图如图1-33所示。
按高跨比条件要求板的厚度,对工业建筑的楼板,要求,所以板厚取。
次梁截面高度应满足,取,截面宽,取。
主梁截面高度应满足,取,截面宽度取为,柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。
图1-33楼盖结构平面布置
3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)、荷载计算
恒荷载标准值
小计
活荷载标准值:
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于,所以活荷载分项系数取,
(2)、计算简图
取1m板宽作为计算单元,板的实际结构如图1-34(a)所示,由图可知:
次梁截面为b=,现浇板在墙上的支承长度为a=,则按塑性内力重分布设计,板的计算跨度为:
板的计算简图1-34(b)所示。
图1-34(a)板的实际结构
图1-34 (b)板的计算简图
(3)弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算
由表12-2可查得板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过程见表1-8
表1-8板的弯矩设计值的计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0(m)
l01=2.095
l01=2.095
l02=2.05
l02=2.05
(kN.m)
=
-
=-
=
=
(4)配筋计算——正截面受弯承载力计算
对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。
板配筋计算过程见表1-9
表1-9 板的配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值()
6.46
-6.46
4.26
-4.86
αs=M/α1fcbh02
0.125
0.125
0.083
0.094
0.134
0.1<0.134<0.35
0.087
0.1≈0.099<0.35
轴线
①~②
⑤~⑥
计算配筋(mm2)
AS=ξbh0α1fc/fy
547
547
355
409
实际配筋(mm2)
10@140
10@140
8@140
8@120
As=561
As=561
As=359
As=419
轴线②~⑤
计算配筋(mm2)
AS=ξbh0α1fc/fy
547
547
0.8×355=284
0.8×409=327
实际配筋(mm2)
10@140
10@140
8@140
8@140
As=561
As=561
As=359
As=359
配筋率验算
(5)板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。
板的配筋图如图1-34(c)所示。
图1-34(c)板配筋图
4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)荷载设计值:
恒荷载设计值 小计
(2)、计算简图
由次梁实际结构图(1-35(a)图)可知,次梁在墙上的支承长度为a=240mm,主梁宽度为b=300mm。
次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定:
计算简图如图1-35(b)所示。
图1-35(a)次梁的实际结构
图1-35 (b)次梁的计算简图
(3)弯矩设计值和剪力设计值的计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。
由表1-2,1-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。
次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表1-10和表1-11
表1-10次梁的弯矩设计值的计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
(m)
l01=
l01=6.45
l02=6.3
l02=6.3
(kN.m)
=
-
=-
=
=
表1-11次梁的剪力设计值的计算
截面位置
A
边支座
B(左)
离端第二支座
B(右)
离端第二支座
C
中间支座
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
净跨度ln
ln1=6.33
ln1=6.33
ln2=6.3
ln2=6.3
(kN)
=
=
=
=
(4)配筋计算
①正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算,其翼缘宽度取下面二项的较小值:
判别跨中截面属于哪一类T形截面
支座截面按矩形截面计算,正截面承载力计算过程列于表1-12。
表1-12 次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值()
155.4
-155.4
102.0
-116.5
αs=M/α1fcbh02
=0.019
=0.164
=0.0122
=0.123
0.019
0.1<0.18<0.35
0.0123
0.1<0.132<0.35
选
配
钢
筋
计算配筋(mm2)
AS=ξbh0α1fc/fy
=1026
=1104.7
=664
=810.1
实际配筋(mm2)
2Ф20+1Ф22
3Ф 22
1Ф22+2Ф14
2Ф22+1Ф14
As=1008.1
As=1140
As=688.1
As=913.9
②斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。
复核截面尺寸:
所以B和C支座均需要按计算配置箍筋,A支座均只需要按构造配置箍筋
计算所需箍筋
调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围将计算的箍筋面积增加20%,现调整箍筋间距,S=0.8281=224.8mm,为满足最小配筋率的要求,最后箍筋间距S=100mm。
配箍筋率验算:
弯矩调幅时要求配筋率下限为
实际配箍率
因各个支座处的剪力相差不大,为方便施工,沿梁长不变,取双肢6@100。
(5)施工图的绘制
次梁配筋图如1-35(c)图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定:
伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定:
取650mm.
伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按确定:
l=12d=1220=240mm
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm,取300mm.
纵筋的截断点距支座的距离:
。
图1-35(c)次梁的配筋图
5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计:
(1)荷载设计值。
(为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载)
(2)计算简图
计算简图如图1-36(b)所示。
图1-36 (a)主梁的实际结构
图1-36(b)主梁的计算简图
(3)、内力设计值计算及包络图绘制
因跨度相差不超过10%,可按等跨连续梁计算。
①弯矩值计算:
,式中k1和k2由附表1查得
表1-13 主梁的弯矩设计值计算()
项次
荷载简图
弯矩图示意图
恒载
活载
活载
活载
活载
组合项次
Mmin(kN·m)
①+③
84.4
①+④
-586.5
①+②
-141.3
①+⑤
-586.5
组合项次
Mmax(kN·m)
①+②
542.3
①+⑤
-282.1
①+③
312.3
①+④
-282.1
*注:
此处的弯矩可通过取脱离体,由力的平衡条件确定。
根据支座弯矩,按下面简图确定
图1-37主梁取脱离体时弯矩图
②、剪力设计值:
不同截面的剪力值经过计算如表1-14所示。
表1-14 主梁的剪力计算(kN)
项次
荷载简图
①
恒载
②
活载
④
活载
⑤
活载
组合项次
Vmax(kN)
①+②
234.1
①+⑤
-126.8
①+④
327.4
组合项次
Vmin(kN)
①+⑤
45.6
①+④
-368
①+②
86.2
③弯矩、剪力包络图绘制
荷载组合①+②时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩,此时,,以这两个支座的弯矩值的连线为基线,叠加边跨载集中荷载作用下的简支梁弯矩图:
则第一个集中荷载下的弯矩值为,
第二集中荷载作用下弯矩值为。
中间跨跨中弯矩最小时,两个支座弯矩值均为-342.4KN·m,以此支座弯矩连线叠加集中荷载。
则集中荷载处的弯矩值为。
荷载组合①
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