混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖.docx
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混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖.docx
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混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖
混凝土结构课程设计
学生姓名:
xxx
学号:
xxxz
指导教师:
xxx
所在学院:
xxx
专业:
土xxxx
中国·大庆
2012年4月
多层工业厂房单向板肋梁楼盖
1设计资料
某多层工业厂房设计使用年限为50年,安全等级为二级,环境类别为一类。
结构形式采用框架结构,其中梁柱线刚度比均大于3。
楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖,厂房底层结构布置图见图1。
楼面做法、边梁、墙、及柱的位置关系见图2。
图1底层结构布置图
楼面活荷载标准值8kN/m2,楼面面层为20mm水泥砂浆,梁板的天棚抹灰为20mm厚混合砂浆。
材料选用混凝土:
采用C30(fc=14.3N/mm2)钢筋:
梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋(fy=300N/mm2),其余采用HRB300级钢筋(fy=270N/mm2)。
2板的设计
图2节点详图
板按塑性内力重分布方法设计。
按刚度条件板厚要求取h=L/30=2000/30≈67mm,工业厂房楼面最小厚度为70mm,取板厚h=80mm。
取次梁截面高度h=450mm(L/18=6000/18=333mm~L/12=6000/12=500mm),截面宽度b=200mm(h/2.5=450/2.5=180mm~h/2=450/2=225mm),主梁和次梁采用HRB335级,其余均采用HPB300级钢筋;板的L2/L1=6000/2000=3,宜按单向板设计。
板的几何尺寸和计算简图见图3。
2.1荷载
①恒载标准值
板自重:
0.08×25kN/m2=2.0kN/m2
楼面面层:
0.02×20kN/m2=0.4kN/m2
天棚抹灰:
0.02×17kN/m2=0.34kN/m2
=2.74kN/m2
②使用活荷载=8kN/m2
③荷载组合值:
=1.3
=1.2+1.3=1.2×2.74+1.3×8=13.69kN/m2
=1.35+1.3×0.7=1.35×2.74+1.3×0.7×8=10.98kN/m2
取=13.69kN/m2
图3板的几何尺寸和计算简图(单位:
mm)
2.2内力计算
取1m宽板带作为计算单元,各跨的计算跨度为:
中间跨:
==2.0m-0.2m=1.80m
边跨:
==2.0-0.20/2+0.025=1.925m
边跨和中间跨的计算跨度相差:
故可按等跨连续板计算内力,各截面的弯矩计算见表1。
表1板各截面弯矩计算
截面
边支座
边跨中
第一内支座
中间跨中
中间支座
弯矩计算系数
3.62
-4.61
2.77
-3.17
2.3截面承载力计算
取板的截面有效高度=80-20=60mm(环境类别为一类),各截面配筋计算见表2
表2板的各截面承载力计算
截面
边支座
边跨中
第一内
支座
中间跨中
中间支座
在平面图位置
①~
轴间
①~
轴间
①~
轴间
①~
~
轴间
~
轴间
①~
~
轴间
~
轴间
M(kN/m)
-3.17
3.62
-4.61
2.77
2.22
-3.17
-2.54
0.062
0.070
0.090
0.054
0.043
0.062
0.049
0.064
0.073
0.094
0.056
0.044
0.064
0.050
203.5
232.0
298.7
178.0
139.8
203.5
158.9
选配钢筋
φ8
@200
φ8
@200
φ8
@160
φ8
@200
φ8
@200
φ8
@200
φ8
@200
实配钢筋面积(mm2)
251
251
314
251
251
251
251
注:
表中对于②~⑦轴间板带的中间跨中和中间支座考虑板的内拱作用,故弯矩降低0.2
3次梁设计
取主梁的梁高h=650mm(L/12=6000/12=429mm~L/8=6000/8=750mm),宽b=250mm,次梁的截面尺寸及支撑情况见下图4。
图4次梁几何尺寸及支承情况(单位:
mm)
3.1荷载
①恒载
由板传来2.74×2=5.48kN/m
次梁自重25×0.2×(0.45-0.08)=1.85kN/m
梁侧抹灰17×(0.45-0.08)×2×0.02=0.25kN/m
=7.58kN/m
②楼面使用活荷载=8.0×2=16.0kN/m
③荷载组合设计值
=1.2+1.3=1.2×7.58+1.3×16.0=29.90kN/m
=1.35+1.3×0.7=1.35×7.58+1.3×0.7×16.0=24.79kN/m
取=29.90kN/m
3.2内力计算
按塑性内力重分布方法计算次梁内力。
计算跨度为:
中间跨:
边跨:
边跨和中间跨的计算跨度相差:
故可按等跨连续次梁计算。
剪力计算时跨度取净跨,计算简图如图5所示
图5次梁计算简图
次梁内力计算见下表3、表4:
表3次梁弯矩计算
截面
边支座
边跨跨内
支座
中间跨中
中间支座
弯矩计算系数
-44.11
73.84
-96.23
60.34
-70.61
表4次梁剪力计算
截面
边支座
第一内支座(左)
第一内支座(右)
中间支座
剪力计算系数
0.50
0.55
0.55
0.55
V=
88.95
97.85
94.56
94.56
3.3截面承载力计算
次梁跨中截面按T形截面进行计算,翼缘计算宽度取以下三者较小值:
①按计算跨度考虑:
②按梁肋净距考虑:
③按翼缘高度考虑:
可不考虑此种情况,
故取=1.92m
判别各跨中截面属于哪一类形:
取h0=450-40=410mm
故属于一类倒T形截面
支座截面按矩形截面计算,跨中及支座截面均按一排筋考虑,取h0=450-40=410mm.
次梁正截面承载力见下表5,斜截面承载力见下表6。
表5次梁正截面承载力计算
截面
边支座
边跨中
第一内支座
中间跨中
中间支座
-44.11
73.84
-96.23
60.34
-70.61
0.092
0.016
0.2
0.013
0.147
0.097<
0.016<
0.225<
0.013<
0.159<
0.952
0.992
0.887
0.993
0.920
376.6
605.2
882.0
494.0
624.0
选配钢筋
216
220
220+118
218
216+118
实配钢筋面积/
402
628
882.5
509
656.5
注:
均大于,考虑塑性内力重分布要求,满足
表6次梁斜截面承载力计算
截面
边支座
第一支座(外)
第一支座(内)
中间支座
88.95
97.85
94.56
94.56
293150>V
293150>V
293150>V
293150>V
82082 82082 82082 82082 选用箍筋 2Φ8 2Φ8 2Φ8 2Φ8 100.6 100.6 100.6 100.6 S= 1621.5 706.3 892.5 892.5 实配箍筋间距(mm) 200 200 200 200 4主梁计算 主梁按弹性理论计算主梁内力,不考虑塑性内力重分布。 已知柱截面尺寸为450mm×450mm,主梁的梁高h=650mm,宽b=250mm,主梁的几何尺寸与支承情况如图6所示。 图6主梁几何尺寸及支承情况(单位: mm) 4.1荷载 ①恒荷载 由次梁传来 主梁自重(折算为集中荷载) 梁侧抹灰(折算为集中荷载)2×0.015×(0.65-0.08)×2.0×17=0.58kN =53.19kN ②使用活荷载 ③荷载组合设计值 +=1.2+1.3=1.2×53.19+1.3×96.0=188.63kN +=1.35+1.3×0.7=1.35×53.19+1.3×0.7×96.0=159.17kN 取=1.2×53.19=63.83kN=1.35×96.0=124.8kN 4.2内力计算 计算跨度如下: 中间跨: 边跨: 中间跨跨度和边跨跨度相等,故可按等跨连续次梁计算。 计算简图见下图7。 图7主梁计算简图(尺寸单位m) 各种荷载工况下的主梁内力计算见表7 表7各种荷载工况下主梁内力计算 荷载工况 计算简图 内力图 M: V: V: M: M: V: V: M: 内力计算过程见表8 表8内力计算 荷载工况 弯矩(KN.m) 剪力kN 最不利内力组合见下图8所示。 图(a) 图(b) 图(c) 图8主梁最不利内力组合图(a)、图(b)及图(c) 主梁的包络图与剪力图见下图9。 图9主梁的弯矩及剪力包络图 4.3截面承载力计算 主梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘计算宽度取以下三者较小值: ①按计算跨度考虑: ②按梁肋净距考虑: ③按翼缘高度考虑: 可不考虑此种情况 故取=2000mm,h0=650-40=610mm 判别T形截面类型: 故属于第一类T形截面。 主梁支座截面按矩形截面计算,取(因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋,布置在次梁主筋下面)。 主梁截面承载力及配筋计算分别见表9及表10。 表9主梁正截面承载力计算 截面 边跨跨内 中间支座 中间跨中 M/(KN·m) 309.85 -335.14 175.42 -73.93 ×/(KN·m) - 42.44 - - (M-×)/(KN·m) - 244.2 - - 0.029 0.256 0.016 0.065 0.029 0.301 0.016 0.067 0.985 0.849 0.992 0.966 (mm) 1719.0 2034.0 966.30 451.5 选配钢筋 222+225 422+218 418 222 实配钢筋面积 / 1742 2029 1017 760 表10主梁斜截面承载力计算 截面 边支座 端支座B(左) 端支座B(右) 154.89 244.47 216.33 0.25b/N 545186>V 504969>V 504969>V 0.7ftbh0/N 152653 141391 141391 选用箍筋 2Φ8 2Φ8 2Φ8 100.6 100.6 100.6 7437 实配箍筋间距s/mm 250 250 250 202777 202777 254.7 7
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- 混凝土结构 课程设计 单向 板肋梁 楼盖