现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计2.docx
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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计2
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计
某工厂仓库的楼盖建筑平面图,如图一所示,环境类别为一类。
楼面均布活荷载标准值为5.5kN/m2,楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案:
1.设计资料
(1)楼面恒载:
楼面面层用20mm厚石灰砂浆粉刷。
(2)材料:
混凝土强度等级C25;梁内受力纵筋为HRB335,
其他为HPB235钢筋。
2.楼盖的结构平面布置
墙厚240mm,板伸入墙体120mm,次梁伸入墙体240mm,
纵墙在主梁端部处有外伸扶壁120mm×370mm,主梁搁置长度
370mm。
柱截面350mm×350mm。
主梁沿横向布置,次梁沿纵
向布置。
主梁的跨度为6.3m、次梁的跨度为7.5m,主梁每跨内
布置两根次梁,板的跨度为2.1m,L02/l01=7.5/2.1=3.57≥3,
因此按单向板设计。
按跨高比条件,要求板厚h≥2200/40=55mm,对工业建筑
的楼盖板,要求h≥80mm,取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=L0/18~L0/12=7500/18~7500/12=
416.7~625mm。
考虑到楼面活荷载比较大,取h=500mm。
截面
宽度取为b=200mm。
主梁的截面高度应满足h=L0/15~L0/10=6300/15~6300/10
=420~630mm,取h=600mm,b=300mm。
楼盖结构平面图布置图见图二。
3.板的设计
⑴荷载
板的恒荷载标准值
水泥砂浆面层:
0.65kN/m2
80mm钢筋混凝土板0.08×25=2kN/m2
20mm石灰砂浆0.02×17=0.34kN/m2
小计2.99kN/m2
板的活荷载标准值:
5.5kN/m2
恒荷载分项系数取1.2;因楼面活荷载标准值大于4.0kN/m2,所以活荷载分项系数应取1.3。
于是板的
恒荷载设计值g=2.99×1.2=3.588kN/m2
活荷载设计值q=5.5×1.3=7.15kN/m2
荷载总设计值g+q=10.738kN/m2,近似取为g+q=10.3kN/m2
⑵计算简图
次梁截面为500mm×200mm,现浇板在墙上的支承长度为120mm。
按内力重分布设计,板的计算跨度:
边跨
L0=ln+h/2=2100-100-120+80/2=1920mm<1.025ln=1927mm,取L0=1920mm。
中间跨
L0=ln=210-200=1900mm
因跨度相差小于10%,取1m宽板带作为计算单
元,计算简图如图所示三。
⑶弯矩计值
由表一可查得,板的弯矩系数αm分别为:
边跨中,1/11;离端第二支座,-1/11;离端
第二跨中,1/16;中间支座;-1/14。
故
M1=-MB=(g+q)l201/11
=10.3×1.9202/11=3.82kN·m2
Mc=-(g+q)l201/14
=-10.3×1.92/14=-2.94kN·m2
M2=(g+q)l201/16
=10.3×1.92/16=2.57kN·m2
表一连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数αm
支承情况
截面位置
端支座
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中
中间支座
中间跨跨中
A
Ⅰ
B
Ⅱ
C
Ⅲ
梁、板搁支在墙上
0
1/11
二跨连续:
-1/10
三跨以上连续:
-1/11
1/16
-1/14
1/16
板
与梁整浇
连接
-1/16
1/14
梁
-1/24
梁与柱整浇连接
-1/16
1/14
注:
⒈表中系数适用于荷载比q/g>0.3的等跨连续梁和连续单向板。
⒉连续梁或连续单向板的各跨长度不等,但相邻两跨的长跨与短跨之比值小于1.10时,仍可采用表中弯矩系数值。
计算支座弯矩时应取相邻两跨中的较长跨度值,计算跨中弯矩时应取本跨长度。
⑷正截面受弯承载力计算
板厚80mm,h0=80-20=60mm;板宽b=1000mm。
C25混凝土,α1=1.0,fc=11.9kN/mm2;HPB235钢筋,fy=210kN/mm2。
板配筋计算的过程列于表二。
表二板的配筋计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值(kN·m)
3.82
-3.82
2.57
-2.94
αs=M/α1fcbh02
0.089
0.089
0.060
0.069
ξ=1-
0.0934
0.0934
0.062
0.072
轴线
A~B
D~E
计算配筋(mm2)
AS=ζbhofc/fy
318
318
211
245
实际配筋
(mm2)
Φ8@150
AS=335
Φ8@150
AS=335
Φ8@200
AS=251
Φ8@200
AS=251
轴线
B~D
计算配筋(mm2)
AS=ζbhofc/fy
318
318
211×0.8
=169
245×0.8
=196
实际配筋
(mm2)
Φ8@150
AS=335
Φ8@150
AS=335
Φ8@200
AS=251
Φ8@200
AS=251
计算结果表明,ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;==0.31﹪>=0.45=0.45×=0.27﹪,也大于0.2﹪,符合要求。
4、次梁的设计
按考虑内力重分布设计。
根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载部考虑从属面积的荷载折减。
1荷载的设计值
恒荷载设计值
板传来的恒荷载3.588×2.1=7.53KN/m
次梁自重0.25(0.6-0.08)×25×1.2=3.9KN/m
次梁粉刷0.02×(0.6-0.08)×1.9×17×1.2=0.40KN/m
小计g=11.83KN/m
活荷载设计值
q=7.15×2.1=15.015KN/m
荷载总设计值
g+q=11.83+15.015=26.845KN/m
⑵计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为240mm。
主梁截面为300mm×600mm。
计算跨度:
边跨LO=Ln+a/2=7500–120-300/2+240/2=7350
<1.025Ln=1.025×7230=7410.75mm,取LO=7350mm
中间跨LO=Ln=7500–300=7200mm
因跨度相差小于10﹪,可以按等跨连续梁计算。
次梁计算简图见图四
⑶内力计算
弯矩系数、剪力系数查表三、表四得:
表三活荷载最不利布置
活荷载布置图
最大值
活荷载最不利组合
弯矩
剪力
正
负
(恒载作用下,梁的弹性变形曲线)
(活1作用下,梁的弹性变形曲线)
(活2作用下,梁的弹性变形曲线)
活1+活3+活5
M1、M3、M5
M2、M4
VA、VF
活2+活4
M2、M4
M1、M3、M5
活1+活2+活4
MB
VB左、VB左
活2+活3+活5
MC
VC左、VC左
活1+活3+活4
MD
VD左、VD左
活2+活4+活5
ME
VE左、VE左
表四集中荷载修正系数η
荷载情况
截面
A
Ⅰ
B
Ⅱ
C
Ⅲ
当在跨中中点处作用一个集中荷载时
1.5
2.2
1.5
2.7
1.6
2.7
当在跨中三分点处作用两个集中荷载时
2.7
3.0
2.7
3.0
2.9
3.0
当在跨中四分点处作用三个集中荷载时
3.8
4.1
3.8
4.5
4.0
4.8
弯矩设计值M1=-M⑸=(g+q)LO2/11=26.845×7.3502/11=131.84KN·m
M2=(g+q)LO2/16=26.845×7.22/16=86.78KN·m
MC=-(g+q)LO2/14=-26.845×7.22/14=-99.40KN·m
剪力设计VA=0.45(g+q)Ln1=0.45×26.845×7.35=88.79KN
VB1=0.60(g+q)Ln1=0.60×26.845×7.35=118.39KN
VBr=0.55(g+q)Ln1=0.55×26.845×7.2=106.31KN
Vc=0.55(g+q)Ln1=0.55×26.845×7.2=106.31KN
⑷承载力计算
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
=l/3=6300/3=2100mm,除支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。
C25混凝土,=1.0,=11.9KN/,=1.27KN/,纵向钢筋采用HRB335级钢,=300KN/,箍筋采用HPB235级钢,=210KN/,经判断跨内截面均属于第一类T形截面。
正截面承载力计算如下:
表五次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值(kN·mm)
131.84
-131.84
86.98
-99.40
αs=M/α1fcbh02或
αs=M/α1fcb’fh02
=0.0244
=0.2289
=0.016
=0.1545
ξ=1-
0.025
0.264<0.35
0.016
0.169<0.35
AS=ζbhoa1fc/fy或AS=ζb’fhoa1fc/fy
968
1152
620
779
选配钢筋(mm2)
2ф20+1ф22(弯)=1008
左3ф20+1ф22(弯)=1321
右3ф20+1ф20(弯)=1125
2ф16+1ф20(弯)
=716
3ф20(弯1)
=941
计算结果表明:
均小于0.35,符合塑性内力重分布设计原则;同时==0.72﹪>=0.45=0.45×=0.19﹪,也大于0.2﹪,符合要求。
②斜截面受剪承载力计算包括:
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:
=-=440-80=360mm,因==1.8<4,截面尺寸按下式验算:
0.25=0.25×1.0×11.9×200×440=N>=118.93KN
故截面尺寸满足要求。
0.7=0.7×1.27×200×440=78.23KN<=88.79KN,故各截面应按配置腹筋计算。
采用6双肢箍筋,计算支支座B左侧截面。
由Vcs=0.7ftbho+1.25fyvho,可得到箍筋间距
S===161mm
调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算和箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。
现调整箍筋间距,S=0.8×161=128.8,最后取箍筋间距S=100mm。
为方便施工,沿梁长不变。
验算配箍率下限值:
弯矩调幅时要求和配箍率下限为:
0.3=0.3×=0.18%,实际配箍率===0.283%>0.18%,满足要求。
5、主梁设计
主梁按弹性方法设计
1荷载设计值
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载
次
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