单向板肋梁楼盖计算.docx
《单向板肋梁楼盖计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单向板肋梁楼盖计算.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单向板肋梁楼盖计算
整体式单向板肋梁楼盖课程设计计算书
1、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6.3m,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所示。
按高跨比条件要求板的厚度h>l/40=2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼板,要求h≥80㎜,所以板厚取h=100mm;
次梁截面高度应满足h>(1/18~1/25)l=(1/18~1/25)×6300=252~350mm,取h=450mm,截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×450=150~225mm,取b=200mm;
主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8)×6900=493~862.5mm,取h=700mm,截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×700=233~350mm,取b=300mm。
2、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
20mm厚水泥沙浆面层,10mm面层:
0.650kN/㎡
100mm厚钢筋混凝土板:
0.10×25=2.500kN/㎡
15mm厚混合沙浆天棚抹灰:
0.015×17=0.255kN/㎡
小计3.405kN/㎡
活荷载标准值:
5.500kN/㎡
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4kN/㎡,所以活荷载分项系数取1.3,
恒荷载设计值:
g=3.405×1.2=4.086kN/㎡
活荷载设计值:
q=5.500×1.3=7.150kN/㎡
荷载设计总值:
g+q=11.236kN/㎡,近似取11.24kN/㎡
(2)、计算简图
取1m板宽作为计算单元,将9跨连续板视为5跨连续板进行计算,板的实际结构如图所示,由图可知:
次梁截面尺寸为b×h=200×450mm,现浇板在墙上的支承长度为a=120mm,则按塑性内力重分布设计,板的计算跨度为:
边跨按以下二项较小值确定:
l1=l0+h/2=(2300-120-200/2)+80/2=2120mm
l1=l0+a/2=(2300-120-200/2)+120/2=2140mm
故边跨板的计算跨度取l1=0mm
中间跨:
l2=l0=2300-200=2100mm
板的计算简图如图所示。
(3)弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相差(2120-2100)/2100=0.95%<10%,可按等跨连续板计算
由资料可查得:
板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过程见下表
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)
l1=2.12
l1=2.12
l2=2.10
l2=2.10
(kN.m)
11.24×2.12×2.12/11=4.59
-11.24×2.12×2.12/11=-4.59
11.24×2.10×2.10/16=3.10
-11.24×2.10×2.10/14=-3.54
(4)配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm,ho=100-25=75mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,HPB300钢筋,fy=270N/mm2。
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。
板的配筋计算
截面位置
边跨中
B支座
中间跨中
中间支座
在平面图上的位置
①~②
⑤~⑥
②~⑤
①~②
⑤~⑥
②~⑤
M(kN.m)
4.59
-4.59
3.10
3.10×0.8=2.48
-3.54
-3.54×0.8=2.832
αs=M/α1fcbh02
0.069
0.069
0.046
0.037
0.053
0.042
0.964
0.964
0.976
0.981
0.973
0.979
235.1
235.1
156.9
124.8
179.7
142.9
选用钢筋
8@200
8@200
8@200
8@200
8@200
8@200
实际配筋面积/mm2
251
251
251
251
251
251
(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。
板的配筋图如图所示。
3、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)荷载计算:
板传来的荷载:
3.405×2.3=7.832kN/m
次梁自重:
0.2×(0.45-0.1)×25=1.75kN/m
次梁粉刷:
2×0.015×(0.45-0.1)×17=0.1785kN/m
小计g=9.7605kN/m
恒荷载设计值:
g=9.7605×1.2=11.7126kN/m
活荷载设计值:
q=5.5×2.3×1.3=16.445kN/m
荷载总设计值:
g+q=28.1576kN/m,近似取荷载28.2kN/m
(2)、计算简图
由次梁实际结构图可知,次梁为五跨连续梁,主梁截面尺寸为b×h=300mm×700mm。
次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定:
l1=l0+a/2=(6300-120-300/2)+250/2=6155mm
l1=1.025l0=1.025×(6300-120-300/2)=6181mm
故边跨板的计算跨度取l1=6155mm
中间跨:
l2=l0=6300-300=6000mm
计算简图如图所示。
(3)内力计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差(6155-6000)/6000=2.58%小于10%,可按等跨连续梁计算。
由表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:
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)
l1=6.155
l1=6.155
l2=6.0
l2=6.0
(kN.m)
28.2×6.1552/11=97.12
-28.2×6.1552/11=-97.12
28.2×6.02/16=63.45
-28.2×6.02/14=-72.51
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=6.03
ln1=6.03
ln2=6.0
ln2=6.0
(kN)
0.45x28.2x6.03
=76.52kN
0.6x28.2x6.03
=102.03kN
0.55x28.2x6.0
=93.06kN
0.55x28.2x6.0
=93.06kN
(4)配筋计算
①正截面抗弯承载力计算
次梁跨中按T形梁截面计算,翼缘宽度取下列值中的小者。
因h’f/ho=100/405=0.247>0.1,所以计算跨度l和梁(肋)净距Sn考虑。
,其翼缘宽度:
边跨b’f=l0/3=6155/3=2052mm
故取b’f=2052mm
中间跨b’f=l0/3=6000/3=2000mm
故取b’f=2000mm。
支座截面翼缘受拉,仍按矩形梁计算。
判定次梁截面类型:
故各跨中截面属于第一类T形截面,按梁宽为b’f的矩形截面计算。
截面
1
B
2
C
M(
)
97.12
-97.12
63.45
-72.51
αs=M/α1fcbh02
97.12x106/(1x11.9
x2052x4052)=
0.024
97.12x106/(1x11.9
x200x4052)=
0.249
63.45x106/(1x11.9
x2000x4052)=
0.016
72.51x106/(1x11.9
x200x4052)=
0.186
0.988
0.854
0.992
0.896
选
配
钢
筋
计算配筋(mm2)
674.2
780.0
438.7
555.1
实际配筋(mm2)
3
18
4
16
2
18
3
16
As=763
As=804
As=509
As=603
次梁正截面受弯承载力计算
②斜截面受剪承载力计算
次梁斜截面承载力计算见下表:
截面
A
C
V
76.52
102.03
93.06
93.06
0.25×1.0×11.9×200×405=241.0>V截面满足
0.7×1.27×200×405=72.0选用钢筋
2Ф8
2Ф8
2Ф8
2Ф8
100.6
100.6
100.6
100.6
2433.8
366.3
522.3
522.3
实配箍筋间距
200
200
200
200
(5)施工图的绘制
次梁配筋图如图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定:
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)
次梁传来的荷载:
9.7605×6.3=61.491kN
主梁自重:
(0.7-0.1)×0.3×2.3×25=10.35kN
主梁粉刷抹灰:
2×(0.7-0.1)×0.015×17×2.3=0.7038kN
小计G=72.5448kN
恒荷载设计值:
G=72.5448×1.2=87.054kN
活荷载设计值:
Q=5.5×2.3×6.3×1.3=103.6035kN
(2)计算简图
主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在300mm×300mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:
边跨:
l1=l0+a/2+b/2=(6900-150-120)+250/2+300/2=6905mm
l1=1.025l0+b/2=1.025(6900-150-120)+300/2=6946mm
故取l1=6905mm
中跨l2=l0+b=6900mm
平均跨度(6905+6900)/2=6903mm
计算简图如图所示。
(3)、内力设计值计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差(6905-6900)/6900=0.072%<10%,可按等跨连续梁计算。
①弯矩值计算:
,式中k1和k2由附表查得
边跨Gl=87.054×6.905=601.1kN/m
Ql=103.6035×6.905=715.4kN/m
中跨Gl=87.054×6.900=600.7kN/m
Ql=103.6035×6.900=714.9kN/m
平均跨Gl=87.054×6.903=600.9kN/m
Ql=103.6035×6.903=715.2kN/m
主梁的弯矩设计值计算(
)
项次
荷载简图
弯矩图示意图
1
恒载
0.244
————
146.7
-0.267
————
-160.5
0.067
————
40.3
-0.267
————
-160.5
2
活载
0.289
————
206.8
-0.133
————
-95.1
-0.133
————
-95.1
-0.133
————
-95.1
3
活载
-0.044
————
-31.5
-0.133
————
-95.1
0.200
————
143.0
-0.133
————
-95.1
4
活载
0.229
————
163.8
-0.311
————
-222.5
0.096
————
68.6
-0.089
————
-63.6
5
活载
-0.089/3
————
-21.2
-0.089
————
-63.7
0.17
————
121.5
-0.311
————
-222.3
组合项次
Mmin(kN·m)
①+③
115.2
①+④
-383.0
①+②
-54.8
①+⑤
-382.8
组合项次
Mmax(kN·m)
①+②
353.5
①+⑤
-224.2
①+③
183.3
①+④
-224.1
②、剪力设计值:
不同截面的剪力值经过计算如表所示。
主梁的剪力计算(kN)
项次
荷载简图
①
恒载
0.733
63.8
-1.267
-110.3
1.000
87.1
②
活载
0.866
89.7
-1.134
-117.5
0
0
④
活载
0.689
71.4
-1.311
-135.8
1.222
126.6
⑤
活载
-0.089
-9.2
-0.089
-9.2
0.788
81.6
组合项次
Vmax(kN)
①+②
153.5
①+⑤
-119.5
①+④
213.7
组合项次
Vmin(kN)
①+⑤
54.6
①+④
-246.1
①+②
87.1
(4)配筋计算承载力计算
C25混凝土,a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋HRB400,其中fy=360N/mm2,箍筋采用HPB300,fyv=270N/mm2.
①正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
主梁跨中按T形梁截面计算,翼缘宽度取下列值中的小者。
因h’f/ho=100/645=0.155>0.1,所以计算跨度l和梁(肋)净距Sn考虑。
其翼缘宽度:
边跨b’f=l0/3=6905/3=2301.7mm
故取b’f=2301.7mm。
中间跨b’f=l0/3=6900/3=2300mm
故取b’f=2300mm。
支座截面翼缘受拉,仍按矩形梁计算。
。
判定次梁截面类型:
属于第一类T形截面,按梁宽为b’f的矩形截面计算。
因支座弯矩较大,考虑布置两排纵筋,次梁纵筋在上面,根据构造要求取
。
主梁正截面强度计算
截面
1
B
2
M(kN.m)
353.5
-383.0
183.3
-54.8
(kN.m)
_____
213.7×0.3/2=32.1
_____
_____
(kN.m)
353.5
-383.0
183.3
-54.8
αs=M/α1fcbh02
选配
钢筋
计算配筋(mm2)
实际配筋(mm2)
As=
As=
As=
As=
②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算
斜截面强度计算
截面
A
V
153.5
246.1
213.7
0.25×1.0×11.9×300×620=553.35KN>V截面满足
165.354>V
需配箍筋
需配箍筋
箍筋肢数、直径
2
8
2
8
2
8
100.6
100.6
100.6
实配箍筋间距
弯起钢筋
实配面积
5、两侧附加横向钢筋的计算:
由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:
F=1.2x61.491+5.5×2.3×6.3×1.3=177.4kN
所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:
As=F/2fysina=177400/(2x360xsin45°)=348.4mm2
选用2
16(As=402)