房屋建筑工程Word文件下载.docx
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因结构的自重和计算跨度都和板的厚度、梁的截面尺寸有关,故应先确定板、梁的截面尺寸。
(1)板:
按刚度要求,连续板的厚度取
对一般楼盖的板厚应大于60mm,考虑楼盖活荷载较大,故取h=80mm。
(2)次梁:
截面高h=(1/18~1/12)×
6000=333~500mm,取h=400mm,截面宽b=(1/3~1/2)×
400=133~200,取b=200mm。
(3)主梁:
截面高h=(1/14~1/8)×
7000=500~875mm,取h=600mm,截面宽b=(1/3~1/2)×
600=200~300,取b=300mm。
三、板的设计
按考虑内力重分布方法进行
3.1.荷载计算
荷载计算见表1。
表3.11荷载计算
荷载种类
荷载标准值/KN·
m-2
永久荷载g
水磨石面层
0.65
80mm钢筋混凝土板
25×
0.08=2.0
板底刷粉
0.25
小计
2.9×
1.2=3.48
活荷载q
均布活荷载
7.0×
1.3=9.1
永久荷载分项系数
,楼面均布活荷载因其值大于4KN/M2,故活载分项系数按1.3来计算,则板上总荷载设计值
=3.48+9.1=12.58KN/m2
可见,对板而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行板内力计算时取g+q=12.58KN/m2
3.2.设计简图
计算跨度因次梁截面为200mm×
400mm,故
边跨:
l01=ln+h/2=(1750-250-200/2)+80/2=1440mm
中跨:
l02=ln=1750-250=1500mm
因
与
相差极小,故可按等跨计算,且近似取平均计算跨度
。
取1m宽板带作为计算单元,以代表该区间全部板带的受力情况。
故1m宽板带上沿跨度的总均布荷载设计值g+q=12.58KN/m,如图2所示。
图2
3.3.弯矩设计值
M1=12.58×
1.452÷
11=2.40KN/m
MB=-12.58×
11=-2.40KN/m
M2=12.58×
16=1.65KN/m
Mc=-12.58×
14=-1.89KN/m
3.4.配筋计算
板厚h=80mm,h0=80-20=60mm;
C25混凝土的强度fc=11.9N/mm2ft=1.27N/mm2;
HPB235级钢筋fy=210N/mm2。
轴线②~⑥间的板带,其四周均与梁整体浇筑,故这些板的中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%(见表2中括号内数值),但边跨及第一内支座的弯矩(M1、MB)不予减少。
表2板的配筋计算
计算截面
1
B
2
C
设计弯矩/KN·
m
2.40
-2.40
1.65
(1.65×
0.8=1.32)
-1.89
(-1.89×
0.8=-1.512)
0.056
0.039
(0.031)
0.044
(0.035)
0.058
0.040
(0.032)
0.045
(0.036)
/mm2
197.2
136
(108.8)
153
(122.4)
选配
钢筋
轴线
②~⑥
6@140
As=202
mm2
As=202mm2
6@190
As=149mm2
6@180
As=157mm2
①~②
⑥~⑦
6@130
As=218
As=218mm2
As=157mm2
6@170
As=166mm2
a.选配钢筋
对轴线②~⑥之间的板带,第一跨和中间跨板底钢筋各为6和6,间距为140mm、130mm。
此间距小于200mm,且大于70mm,满足构造要求。
b.受力钢筋的弯起与截断
支座上部受力钢筋的上弯点距支承边缘的距离为
mm;
切断距离为当q/g=9.1÷
3.48=2.61<
3,时,应取
mm,上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。
c.钢筋锚固
下部受力纵筋伸入支座内的锚固长度
为:
边支座要求大于5d及50mm,现浇板的支承宽为250mm,故实际
=250-10=240mm,满足要求;
中间支座
=100mm
及50mm。
d.构造钢筋
分布筋用6@250,其余附加钢筋见详图。
四、次梁设计
按考虑内力重分布方法进行。
根据本楼盖的实际使用情况,作用于次梁、主梁上的活荷载一律不考虑折减,即取折减系数为1.0。
4.1.荷载计算
荷载计算见表3。
表3荷载计算
荷载类型
荷载设计值/KN·
m-1
永久荷载g
板传来的荷载
3.48×
2=6.96
次梁自重
0.2×
(0.4-0.08)×
1.2=1.92
梁侧的粉刷荷载
0.25×
2×
1.2=0.192
g=9.072
q=9.1×
2=18.2
沿次梁跨度总的设计荷载g+q=27.272KN/m。
4.2.计算简图
图3
次梁在砌体上支承宽度为370mm,故
边跨
l01=1.025ln1=1.025x(6000-250-250/2)=5625mm
l01=ln1+0.5a=6000-250-250/2+370/2=5810
中跨
mm
取两者较小者l01=5625mm
故按等跨计算内力。
计算简图如图3所示。
4.3.内力计算
设计弯矩:
M1=(g+q)l012/11=27.272x5.6252÷
11=78.45KN/m
MB=-(g+q)l012/11=27.272x5.6252÷
11=-78.45KN/m
此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算。
M2=(g+q)l022/16=27.272x5.6252÷
16=53.93KN/m
Mc=-(g+q)l022/14=-27.272x5.6252÷
14=-61.63KN/m
设计剪力
VA=0.45(g+q)ln1=0.45x27.272x5.625=69.03KN
Vb=-0.6(g+q)ln1=-0.6x27.272x5.625=-92.04KN
Vbt=0.55(g+q)ln2=0.55x27.272x5.625=84.37KN
Vct=-Vct=-0.55(g+q)ln2=-84.37KN
4.4.正截面承载力计算
次梁的跨内截面应考虑板的共同作用而按T形截面计算,其翼缘的计算宽度
可按表3.7中的最小值确定。
按跨度
按梁净距bf′=b+s0=200+1500=1700mm
,故
不受此条限制,取
=1700mm计算。
>
38.02×
106N·
知属第I类T形截面。
计算过程见表4。
表4次梁正截面配筋计算表
78.45
-78.45
53.93
-61.63
支座
跨内
0.019
(一排,
T形截面)
0.159
矩形截面)
0.020
0.194
ξ
0.174<
0.35
0.218<
668.1
719.8
703.2
901.8
选配钢筋
612
As=678mm2
(超过1.5%)
514
As=769mm2
(超过6.8%)
318
As=763mm2
(超过8.5%)
614
As=923mm2
(超过2.4%)
(1)支座C的相邻两跨内各弯起114(为④、⑧号筋),另加212直钢筋,故支座C实有钢筋212+214。
其中④号筋在距支座C左边缘50mm处下弯,距支座最大负弯矩截面的距离不足
mm,不能充分发挥其抗弯作用,只能在支座的右侧才能计入其工作。
同样的原因,支座C右侧也不能计入⑧号筋的作用,故该支座的抗弯纵筋应为312。
同理,支座B虽布置有纵筋314(直)+114(弯)+114(弯),但只能计入314+114的抗弯作用。
(2)各截面的实际配筋往往和计算需要量有出入,一般误差以不超过±
5%为宜。
根据规范要求,采用梁宽为200mm。
(3)纵筋的弯起与截断:
当次梁跨长相差在20%以内,且q/g=18.2÷
9.072=2.01<
3时,可按图3的原则确定钢筋的弯起和截断的位置,。
距B支座左侧④、⑥号钢筋的截断点为1220mm
d,其截断面积为267mm2<
0.5×
574.1=287mm2,符合要求;
⑤号筋在距支座边1500mm处截断,长度大于
⑤号筋在第一跨与⑨号筋搭接,在第二跨与⑦号筋搭接。
(4)边跨的架立筋用210,其余跨均用212受力筋兼做架立筋以简化施工。
4.5.斜截面强度计算
a.复核梁截面尺寸
0.25fcbh0=0.25×
11.9×
200×
365=217×
103N>
VBl=78.45KN
故截面尺寸符合要求。
b.验算是否需按计算配置腹筋
A支座:
0.7ftbh0=0.7×
1.27×
365=69.9×
VA=69.03KN
应按构造配置横向钢筋。
取箍筋双肢6@150mm,则
ρSV=2×
28.3÷
200÷
150=0.189%>
ρsv,min=0.24×
1.27÷
210=0.145%,满足要求。
B支座左侧:
91.35=69.9×
103N<
=78.45KN
应按计算配置横向钢筋。
选用箍筋双肢6@150mm
210=0.145%
满足要求。
B支座右侧:
0.7ftbh0=0.7×
365=64.9×
=84.37KN
C支座:
180×
365=58.4×
计算过程同B支座左侧,最后均取双肢箍筋6@150mm。
五、主梁设计
5.1.荷载计算
荷载计算见表5。
主梁除承受由次梁传来的集中荷载(包括板、次梁上的永久荷载和作用在楼盖上的活荷载)外,还有主梁的自重。
主梁的自重实际是均布荷载,但为了简化计算,可近似将2m长度的自重按集中荷载考虑。
表5荷载计算
荷载设计值/KN
永久荷载G
次梁传来荷载
9.072×
6.0=54.432
主梁自重
0.25(0.6-0.08)×
1.2=7.8
梁侧粉刷荷载
16×
0.012(0.6-0.08)×
1.2=0.479
G=62.711
活荷载Q
Q=18.2x6.0=109.2
5.2.计算简图
计算简图如图4所示。
主梁内力计算按弹性方法。
图4
计算跨度为:
又
1.025ln1+0.15=1.025(7-0.15-0.12)+0.15=7.02m
应取l01=6.68m。
中跨l02=7.0m
因计算跨度差(7-6.68)/6.68=4.7%〈10%,故一律用7.0m计算。
因柱截面为400mm×
400mm,楼层高度为4.5m,经计算梁柱线刚度比约为5。
此时主梁的中间支承可近似按铰支座考虑。
5.3.内力计算
根据主梁的计算简图及荷载情况,可求得各控制截面的最不利内力,见表6。
表6最不利内力计算
序号
项目
荷载布置
内力计算
第1、3跨内正弯矩最大,支座A、D剪力最大,第2跨跨内弯矩最小
查附表3.1.2三跨连续梁的系数,得k1=0.244、k2=0.289、k3=0.733、k4=0.866
当梁布满永久荷载G和在第1、3跨布置活荷载Q时,按弹性方式计算得
M1max=0.244×
62.7×
7+0.289×
109.2×
7
=328.00KN·
m=M3max
VAmax=0.733×
62.7+0.866×
109.2
=140.53KN=VDmax
M2min=0.067×
7-0.133×
=-72.26KN·
续表6
第2跨跨内正弯矩最大,第1、3跨跨内弯矩最小
按附表3.1.2中的系数,得
M2max=0.067×
7+0.2×
=182.29KN·
M1min=M3min
=0.244×
7-0.044×
7=73.46KN·
3
支座B负弯矩最大,支座B左右的剪力最大
查附表3.1.2中的系数,得
MBmax=-0.267×
7-0.311×
=-354.91KN·
VBl=-1.267×
62.7-1.311×
=-222.60KN
VBr=1×
62.7+1.222×
109.2=196.14KN
由各种荷载布置情况下的内力计算,得出相应的内力图,叠加这些内力图,得如图5所示弯矩、剪力的叠合图,该图较好地反映了主梁的内力情况。
以主梁各控制截面的最不利内力进行配筋计算。
图5
5.4.主梁的正截面承载力计算
主梁的正截面承载力计算见表7。
跨内翼缘计算宽度
:
按梁净距
bf′=250+5625=5875
,不受此条限制,故取翼缘计算宽度
=2333mm。
表7主梁正截面配筋计算表
328.00
-354.91
182.29
/KN·
-354.91+(62.71+109.2)×
0.15
=-329.12
或
0.032
(二排,T形截面)
0.307
(二排,矩形截面)
0.021
(一排,T形截面)
0.033
0.379
2152
2436
1034
622
As=2281mm2
428
As=2463mm2
420
As=1256mm2
5.5.斜截面承载力计算
因hw/b=485/250=1.94<
4,属一般梁,取
0.25fcbh0=0.25×
250×
600=446.6×
VBl=220.60KN
可见截面尺寸不小。
b.验算是否需按计算配置横向钢筋
565=125.57KN>
VA=140.53KN
B支座:
565=125.57KN<
VBr=222.60KN
c.按构造配置A支座横向钢筋
取箍筋双肢8@250,则
d.B支座横向钢筋计算
采用8@200双肢箍筋,间距小于smax=250mm,配箍率
验算支座B:
>
VBl/VBr=222.60/196.14KN
可知支座B配置箍筋8@200已能满足斜截面受剪要求,弯起钢筋可按构造处理。
因Vcs与VBl接近,支座B左侧的弯起钢筋偏安全的仍按计算需要布置。
因主梁受集中荷载,剪力图呈矩形,故在2m范围内应布置三道弯起筋,以便覆盖最大剪力区段。
d.主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载Fl=62.71+109.2=171.91KN。
Fl中未计入主梁自重及梁侧粉刷重。
设附加8双肢箍筋,只设箍筋时Fl=mnfyAsv,则附加箍筋个数
m=148.3×
1000÷
(2×
50.3×
210)=7.02个,
此箍筋的有效分布范围s=2h1+3b=2×
150+3×
250=1050mm,取8个8@100,次梁两侧各4个。
5.6.配筋布置
支座B根据斜截面受剪承载力的要求,于第一跨先后弯起318。
第二跨可弯起118,则支座截面可计入318承担支座负弯矩。
按正截面强度计算尚需增加220和118直钢筋。
这样主梁三个控制截面的实际配筋量与计算的差值均未超过±
5%。
5.7.绘制抵抗弯矩图
前面根据主梁各跨内和支座最大(绝对值)计算弯矩确定出所需钢筋数量,而其他各截面需要的钢筋量将比控制截面少,这样就需要根据梁弯矩包络图,将控制截面的纵筋延伸至适当位置后,把其中的部分钢筋弯起或截断。
主梁纵筋的弯起或截断位置可以通过绘制抵抗弯矩图(又称材料图)的方法来解决。
抵抗弯矩图的实质是用图解的方法确定梁各正截面所需钢筋的数量。
a.钢筋能承担的极限弯矩
按实际配置的钢筋面积Asc计算出控制截面上材料能承担的极限弯矩。
此时可忽略截面上内力臂值的某些差别。
这些差别由钢筋实配面积与计算差异引起,包括同一截面中位于第一排和第二排钢筋间的内力臂差别。
现将同一截面各纵筋的计算内力臂值取为相同,这样实配钢筋的极限弯矩为
,而每一根钢筋所承担的极限弯矩仅与其截面面积成正比。
如,支座B的计算弯矩为239.87KN·
m,计算所需钢筋面积为As=1692mm2。
实配钢筋面积Asc=1724mm2,则其极限弯矩
MC=(1724÷
1692)×
239.87=244.41KN
其中118与120钢筋所能承担的极限弯矩
MC18=244.41÷
1724×
254.5=36.08KN/m
MC20=244.41÷
314.2=44.54KN/m
采用与弯矩叠合图相同的比例在支座计算截面沿纵向量取MC=244.41KN·
m,按每根钢筋所能承担的极限弯矩沿纵标分段,自分段点作弯矩图基线的平行线,并与弯矩包络图相交。
如支座左侧的⑥号筋,其划分MC20的两根平行线与包络图的上交点,指示出该钢筋被充分利用的截面;
其下交点处则为该钢筋按正截面强度计算已完全不需要,是⑥号筋的理论截断点。
b.钢筋的弯起和截断顺序
在具体作抵抗弯矩图前,应初步确定截面上每一根钢筋的“走向”和弯起或截断顺序:
当截面上有两排钢筋时,宜将第二排先弯起或截断;
在同一排中宜先弯起或截断位于中间位置的钢筋。
应使钢筋在截面中线两边尽量对称,不能让钢筋重心过分偏于截面中线的一边。
抵抗弯矩图宜靠近弯矩图,但不能插入(允许少5%)。
例如,支座B左侧为了使满足斜截面抗剪要求所布置的218弯起钢筋能覆盖最大剪力区段,故它们的弯起点已基本确定。
在考虑了上述原则后,弯筋的下弯顺序为②、③、⑤,直钢筋的截断次序为⑥、⑧、⑦。
直钢筋的具体截断点在绘制抵抗弯矩图时确定。
c.钢筋截断
如,支座B左侧的⑥号钢筋,因此处V>
0.7ftbh0,故钢筋截断应从该钢筋强度充分利用截面延伸出1.2la+h0。
此处la为受拉钢筋的锚固长度。
对C25、Ⅱ级钢筋,la=40d。
⑥号钢筋d=20mm,故延伸长度为1.2×
40×
20+540=1500mm。
反映在图3.42的抵抗弯矩图上则应从⑥号钢筋按正截面抗弯能力计算,不需要截面(即理论截断点)以外1250mm处,此值大于20d。
其余钢筋的截断同此。
d.钢筋的弯起
柱左侧②号筋在距柱边50mm处下弯,不能计入该侧正截面抗弯工作,故柱左侧材料图上没有反映。
③号筋在距其强度充分利用截面550mm处下弯,此距离大于
,故能计入其抗弯能力。
斜筋在梁轴线以上的区段参加抵抗负弯矩的作用,梁轴线以下斜段则进入抵抗正弯矩,故每一根弯筋在材料图上的正、负弯矩图上均应有对应的反映。
e.架立筋
第一跨用220的⑨号架立筋与⑦号纵筋搭接。
当不考虑架立筋受力时,搭接长度可取300mm。
若考虑架立筋受力则应按规定的搭接长度处理。
中间跨的⑦号受力筋兼做架立筋用。
f.纵筋的锚固
支座A按简支考虑,其上部弯起筋和架立筋的锚固要求如图6所示。
下部纵筋伸入梁的支座范围应满足锚固长度las≥12d,即12×
20=240mm<
370mm,满足要求。
支座B下部纵筋的锚固问题,从图6可见,该处计算中已不利用下部纵筋,故其伸入的锚固长度las≥12d,现取为300mm。
(a)(b)
图6