n单向板肋梁楼盖设计3.doc

武汉职院混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖设计某多层厂房,采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖,其二层楼面见附图.楼面荷载、材料及构造等设计资料如下：(一)设计资料（1）楼面做法：楼面活荷载标准值：7.0kN/。楼面面层30mm厚水磨石地面，板底采用15mm厚混合砂浆粉底。（2）材料：混凝土强度为C25，钢筋采用HRB235、HPB335级两种。（3）尺寸：板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内240mm，柱的截面尺寸为400mm×400mm.(二)楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度：22.5÷3=7.5m次梁跨度：36÷6=6m板跨：7.5÷3=2.5m按跨高比条件，要求板厚h2500÷40=62.5mm，对于工业建筑的楼板盖，要求h80mm,取h=80mm。次梁截面高度应满足h=L÷18L÷12=6000÷186000÷12=333.333500mm.取h=450mm。截面宽度取b=200mm。主梁的截面高度应满足h=L÷15L÷10=7500÷157500÷10=500750mm。取h=750mm,截面宽度取b=300。楼盖结构平面布置如下页图所示（三）板的设计轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。（1）荷载板的永久荷载标准值水磨石面层：22×0.03=0.66kN/80mm钢筋混凝土板 :0.08×25=2kN/15mm石灰砂浆:0.015×20=0.3kN/永久荷载设计值:g=(0.6620.3)×1.2=3.552kN/活荷载设计值:q=7×1.3=9.1kN/荷载总设计值：g+q=3.5529.1=12.652kN/ 近似取：g+q=13kN/（2）计算简图次梁截面为200mm×450mm，现浇板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：lo =ln+h/2=2500-100-120+80/2=2320mm<1.025ln=2337mm取lo=2320mm。中间跨：lo=ln=2500-200=2300mm。因跨度相差小于10，可按等跨连续板计算。取1m板带作为计算单元，计算简图如下页图所示。(3)弯矩设计值由表可查得，板的弯矩系数m分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14。故M1=-MB=(g+q)l02/11=13×2.32²/11=6.36kN·mMC=-(g+q)l02/14=-13×2.3²/14=-4.91kN·mM2=(g+q)l02/16=13×2.3²/16=4.3kN·m这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其Mc和M2应乘以0.8，分别为：Mc=0.8×(-4.91)=-3.928kN·mM2=0.8×4.3=3.44kN·m(4)正截面受弯承载力计算环境类别一级,C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板宽b=1000mm板厚h0=h-as=80-20=60mm;板宽b=1000mm。C25混凝土,1=1.0，fc=11.9kN/mm2;HPB235钢筋，fy=210kN/mm²。板配筋计算的过程如下表所示。截面1B2C端区格弯矩设计值（kN·m）6.36-6.364.30-4.91as0.1480.1480.1000.1140.1610.1610.1060.121计算配筋(mm²)547.4547.4360.4411.4实际配筋As(mm²)6/870As=5616/870As=561675As=3776/895As=414中间区格弯矩设计值6.36-6.363.44-3.982as0.1480.1480.0800.0920.1610.1610.0830.097计算配筋(mm²)547.4547.4282.2329.8实际配筋As(mm²)6/870As=5616/870As=5616100As=283685 As=333计算结果表明，支座截面的均小于0.35符合塑性内力重分布的原则；As/bh=283/1000×80=0.35%此值大于0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%满足最小配筋率的要求。（四）次梁设计（1）荷载设计值永久荷载设计值板传来永久荷载：3.552×2.5=8.88kN/m次梁自重：0.2×（0.45-0.08）×1.2×25=2.22kN/m次梁粉刷：0.015×（0.4-0.08）×2×20×1.2=0.266kN/m活荷载设计值q=9.1×2.5=22.75kN/m荷载总设计值g+q=11.366+22.75=34.116kN/m（2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×750mm。计算跨度：边跨l0=ln+a/2=6000-120-300/2+240/2=5850<1.025ln=5873.25mm取l0=5850mm中间跨l0=ln=6000-300=5700mm因跨度差小于10，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下图所示(3)内力计算弯矩设计值。由表查得弯矩系数分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14。M1=-MB=(g+q)l02/11=34.116×5.85²/11=106.139kN·mM2=(g+q)l02/16=34.116×5.7²/16=69.277kN·mMC=-(g+q)l02/14=-34.116×5.7²/14=-79.173kN·m剪力设计值。由表查得剪力系数分别为：Ain=0.45;Bex=0.60;Bin=0.55；Cex=0.55;Cin=0.55VA=0.45(g+q)ln1=0.45×34.116×5.73=87.968kNVBl=0.60(g+q)ln1=0.60×34.116×5.73=117291kNVBr=VC=0.55(g+q)ln2=0.55×34.116×5.7=106.945kN（4）承载力计算（a）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，翼缘宽度取bf=l0/3=6000/3=2000mm；又bf=b+Sn=200+2300=2500mm所以取bf=2000mm。环境类别一级，C25混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。一排纵向钢筋h0=450-35=415mm。C25混凝土，1=1.0，c=1,fc=11.9N/²,ft=1.43 N/²,纵向钢筋采用HPB335级钢筋，fy=300N/²,箍筋采用HRB235，fy=210N/²，正截面承载力计算过程如下表。截面1B2C弯矩设计值（kN·m）106.139-106.13969.277-79.173as0.0260.260.0170.1930.0260.300.0170.216计算配筋(mm²)856987.7559.67711.144实际配筋As(mm ²)18+220As=882.5418As=101718+20As=568.716+218As=710.1计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力分布的原则。As/(bh)=568.7/(200×450)=0.63%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.27/300=0.1905%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。（b）斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、箍筋计算和最小配箍率验算。箍筋采用HRB235级钢筋，fy=210kN/mm ²。验算截面尺寸：Hw=h0-hf=415-80=335mm，因hw/b=335/200=1.675<4，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0=0.25×11.9×200×415=246.9kN>Vmax=117.291kN截面尺寸满足要求。计算所需箍筋：采用6双肢箍筋。计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7ftbh0+1.25fyh0Asv/s，可得到箍筋间距。S=1.25fyAsvh0/(Bbl-0.7×ftbh0)=1.25×300×56.6×365/(85.59×1000-0.7×1.27×200×365)=141.731mm。调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距，S=0.8×141.731=113.38mm ，取S=120mm.为方便施工，沿梁长不变。验算配箍率下限值：0.24ft/fy=0.24×1.27/210×100%=0.1633%实际sv=Asv/(bs)=56.6/(200×120) ×100%=0.24%满足要求。（五）主梁设计（主梁按弹性方法设计）（1）荷载设计值为了简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载：11.366×6=68.196kN主梁自重：0.75-0.08×0.3×2.5×25+2×（0.75-0.08）×0.015×20×2.5 ×1.2=16.28kNG=68.196+16.281=84.477kN 取G=84kNQ=22.75×6=136.5kN（2）计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为240mm，中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上。其计算跨度边跨：ln=7500-200-120=7180mm 1.025ln+b/2=1.025×7180+400/2=7559.5mmln+(a+b)/2=7180+(240+400)/2=7500mm取l0=7500mm主梁的计算简图如下所示，因跨度差小于10，故可利用课本附表公式计算内力。计算过程及内力图见下页。（3）内力设计值及包络图 内力设计值包括弯矩设计值和剪力设计值，计算过程及包络图详见下页。荷载工况弯 矩剪 力VA=0.733×84=61.572kNMa= VA×2.5=153.93kNMb= VA×5=97.86kNMB=-0.267×84×7.5=-168.21kNVB=2.267×84=190.428kNMc=61.572×10-84×7.5-84×5+190.428×2.5=41.79kNVA=0.733×84=61.572kNV1= VA-84=-22.428kNVbl= V1-84=-106.428kNVbr=1×84=84kNV2=84-84=0kN计算公式同VA=100.055kN Ma=250.136kN Mb=159.025kN MB=-273.341kNVB=309.446kN Mc=67.915kN计算公式同VA=100.055kN V1=-36.445kNVbl=-172.945kN Vbr=136.5kN V2=0kN计算公式同VA=118.209kN Ma=295.523kN Mb=249.523kN MB=-136.159kNVB=154.791kN计算公式同VA=118.209kN V1=-18.291kNVbl=-154.791kN Vbr=0kN V2=0kN计算公式同VA=94.049kN Ma=235.121kN Mb=128.995kN MB=-318.386kNVB=345.755kN Mc=98.626kNMd=174.388kN MC=-182.2275kN计算公式同VA=94.049kN V1=-42.451kNVbl=-178.951kN Vbr=166.803kN V2=30.303kN计算公式同VA=-18.155kN MB=-318.386kNVB=154.655kN Mc=205.088kN计算公式同VA=-18.155kN V1=-18.155kNVbl=-18.155kN Vbr=136.5kN V2=0kN计算公式同VA=112.203kN Ma=280.508kN Mb=219.765kN MB=-182.228kNVB=90.09kN计算公式同VA=112.203kN V1=-24.297kNVbl=-160.797kN Vbr=30.303kN V2=30.303kN (4)承载力计算(a)正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因bf/h0=80/715=0.11>0.1，翼缘计算宽度按l0/3=7.5/3=2.5m和b+Sn=7.5m较小值确定，取bf=2.5m。B支座边的弯矩设计值MB=MBmax-V0b/2=-486.596+(84+136.5) ×0.4/2=-442.496kN·m。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。计算过程如下表所示。截面1B2弯矩设计值（kN·m）449.453-486.596216.878-94.369as0.0310.280.0140.052s0.9840.830.9930.973计算配筋(mm²)2206.52832.21018.2452.2实际配筋As(mm ²)720As=2200320+522As=2841216+220As=1030218As=509(b)斜截面受剪承载力验算截面尺寸：Hw=h0-hf=690-80=610mm，因hw/b=610/300=2.03<4，截面尺寸按下式计算：0.25cfcbh0=0.25×1×11.9×300×610=544.425kN>Vmax279.373kN，截面尺寸满足要求。计算箍筋,采用8200双肢箍筋。VCS=0.7ftbh0+1.25fyAsv/h0= 0.7×1.27×300×690+1.25×100.6×690/200=314.174 kNVa max=179.781<VCS VBr max=279.52<VCS VBl max=250.803<VCS故不需要配置弯起钢筋。次梁两侧附加横向钢筋计算：次梁传来的集中力Fl=68.196+136.5=204.696kN,h1=750-450=300mm,附加 布置范围s=2h1+3b=2×300+3×200=1200mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=s/b+1=1200/160+1=7，取8排，次梁两侧各4排。另加吊筋118，Asb=254.5mm²,由2fyAsbsin+m·nfyAsv1=2×300×254.5×0.7078×2×210×50.3=276.97kN>Fl=204.696kN，满足要求。因主梁的腹板高度750-80=670mm>450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214,308/（300×670）=0.24815%0.1%满足要求. 板、主、次梁配筋图见附图