h朱厚江钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计.doc
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1、塔里木大学混凝土结构课程设计钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计1设计资料本设计为单层工业厂房。设计时,只考虑竖向荷载作用,要求完成钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖的结构设计。根据初步设计成果,提出设计资料及数据如下:1、墙体厚度370mm,结构横向长L1m,结构纵向长L 2m。楼梯位于该层平面的外部,本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向(板道桥方向),双向板(房建方向)肋形结构;2、该建筑位于非地震区;3、建筑物安全级别为二级;4、结构环境类别二类;5、建筑材料等级: 混凝土强度等级:见表中所给; 钢筋:板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HPB235级,梁中受力筋HRB335级;6、荷载:钢筋混凝土重力
2、密度为25kNm3,楼面面层为水磨石(25mm厚水泥砂浆,自重为20kNm2);梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm,重力密度为17kNm3),楼面活荷载标准值见表1所示;7、结构平面布置及初估尺寸:板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm。柱:bh400mm400mm,柱子的高度为4m;8、使用要求:梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见混凝土结构学课本附录;9、地基承载力为250KN/m2;10、采用的规范:混凝土结构设计规范(GB50010-2010),建筑结构荷载规范(GB50092001)。1.1 楼面做法水泥砂浆面层(厚,容重)钢筋混凝土现浇板(容重)板底混合砂浆抹灰(15mm
3、厚,容重)1.2 楼面荷载永久荷载分项系数=1.2,可变荷载标准值为=3.0KN/m2,分项系数1.4。1.3 材料选用混凝土C30()钢筋采用HPB235()级钢筋。1.4 结构平面布置 由上图可知,支承梁纵向布置,跨度为10000mm,支承梁横向布置,跨度为8000mm。 板按塑性理论方法计算,板的长边与短边之比小于2故为双向板梁楼盖。2双向板计算2.1 确定板厚h和梁截面板的厚度h=(),且h80mm(为双向板的短向计算跨度)得h=200mm。拟设梁截面bh=450mm1000mm。2.2 荷载计算25mm水泥砂浆面层 0.025 20 = 0.50 kNm2200mm钢筋混凝土板 0.
4、20 25 =5.0 kNm215mm混合砂浆天棚抹灰 0.015 17= 0.255 kNm2恒载标准值 5.755 kNm2永久荷载设计值 g = 1.2 5.7556.9 kNm2可变荷载设计值 q = 1.4 3.04.20 kNm2合计 11.1 kNm22.3 按塑性理论计算2.3.1 弯矩计算(1)中间区格板A 计算跨度: 取,采用分离式配筋,故得跨内及支座塑性绞线上的总弯矩分别为: 由于区格板A四周与梁连接,内力折减系数为0.8,代入到下式,即29.55+24.53+219.1+29.06=(2)边区格板B计算跨度: 取,由于B区格板为三边连续一边简支,无边梁,内力不作折减。又
5、由于长边支座弯距为已知, 代入29.55+24.56+201.31+29.11=(3)边区格板C 计算跨度: 则内力折减 取,由于短边支座弯距为已知, 代入29.595+24.53+219.19+95.43=(4)角区格板D 计算跨度: 取, 代入29.595+27.595+235.94+144.84=2.3.2配筋计算各区格板跨内及支座弯距已求得,取截面有效高度=200mm-25mm=175mm, mm,即可以近似按计算钢筋截面面积,计算结果如表2.1,表2.2。 表2.1 双向板跨中弯矩配筋 截 面m/(kNm)H0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mm2跨中A区格lox方向loy方向
6、10.546.32 175165 30219281506140335202B区格lox方向loy方向 15.899.53 175165 45529081108170457296C区格lox方向loy方向 12.307.38 175165 35222481406110359257D区格lox方向loy方向 21.8113.09175165 625398101258125628402 表2.2 双向板支座配筋 截 面m/(kNm)H0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mm2支座 A-B 21.08 175 60481508180335+279=614 A-C12.64 175 362614083
7、00202+168=370 B-D 19.07 175 54681708200296+251=547C-D 24.59175 70481408140359+359=7183支承梁计算(按弹性理论)梁的尺寸取为450mm1000mm,柱的尺寸为600mm600mm。双向板传给支承梁的荷载分布为:双向板长边支承梁上荷载承梯形分布,短边支承梁上荷载呈三角形分布。支承梁结构自重及抹灰荷载为均匀分布。如下图所示。 3.1 纵向支承梁3.1.1荷载计算梁自重 1.2250.45(1-0.2)=10.8kN/m 梁侧抹灰 21.2170.015(1-0.2)=0.49kN/m 梁传来的均布荷载 g1=10.
8、8+0.49=11.29kN/m板传来的恒载(三角形荷载) g2=6.9kN/m28m=55.2kN/m板传来的活荷载 q=4.2kN/m28m=33.6kN/m3.1.2计算跨度主梁端部搁置在壁柱上,其支撑长度为370mm,柱的截面尺寸为400mm400mmm。计算跨度计算如下。边跨 = 则取中间跨 =8-0.4=7.6m 则取跨度差 (7.805-7.6)/7.805=2.6%10% 则可以按等跨连续梁计算计算简图如下3.1.3弯矩及剪力计算在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系表进行,支座截面最大弯矩计算,通过查表知其中求M时。其结果如下:序号计算简图 中间支座MB
9、MC-68.78-65.21-210.17-199.27-63.96-60.65-63.96-60.65 -149.68-40.03 -42.22-141.92最不利荷载组合 +-342.91-325.13 +-342.910-325.13 +-428.75-304.51 +-321.29-406.40横梁弯矩包络图(单位:KN/m)横梁剪力包络图(单位:KN)3.1.4截面支承梁计算主梁跨内截面按T形截面计算,其翼缘计算宽度为边跨 中间跨 取 判别T形截面类型 边跨中 跨均属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算,支座与跨中均按一排钢筋考虑,取=930mm正截面承载力计算截面边跨跨内 中间支
10、座 中间跨内 M1 MB M2正弯矩 M2负弯矩 M 238.23 -428.75 131.08 -406.40 V0b/2 70.63 70.63M- V0b/2 -358.12 335.770.0074 0.0111 0.00420.0107 0.00740.01120.00420.0108h0V1391407.9V1391407.9V418918.5V418918.5V418918.5V选用箍筋282828101101101构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距s2502502503.2 纵向支承梁3.2.1荷载计算梁自重 1.2250.25(1-0.2)=6kN/m 梁侧抹灰 21.21
11、70.015(1-0.2)=0.49kN/m 梁传来的均布荷载 g1=6+0.49=6.49kN/m板传来的恒载(T形荷载) g2=6.49kN/m28m=51.92kN/m板传来的活荷载 q=4.2kN/m28m=33.6kN/m3.2.2计算跨度主梁端部搁置在壁柱上,其支撑长度为370mm,柱的截面尺寸为400mm400mmm。计算跨度计算如下。边跨 = m m 则取=9.855m中间跨 则取跨度差 (9.855-9.6)/9.855=2.6%10% 则可以按等跨连续梁计算计算简图如下3.2.3弯矩及剪力计算 将支承梁上的梯形荷载根据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载,如图 通过等效
12、转换计算得板传来的T形恒荷载(g2=28.14kN/m)转换为均布荷载为19.64kN/m,板传来的T形活荷载(q=31.2kN/m0转换为均布荷载为21.78kN/m. 按等效均布荷载确定支座截面弯矩值,然后再按单跨梁在梯形荷载作用下按结构力学的方法求得梁跨内截面弯矩和支座剪力。序号 计算简图中间支座M2M3 -109.65-104.05-398.86-378.49 -121.39-115.19 -121.39-115.19 -284.06-76.03 -80.12-269.55最不利荷载组合 + -629.90-597.73 + -629.90-597.73 +-792.57-558.57
13、 +-588.63-752.09 纵梁弯矩包络图(单位:KN/m)纵梁的剪力包络图(单位:KN)3.2.4截面支承梁计算主梁跨内截面按T形截面计算,其翼缘计算宽度为边跨 中间跨 取 判别T形截面类型 边跨中 跨均属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算,支座与跨中均按二排钢筋考虑,取跨内负截面在负弯矩作用下按矩形截面计算正截面承载力计算截面边跨跨内 中间支座 中间跨内 M1 MB MC M2 M 617.25 -792.57 -752.09 357.37 V0b/2 47.19 47.19M- V0b/2 -745.38-704.900.0152 0.01830.01780.0090 0.01
14、530.01850.01800.0090h0V1391407.9V1391407.9V1391407.9V418918.5V418918.5V418918.5V418918.5V选用箍筋28282828101101101101构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距s2502502502504在荷载效应的准永久组合作用下,受弯构件(A区格)的裂缝验算4.1A区格梁的裂缝验算由结力求解器3种荷载组合的最大弯矩: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ,按下列公式计算:准永久荷载效应组合: Oy方向 T形截面,取满足要求,可以。 Oy方向准永久荷载效应组合: T形截面, 取满足要求,可以。4.2A
15、区格板的裂缝验算同理:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ,按下列公式计算 Oy方向 矩形截面,取满足要求,可以。 Ox方向 矩形截面, 满足要求,可以。5挠度验算(以A区格为例)5.1A区格梁的挠度验算1)钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 :2)受压翼缘面积与腹板有效面积的比值: T形截面:Ox方向 Oy方向 3)纵向受拉钢筋配筋率Ox方向Oy方向 4)钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式计算:Ox方向Oy方向5)考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数当时, 受弯构件的长期刚度 B,可按下列公式计算 Ox方向 Oy方向 6)挠度Ox方向 可以满足规范要求Oy方向 可以满足规范要求5.2A区格板
16、的挠度验算 1)钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 :2)受压翼缘面积与腹板有效面积的比值: 矩形截面:Ox方向 Oy方向 3)纵向受拉钢筋配筋率Ox方向Oy方向 4)钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式计算:Ox方向Oy方向5)考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数当时, 受弯构件的长期刚度 B,可按下列公式计算 Ox方向 Oy方向 6)挠度Ox方向 可以满足规范要求Oy方向 可以满足规范要求6柱的配筋计算 柱的平面布置图6.1梁传至柱端的荷载由可变荷载效应控制组合 (2)由永久荷载效应控制的组合有以上可知,以可变荷载效应控制的组合为主故取柱子轴心受压: 则按构造配筋 选柱子截面配筋图21薃肀
17、莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀
18、芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈
19、莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈
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