单向楼板设计Word文档格式.docx
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楼面梁格布置如图(三)所示,主梁、次梁的跨度分别为5.4m和6m,板的跨度为2m,主梁沿横向布置,每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力,梁的弯矩图较平缓,对梁工作有利。
图(三)
2.2截面尺寸
因结构的自重和计算跨度都和板得厚度,梁的截面尺寸有关,故应先确认板、梁的截面尺寸。
板:
按刚度要求,连续板的厚度取60mm,对一般工业厂房的楼盖h>
l/40=2000/40=50mm,故取80mm。
次梁:
截面高
h=(1
~1)l
11
=(~)X5400=300~450m,m取h=400mm,
18
12
1812
截面宽b=200mm。
主梁:
h=(1~
1)l=
(~)X6000=430~750m,m取h=600mm,截
14
8
148
面宽b=300mm。
三、板的设计
3.1荷载设计
因为取1m宽板带,按考虑塑性内力重分布法计算。
荷载计算见表
表一荷载计算
荷载种类
荷载标准值(KN/m)
永久荷载g
水磨石地面
80mm厚钢筋混泥土
12mm石灰砂浆抹灰
1×
0.65=0.65kNm
25×
0.08=2.00kNm
17×
0.012=0.204kNm
小计
2.854kNm(取2.9kNm)
活荷载q
均布活荷载
6=6kNm
3.2总荷载设计值
3.2.1可变荷载效应控制组合
g+q=1.2×
2.9+1.3×
6=11.28kNm
3.2.2永久荷载效应控制组合
g+q=1.35×
2.9+0.7×
1.3×
6=9.375kNm
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=11.28kNm。
3.3计算简图
计算跨度因次梁截面为200mm×
400mm,故
边跨l01=ln+h/2=(2000-250-200/2)+80/2=1690mm中跨l02=ln=2000-200=1800mm
故边跨取1690mm,中跨取1800mm。
因l01与l02相差极小,故可按等跨连续板计算内力,板得计算简图如图(四)a、b。
a图
b图单位:
mm图(四)
3.4弯矩设计值
M1=1gqlo2111.281.6922.929kNm
111lo11
MB
111.281.6922.929kNm
M2=116
2gql2o
111.281.8022.284kNm
16
Mc
114(gq)l02
111.281.8022.611kNm
3.5配筋计算
板厚h=80mm,h0=80-20=60mm;
C25混泥土的强度fc=11.9N/mm2;
HPB235级钢筋fy=210N/mm2。
.
轴线○2~○5间的板带,其四周均与梁整体浇筑,故这些板得中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%(见表二中括号内数值),但边跨及第一跨内支座的弯矩(M1、MB)不予折减。
计算截面
1
B
2
C
设计弯矩M/N·
m
2929
-2929
2284.2
(1827.36)
-2610.5
(2088.4)
M
0.068
0.053
0.061
as2
sfcbh02
(0.0424)
(0.0488)
112as
0.070
0.054
(0.0432)
0.063
(0.0504)
表二板的配筋计算
As
fcbh0fy
/mm2
222
184(147)
214(171)
轴线○2
8/10@190
8@190
~○5
As339
As265
选配钢筋(mm2)
轴线○1
~○2○5
~○6
3.5.1选配钢筋
对轴线○2~○5之间的板带,第一跨和中间跨板底钢筋为8/10@190。
此间
距小于200mm,且大于70mm,满足构造要求。
由于采用分离式配筋,支座B的配筋为8/10@190。
在支座C的配筋为
8@19。
3.5.2受力钢筋的截断
由于均布活荷载q和均布恒荷载g的比值,故ln420004500mm,取510mm;
ln720007285mm,取300mm。
上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。
主梁上部得附加短钢筋,伸入板得长度为l04540041350mm故取1500mm,上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。
3.5.3构造配筋
分布钢筋用A8@20,0附加钢筋用A8@20。
板的配筋详见配筋图
四、次梁设计
4.1荷载设计
因为次梁的荷载为次梁自重及左右两侧板传来的荷载,而板得跨度为2m,
故在次梁左右各取1m的板带作为负荷范围,并以此来计算。
计算结果见表三
表三荷载计算
荷载标准值(KN/m)
板传来的恒荷载
次梁自重
次梁粉刷
2.925.8kNm
250.2(0.40.08)1.21.92kNm
170.012(0.40.08)21.20.157kNm
7.88kNm
2612kNm
4.2总荷载设计值
沿次梁跨度总的设计荷载g+q=19.877kNm,取19.88kNm
4.2.1可变荷载效应控制组合
gq1.27.881.31225.056kNm
4.2.2永久荷载效应控制组合gq1.357.880.71.31221.558kNm
可见,对次梁而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行
次梁内力计算时取gq25.056kNm,取25.06kNm
4.3计算简图
次梁在砌体上支撑宽度为240mm,故
边跨l011.025ln1
1.025(5400250300)5125mm
300370
l01ln10.5a54002505185mm
22
中跨l02ln54003005100mm
取两者较小者,故l015125mm
跨度差5.1255.100100%0.49%10%
5.100
mm图(五)
4.4内力计算
4.4.1设计弯
1212
M1MB(gq)l02125.065.125259.84kNm
1B110111
此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算。
M2116(gq)l02211625.065.10240.74kNm
VA0.45(gq)ln10.4525.065.0056.39kN
VBl0.6(gq)ln10.625.065.0075.18kN
VBr0.55(gq)ln20.5525.065.1070.29kN
VClVCr0.55(gq)ln20.5525.065.1070.29kN
4.5正截面承载能力计算
次梁的跨中截面按T形截面进行承载能力计算,其翼缘的计算宽度b'
f可按
列式子中较小值采用。
按跨度b'
fln51001700mm
f33
按梁净跨bfbs030018002100mm
0.220.1,故b'
f不受此条限制,取
b'
f1700mm计算。
'
'
hf806
fh'
ffc(h0f)17008011.9(40035)526.0106Nm
62.79106Nm
故此值大于跨中弯矩设计值,故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。
支座按矩形截面计算。
正截面配筋见表四
表四次梁正截面配筋计算表
设计弯矩M(KN·
m)
59.84
-59.84
40.74
-46.56
支座
Ms2sfcbh02
0.189
0.147
跨内
Msfcb'
fh02
0.022
0.015
0.211<
0.35
0.160<
Asfbh0
fy
(mm2)
873
661
Asfbfh0
812
531
选配钢筋
2201B16
(829.1)
320
(942)
2161B14(555.9)
318
(763)
4.6斜截面强度计算
a.复核梁截面尺寸
3
0.25fcbh00.2511.9200365217103NVBl75.18kN故截面尺寸满足要求。
b.验算是否需按计算配置腹筋
A支座:
0.7ftbh00.71.2720036565.9103NVA56.39kN应按构造配置横向钢筋
取双肢6@150箍筋,则
满足要求
B支座左侧:
0.7ftbh00.71.2720036564.90103NVBl75.18kN
应按计算配置横向钢筋
nAsv1V0.7ftbh0(75.1864.9)103
s1.25fyvh01.25210365
选用双肢6@150箍筋
B支座右侧:
0.7ftbh00.71.2720036564.90103NVBr70.29kN应按计算配置横向钢筋
C支座:
0.7ftbh00.71.2720036564.90103NVC70.29kN应按计算配置横向钢筋
计算过程同B支座左侧,最后均取双肢箍筋A6@150。
五、主梁设计
5.1荷载计算
为简化计算,主梁自重按集中荷载考虑。
见表六表六荷载计算
次梁传来的恒荷载
7.885.442.552
永久荷载
主梁自重
250.30(0.60.08)21.29.36
g
主梁粉刷
170.012(0.60.08)221.20.509
52.421取52.4
12672
5.2总荷载设计值
5.2.1可变荷载效应控制组合
gq1.252.41.372156.48kN/m
5.2.2永久荷载效应控制组合
gq1.3552.40.71.372136.26kN/m可见,对主梁而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行主梁内力计算时恒荷载组合值取g62.88kN/m。
活荷载组合值取q93.6kN/m。
5.3计算简图
假定柱的截面为400mm400mm,楼层高度为4.5m。
由于主梁的线刚度较柱的刚度大很多,故中间支座绞支座考虑。
计算跨度:
中间跨l026000mm
0.37
边跨l016.00.255.935m
又1.025ln10.151.025(6.00.150.25)0.155.89m
故计算跨度取l016000mm,所以边跨、中跨一律采用6000mm。
计算简图如图(六)a、b所示。
mm
图(六)
5.4内力计算
5.4.1弯矩计算因为是按等跨考虑,弯矩计算见表七。
故
表七主梁弯矩计算
序号
荷载图
kM1
kMB
kM2
kMC
0.244
-0.267
0.067
①
92.06
-100.73
25.28
0.289
-0.133
②
162.30
-74.69
③
-0.044
0.200
-24.71
112.32
0.229
-0.311
0.170
-0.089
④
128.61
-174.66
95.47
-49.98
-0.03
⑤
-16.85
①+②
254.36
-175.42
-49.41
荷
①+③
67.35
138.60
载
组
合
①+④
220.67
-275.39
120.75
-149.98
①+⑤
75.21
-150.71
有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,得出如图(七)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(七)弯矩包络图单位:
KN·
5.4.2剪力计算
主梁受集中力恒荷载g62.88kN、活荷载q93.6kN作用下。
其剪力计算
见表八。
表八主梁剪力计算
荷载布置
kVkVBlkVBrkVClkVCl
恒
荷载组合
0.733
46.09
0.866
81.06
-12.45
0.689
64.49
-8.33
-1.267
-79.67
-1.134
-106.14
-1.311
-122.71
1.267
62.88
79.67
93.6
1.222
114.38
0.778
72.82
-0.788
-72.82
-1.222
-114.38
1.134
106.14
1.333
12.45
0.089
8.33
1.311
122.71
127.15-185.8162.88
62.88185.81
33.64-92.12156.48156.4892.12
110.58
-202.38
177.26
-9.94
88.00
37.76
-85.00
135.70
-51.5
202.38
将各控制截面的组合剪力值绘于同一坐标图上,即得剪力叠加图,其外包线即是剪力包络图,如图(八)所示。
图中括号内的数值表示按永久荷载效应控制的组合的相应计算值。
可见,对主梁而言,按可变荷载效应控制的组合所得的内力设计值将控制截面配筋。
图(八)剪力包络图单位:
KN
5.5主梁正截面承载能力计算
主梁的正截面承载力计算见表九跨内翼缘计算宽度
f600032000mm
按梁的净距b'
f12051005220mm
因为h'
f/h080/5650.140.1,故不受此项限制,故翼缘计算宽度取b'
f2000mm。
hf80
ffc(h0f)20008011.9(60035)
999.6106Nm201.56106Nm
为第一类T型梁
表九主梁正截面计算
设计弯矩/KN·
201.56
-218.30
107.46
b
MbMbVb2
-199.64
/kNm
a
201.56106
asfcb'
6
199.64106
107.46106
11.920005402
或
11.93005402
11.920005652
0.029
0.192
(二排,矩形截面)
0.014(一排,T形截面)
s2
sfcbh02
(二排,T形截面)
0.215
0.014
Asffcbh0
Asffcb'
fh0
1242.36
1151.325
627.53
mm2
218(直)
518
216118
As1272mm2
116(直)21(6弯)11(8弯)
As656.5mm2
As1366.5mm2
5.6主梁斜截面承载能力计算
因hwb4853001.614,属一般梁,取
0.25fcbh00.2511.9300540481.95103NVBl160.78kN故截面尺寸满足要求
b.验算是否选计算配置横向钢筋
A支座:
0.7ftbh00.71.27300565150.686kNVA100.76kN应按构造配置横向钢筋
B支座左:
0.7ftbh00.71.27300540144.018kNVBl160.78kN
B支座右:
0.7ftbh00.71.27300540144.018kNVBr140.38kN
无需配置横向钢筋
c.横向钢筋计算
采用双肢8@200箍筋,间距小于smax250mm,配筋率
验算支座A:
Vcs0.7ftbh01.5fyv
Assvh0
s
0.71.273005651.5300250.3565
200
278.573103NVA100.76kN
验算支座B:
A
Vcs0.7ftbh01.5fyvsvh0s
250.3
0.71.273005401.5300540
266.247103NVBl160.78kN
5.7主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载Fl42.672114.6kN。
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FlmnfyAsv,则附加箍筋个数114.6103
m3.80个
230050.3
此箍筋的有效分布范围s2h13b215033001200mm,取8个
8@100,次梁两侧各4个。
5.8抵抗弯矩图
前面根据主梁各跨内和支座最大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和截断。
主梁纵筋的弯起和截断位置可以通过绘制抵抗弯矩图的方法来解决。
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量。
其抵抗弯矩图以及主梁配筋详见配筋图。
因hwb4853001