混凝土單向板設(shè)計

1、混凝土結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計 單向板肋梁樓蓋設(shè)計某多層廠房的建筑平面圖如圖所示，環(huán)境類別為一類，樓梯設(shè)置在旁邊的附屬房內(nèi)。樓面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為8，樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。試進(jìn)行設(shè)計，其中板，次梁按塑性內(nèi)力分布設(shè)計，主梁內(nèi)力按彈性理論計算。1、 設(shè)計資料（1） 樓面做法：水磨石面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板；20mm混合砂漿抹底。（2） 材料：混凝土強度等級C25；梁鋼筋采用HRB400級鋼筋，板采用HPB300級鋼筋。2、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為8.0m，次梁的跨度為8.0m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為8/32.7m，因此可按單向

2、板設(shè)計，按跨高比條件，要求板厚h2700/30=90mm，對于工業(yè)廠房的樓蓋板，要求h70mm，取板厚h=90mm。（注：在民用建筑中，樓板內(nèi)往往要雙向布設(shè)電線管，故板厚常不宜小于100mm）次梁截面高度應(yīng)滿足=8000/188000/12=444mm666mm，考慮到樓面可變荷載比較大，取h=600mm。截面寬度取b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足，取h=750mm，截面寬度取為b=300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖23、 荷載的設(shè)計（1）荷載 板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 水磨石面層 100mm鋼筋混凝土板 0.09×25= 20mm混合砂漿 0.02×17= 小計 板的可變荷

3、載標(biāo)準(zhǔn)值 8.0 永久荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0，所以可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.3，于是板的 永久荷載設(shè)計值 g=3.24×1.2=3.89 可變荷載設(shè)計值 q=8×1.3=10.4荷載總設(shè)計值 g+q=14.29，近似取g+q=14.5（2）計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。次梁的截面為200mm×600mm，板的計算跨度：邊跨 = =2700200/2=2600mm；中間跨= =2700200=2500mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示。（3）彎矩設(shè)計值不考慮板拱作用截面彎矩的折減。由表

4、11-1可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊支座-1/16；邊跨中1/14；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。故=（g+q）/16=-14.5×/16=6.13KN·m=（g+q）/14=14.5×/14=7.00KN·m=（g+q）/11=-14.5×/11=8.91KN·m=（g+q）/14=-14.5×/14=6.47KN·m=（g+q）/16=14.5×/16=5.66KN·m（4） 正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一級，C25混凝土，板的最小保護層厚度C=15m

5、m。假定縱向受力鋼筋直徑d為10mm，板厚90mm，則截面有效高度=hcd/2=901510/2=70mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9；HPB300鋼筋，=270。板配筋計算的過程列于表。板的配筋計算截面A1B2C彎矩設(shè)計值（）-6.137-8.915.66-6.470.1050.1200.1530.0970.1110.111<0.350.128<0.350.165<0.350.102<0.350.118<0.35計算配筋（）342.5394.9509.1314.7364.1實際配筋（）?8150=335?10200=393?1015

6、0=523?8150=335?10200=393計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；/bh=335/(1000×90)=0.37%，此值大于0.45=0.45×1.27/270=0.21%,同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。4次梁設(shè)計根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。（1） 荷載設(shè)計值 永久荷載設(shè)計值 板傳來永久荷載 3.89×2.7=10.50KN/m 次梁自重 0.2×(0.60.09)×25×1.2=3.06KN/m 次梁粉刷 0.02

7、5;(0.60.09)×2×17×1.2=0.42KN/m 小計 g=13.98KN/m 可變荷載設(shè)計值 q=10.4×2.7=28.08KN/m 荷載總設(shè)計值 gq=28.0813.98=42.06KN/m （2）計算簡圖 按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。主梁截面為300×750。計算跨度： 邊跨=8000100300/2=7750mm 中間跨 =8000300=7700mm 因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖見圖。（3）內(nèi)力計算由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：=(gq)/24= 42.06

8、5;7.75²/24=105.26=(gq)/14= 42.06×7.75²/14=180.44=(gq)/11= 42.06×7.75²/11=229.66=(gq)/16= 42.06×7.7²/16=155.86=(gq)/14= 42.06×7.7²/14=178.12剪力設(shè)計值：=0.50×42.06×7.75=162.98KN=0.55×42.06×7.75=179.28KN=0.55×42.06×7.7=178.12KN（4） 承載

9、力計算 1）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度取=/3=8000/3=2670mm、+=200+2500=2700mm，b+12=200+12×90=1280mm三者的較小值，故取=1280mm。除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境類別一級，C25混凝土，梁的最小保護層厚度c=20mm。假定箍筋直徑10mm，縱向鋼筋直徑20mm，則一排縱向鋼筋=600-20-10-20/2=560mm，二排縱向鋼筋=560-25=535mm。C25混凝土，=1.0，=1，=11.9N/，=1.27N/；縱向鋼筋采用HRB400鋼，=360 N/

10、，=360 N/。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。11次梁正截面受彎承載力計算截面A1B2C彎矩設(shè)計值（）-105.26180.44-229.66155.86-178.12或=0.141=0.038=0.308=0.033=0.2390.153<0.350.039<0.350.340<0.350.034<0.3.50.278<0.35或566.4924.11258.8805.61029選配鋼筋（）220 =628320 =942420 =1256220+116 =829220+216 =1030 計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.

11、35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；/(bh)=628/(200×600)=0.52%，此值大于0.45=0.45×1.27/360=0.15%,同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。 2）斜截面受剪承載力 斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配箍率驗算。驗算截面尺寸： =535-90=445mm，因=445/200=2.23<4，截面尺寸按下式驗算： =0.25×1×11.9×200×535=318.33×N>=179.28KN截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋： 采用6雙肢箍筋，計算支座B左側(cè)截

12、面。由，可得到箍筋間距=230mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)增強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，s=0.8×230=184mm，截面高度在300500mm的梁，最大箍筋間距200mm最后取箍筋間距s=180mm。為方便施工，沿梁長不變。驗算配筋率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為0.3=0.3×1.27/360=0.11%,實際配箍率=100.6/(200×100)=0.28%>0.11%,滿足要求。5.主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(shè)計（1） 荷載設(shè)計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載 13.98&#

13、215;8=111.84kN主梁自重（含粉刷）（0.750.09）×0.3×2.7×25+2×(0.750.09)×0.02×2.7×17×1.2=17.82KN永久荷載設(shè)計值 G=111.82+17.82=129.66KN可變荷載設(shè)計值 Q=28.08×8=224.64 KN（2）計算簡圖 因主梁的線剛度與柱線剛度之比大于5，豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù)梁計算，按彈性理論設(shè)計，計算跨度取支承中心線之間的距離，=8000mm。主梁的計算簡圖見圖，可利用附表62計算內(nèi)力。 （3）內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖1）彎矩設(shè)

14、計值彎矩 式中系數(shù)、由附表62相應(yīng)欄內(nèi)查得。=0.244×12.966×8+0.289×224.64×8=772.464=0.267×12.966×80.311×224.64×8=835.86=0.067×12.966×8+0.200×224.64×8=428.922）剪力設(shè)計值剪力 式中系數(shù)、附表62相應(yīng)欄內(nèi)查得。=0.733×12.966+0.866×224.64=289.58 KN=1.267×12.9661.311×224.64

15、=450.78 KN=1.0×12.966+1.222×224.64=404.17 KN3） 彎矩包絡(luò)圖第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載由附表62知，支座B或C的彎矩值為：=0.267×12.966×80.133×224.64×8=515.97在第1跨內(nèi)：以支座彎矩=0，=515.97的連線為基線，作G=129.66KN，Q=224.64 KN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為： =1/3(129.66+224.64)X8515.97/3=772.81(與前面計算的=772.46接近) =1/

16、3(129.66+224.64)×82×515.97/3=600.82 在第2跨內(nèi)：以支座彎矩=515.97，=515.97的連線為基線，作G=138.17 KN,，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：=1/3×129.66×8515.97=170.21。第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=835.86的連線為基線，作G=129.66 kN，Q=224.64 kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1/3(129.66+224.64)×8854.04/3=6

17、66.181/3(129.66+224.64)×82×854.04/3=387.56在第2跨內(nèi)：=0.267×129.66×80.089×224.64×8=436.90。以支座彎矩=835.86，=436.90的連線為基線，作G=129.66 kN，Q=224.64 kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：=1/3(129.66+224.64)×8436.90+2/3(835.86+436.90)=241.93=1/3(129.66+224.64)×8436.90+1/3(854.

18、04+436.90)=374.91第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載=0.267×129.66×80.133×224.64×8=515.97第2跨兩集中荷載作用點處的彎矩為：=1/3(129.66+224.64)×8515.97=428.83(與前面計算的=428.92接近)第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：=1/3×129.66×81/3×515.97=173.77=1/3×129.66×82/3×515.97=1.78彎矩包絡(luò)圖如圖所示。（4）承載力計算1）正截面受彎

19、承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因跨內(nèi)設(shè)有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計算寬度按=8/3=2.7m和b+=8m中較小值確定，取=2.7m。主梁混凝土保護層厚度的要求以及跨內(nèi)截面有效高度的計算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計算方法有所不同。板混凝土保護層厚度15mm、板的上部縱筋10mm、次梁上部縱筋直徑22mm。假定主梁上部縱筋直徑25mm，則一排鋼筋時，=75015102225/2=690mm；二排鋼筋時，=69025=665mm?？v向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均為1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。B支座邊的彎矩設(shè)計值=-835.86+458.78×0.30/2=767.04。正截面受彎承載力的計算過程列于表。主梁正截面承載力計算截面1B2彎矩設(shè)計值（）772.46-767.04428.92-170.21或=0.052=0.419=0.028=0.0840.9720.6470.9860.947329449451751724