多层内框架结构11

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1、辽宁工业大学混凝土与砌体结构设计题一单向板肋梁楼盖设计题11-4学院：土木建筑工程学院专业班级：建筑152班学 号：150509055学生姓名：王维强单向板肋梁楼改设计该厂房为多层内框架结构，现浇钢筋混泥土肋形楼盖，环境类别为一类，楼梯设置在旁 边附属房屋内，楼面均布可变荷载标准值为7KN/。钢筋混泥土柱尺寸为400mmX400mmo 板 按考虑塑性内力重分布设计，主梁内力按弹性理论计算。建筑平面轴线尺寸33.0mX20.7m，1.设计资料：(1) 楼面构造层做法：40mm厚细石混泥土面层，容重24KN/ m3;钢筋混凝土现浇板结构层, 容重 25KN/ m3;15mm厚石灰砂浆抹底，容重17

2、KN/ m3.(2) 材料选用：现浇混凝土板混凝土采用C30，钢筋采用HRB400，现浇钢筋混凝土主梁采 用混凝土强度等级C30，箍筋采用HPB300、HRB400，纵筋采用HRB400、HRB500。2凹6900顿。goo2.楼盖主梁沿跨内布置两勺结.匕条高板厚h=80mm构平置布次梁，2300/30=7布是 3旨,1应满足图1楼盖结构平面布置二，主梁的跨度为01/12=6.9=3,6.9、因此可梁按单lomm，对工业建筑的盖板度为6.6m，主梁每mm。考虑到楼面活荷55(载比较大，取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足h= l /15l /10=6900/156

3、900/10=460690mm。取h=650mm。截面宽度取为b=300mm。3. 板的设计：(1) 荷载：40mm 厚细石混泥土面层 0.04X24=0.96KN/ m280mm 混凝土板25 X 0.08=2KN/ m215mm 厚石灰砂浆17X0.015=0.255KN/ m2.小计3.215 KN/ m2板的可变荷载标准值：7 KN/ m2恒荷载分项系数取1.2；可变荷载分项系数应取1.3，于是板的:永久荷载设计值g=1.2X3.215 =3.858 KN/ m2可变荷载设计值q=1.3X7 =9.1KN/ m2合计g+q=12.958 KN/ m2 近似取 g+q=13KN/(2)

4、计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为200mmX500mm。板的计算跨度：边跨：10 = l h/2 =2300-200/2=2200mm中间跨：10 = 1 =2300-200=2100mm跨度差10%,说明可按等跨连续板计算内力，计算简图如下图2图2板的计算简图(3) 弯矩设计值由表可查得，板的弯矩系数a ”分别为：边支座一1/16;边跨中，1/14;离端第二支座， -1/11；中跨中，1/16；中间支座，一1/14。故MA=(g+q) l0/16= 13X2.22/16=3.93KN/mM1 =(g+q)l012/14=13 X 2.222/14=4.49KN.mMb =-(g+q)

5、l012/11=-13X2.22/11=-5.72 KN.mMC =-(g+q)l012/14=-13 X 2.12/14=-4.095KN.mM2 =(g+q)l0/16=13X2.12/16=3.58 KN.m(4) 正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm，假定纵向钢筋直径d=10mm， 板厚 h=80mm, h0 =h-c-d/2=80-15-10/2=60mm；板宽 b=1000mm。a 1=1.0，f =14.3N/mm2； HRB400 钢筋，fy=360N/mm2。连续板各截面配筋计算见表1。连续板各截面配筋计算表1截面A1B2C弯矩设计

6、值-3.934.24-4.242.86-3.25a = M /a1 fbh20.0760.0820.0820.0560.063E = 1 J1 2a0.0760.0860.0860.0580.065计算配筋 气=E bh f c / fy188205.0205.0138.2154.9实际配筋(mm 2 )H6/8200AS=196H6/8200AS=251H 8/10200AS=332H6/8200AS=196_L6/8200AS=196计算结果表明，&均小于0.35，符合内力重分布的原则；AS/bh=119/(1000X80)=0.24%，此值 大于0.45ft/fy=0.45X 1.43/

7、360=0.18%，可以；同时此值大于0.2%，符合最小配筋率的要求。4. 次梁荷载计算按塑性内力重分布方法计算，取主梁的高h=650mm,宽b=300mm。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折算。(1)荷载设计值恒荷载设计值板传来恒荷载次梁自重次梁粉刷3.858 X2.2.3=8.8734KN/m0.2X(0.50-0.08)X25X 1.2=2.52 KN/m0.015X(0.50-0.08)X2X 17X 1.2=0.69 KN/m小计g=12.08KN/m可变荷载设计值q=1.3X 7X2.3=20.93 KN/m合计g+q=33.01KN/m

8、5. 主梁设计主梁按弹性方法设计(1)荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载12.08X6.9=83.352KN主梁自重(含粉刷)(0.65-0.08)X0.3X2.3X25+2X(0.60-0.08)X0.04X2.3X17 X1.2=13.94KN永久荷载设计值 G=83.352+13.94=97.292KN,取 G=97.3KN可变荷载设计值 Q=20.93X6.9=144.417KN,取 Q=144.5KN(2 )计算简图竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线间的 距离，其计算跨度：l0=6900mm。主梁的计算简图，见图3

9、图3主梁计算简图(3) 内力设计值及包络图a) 弯矩设计值弯矩 M=k1Gl0+k2Ql0M1,max =0.244 X97.3X 6.9+0.289 X 144.5 X 6.9=KN.mMb,max=-0.267 X 97.3 X 6.9-0.311 X 144.5 X 6.9=-489.35 KN.mM2,max =0.067 X97.3X 6.9+0.2 X 144.5 X 6.9=244.39KN.mb) 剪力设计值剪力 V=k3G+k4QVA,max=0.733 X 97.3+0.866 X 144.5=196.46 KNVBl,max=-1.267X97.3-1.311X 144.

10、5=-313.59 KNVBr,max=1.0 X 97.3+1.222 X 144.5=273.88 KNc) 弯矩、剪力包络图、弯矩包络图 第1、3跨有可变荷载，2跨没有可变荷载支座B或C的弯矩为：MB=MC=-0.267 X97.3X 6.9-0.133 X 144.5 X 6.9=-311.86 KN.m在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-311.86 KN.m的连线为基线，作G=97.3kN,Q=144.5kN 的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3(97.3+144.5) X 6.9-311.86/3=452

11、.19 KN.m (与 前面计算的M 1ma=451.96KN.m 接近)1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3(97.3+144.5) X6.9-2X311.86/3=348.23 KN.m在第2跨内以支座弯矩MB=-311.86KN.m, Mc=-311.86KN.m的连线为基线作G=97.3KN, Q=0 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3Gl0+MB=1/3X97.3X6.9-311.86=-88.07 KN.m 第1、2跨有可变荷载，3跨没有可变荷载在第 1 跨内：在第 1 跨内以支座弯矩 MA=0,MB=-489.34KN.m 的连线为基线，作 G= 97.3k

12、N,Q=144.5kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值 分别是：1/3(97.3+144.5) X6.9-489.34/3=393.03 KN.m1/3(97.3+144.5) X6.9-2X489.34/3=229.91 KN.m在第 2 跨内：MC=-0.267X97.3X6.9-0.089X 144.5X6.9=-267.99 KN.m。以支座弯矩 MB=-489.34 KN.m, MC=-267.99 KN.m 的连线为基线，作 G= 97.3kN,Q=144.5kN 的简支梁弯矩 图，得：1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB-MC)=1/3(97.

13、3+144.5)X 6.9-267.99+2/3(-489.34+267.99)=140.58 KN.m1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3(97.3+144.5) X 6.9-267.99+1/3(-489.34+267.99)=214.37 KN.m 第2跨有活荷载第1、3跨没有可变荷载MB=MC=-0.267 X97.3X 6.9-0.133 X 144.5 X 6.9=-311.86 KN.m第2跨两集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3(G+Q)l0+MB=1/3 ( 97.3+144.5 ) X 6.9-311.86=244.28 KN.m (与 前面计算的M 2

14、= 187.00 KN.m 接近)第1, 3跨两集中荷载作用点处弯矩设计值分别为：1/3Gl0+1/3 MB=1/3X97.3X6.9-1/3X311.86=119.84KN.m1/3Gl0+2/3 MB=1/3X97.3X6.9-2/3X311.86=15.88KN.m弯矩包络图如图(a)所示。剪力包络图： 第一跨VA,max=196.46KN ；过第 1 个集中荷载后为 196.46-97.3-144.5=-45.34KN;过第 2 个集 中荷载后为-45.34-97.3-144.5=-287.14KN。VBl,max=-313.59KN ；过第 1 个集中荷载后为-313.59+97.3

15、+144.5=-71.79KN；过第 2 个集中荷载后为 -71.79+97.3+144.5=170.01KN。 第二跨VBr,max=273.88KN； 过第 1 个集中荷载后为 273.88-97.3=176.58KN。当可变荷载仅作用在第2跨时VBr=1.0X97.3+1.0X144.5=241.8KN ；过第 1 个集中荷载后为 241.8-97.3-744.5=0。剪力包络图如图(b)所示。T图4主梁的内力包络图（a）弯矩包络图137.17G.5Q一. ,弓pnv.y-（b）剪力包络图（4）承载力计算a）正截面受弯承载力跨内按T型截面计算，板的保护层厚度15mm，板上部纵筋10mm，

16、次梁上部纵筋直径18mm。 假定主梁上部纵筋直径25mm，则一排钢筋时，h0 = 650-15-10-18-25/2 = 565mm；两排钢筋 时，h0 = 595-25 = 570mm。因 hf，/h0=80/570=0.140.1,翼缘计算宽度按 l/3=6.9/3=2.3m 和 b+Sn=m中较小值确定，取bf，=2.3mB 支座边的弯矩设计值 MB=MB,max-V0b/2 =-489.34+241.8 X 0.4/2=-440.98KN.m纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别均属第一类T形 截面。正截面受弯承载力计算列于下表截面1B2M452.19-440.

17、98244.39-88.07a = M /a f b h2S1 c f 0(a = M / a f bh2)0.0340.3230.0170.0361 + J1 -a y =a r0.9830.7970.9910.982A =gb h a f / f sf 0 1 cy(A = bh0a1 f / f)2154.12676.21154.8423.9选配钢筋41122+11125As=201071122As=266141120As=12564H14As=461主梁正截面承载力计算表2主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。b)斜截面受剪承载力验算截面尺寸：hw= h0-h f，=570-80=

18、490mm，因 hw/b=490/300=1.63Vmax=313.59KN,故截面尺寸满足要 c c 0求。计算所需腹筋：采用双肢U10200 箍筋，Vcs=0.7ftbh0+ fyvXAsvXh0/s =0.7X 1.43X300X 570+360 X157 X 570/200=332.25 X 103 KN Vmax=313.59KN。不需配置弯起钢筋。验算最小配筋率：p=Asv/bs=157/(300X200)=0.26%0.24ft/ fyv=0.10%,满足要求。次梁两侧附加横向钢筋计算：因主梁的腹板高度大于450mm,需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积 不小于腹板面积的0.1%，其间距不大于200mm，现每侧配2H 14，配筋率308=0.18% 0.1%,300 x 570满足要求。图6主梁配筋图参考文献：l .建筑结构荷载规范GB50009-20012.混凝土结构设计规范GB50010-20023 .建筑结构制图标准GB/T 5010520014.混凝土结构设计教材