长城汽车厂现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计

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1、长城汽车厂现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计长城汽车厂的建筑平面图如图所示,环境类别为一类,楼梯设置在旁边的附属房屋内。楼面均布可变荷载标准值为7.0 KN/,楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。在设计时,其中板、次梁按考虑塑性内力重分布设计,主梁内力按弹性理论计算。120L1砼柱400400L1L1L1L15L1120120120+4.5490图一、二层建筑平面 1. 设计资料1.楼面做法:楼面面层采用20mm水泥砂浆抹面,板底及梁侧采用15mm厚的混合砂浆抹底；钢筋混凝土现浇板。2.材料：混凝土强度等级采用C25,钢筋除梁中受力主筋采用HRB335外,其余均为HPB300筋。2.楼

2、面的结构平面布置主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为6.9/3=2.3m,lo2/lo1=6.3/2.3=2.74,因为22.74=2300/30=77mm,对工业建筑的楼盖板,要求h=70mm,取板厚h=80mm次梁截面高度应满足h=lo/18lo/12=6300/186300/12=350525mm,考虑到楼面可变荷载比较大,取h=500mm,截面宽度b=200mm主梁的截面高度应满足h=lo/15lo/10=6900/156900/10=460690mm,取h=650mm,截面宽度取为b=300mm。楼盖结构平面布

3、置图如下3.板的设计1.荷载板的永久荷载标准值 20mm水泥砂浆面层 0.02*20=0.4KN/80mm厚钢筋混凝土板 0.08*25=2.0KN/15mm厚混合砂浆 0.015*17=0.255KN/小计 2.655KN/板的可变荷载标准值 7.0 KN/永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0 KN/,所以可变荷载分项系数应取1.3.。于是板的永久荷载设计值 g=2.655*1.2=3.186 KN/可变荷载设计值 q=7.0*1.4=9.80 KN/荷载总设计值 g+q=12.986KN/,近似取为13 KN/2计算简图按塑性内力重分布设计,次梁截面为200mm*500

4、mm,板的计算跨度：边跨l01=ln=2300-200/2=2200 KN/中间跨l02=ln=2300-200=2100 KN/因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。去1米宽板带作为计算单元,计算简图3弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。板的弯矩系数m分别为：边支座-1/16,边跨中,1/14；离端第二支座-1/11；边跨中,1/16；中间支座,-1/14.故MA=-g+ql01/16=-13*2.2/16=-3.93 KNmM1=g+ql01/14=13*2.2/14=4.49 KNmMB=-g+ql01/11=-13*2.2/11=-5.72 KNmMC=-g+ql02/14=-

5、13*2.1/14=-4.10 KNmM2=M3=g+ql02/16=13*2.1/16=3.58 KNm4正截面受弯承载力计算环境类别为一级,C25混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径为10mm,板厚80mm,则截面有效高度h0=h-c-d/2=80-15-5=60mm；板宽b=1000mm。C25混凝土, =1.0,fc=11.9 N/；HPB300钢筋,fy=270 KN/。板配筋计算的过程如下表：截面A1B2C弯矩设计值KNm-3.934.49-5.723.58-4.100.0920.1050.1340.0840.0960.0970.350.110.350.1440

6、.350.0880.1010.35计算配筋256.5291380.8232.7267.1实际配筋8200As=251.08/10200As=322.010200As=393.08200As=251.08200As=251.0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=251/1000*80=0.31%,此值大于0.45ft/fy=0.45*1.27/270=0.21%,同时大于0.2%,满足最小配筋率要求。4.次梁设计根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的折减。1荷载设计值永久荷载设计值板传来永久荷载 3.186*2.3=7.

7、33KN/m次梁自重 0.2*0.5-0.08*25*1.2=2.52 KN/m次梁粉刷 0.015*0.5-0.08*2*17*1.2=0.26KN/m小计 g=10.11 KN/m可变荷载设计值 q=9.8*2.3=22.54KN/m荷载总设计值 g+q=32.65 KN/m2计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm*650mm。计算跨度：边跨l01=ln=6300-300/2=6030mm中间跨l02=ln=6300-300=6000mm因跨度小于10%,可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下3内力计算查表的弯矩系数：边支座-1/24,边跨中,1/14；离端第二支座-1/11；

8、边跨中,1/16；中间支座,-1/14剪力系数：A支座内侧0.50,外侧B 0.55,内侧B 0.55,外侧C 0.55,内侧C 0.55弯矩设计值：MA=-g+ql01/24=-32.65*6.03/24=-49.47 KNM1=g+ql01/14=32.65*6.03/14=84.80 KNMB=-g+ql01/11=-32.65*6.03/11=-107.93 KNMC=-g+ql02/14=-32.65*6.0/14=-83.96 KNM2=M3=g+ql02/16=32.65*6.0/16=73.46 KN剪力设计值：VA=0.50g+qln1=0.50*32.65*6.03=98.

9、44KNVBl=0.55g+qln1=0.55*32.65*6.03=108.28KNVBr=Vc=0.55g+qln2=0.55*32.65*6.0=107.75KN承载力计算1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=6300/3=2100mm,=200+2100=2300mm,=200+12*80=1160mm三者之中的较小值,故取=1160mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。环境类别为一类,C25混凝土,梁的最小保护层厚度c=20mm。假定箍筋直径10mm,纵向钢筋直径20mm,则一排纵向钢筋=500-20-10-20/2=460m

10、m,二排纵向钢筋=460-25=435mm。C25混凝土,N/mm,N/mm；纵向钢筋采用HRB335钢,=300N/mm,箍筋采用HPB300钢,=270N/mm。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。截面A1B2C弯矩设计值-49.4784.80-107.9373.46-83.96;0.0980.0290.2400.0250.1670.1030.350.0290.2790.350.0250.184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,腹筋计算和最小箍筋率验算.验算截面尺寸:mm.因,属厚腹筋,尺寸截面按下式验算:=0.25*1*11.9*20

11、0*435=258.825KN=108.28KN,截面尺寸符合要求.计算所需腹筋:采用6双肢箍筋,计算支座B左侧截面,由,可得箍筋间距=270*56.6*435/=214.8mm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%或箍筋间距较小20%.现调整箍筋间距,s=0.8*214.8=171.9mm,截面高度在300500mm的梁,最大箍筋间距200mm,最后取箍筋间距s=170mm。为方便施工,沿梁长不变。 验算配筋率下限：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：=0.3*1.27/270=0.1411%,实际配筋率=56.6/200*170=0.16%0.1411%,满足要求。5.主

12、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 10.11*6.3=63.69KN主梁自重 *0.3*2.3*25+2*0.015*2.3*17*1.2=12.6KN 永久荷载设计值 G=63.69+12.6=76.29 KN可变荷载设计值 Q=18.72*6.6=123.552KN2计算简图因主梁的线刚度与柱的线刚度之比大于5,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之间的距离,mm。主梁的计算简图如下,计算内力。3内力设计值及包络图1弯矩设计值弯矩=0.244*81.78*7.20+0.289*123.5

13、52*7.20=400.76KNm=-0.267*81.78*7.20-0.311*123.552*7.20=-433.87 KNm=0.067*81.78*7.20+0.200*123.552*7.20=217.37 KNm2剪力设计值剪力 =0.733*81.78+0.866*123.552=166.94KN-1.267*81.78-1.311*123.552=-265.59KN=1.0*81.78+1.222*123.552=232.76KN3弯矩包络图第1,3跨有可变荷载,第二跨没有可变荷载支座B或C的弯矩值为:=-0.267*81.78*7.20-0.133*123.552*7.20

14、=-275.53KNm在第1跨内:以支座弯矩=0,=-275.53 KNm的连线为基线,作G=81.78KN,Q=12.552KN的简支弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的弯矩分别为:=*7.2/3-275.53/3=400.95KNm*7.2/3-2*275.53/3=309.11KNm在第2跨内:以支座弯矩=-275.53 KNm,=-275.53 KNm的连线为基线,作G=81.78KN,Q=0的支座弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值=81.78*7.20/3-275.53=-79.258KNm第1,2跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载第一跨内：在第1跨内以支座弯矩=0,=-

15、433.87 KNm的连线为基线,作G=81.78KN,Q=123.552KN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：=*7.2/3-433.87/3=348.17KNm*7.2/3-2*423.87/3=210.22KNm在第2跨内：=-0.267*81.78*7.2-0.089*123.552*7.20=-236.39 KNm。以支座弯矩=-433.87 KNm,=-236.39 KNm的连线为基础,作G=81.78KN,Q=123.552KN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：7.20*81.87+123.552/3-236

16、.39+2*-433.87+236.39/3=124.75 KNm7.20*81.87+123.552/3-236.39+-433.87+236.39/3=190.80 KNm第2跨有可变荷载,第1,3跨没有可变荷载=-0.267*81.87*7.2-0.133*123.552*7.20=-275.70 KNm第2跨两集中荷载作用点处的弯矩值为：7.20*81.87+123.552/3-275.70=217.31 KNm与前面计算的=217.37 KNm接近第1,3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：=104.59KNm=12.69 KNm弯矩包络图如下4承载力计算1正截受弯承载力跨内按T形截面

17、计算,因跨内设有间距小于主梁的次梁,翼缘计算宽度按和2.4m中的较小值确定,取=2.4m主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁,支座截面存在板,次梁,主梁上部钢筋交叉重叠,截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度为15mm,板上部纵筋10mm,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,=700-15-10-18-25/2=645mm;两排钢筋时,=645-25=620mm。纵筋受力钢筋除B支座截面为2排,其余均为1排。跨内截面经判别都属第一类T形截面。B支座变的弯矩设计值=-433.87+41.844=-392.03 KNm。正截面

18、受弯承载力的计算过程列于下表:主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值400.76-392.03217.37-79.26;0.0320.2860.0170.0510.9840.8270.9910.974205725491108411选取钢筋mm3B22+2B2521223B22+3B2526133B2211402B22760主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：620-80=540mm,因=540/300=1.84,截面尺寸按下式验算：=0.25*1*11.9*300*620=553.35KN265.59KN,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用A10200

19、双肢箍筋。0.7*1.27*300*620+300*157*620/200=305.36KN265.59KN,不需要配弯起钢筋。验算最小配筋率：=157/300*200=0.26%0.24=0.13%满足要求次梁两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的集中力=70.62+123.552=194.14KN,=700-500=200mm,附加箍筋布置范围s=2+3b=1000mm。取附加箍筋A10200双肢,则在长度s内可布置附加箍筋的排数,m=1000/200+1=6排,次梁两侧各布置3排。=6*2*270*78.5=254.34KN=194.14KN,满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm,需在梁

20、侧设置纵向构造钢筋,每侧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2B14,308/300*620=0.16%0.1%,满足要求。6.绘制施工图楼盖施工图包括施工说明,结构平面布置图,板配筋图,次梁和主梁配筋图。施工说明1.本工程设计使用年限50年,结构安全等级为二级,环境类别为一类。2.采用下列规范：1混凝土结构设计规范GB50010-20102建筑结构荷载规范GB50009-20013荷载取值:楼面可变荷载标准值6.0KN/m4.混凝土强度等级C25,钢筋除梁中受力主筋采用HRB335外,其余均为HPB300筋。板纵向钢筋的混凝土保护层厚度15mm；梁最外层钢筋混凝土的保护层厚度20mm。2结构平面布置图楼面的平面布置图见图1,图中柱,主梁,次梁,板的代号分别用ZKLLB表示,主,次梁的跨数写在括号内。3板配筋图板配筋才用分离式,板面钢筋从支座边伸出长度长城汽车厂现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计. .