楼盖的结构和平面布置

楼盖的构造和平面布置 主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置。主梁的跨度为6.6m，次梁跨度为6m。主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.6/3=2.2m，l02/l01=6.6/2.2=3,因此按单向板设计。 按跨高比条件，规定板厚h不小于等于2200/30=73mm,对工业建筑的楼盖板，规定h不小于等于70mm,取板厚h=80mm。 次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500mm.考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm.截面宽度取为b=200mm。 主梁的截面高度应满足h=l0/15l0/10=6600/156600/10=440660mm，取h=650mm.截面宽度取为b=300mm。 楼盖构造平面布置图： 3.板的设计 （1）荷载 板的永久荷载原则值 5mm厚1：2水泥砂浆加“108”胶水着色粉面层 0.005x20=0.1kn/m2 20mm厚水泥砂浆找平 0.02x20=0.4kn/m2 钢筋混凝土构造层 0.08x25=2kn/m2 纸筋石灰浆顶棚15mm厚 0.015x16=0.24kn/m2 小计 2.74kn/m2 板的可变荷载原则值 6kn/m2 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载原则值不小于4kn/m2，因此可变荷载分项系数应取 1.3。于是板的 永久荷载设计值 g=2.74x1.2=3.288kn/m2 可变荷载设计值 q=6x1.3=7.8kn/m2 荷载总设计值 g+q=11.088kn/m2，近似取为11kn/m2 （2）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l01=ln=2200-200/2=2100mm 中间跨l02=ln=2200-200=mm 因跨度相差不不小于10%，可按等跨持续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图： （3）弯矩设计值 （4）不考虑板拱作用截面弯矩的折减。由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边支座1/16；边跨中，1/11；离端第二支座，1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14。故 MA=-(g+q)l012/16=-11x2.12/16=-3.03kn.m M1=(g+q)l012/14=11x2.12/14=3.47kn.m MB=-(g+q)l012/11=-11x2.12/11=-4.41kn.m MC=-(g+q)l022/14=-11x2.02/14=-3.14kn.m M2=M3=(g+q)l022/16=11x2.02/16=2.75kn.m (4)正截面受弯承载力计算 设环境类别一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm，板厚80mm，则截面有效高度h0=h-c-d/2=80-15-10/2=60mm;板宽b=1000mm。C30混凝土，1=1,fc=14.3kn/mm2,HPB300钢筋，fy=270N/mm2。板钢筋计算的过程列表为： 计算成果表白：支座截面的均不不小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=251/(1000x80)=0.31%,此值不小于0.45Ft/Fy=0.45x1.43/270=0.24%,同步不小于0.2%，满足最小配筋率的规定。 4.次梁的设计 根据本车间楼盖的实际使用状况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁附属面积的荷载折减。 （1）荷载的设计值 永久荷载设计值 板传来永久荷载 3.288x2.2=7.23kn/m 次梁自重 0.2x(0.5-0.08)x25x1.2=2.52kn/m 次梁粉刷 0.02x(0.5-0.08)x2x17x1.2=0.34kn/m 小计 10.09kn/m 可变荷载设计值： q=7.8x2.2=17.16kn/m 荷载总设计值： g+q=27.25kn/m （2）计算简图 按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mmx650mm。计算跨度： 边跨L01=Ln=6600-100-300/2=6350mm 中间跨L02=Ln=6600-300=6300mm 因跨度相差不不小于10%，可按等跨持续梁计算。次梁的计算简图： （3）内力计算 由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值： MA=-(g+q)L012/24=-27.25x6.352/24=-45.78kn.m M1=(g+q)L012/14=27.25x6.352/14=78.48kn.m MB=-(g+q)L012/11=-27.25x6.352/11=-99.89kn.m M2=M3=(g+q)L022/16=27.25x6.302/16=67.60kn.m MC=-(g+q)L022/14=-27.25x6.302/14=-77.25kn.m 剪力设计值： VA=0.50(g+q)Ln1=0.50x27.25x6.35=86.52kn VBl=0.55(g+q)Ln1=0.55x27.25x6.35=95.17kn VBr=Vc=0.55(g+q)Ln2=0.55x27.25x6.3=94.42kn 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bf=L/3=6000/3=mm、bf=b+Sn=200+=2200mm,b+12hf=200+12x80=1160mm。三者的较小值，故取bf=1160mm.除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其他截面均布置一排。 环境类别一级，C30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h0=500-20-10-20/2=460mm,二排纵向钢筋h0=460-25=435mm。 C30混凝土，1=1.0,c=1,Fc=14.3n/mm2,Ft=1.43n/mm2;纵向钢筋采用HRB400钢，Fy=360n/mm2,Fyv=360n/mm2。正截面承载力计算过程列于表，经鉴别跨内截面均属于第一类T形截面。 计算成果表白，支座截面的均不不小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/（bh）=402/(200x500)=0.40%,此值不小于0.45Ft/Fy=0.45x1.43/360=0.18%,同步不小于0.2%，满足最小配筋率的规定。 2)斜截面受剪承载力 斜截面受剪承载力计算涉及：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸： hw=h0-hf=435-80=355mm,因hw/b=355/200=1.8<4,截面尺寸按下式验算： 0.25cFc.bh0=311.03x103n?Vmax=95.17kn截面尺寸满足规定。 计算所需腹筋： 采用&6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7Ft.bh0+Fyv.Asv/s.h0,可得到的箍筋间距： S=Fyv.Asv.h0/(Vbl-0.7Ft.bh0)=360x56.6x435/(95.17x103-0.7x1.43x200x435)= 1097mm 调幅后受剪承载力应加强，梁局部范畴内将计算的箍筋面积增长20%或箍筋间距减小20%。线调节箍筋间距，s=0.8x1097=878mm,截面高度在300-500mm的梁，最大箍筋间距200mm最后取箍筋间距s=200mm。为以便施工，沿梁长不变。 验算配箍率下限值： 弯矩调幅时规定的配箍率下限为：0.3Ft/Fyv=0.3x1.43/360=0.12%,实际配箍率psv=Asv/(bs)=56.6/(200x200)=0.14%>0.12%,满足规定。 5.主梁设计 主梁按弹性措施设计 （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：10.09x6.6=66.594kn 主梁自重（含粉刷）(（0.65-0.08）x0.3x2.2x25+2x(0.65-0.08)x0.02x2.2x17)x1.2=12.31kn 永久荷载设计值 G=66.594+12.31=78.90kn 可变荷载设计值 Q=17.16x6.6=113.26kn （2）计算简图 因主梁的线刚度与柱线刚度之比不小于5，竖向荷载下主梁内力近似按持续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，L0=6600mm。 主梁的计算简图如图： （3）内力设计值及包络图 1）弯矩设计值 弯矩M=k1GL0+K2QL0式中系数k1、k2由附表6-2相应栏内查得 M1max=0.244x78.9x6.64+0.289x113.26x6.60=382.01kn.m Mbmax=-0.267x78.9x6.64-0.311x113.26x6.6=-372.36kn.m M2max=0.067x78.9x6.60+0.200x113.26x6.60=184.39kn.m 2)剪力设计值 VA,max=0.733x78.9+0.866x113.26=155.92kn VBl,max=-1.267x78.9-1.311x113.26=-248.45kn VBr,max=1.0x78.9+1.222x113.26=217.30kn 3)弯矩包络图 <1>第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载 由附表6-2知，支座B或C的弯矩值为： MB=MC=-0.267x78.9x6.6-0.113x113.26x6.6=-223.51kn.m 在第1跨内：以支座弯矩MA=0，MB=-223.51kn.m的连线为基线，作G=78.9kn,Q=113.26kn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：1/3(G+Q)L0+MB/3=1/3(78.9+113.26)x6.6-223.51/3=348.25kn.m（与前面计算的M1，max=382.01kn.m接近） 1/3(G+Q)L0+2MB/3=1/3(78.9+113.26)x6.6-2x223.51/3=273.75kn.m 在第2跨内：以支座弯矩MB=-223.51kn.m,MC=-223.51kn.m的连线为基线，作G=78.9kn,Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用处的弯矩值：1/3GL0+MB=78.9x6.60/3-223.51=-49.93kn.m。 <2>第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载 第1跨内：在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-372.36kn.m的连线为基线，作G=78.9kn,Q=113.26kn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： 1/3(78.9+113.26)x6.6-372.36/3=298.63kn.m 1/3(78.9+113.26)x6.6-2x372.36/3=174.51kn.m 在第2跨内：MC=-0.267x78.9x6.6-0.113x113.26x6.6=-223.51kn.m。以支座弯矩MB=-372.36kn.m,MC=-223.51kn.m的连线为基线，作G=78.9kn,Q=113.26kn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：1/3(G+Q)L0+MC+2/3(MB-MC)=1/3(78.9+113.26)x6.6-223.51+2/3(-372.36+223.51)=100.01kn.m 1/3(G+Q)L0+MC+1/3(MB-MC)=1/3(78.9+113.26)x6.6-223.51+1/3(-372.36+223.51)=149.63kn.m <3>第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载 MB=MC=-0.267x78.9x6.6-0.133x113.26x6.6=-223.51kn.m 第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为： 1/3(G+Q)L0+MB=1/3(78.9+113.26)x6.6-223.51=199.24kn.m(与前面计算的M2,max=184.39kn.m接近) 第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为： 1/3GL0+1/3MB=1/3x78.9x6.6-1/3x223.51=99.08kn.m 1/3GL0+2/3MB=1/3x78.9x6.6-2/3x223.51=24.57kn.m 弯矩包络图： （4）承载力计算 1）正截面受弯承载力 跨内按T形截面计算，因跨内设有间距不不小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按l/3=6.6/3=2.2m和b+Sn=6m中较小值拟定，取bf=2.2m。 主梁混凝土保护层厚度的规定以及跨内截面有效高度的计算措施同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算措施有所不同。板混凝土保护层厚度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，h0=650-15-10-18-25/2=595mm;二排钢筋时，h0=595-25=570mm。 纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其他均为1排。跨内截面经鉴别都属于第一类T 形截 面。B支座边的弯矩设计值MB=MBmax-V0b/2=-372.36+192.16x0.4/2=-333.93kn.m。正截面受 主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图拟定。 2）斜截面受剪承载力 验算截面尺寸： Hw=h0-hf=570-80=490mm,因hw/b=490/300=1.63<4,截面尺寸按下式验算： 0.25cfcbh0=0.25x1x14.3x300x570=611.33x103kn>Vmax=248.45kn,截面尺寸满足规定。 计算所需腹筋： 采用&10-200双肢箍筋， Vcs=0.7Ftbh0+Fyv.Asv/S.H0=0.7x14.3x300x570+360x570x157/200=332.25x103kn=332.25kn>Vmax,不需要配备弯起钢筋。 验算最小配箍率： Psv=Asv/bs=157/(300x200)=0.26%>0.24ft/fyv=0.10%,满足规定。 次梁两侧附加横向钢筋的计算： 次梁传来的集中力Fl=66.594+113.26=179.85kn,h1=650-500=150mm,附加箍筋布置范畴s=2h1+3b=2x150+3x200=900mm。取附加箍筋&10-200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。由m.nfyvAsv1=6x2x360x78.5=339.12x103kn>Fl,满足规定。 因主梁的腹板高度不小于450mm,需在梁侧设立纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不不不小于腹板面积的0.1%，且其间距部不小于200mm。现每侧配备2&14，308/(300x570)=0.18%>0.1%,满足规定。