10 鋼筋混凝土梁板結構
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1、10鋼筋混凝土梁板結構鋼筋混凝土梁板結構本章主要介紹鋼筋混凝土梁板結構的類型、本章主要介紹鋼筋混凝土梁板結構的類型、單向板肋形樓蓋設計和雙向板肋形樓蓋設計、裝單向板肋形樓蓋設計和雙向板肋形樓蓋設計、裝配式樓蓋的設計和構造、樓梯和雨篷。重點是單配式樓蓋的設計和構造、樓梯和雨篷。重點是單向板肋形樓蓋的設計原理、方法和步驟、施工圖向板肋形樓蓋的設計原理、方法和步驟、施工圖繪制。繪制。本章提要本章提要圖10.1樓蓋的主要結構形式(a)單向板肋形樓蓋;(b)雙向板肋形樓蓋;(c)井式樓蓋;(d)無梁樓蓋 10.2.1 單向板肋形樓蓋的結構平面布置單向板肋形樓蓋的結構平面布置對結構平面進行合理的布置,即根
2、據(jù)使用要求,在經(jīng)濟合理、施工方便前提下,合理地布置板與梁的位置、方向和尺寸,布置柱的位置和柱網(wǎng)尺寸等。柱的布置:柱的間距決定了主、次梁的跨度,因此柱與承重墻的布置不僅要滿足使用要求,還應考慮到梁格布置尺寸的合理與整齊,一般應盡可能不設或少設內(nèi)柱,柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大些。根據(jù)經(jīng)驗,柱的合理間距即梁的跨度最好為:次梁46m,主梁58m。另外柱網(wǎng)的平面應布置成矩形或正方形為好。梁的布置:次梁間距決定了板的跨度,將直接影響到次梁的根數(shù)、板的厚度及材料的消耗量。從經(jīng)濟角度考慮,確定次梁間距時,應使板厚為最小值。據(jù)此并結合剛度要求,次梁間距即板跨一般取1.72.7m為宜,最大一般不超過3m。為增加房屋的橫向
3、剛度,主梁一般沿橫向布置較好,這樣主梁與柱構成框架或內(nèi)框架體系,使側向剛度較大。如圖10.3所示。圖10.3梁的布置(a)主梁沿橫向布置;(b)主梁沿縱向布置;(c)有中間走廊 10.2.2 單向板肋形樓蓋的結構內(nèi)力計算單向板肋形樓蓋的結構內(nèi)力計算混凝土結構宜根據(jù)結構類型、構件布置、材料性能和受力特點選擇合理的分析方法。目前常用的分析方法有:(1)線彈性分析方法;(2)塑性內(nèi)力重分布分析方法;(3)塑性極限分析方法;(4)非線性分析方法;(5)試驗分析方法。線彈性分析方法假定結構材料為理想的彈性體,變形模量和剛度均為常值。1.計算簡圖計算簡圖是按照既符合實際又能簡化計算的原則對結構構件進行簡化
4、的力學模型,它應表明結構構件的支承情況、計算跨度和跨數(shù)、荷載的情況等。(1)支承條件。如圖10.4所示的混合結構,樓蓋四周支承于砌體上,中間部分的樓板支承在次梁上,次梁支承在主梁上,主梁支承在柱上。10.2.2.1 鋼筋混凝土連續(xù)梁內(nèi)力按線彈性鋼筋混凝土連續(xù)梁內(nèi)力按線彈性分析方法的計算分析方法的計算(2)計算跨度。該值與支座反力的分布有關,即與構件的擱置長度a和構件剛度有關(圖10.5)。(3)跨數(shù)。(4)荷載。樓面荷載包括永久荷載g和可變荷載q。永久荷載包括板、梁自重、隔墻重和固定設備重等。可變荷載包括人和臨時性設備重、作用位置和方向隨時間變化的其它荷載。(5)折算荷載。如圖10.6所示 2
5、.活荷載的最不利布置和內(nèi)力包絡圖(1)活荷載的不利布置。在設計連續(xù)梁板時,應研究活荷載如何布置,將使結構各截面的內(nèi)力為最不利內(nèi)力。如圖10.7所示,為一五跨連續(xù)梁在不同跨布置活荷載時,在各截面所產(chǎn)生的彎矩與剪力圖?;詈奢d最不利布置的法則:求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時,應在該跨布置活荷載,然后向左右隔跨布置活荷載;求某跨跨內(nèi)最大負彎矩時(即最小彎矩)時,本跨不布置活荷載,而在相鄰兩跨布置活荷載,然后每隔一跨布置;求某支座最大負彎矩時,應在該支座左右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置活荷載;求某支座最大剪力時的活荷載布置與求該支座最大負彎矩時的活荷載布置相同;求邊支座截面處最大剪力時,活荷載的布置與求邊跨跨內(nèi)
6、最大正彎矩的活荷載布置相同;連續(xù)梁上的恒荷載應按實際情況布置。根據(jù)上述法則,可以確定出活荷載的最不利布置,然后通過查附表15,按照下述公式求出跨中或支座截面的最大內(nèi)力:均布荷載作用下:M=k1gl02+k2ql02V=k3gl0+k4ql0集中荷載作用下:M=k1Gl0+k2Ql0V=k3G+k4Q(2)內(nèi)力包絡圖。設計時,首先應在同一基線上繪出各控制截面為最不利活荷載布置下的內(nèi)力圖,即得到各控制截面為最不利荷載組合下的內(nèi)力疊合圖,內(nèi)力疊合圖的外包線即為內(nèi)力包絡圖曲線,如圖10.8中粗線所示。在連續(xù)梁的某一跨中可能出現(xiàn)的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax、跨內(nèi)最小彎矩Mmin、該跨左支座截面最大負
7、彎矩-M左max、右支座截面最大負彎矩-M右max。該外包線即為彎矩包絡圖曲線,如圖10.8(a),同樣道理也可作出剪力包絡圖,如圖10.8(b)。(3)彎矩、剪力計算值。計算內(nèi)力值應取支座邊緣處的內(nèi)力。該內(nèi)力值可通過取隔離體的方法計算求得,即 彎矩設計值:M=Mc-V0b/2剪力設計值:在均布荷載作用下V=Vc-(g+q)b/2在集中荷載作用下V=Vc當板、梁中間支座為磚墻時,或板、梁是擱置在鋼筋混凝土構件上時,不作此調(diào)整(圖10.9)。圖10.4板梁的荷載計算范圍及計算簡圖 圖10.5計算跨度 圖10.6連續(xù)梁的變形(a)理想鉸支座時的變形;(b)支座彈性約束時的變形;(c)采用折算荷載時
8、的變形 圖10.7不同跨布置活荷載時的內(nèi)力圖 圖10.8(a)彎矩包絡圖;(b)剪力包絡圖 圖10.9 設計內(nèi)力的修正(a)彎矩設計值;(b)剪力設計值 考慮塑性內(nèi)力重分布的計算法充分考慮了材料的塑性性質和非線性關系,解決了彈性計算法的不足。1.塑性鉸現(xiàn)以一鋼筋混凝土簡支適筋梁為例,說明鋼筋混凝土構件上塑性鉸的形成。如圖10.10所示,鋼筋混凝土簡支梁承受集中荷載p,其彎矩圖如圖10.10(b)所示。根據(jù)試驗所測得的彎矩M與梁曲率間的關系如圖10.10(c)所示。10.2.2.2 鋼筋混凝土連續(xù)梁按考慮塑性內(nèi)鋼筋混凝土連續(xù)梁按考慮塑性內(nèi)力重分布的計算力重分布的計算2.內(nèi)力重分布如圖10.11所
9、示,在兩跨連續(xù)梁中間支座兩側各l/3處作用一集中力F,通過試驗繪制出力F與彎矩M的關系曲線,由此曲線可以看出:(1)彈性階段。(2)彈塑性階段。(3)塑性階段。內(nèi)力重分布主要發(fā)生于兩個過程。第一過程是在裂縫出現(xiàn)到塑性鉸形成以前,由于裂縫的形成和開展,使構件剛度發(fā)生變化而引起的內(nèi)力重分布;第二過程發(fā)生于塑性鉸形成后,由于鉸的轉動而引起的內(nèi)力重分布。3.考慮塑性內(nèi)力重分布進行計算的基本原則(1)為了防止塑性內(nèi)力重分布過程過長,致使裂縫開展過寬、撓度過大而影響正常使用,在按彎矩調(diào)幅法進行結構設計時,還應滿足正常使用極限狀態(tài)驗算,并有保證內(nèi)力重分布的專門配筋構造措施。(2)試驗表明,塑性鉸的轉動能力主
10、要取決于縱向鋼筋的配筋率、鋼筋的品種和混凝土的極限壓應變。(3)考慮內(nèi)力重分布后,結構構件必須有足夠的抗剪能力,否則構件將會在充分的內(nèi)力重分布之前,由于抗剪能力不足而發(fā)生斜截面的破壞。4.彎矩調(diào)幅法計算的一般步驟(1)用線彈性方法計算在荷載最不利布置條件下結構控制截面的彎矩最大值;(2)采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩,即支座截面彎矩設計值按下式計算:M=(1-)Me(3)按調(diào)幅降低后的支座彎矩值計算跨中彎矩值;(4)校核調(diào)幅以后支座和跨中彎矩值應不小于按簡支梁計算的跨中彎矩設計值的1/3;(5)各控制截面的剪力設計值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩,由靜力平衡條件計算確定。5.承受均布荷載的
11、等跨連續(xù)梁、板的計算在均布荷載作用下,等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力可用由彎矩調(diào)幅法求得的彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)按下式計算M=M(g+q)l02V=V(g+q)ln當?shù)瓤邕B續(xù)梁上作用有間距相同、大小相等的集中荷載時,各跨跨中和支座截面的彎矩設計值可按下式計算:M=M(G+Q)l02V=nV(G+Q)ln6.用調(diào)幅法計算不等跨連續(xù)梁、板(1)不等跨連續(xù)梁 按荷載的最不利布置,用彈性理論分別求出連續(xù)梁各控制截面的彎矩最大值Me;在彈性彎矩的基礎上,降低各支座截面的彎矩,其調(diào)幅系數(shù)不宜超過0.2;在進行正截面受彎承載力計算時,連續(xù)梁各支座截面的彎矩設計值可按下列公式計算:當連續(xù)梁擱置在墻上時:M=(1-)Me當連
12、續(xù)梁兩端與梁或柱整體連接時:M=(1-)Me-V0b/3 連續(xù)梁各跨中截面的彎矩不宜調(diào)整,其彎矩設計值取考慮荷載最不利布置并按彈性理論求得的最不利彎矩值;連續(xù)梁各控制截面的剪力設計值,可按荷載最不利布置,根據(jù)調(diào)整后的支座彎矩用靜力平衡條件計算,也可近似取考慮活荷載最不利布置按彈性理論算得的剪力值。(2)不等跨連續(xù)板 從較大跨度板開始,在下列范圍內(nèi)選定跨中的彎矩設計值:邊跨 中間跨 2200()()1411gq lgq lM2200()()2016gq lgq lM 按照所選定的跨中彎矩設計值,由靜力平衡條件來確定較大跨度的兩端支座彎矩設計值,再以此支座彎矩設計值為已知值,重復上述條件和步驟確定
13、鄰跨的跨中彎矩和相鄰支座的彎矩設計值。7.考慮塑性內(nèi)力重分布計算方法的適用范圍(1)在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或對裂縫的開展有嚴格要求的結構,不能用此法計算,例如水池池壁、自防水屋面等;(2)直接承受動力荷載或重復荷載的結構;(3)處于負溫條件下工作的結構或處于侵蝕性環(huán)境中的結構;(4)重要部位的結構和可靠度要求較高的結構(5)預計配筋較高的結構構件或采用塑性性質較差的鋼筋的構件,均不宜按塑性方法計算。圖10.10 塑性鉸的形成(a)簡支梁;(b)彎矩圖;(c)M-關系曲線 圖10.11 兩跨連續(xù)梁的M-F關系曲線 1.板的計算特點(1)對于支承在次梁或磚墻上的板,一般可按考慮塑性內(nèi)力重分布的方
14、法計算內(nèi)力。(2)板的計算步驟是:確定板厚取計算單元計算荷載確定計算簡圖計算各控制截面的內(nèi)力選配鋼筋。(3)板一般能滿足斜截面抗剪承載力的要求,故一般不進行斜截面抗剪的計算。10.2.3 截面配筋的計算特點與構造要求截面配筋的計算特點與構造要求10.2.3.1 板的計算特點和構造要求板的計算特點和構造要求(4)對四周與梁整體澆筑的單向板,其中跨跨中截面和中間支座截面的彎矩可減小20%。如圖10.12所示。(5)根據(jù)彎矩算出各控制截面的鋼筋面積后,應考慮板內(nèi)鋼筋的布置方式。如果為彎起式鋼筋,應把跨中鋼筋與支座鋼筋結合起來考慮,以便使支座鋼筋與跨中鋼筋互相協(xié)調(diào)。2.板的構造要求(1)板厚。(2)板
15、的支承長度應滿足受力筋在支座內(nèi)錨固長度的要求,且一般不小于120mm。(3)受力鋼筋的構造要求。配筋方式:彎起式鋼筋:如圖10.13所示。(4)分布鋼筋的構造要求。(5)附加鋼筋。板內(nèi)附加鋼筋一般有三種:與支承構件垂直的板面附加鋼筋:該構造鋼筋自墻邊算起伸入板內(nèi)的長度,按圖10.14取值。垂直于主梁的附加鋼筋:如圖10.15所示。溫度收縮鋼筋:在溫度、收縮應力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi),鋼筋間距宜取為150200mm,并應在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。圖10.12 連續(xù)板的拱作用 圖10.13 板中受力鋼筋的布置(a)分離式配筋;(b)彎起式配筋 圖10.14 板中附加鋼筋示意圖 圖10.15 板
16、中與梁肋垂直的構造鋼筋 1.次梁的計算特點(1)肋形樓蓋中的次梁一般可按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算內(nèi)力。(2)次梁的計算步驟:選定次梁的截面尺寸計算荷載確定計算簡圖計算內(nèi)力按正截面、斜截面的承載力計算縱向受拉鋼筋、箍筋、彎起鋼筋確定構造鋼筋。(3)因次梁與板整澆,在配筋計算中,板相當于次梁的受壓翼緣,故按T形截面計算;對支座截面,板位于受拉區(qū),故仍按矩形截面計算。10.2.3.2 次梁的計算特點與構造要求次梁的計算特點與構造要求2.次梁的構造要求(1)次梁的一般構造同受彎構件。(2)次梁的截面。(3)梁內(nèi)受力鋼筋的彎起和截斷,應按彎矩包絡圖確定。一般對承受均布荷載,跨度相差不超過20%,并且
17、q/g3的次梁,鋼筋的截斷和彎起也可按圖10.16來布置。圖10.16 次梁的鋼筋布置圖 1.主梁的計算特點(1)主梁一般按彈性理論計算,計算步驟同次梁。(2)主梁除承受次梁傳來的集中荷載外,還承受主梁的自重等荷載,一般為簡化計算,可把主梁自重等荷載折算成集中荷載作用于次梁所對應的位置處。(3)配筋計算時,主梁跨中截面也按T形截面,而支座截面仍為矩形截面。10.2.3.3 主梁的計算特點與構造要求主梁的計算特點與構造要求(4)在支座處,主、次梁的負彎矩鋼筋相互交叉,如圖10.17所示,因此計算主梁支座截面負彎矩鋼筋時,主梁截面的有效高度近似按下式計算:當負彎矩鋼筋為一排布置時:h0=h-(50
18、60)mm當負彎矩鋼筋為兩排布置時:h0=h-(7080)mm 2.主梁的構造要求(1)主梁的截面。(2)支承長度。(3)主梁縱向受力鋼筋的彎起點和截斷點應按照彎矩包絡圖和材料抵抗彎矩圖來確定。(4)附加橫向鋼筋。附加橫向鋼筋的布置如圖10.18。(5)鴨筋。當主梁支座處的箍筋、彎起鋼筋仍不能共同承擔全部剪力時,可設鴨筋,見圖10.16,鴨筋的兩端應固定在受壓區(qū)內(nèi)。圖10.17 主梁支座截面縱筋位置 圖10.18 附加橫向鋼筋的布 10.2.4 單向板肋形樓蓋設計例題單向板肋形樓蓋設計例題【例10.1】某多層工業(yè)建筑的樓蓋平面如圖10.19。樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋,試對該樓蓋進行
19、設計。(1)有關資料如下 樓面做法:20mm厚水泥砂漿面層,鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm厚石灰砂漿抹底。樓面活荷載標準值取8kN/m2。材料:混凝土為C20,梁內(nèi)受力主筋采用HRB335,其它鋼筋用HPB235。(2)結構平面布置和構件截面尺寸的選擇結構平面布置如圖10.20所示,即主梁跨度為6m,次梁跨度為4.5m,板跨度為2.0m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁,以使其彎矩圖形較為平緩。確定板厚:工業(yè)房屋樓面要求h70mm,并且對于連續(xù)板還要求hl/40=50mm,考慮到可變荷載較大和振動荷載的影響,取h=80mm。確定次梁的截面尺寸:h=l/18l/12=250375mm,考慮活荷載較大,取h=4
20、00mm,b=(1/31/2)h200mm。確定主梁的截面尺寸:h=(1/151/10)l=400600mm,取h=600mm,b=(1/31/2)h=200300mm,取b=250mm。(3)板的設計 荷載的計算恒荷載標準值:2.74kN/m2活荷載標準值:8.00kN/m2恒荷載設計值:恒荷載分項系數(shù)取1.2,故設計值為:1.22.74=3.29kN/m2活荷載設計值:由于樓面活荷載標準值大于4.0kN/m2,故分項系數(shù)取1.3,所以活荷載設計值為81.3=10.4kN/m2荷載總設計值為:10.4+3.29=13.69kN/m2(3)板的設計 荷載的計算恒荷載標準值:2.74kN/m2活
21、荷載標準值:8.00kN/m2恒荷載設計值:恒荷載分項系數(shù)取1.2,故設計值為:1.22.74=3.29kN/m2活荷載設計值:由于樓面活荷載標準值大于4.0kN/m2,故分項系數(shù)取1.3,所以活荷載設計值為81.3=10.4kN/m2荷載總設計值為:10.4+3.29=13.69kN/m2 板的計算簡圖次梁截面為200mm400mm,板在墻上的支承長度取120mm,板厚為80mm,板的跨長如圖10.21所示。計算跨度:邊跨:l0=ln+h/2=1820mm1.025ln=1824mm因此l0=1820mm。中間跨:l0=ln=1800mm??缍认嗖钚∮?0%,可按等跨連續(xù)板計算,取1m寬的板
22、帶作為計算單元。計算簡圖如圖10.22所示。彎矩設計值由式(10.11)知,板中各截面彎矩設計值可按下式計算:M=M(g+q)l02其中彎矩系數(shù)M可由表10.1查得,所以M1=-MB=4.12kNmM2=2.77kNmMC=-3.17kNm 配筋的計算板截面的有效高度為h0=h-20=60mm,fc=9.6kN/mm2,1=1,fy=210kN/mm2。板的配筋計算見表10.5。(4)次梁的設計次梁的設計按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法進行。荷載的計算根據(jù)結構平面布置,次梁所承受的荷載范圍的寬度為相鄰兩次梁間中心線間的距離,即2m,所以荷載設計值如下:恒荷載設計值:g=8.76kN/m活荷載設計值:
23、q=10.42=20.8kN/m荷載總設計值:g+q=29.56kN/m 計算簡圖主梁的截面尺寸為250mm600mm,次梁在磚墻上的支承長度取為240mm,次梁的跨度圖如圖10.23。計算跨度可以根據(jù)表10.4得:邊跨:l0=ln+b/2=4375mm或l0=1.025ln=4361mm取小值,故l04360mm。中間跨:l0=ln=4250mm。次梁的計算簡圖如圖10.24所示。由于次梁跨差小于10%,故按等跨連續(xù)梁計算。內(nèi)力的計算計算彎矩設計值,計算公式為:M=M(g+q)l02由表10.1查得彎矩系數(shù)M則:M1=51.08kNmMB=-M1=-51.08kNmM2=33.37kNmMC
24、=-38.14kNm計算剪力設計值,計算公式為:V=V(g+q)ln由表10.3查得剪力系數(shù)V,則:VA=0.4529.564.255=56.6kNVB左=0.629.564.255=75.47kNVB右=0.5529.564.25=69.10kNVC=0.5529.564.25=69.10kN 配筋的計算計算受力主筋:在次梁支座處,次梁的計算截面為200mm400mm的矩形截面。在次梁的跨中處,次梁按T形截面考慮,翼緣寬度bf為:bf=1453mm或bf=2200mm1453mm故翼緣寬度應取為bf=1453mm。次梁各截面考慮布置一排鋼筋,故h0=h-35=365mm。次梁中受力主筋采用H
25、RB335,fy=300N/mm2。次梁各截面的配筋計算如表10.6所示 箍筋的計算:驗算截面尺寸:hw=h0-hf=365-80=285mm因為hw/b=1.4254且0.25cfcbh0=175.2kNVmax=VB左=75.47kN所以截面尺寸符合要求。計算所需的箍筋:采用6的雙肢箍筋,并以B支座左側進行計算。s=281.6mm考慮彎矩調(diào)幅對受剪承載力的影響,應在梁局部范圍內(nèi)將計算所得的箍筋面積增大20%,現(xiàn)調(diào)整箍筋間距:s=0.8281.6=225.3mm取箍筋間距s=180mm,沿梁全長均勻配置。驗算配箍率下限值:配箍率下限值為min=1.26103實際配箍率sv=Asv/bs=1.
26、571031.26103滿足要求??紤]彎矩調(diào)幅對受剪承載力的影響,應在梁局部范圍內(nèi)將計算所得的箍筋面積增大20%,現(xiàn)調(diào)整箍筋間距:s=0.8281.6=225.3mm取箍筋間距s=180mm,沿梁全長均勻配置。驗算配箍率下限值:配箍率下限值為min=1.26103實際配箍率sv=Asv/bs=1.571031.26103滿足要求。(5)主梁的設計主梁的內(nèi)力按彈性理論的方法計算。荷載主梁主要承受次梁傳來的荷載和主梁的自重以及粉刷層重,為簡化計算,主梁自重、粉刷層重也簡化為集中荷載,作用于與次梁傳來的荷載相同的位置。荷載總設計值:G+Q=141.6kN 計算簡圖主梁為兩端支承于磚墻上,中間支承于柱
27、頂?shù)娜邕B續(xù)梁,主梁在磚墻上的支承長度為370mm,柱的截面尺寸為400mm400mm。計算跨度的確定:主梁的跨長如圖10.25所示。邊跨:l0=6060mm或l0=6022mm,取小值,l0=6022mm中跨:l0=l=6000mm計算簡圖如圖10.26所示。跨差小于10%,故可按附表15計算內(nèi)力。內(nèi)力的計算及內(nèi)力包絡圖A.彎矩設計值計算公式:M=k1Gl0+k2Ql0計算結果見表10.7。B.剪力設計值計算公式:V=k3G+k4Q計算結果見表10.8。C.內(nèi)力包絡圖彎矩包絡圖:邊跨的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax、跨內(nèi)最小彎矩Mmin、B支座最大負彎矩-MBmax,它們分別對應的荷載組合是
28、:+、+、+。在同一基線上分別繪制這三組荷載作用下的彎矩圖。在荷載組合+作用下:此時MA=0,MB=-77.04+(-74.83)=-151.87kNm,以這兩個支座彎矩值的連線為基線,疊加邊跨在集中荷載G+Q=141.6kN作用下的簡支梁彎矩圖,則第一個集中荷載處的彎矩值為1/3(G+Q)l01-1/3MB=233.62kNm第二個集中荷載處的彎矩值為1/3(G+Q)l01-2/3MB183kNm至此,可以繪出邊跨在荷載組合+作用下的彎矩圖,同樣也可以繪制邊跨分別在+作用下和在+作用下的彎矩圖。中跨的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax,跨內(nèi)最小彎矩Mmin,B支座最大負彎矩-MBmax,C支座最
29、大負彎矩-MCmax。它們分別對應的荷載組合是:+、+、+和+。在同一基線上分別繪制在這些荷載組合作用下的彎矩圖,即可得到中跨的彎矩包絡圖。所計算的跨內(nèi)最大彎矩與表10.7中的跨內(nèi)最大彎矩稍有差異,這主要是由于計算跨度并不是完全等跨所致。主梁的彎矩包絡圖如圖10.27所示。剪力包絡圖:根據(jù)表10.8,在荷載組合+時,VAmax=116.24kN,至第一集中荷載處剪力降為116.24-141.6=-25.36kN,至第二集中荷載處,剪力降為-25.95-141.6=-166.96kN;同樣可以計算在荷載組合+作用下各處的剪力值。據(jù)此即可繪制剪力包絡圖,如圖10.28所示。配筋的計算A.受力主筋。
30、主梁支座按矩形截面設計,截面尺寸為250mm600mm,跨內(nèi)按T形截面設計,翼緣寬度如下確定:主梁考慮內(nèi)支座處布置兩排鋼筋,跨中布置一排鋼筋,因此跨中h0=h-35=600-35=565mm,支座截面h0=h-70=530mm。hf/h0=0.140.1,所以翼緣寬度取下兩式最小值:bf=l0/3=2000mmbf=b+sn=4750mm即取bf=2000mm??紤]主梁支座寬度的影響,B支座截面的彎矩設計值為:MB=223.7kNm 跨內(nèi)截面處:M=233.621fcbfhf(h0-hf/2)=806.4kNm因此屬于第一類T形截面,配筋的具體計算見表10.9。B.箍筋與彎起鋼筋:驗算截面尺寸
31、:hw=h0-80=530-80=450mmHw/b=1.84所以0.25cfcbh0=318kNVmax=183.53kN即截面尺寸符合要求。箍筋的計算:假設采用雙肢箍筋8200,則Vcs=172005NVA=116240NVBr=162380NVB1=183530N即B支座左邊尚應配彎起鋼筋:Asb=67.9mm2按45角彎起一根118,Asb=254.5mm238.8mm2。因主梁剪力圖形呈矩形,故在支座左邊2m長度內(nèi),布置3道彎起鋼筋,即先后彎起220+118。C.次梁處附加橫向鋼筋。由次梁傳來的集中力F1=39.42+93.6=133.02kNh1=600-400=200mms=2h
32、1+3b=2200+3200=1000mm取附加箍筋為雙肢8200,另配以吊筋118,箍筋在次梁兩側各布置3排,則:2fyAsbsin+mnfyvAsv1=234714.9NF1=13302N即滿足要求。主梁下砌體局部承壓強度的驗算主梁下設梁墊,具體計算略。(6)繪制板、次梁、主梁的施工圖板、次梁、主梁施工圖分別見圖10.29、圖10.30和圖10.31。圖10.19樓蓋平面圖 圖10.20結構平面布置圖 圖10.21板的跨長 圖10.22板的計算簡圖 表表10.5板的配筋計算板的配筋計算 圖10.23 次梁的跨長 圖10.24 次梁的計算簡圖 表表10.6 次梁的配筋計算表次梁的配筋計算表
33、圖10.25主梁的跨長 圖10.26主梁的計算簡圖 表表10.7主梁彎矩計算表主梁彎矩計算表 表表10.8主梁剪力計算表主梁剪力計算表 圖10.27 主梁的彎矩包絡 圖10.28 主梁的剪力包絡圖 表表10.9 主梁配筋計算表主梁配筋計算表 圖10.29 板的配筋圖 圖10.30 次梁的配筋圖 圖10.31 主梁的配筋圖 M=1.38108As1NmmM=M=1.38108As1NmmM=M=6.62107As1Nmm將上述各值代入式(10.22)得:2(5.5+2.235+13.8+6.62)107As1=1/1215.81/100036502(34550-3650)解得:As1=0.311
34、5mm2/mm=311.5mm/m考慮跨中鋼筋折減20%,即可得:As1=311.50.8=249.2mm2/m選用8200(As=251mm2)1.設計題目某工業(yè)廠房現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋。2.設計目的鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋的課程設計是“建筑結構”課程的主要內(nèi)容之一,通過本設計,使學生對所學知識加深理解,在理論上有所提高;鍛煉學生運用所學知識解決實際問題的能力;讓學生掌握單向板肋形樓蓋的設計方法和設計步驟,提高學生的設計能力;提高學生用圖紙和設計說明書表達設計意圖的能力,進一步掌握結構施工圖的繪制方法,提高讀圖識圖的能力,為將來在工作崗位充分發(fā)揮聰明才智打下一定的基礎。鋼筋混凝
35、土單向板肋形樓蓋課程設計任務書鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋課程設計任務書3.設計資料(1)該樓蓋的結構平面布置如圖10.67所示,圖中括號內(nèi)的數(shù)值為第二方案的尺寸。(2)樓面活荷載標準值為qk=6kN/m2(或8kN/m2、10kN/m2、12kN/m2,由教師指定)。(3)樓面面層采用20mm水泥砂漿抹面,板底及梁側采用15mm厚的混凝土砂漿抹底。(4)材料:混凝土強度等級采用C20,鋼筋除梁中受力主筋采用HRB335外,其余均為HPB235筋。(5)板伸入墻內(nèi)120mm,次梁伸入墻內(nèi)240mm,主梁伸入墻內(nèi)370mm。4.設計任務及要求(1)設計說明書 結構平面布置:包括柱網(wǎng)尺寸,主、次梁間距
36、和跨度等。單向板和次梁的設計:要求按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法設計,主要應包括截面尺寸的選定,確定計算跨度、計算荷載、計算內(nèi)力及確定各主要截面的配筋并繪出配筋圖。主梁的設計:按彈性方法設計,具體內(nèi)容同上,并要求繪制內(nèi)力包絡圖,據(jù)此進行配筋。設計說明書中應包含有關示意圖,如跨長示意圖、計算簡圖、配筋示意圖等。(2)施工圖 3#圖:繪制結構平面布置圖及板的配筋圖(1 100)。各種細部尺寸應標注齊全,應標明各種鋼筋的直徑、間距以及受力筋的彎起點和切斷點。2#圖:繪制次梁、主梁的配筋圖。縱剖面圖(1 50),應注明梁跨,入墻深度,支座寬度,鋼筋編號,受力筋的彎起點、切斷點的位置及箍筋直徑、間距。橫剖面圖(1 20),應注明鋼筋根數(shù)、直徑及編號。主梁抵抗彎矩圖,并據(jù)此圖確定主梁受力筋的彎起點和切斷點的位置。
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