《混凝土結構設計》課程設計現(xiàn)澆整體式單向板肋梁樓蓋設計

現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計資料：某設計使用年限為50年工業(yè)用倉庫，采用整體式鋼筋混凝土結構，樓蓋梁格圖1所示。圖1結構平面布置圖(1) 樓面構造層做法：20mm厚水泥砂漿打底，10mm厚水磨石面層，=0.65 KN/m2 15mm厚混合砂漿梁板天花抹灰。(2) 活荷載：標準值為5KN/m2。(3) 恒載分項系數(shù)為1.2；活載分項系數(shù)為1.3（因工業(yè)廠房樓蓋活載標準值大于4 KN/m2）。(4) 材料選用：混凝土 采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。鋼 筋 梁中受力縱筋才采用HRB335級（fy=300N/mm2）；其余采用HPB235級（fy=210N/mm2）。一、 板和次梁按塑性計算1. 板的計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算）板的l2/l1=5400mm/2000mm=2.7<3，按沿短邊方向受力的單向板計算，應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。板的厚度按構造要求取h=80mmL1/40=2000mm/40=50mm。次梁截面高度取h=450mmL2/15=5400mm/15=360mm，截面寬度b=200mm，板尺寸支撐情況如圖2所示。圖2板的尺寸(1) 荷載恒載標準值30mm面層 0.65KN/m280mm鋼筋混凝土板 0.08m25KN/m3=2.000KN/m215mm混合砂漿天棚抹灰 0.015m17KN/m3=0.225KN/m2 gk=2.875KN/m2線恒載設計值 g=1.22.875KN/m2=3.45KN/m線活載設計值 q=1.39KN/m2=11.7KN/m合 計 15.15KN/m即每米板寬 g+q=15.15KN/m(2) 內(nèi)力計算計算跨度邊跨 Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.820m Ln+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m1.820m 取L0=1.840m中間跨 L0=2m-0.2m=1.800m計算跨度差（1.820m-1.800m）/1.800m=1.11%10%,說明可按等跨連續(xù)計算內(nèi)力（為簡化起見，統(tǒng)一取L0=1.820m）。取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖3所示：圖3 1m寬板的計算簡圖連續(xù)板各截面彎矩計算見表1。連續(xù)板各截面彎矩計算 截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KNm)4.562-4.5623.316-3.584表1（3）截面承載力計算b=1000mm，h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0,連續(xù)板各截面配筋計算見表2。 連續(xù)板各截面配筋計算 板帶部位截面邊區(qū)板帶（，軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KNm)4.562-4.5623.316-3.584s=M/1fcbh020.0890.0890.0640.0700.0930.0930.0660.072As=1bh0fc/fy/(mm2)380380270295選配鋼筋10200102008/102008/10200實配鋼筋面積/(mm2)393393322322板帶部位截面中間區(qū)板帶（軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KNm)4.562-4.5623.3160.8=2.653-3.5840.8=-2.867s=M/1fcbh020.0890.0890.0510.0560.0930.0930.0520.058As=1bh0fc/fy/(mm2)380380213237選配鋼筋102001020082008200實配鋼筋面積/(mm2)393393251251表2中間區(qū)板帶軸線間，各區(qū)格板的四周與梁整體連接，故各跨跨內(nèi)和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，計算彎矩降低20%。連續(xù)板的配筋示意圖如圖4所示。（a）邊區(qū)板帶（b）中間區(qū)板帶圖4 板的配筋示意圖次梁計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算）取主梁的梁高h=700mmL1/12=6000mm/12=500mm,梁寬b=250mm,次梁有關尺寸及支撐情況圖5所示。圖5 次梁尺寸（1） 荷載恒載設計值由板傳來 3.45KN/m22m=6.9KN/m次梁自重 1.225KN/m30.2m(0.5m-0.08m)=2.520KN/m梁側抹灰 1.217KN/m30.015m(0.5m-0.08m)2=0.257KN/m g=9.677KN/m活載設計值由板傳來 q=11.7KN/m22m=23.4KN/m 合 計 g+q=33.077KN/m(2)內(nèi)力計算計算跨度邊跨 Ln=5.4m-0.12m-0.25m/2=5.155m Ln+a/2=5.155m+0.24m/2=5.275m 1.025 Ln=1.0255.155m=5.284m5.275m 取L0=5.275m中間跨 L0= Ln=5.4m-0.25m=5.150m跨度差（5.275m-5.150m）/5.150m=2.4%10%,說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力，計算簡圖如圖6所示。圖6 次梁的計算簡圖連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算見表3和表4。連續(xù)次梁彎矩計算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KNm)83.671-83.67154.380-62.663表3連續(xù)次梁剪力計算截面端支座內(nèi)側離端第二支座外側離端第二支座內(nèi)側中間支座外側、內(nèi)側剪力計算系數(shù)v0.450.60.550.55V=v(g+q)Ln/(KN)76.730102.30793.69093.690表4（3）截面承載力計算次梁跨內(nèi)截面按T形截面計算，翼緣計算寬度為：邊跨: bf=L0/3=5275mm/3=1758mmb+S0=200mm+1800mm=2000mm離端第二跨、中間跨: bf= L0/3=5150mm/3=1717mm梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm翼緣厚 hf=80mm判別T形截面類型：跨內(nèi)截面=0.010hf/h0=60mm/465mm=0.172,故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，第一內(nèi)支座按布置兩排縱筋考慮，取h0=450mm-60mm=440mm，其他中間支座按布置一排縱筋考慮，h0=465mm，連續(xù)次梁正截面及斜截面承載力計算分別見表5和表6。連續(xù)次梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KNm)83.671-83.67154.380-62.663(b=bf)0.0140.1510.0100.1010.0140.1650.0100.107As=1bh0fc/fy(b=bf)/(mm2)621692381475選配鋼筋216+118+118+314314214+116實配鋼筋面積/(mm2)657761459509表5連續(xù)次梁斜截面承載力計算截面端支座內(nèi)側離端第二支座外側離端支座內(nèi)側中間支座外側、內(nèi)側V76.730102.30793.69093.690/332.475V314.600V314.600V332.475V/93.093V88.088V88.088V93.093V選用箍筋28282828/(mm2)101101101101/(mm)按構造按構造按構造按構造實配箍筋間距S/(mm)200200200200表6次梁配筋示意圖見圖7。圖7 次梁配筋示意圖三、主梁計算（按彈性理論計算）柱高H=4.5m，柱截面尺寸300mm300mm,主梁的有關尺寸及支撐情況見圖8。圖8 主梁尺寸（1） 荷載恒載設計值由次梁傳來 9.677KN/m5.4m=52.256KN主梁自重（折合為集中荷載） 1.225KN/m30.25m(0.7m-0.08m) 2m=9.3KN梁側抹灰(折合為集中荷載) 1.217KN/m30.015m(0.7m-0.08m) 2m2=0.760KN G=62.316KN活載設計值由次梁傳來 Q=23.4KN/m5.4m=126.36KN合 計 G+Q=188.676KN（2）內(nèi)力計算邊跨 Ln=5.4m-0.12m-0.3m/2=5.730mL0=1.025Ln+b/2=1.0255.730m+0.3m/2=6.020mLn+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.3m/2=6.070m中間跨 Ln=5.4m-0.4m=5.700m L0= Ln+b=5.7m+0.3m=6.000m跨度差（6.020m-6.000m）/6.000m=0.33%10%,可按等跨連續(xù)梁計算。由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多，故主梁可視為鉸支柱頂上的連續(xù)梁，計算簡圖見圖9。圖9 主梁的計算簡圖在各種不同分布的荷載作用下的內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行，跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算，則M=KGL0+KQL0V=KG+KQ式中系數(shù)K值由附錄7查得，具體計算結果以及最不利荷載組合見表7和表8，即可得主梁的彎矩包絡圖及剪力包絡圖，如圖10和圖11所示。主梁彎矩計算序號計算簡圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)KM1/( KNm)KMB（MC）/( KNm)KM2/(KNm)0.24491.535-0.267-99.9970.06725.0510.289219.839-0.133-101.003-101.003-33.667-0.133-101.0030.200151.6320.229112.168-0.311(-0.089)-236.180(-67.588)0.170128.8720.274134.209-0.178(0.044)-135.177(33.414)-最不利荷載組合+311.374-201-75.952+57.868-201176.683+203.703-336.177(-167.585)66.583+225.744-235.174(-66.583)-表7主梁剪力計算序號計算簡圖端支座內(nèi)側中間支座（左）KVA/ VD/(KN)KVB左（VC左）/(KN)0.733(-0.733)45.678(-45.678)-1.267(-1.000)-78.954(-62.316)0.866(-0.866)109.428(-109.428)-1.134(0)-143.292(0)-0.133(0.133)-16.806(16.806)-0.133(-1.000)-16.806(-126.36)0.689(0.089)87.062(11.246)-1.311(-0.778)-165.658(-99.572)0.822(-0.044)103.867(-5.560)-1.178(0.222)-148.852(28.052)最不利荷載組合+155.106(-155.106)-222.246(-62.316)+92.622(-28.872)-95.760(-188.676)+132.74(-34.432)-244.612(-161.888)+149.545(-51.238)-227.806(-34.264)序號計算簡圖中間支座（右）KVB右（VC右）/(KN)1.000(1.267)62.316(78.954)0(1.134)0(143.292)1.000(0.133)126.36(16.806)1.222(0.089)154.412(11.246)0.222(-0.044)28.052(-5.560)最不利荷載組合+62.316(222.246)+188.676(95.76)+216.728(90.2)+90.368(73.394)表8（3）截面承載力計算主梁跨內(nèi)截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度為：bf=L0/3=6000mm/3=2000mmb+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm判斷T形截面類型：跨內(nèi)截面=0.053hf/h0=80mm/665mm=0.120,故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面?？鐑?nèi)截面在負彎矩作用下按矩形截面計算，取h0=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面計算，取h0=700m-80mm=620mm（因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，并布置在次梁主筋下面）。主梁正截面及斜截面承載力計算表見表1-15和表1-16。主梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)M/( KNm)311.374-366.177176.683-75.952V0b/2/( KNm)28.301（M- V0b/2）/( KNm)337.876(b=bf)0.02460.2310.01400.05190.0250.2670.0140.053As=1bh0fc/fy(b=bf)/(mm2)15851973888405選配鋼筋220+225418+225216+218220實配鋼筋16102000910628表9主梁斜截面承載力計算截面端支座內(nèi)側離端第二支座外側離端第二支座內(nèi)側V155.106244.612188.676/594.323>V554.125>V554.125>V/166.416>V155.155<V155.155<V選用箍筋282828/(mm2)101101101/(mm)構造構造構造實配箍筋間距S/(mm)200200200237.343237.343422.833<0選配彎筋125118實配彎筋面積/(mm2)490.9254.5表10（4）主梁吊筋計算由次梁傳至主梁的全部集中力為：G+Q=52.256KN+126.36KN=178.616KN則 As=（G+Q）/(2fysin) =178.616103N/(2300N/mm20.707)=421m2選218（As=509 m2）。主梁的配筋示意圖如圖1-18所示。圖1-18 主梁配筋示意圖四、施工圖（未完待續(xù)）第 16 頁 共 16 頁