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1工程概况
根据初步设计成果,提出设计资料及数据如下:
(1)、墙体厚度370mm,结构横向长L1=42m,结构纵向长L 2=18m。楼梯位于该层平面的外部,本设计不予考虑。楼盖采用装配式双向板肋形结构;
(2)、该建筑位于非地震区; (3)、建筑物安全级别为二级; (4)、结构环境类别二类;
(5)、建筑材料等级:混凝土强度等级:混凝土C20; 钢筋:板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HPB235级,梁中受力筋HRB335级;
(6)、荷载:钢筋混凝土重力密度为25kN/m3,楼面面层为水磨石(25mm厚水泥砂浆,自重为20kN/m2);梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm,重力密度为17kN/m3),楼面活荷载标准值6kN/m2;永久荷载分项系数1.2,可变荷载分项系数1.3。
(7)、结构平面布置及初估尺寸:板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm。柱:b×h=400mm×400mm,柱子的高度为4m;(如图1)
(8)、使用要求:梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见混凝土结构学课本附录; (9)、地基承载力为250KN/m;
(10)、采用的规范:混凝土结构设计规范(GB50010-2010),建筑结构荷载规范(GB5009—2001)。
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图1 梁板结构平面布置
由图1可知,支承梁纵向布置,跨度为7000mm,支承梁横向布置,跨度为6000mm。 板
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塔里木大学混凝土结构课程设计
按弹性性理论方法计算,板的长边与短边之比小于2故为双向板梁楼盖。
2板的计算
(1) 确定板厚h和梁截面
计算构件板的厚度h=(115880mm?)lq??147mm(l0x为双向板的短向计405040算跨度)且h?80mm故取h?150mm。纵向梁的梁高h=(116000mm?)l2??500mm(l2为横向梁的间距)梁的宽高比为2,则纵向121812117000mm)l1??583mm(l为纵向梁的间距)梁的宽高81412梁的尺寸b?h?250mm?500mm。 横向梁的梁高h=(?比为2,则横向梁的尺寸b?h?300mm?600mm。 (2) 荷载计算 25mm水泥砂浆面层 0.025×25=0.5 kN/m 150mm钢筋混凝土板 0.15×25=3.75 kN/m 15mm混合砂浆抹灰 0.015×17=0.26 kN/m 恒载标准值 4.51 kN/m 永久荷载设计值 g=1.2×4.51=5.4 kN/m 可变荷载设计值 q=1.3×6.0=7.8 kN/m 合计 13.2 kN/m (3) 板的承载力计算
在求各区格板跨内正弯矩时按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算,取荷载:
2222222
g'?g?q7.8q7.82 2
?5.4??9.3 kN/mq'???3.9 kN/m2222在g'作用下,各内支座均可视作固定支座,边支座按实际情况确定,如果搭接在墙上的视为简支,搭接在梁上的视为固定。某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处,在q'作用下,各区格板四边均可视为简支跨内最大正弯矩在中心点处,计算时,可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩。
在求各支座最大负弯矩(绝对值)时,按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算,取荷载:
p?g?q?13.2 kN/m
格见表2。
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按《混凝土结构设计》(第三版)沈蒲生主编附录8进行内力计算,计算简图及计算表
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角区格板A计算跨度
lox?ln?ab0.120.3hb??(6?0.12?0.15)???5.94m?ln???5.955m (a是梁、222222板在墙上的支承长度,b是梁、板的中间支座宽度,h是板的厚度,ln是梁、板的净跨度)故lox?5.94m,
loy?ln?ab0.120.25hb??(7?0.12?0.125)???6.94m?ln???6.955m故222222loy?6.94m。
边区格板B计算跨度
lox?ln?ab0.120.3hb??(6?0.12?0.15)???5.94m?ln???5.955m故222222lox?5.94m,
loy?lc?7m?1.1ln?1.1?(7?0.125?0.125)?7.43m (lc是支座中心线的距离)故loy?7m。
边区格板C计算跨度
lox?lc?6m?1.1ln?1.1?(6?0.15?0.15)?6.27m故 lox?6m,
loy?ln?ab0.120.3hb??(7?0.15?0.125)???6.94m?ln???6.955m故222222loy?6.94m。
边区格板D计算跨度
lox?lc?6m?1.1ln?1.1?(6?0.15?0.15)?6.27m故 lox?6m, loy?lc?7m?1.1ln?1.1?(7?0.125?0.125)?7.43m故loy?7m。
表2 双向板弯矩计算
区格 跨内 计算简图 ??0l0xl0yA 5.94m?0.86 6.94mB 5.94m?0.85 7m+ 2+ (0.0255×9.3+0.0506×3.9)×5.94=15.3 kN·m/m (0.0225×9.3+0.0348×3.9)×5.94=12.1 kN·m/m 222mx (0.03158×9.3+0.0496×3.9)×5.94=17.2 kN·m/m my mx (u)(0.02168×9.3+0.0349×3.9×5.94=11.9 kN·m/m 2??0.217.2+0.2×11.9=19.6 kN·m/m 11.9+0.2×17.2=15.3 kN·m/m 15.3+0.2×12.1=17.7 kN·m/m 12.1+0.2×15.3=15.2 kN·m/m my(u) 计算简图 .
塔里木大学混凝土结构课程设计 支座 mxmy区格 跨 内计算简图 + (0.0285×9.3+0.0496×3.9)×6=16.5kN/m my ??0.2(u)2221 0.0818×13.2×5.94=38 kN·m/m 0.073×13.2×5.94=34 kN·m/m C 220.0711×13.2×5.94=33kN/m 0.0683×13.2×5.94=31.8 kN·m/m D 6m?0.867m2221 ll 6m?0.86 6.94m + (0.0496×9.3+0.0496×3.9)×6=17.2 kN/m (0.0349×9.3+0.0349×3.9)×6=16.6 kN·m/m 23.5+0.2×16.6=26.8 kN·m/m 16.6+0.2×23.5=23.3 kN·m/m 222 ??0mx (0.0142×9.3+0.0349×3.9)×6=9.5 kN·m/m mx my (u)16.5+0.2×9.5=18.4 kN·m/m 9.5+0.2×16.5=12.8 kN·m/m 支计算简图 2座 m1 x1 0.0678×13.2×6=32.6kN/m 0.0566×13.2×6=26.9kN/m 2220.0618×13.2×6= kN·m/m 0.0549×13.2×6=26 kN·m/m 22my支座处的弯矩 A—B支座 my??(?34?31.8)??32.9 kN·m/m A—C支座 mx??(?38?32.6)??35.3 kN·m/m C—D支座 my??(?26.9?26)??26.5 kN·m/m B—D支座 mx??(?33?29)??31 kN·m/m
各跨内、支座弯矩已求得(考虑D区格板四周与梁整体连结,乘以折减系数0.8。边区格板的跨内截面及第一支座截面:
12121212lobl?1.5时,减小20%;1.5?ob?2.0时,减小10%。l是lblbob沿板边缘方向的计算跨度,lb是垂直于边缘方向的计算跨度),即可近似按As?m算
0.95fyh0出相应的钢筋截面面积,取跨内及支座截面hox?125mm,hoy?115mm,具体计算如下表3,表4。
表3 双向板跨中弯矩配筋
截 面 跨 lox方向 17.7 125 710 Ф10@110 714 A区格 lox方向 loy方向 m/(kN?m) 19.58 15.3 h0/mm 125 115 AS/mm 785 661 2选配钢筋 Ф12@110 Ф10@110 实配面积/mm1028 714 2 4
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中 B区格 C区格 D区格 loy方向 lox方向 loy方向 lox方向 loy方向 15.2×0.8 18.4×0.8 12.8×0.8 27.8×0.8 21.3×0.8 115 125 115 125 115 表4 双向板支座配筋
截 面 支 座 A-B B-B C-D D-D A-C B-D m/(kN?m) 32.9×0.8 31.8 25.3×0.8 26×0.8 35.3×0.8 31×0.8 h0/mm 115 115 115 115 125 125 AS/mm2 530 590 446 890 743 Ф10@110 Ф10@110 Ф10@110 Ф12@110 Ф10@110 714 714 714 1028 714 选配钢筋 Ф14@110 Ф14@110 Ф12@110 Ф12@110 Ф14@110 Ф12@110 实配面积/mm1399 1399 1028 1028 1399 1028 2 1147 1386 882 906 1132 994
3支承梁的计算
长边方向梁的尺寸取300mm×600mm,短边方向梁的尺寸取250mm×500mm,柱的尺寸为400mm×400mm。双向板传给支承梁的荷载分布为:双向板长边支承梁上荷载承梯形分布,短边支承梁上荷载呈三角形分布。支承梁结构自重及抹灰荷载为均匀分布。如图2所示。
图2 双向板支承梁计算简图
3.1长边支承梁计算
(1)荷载计算
梁自重 1.2×25×0.3×(0.6-0.15)=4.05 kN/m
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