混凝土梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.設(shè)計(jì)資料某設(shè)計(jì)年限為50年多層工業(yè)廠房，采用內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，邊柱為磚柱，采用鋼筋砼整體現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋，其標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置如圖所示。圖1 結(jié)構(gòu)布置圖l1 = 6900mm l2 = 6900mm（1） 樓面構(gòu)造層做法：25mm厚水泥花磚地面自重，19.8kN/m3；板底及梁側(cè)采用15mm厚混合砂漿抹灰;（2） 活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2;（3） 恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4;（4） 材料選用： 混凝土 采用C30（fc = 14.3N/mm2, ft = 1.43N/mm2） 鋼筋 主梁和次梁縱筋采用HRB335(fy = 300N/mm2 , fy

2、v = 300N/mm2) 其余均采用HPB235（fy = 210N/mm2 , fyv = 210N/mm2）2.板的計(jì)算 板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算：板的l2/l1 = 6900/2300 = 33,按單向板設(shè)計(jì)。板的厚度按構(gòu)造要求取hl/402300/40 = 57.5mm80mm ,故取80mm.次梁的截面高度應(yīng)滿足h = l2/12l2/18 = 383575m,取h=450mm, 截面寬度b =(1/31/2)×450mm = (150225)mm,取b=200mm;板的尺寸及支撐情況如圖2(a)所示。2.1荷載計(jì)算恒載標(biāo)準(zhǔn)值 25mm厚水泥花磚地面 0.025m

3、× 19.8kN/m3 = 0.495kN/m280mm鋼筋混凝土板 0.08m × 25kN/m3 = 2.0kN/m215mm厚混合砂漿抹灰 0.015m × 17kN/m3 = 0.255kN/m2 gk = 2.75kN/m2線恒載設(shè)計(jì)值 g = 1m × 1.2 × 2.75kN/m = 3.3kN/m線活載設(shè)計(jì)值 q = 1m × 1.4 × 3kN/m = 4.2kN/m合計(jì) 7.5kN/m即每米板寬 g + q = 7.5kN/m2.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度 邊跨 ln + h/2 = 2.3 - 0.12 - 0

4、.2/2 + 0.08/2 = 2.12m Ln + a/2 = 2.3 - 0.12 - 0.2/2 + 0.12/2 = 2.14m > 2.12m 取l0 = 2.12m 中間跨 l0 = 2.3m - 0.2m = 2.1m計(jì)算跨度差（2.12-2.1）2.1 = 0.95% < 10%，說(shuō)明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力（為簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，統(tǒng)一取l0 = 2.12m）取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2(b)所示。連續(xù)板各截面的彎矩計(jì)算見(jiàn)表1。表1 連續(xù)板各截面彎矩計(jì)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(jì)算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M

5、=m（g+q）lo2/(kN·m)3.06-3.062.07-2.36(a)板的幾何尺寸 （b）計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2 板的幾何尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖2.3截面承載力計(jì)算 B = 1000mm,h = 80mm,h0 = h - as = 80mm - 20mm = 60mm,1 = 1.0, fc = 14.3N/mm2,fy = 210N/mm2連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見(jiàn)表2。表2 連續(xù)板各截面配筋計(jì)算板帶部位截面邊區(qū)板帶（,軸線間）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/（kN·m）3.06-3.

6、062.07-2.361.79-1.79211×0.8=1.688-2.41×0.8=-1.928續(xù)表2s=M/1fcbh020.0590.059004100470.0590.0590.0330.0370.0610.061004200480.0610.0610.0340.038As=bh01fc/fy(mm2）249.23249.23171619611249.23249.231389115526選配鋼筋82008200 818081808200820061806180 實(shí)配鋼筋面積/mm2251251218218251251157157注：中間區(qū)板帶軸線間，各內(nèi)區(qū)格的四周與

7、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(jì)算彎矩降低20%。3.次梁計(jì)算 次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，取主梁的梁高h(yuǎn) = 650mm > l3/12 = 6900/12 = 575mm,梁寬b = 250mm,次梁有關(guān)尺寸和支撐情況如圖3(a)所示。(a)次梁幾何尺寸（b）計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3 次梁的幾何尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖3.1荷載恒載設(shè)計(jì)值 由板傳來(lái) 3.3kN/m2 × 2.3m = 7.59kN/m 次梁自重 1.2 × 25kN/m3 × 0.2m × (0.45-0.08) = 2.22kN/m 梁側(cè)抹灰 1.2 × 17

8、× 0.015 × (0.45-0.08) × 2 = 0.226kN/m g = 10.04kN/m活載設(shè)計(jì)值 由板傳來(lái) q = 4.2kN/m × 2.3m = 9.66kN/m 合計(jì) g + q = 19.7kN/m 3.2內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算跨度 ln =6.9 - 0.12 - 0.25/2 = 6.655m 邊跨 ln + a/2 = 6.655 + 0.24/2 = 6.775m 1.025ln = 1.025 × 6.655 = 6.82m > 6.775m 取l0 = 6.775m 中間跨 l0 = ln = 6.9m - 0

9、.25m = 6.65m 計(jì)算跨度差（6.775m - 6.65m）6.65m = 1.9% < 10%，說(shuō)明可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3（b）所示。 連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計(jì)算分別見(jiàn)表3和表4。表3 連續(xù)次梁彎矩計(jì)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(jì)算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M=m（g+q）lo2/(kN·m)82.20-82.2054.45-62.23表4 連續(xù)次梁剪力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)剪力計(jì)算系數(shù)v0.450.60.550.55V =v（g+q）ln/kN59.0

10、078.6672.0572.053.3截面承載力計(jì)算 次梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度為： 邊跨 bf´ = 1/3l0 = 1/3 × 6775mm = 2258mm > b+sn = 200+2300-200 = 2300mm 離端第二跨、中間跨bf´ = 1/3 × 6650mm = 2217mm > b+sn = 200+2300-200 = 2300mm 梁高h(yuǎn) = 450mm h0 = 450-35 = 415mm;翼緣厚 hf´= 80mm ,hf´/h0 = 80/415= 0.193>0.1

11、 判定T形截面類型：按第一類T形截面計(jì)算：跨內(nèi)截面= 0.019 < hf´/h0 = 80/415= 0.193,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(jì)算，第一內(nèi)支座按布置兩排縱筋考慮，取h0 = 450mm-60mm = 390mm,其他中間支座按布置一排縱筋考慮，h0 = 415mm。連續(xù)次梁正截面及斜截面承載力計(jì)算分別見(jiàn)表5及表6。表5 連續(xù)次梁正截面承載力計(jì)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/（kN·m）82.20-82.2054.45-62.23s=M1fcbf´h02（s=M1fcbh02）/mm20

12、.0170.1770.0100.1180.0170.196 < 0.350.0100.126As=bf´h01fc/fy（As=bh01fc/fy ）mm2509606407478選配鋼筋216+116216+212 216412實(shí)配鋼筋面積/mm2515.5628402452表6 連續(xù)次梁斜截面承載力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)V /kN59.0078.6672.0572.050.25cfcbh0/N246.9>V232>V232>V246.9>V續(xù)表60.7ftbh0/N73.8>V69.3>V69

13、.3>V73.8>V選用箍筋28282828Asv=nAsv1/mm2101101101101s=1.25fyvAsvh0/(V-0.7ftbh0)按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配箍筋間距s/mm2002002002004.主梁計(jì)算 主梁按彈性理論計(jì)算。 柱高H = 4.5m,設(shè)柱截面尺寸為400mm×400mm。主梁的有關(guān)尺寸及支撐情況如圖4（a）所示。4.1荷載恒載設(shè)計(jì)值由次梁傳來(lái) 10.04kN/m × 6.9m = 69.28kN主梁自重（折算為集中荷載） 1.2 × 25kN/m3 ×0.25m ×(0.65-

14、0.08)×2.3m = 9.83kN梁側(cè)抹灰（折算為集中荷載）1.2 ×17kN/m3 ×0.15m×(0.65-0.08)×2×2.3m = 8.02kN G = 87.13kN活載設(shè)計(jì)值由次梁傳來(lái) Q = 9.66kN/m×6.9m = 66.65kN合計(jì) G + Q = 153.78kN4.2 內(nèi)力計(jì)算邊跨 ln = 6.9m -0.12m -0.4/2m = 6.58m l0 = 1.025ln + b/2 = 1.025×6580m + 0.4/2 = 6.94m ln + a/2 + b/2 = 6.

15、58m +0.36/2 + 0.4/2 = 6.96m 中間跨 ln = 6.9m - 0.4m = 6.5m l0 = ln + b = 6.5m + 0.4m = 6.9m 1.05ln = 1.05 × 6.5m = 6.83m 取l0 = 6.83m 計(jì)算跨度差（6.94m 6.83m）6.83m = 1.61% 10%，則可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多（i梁/i柱 > 4），故主梁可視為鉸支柱頂上的連續(xù)梁，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4（b）所示。（a） 主梁尺寸 （b） 計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4 主梁的尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖表7 主梁彎矩計(jì)算kN·m序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨跨內(nèi)

16、中間支座中間跨跨內(nèi)KM1KMb(Mc)KM20.244107.59-0.267-117.450.06729.400.289194.77-0.133-89.42-MB-89.421/3MB = -29.81-0.133-89.420.200134.15續(xù)表70.299154.34-0.311（-0.089）-209.10（-59.84）0.170114.03最不利荷載組合+302.36-206.87-60.02+77.78-206.87163.55+261.93-326.55（-177.29）143.43在各種不同分布的荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)行，跨內(nèi)和支座截面最大彎矩

17、及剪力按下式計(jì)算，M = kGl0 + kQl0V = kG + kQ則計(jì)算結(jié)果以及最不利荷載組合見(jiàn)表7、表8。將以上最不利荷載組合下的四種彎矩圖及三種剪力圖分別疊畫在同一坐標(biāo)圖上，即可得主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖，如圖5所示。表8 主梁剪力計(jì)算 kN序號(hào)荷載簡(jiǎn)圖端支座K/V Ar中間支座K/V BL (VCL)中間支座K/V B r (VC r)0最不利組合+143.26-20969.66+124.42-227.84(-152.49)199.77(97.74)圖5 主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖4.3 截面承載力計(jì)算 主梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為： 離端第二跨和中間跨跨內(nèi)：

18、bf´ = 1/3l0 = 1/3 × 6900mm = 2300mm < b+s0 = 250+6900-250 = 6900mm 邊跨跨內(nèi) bf´ = 1/3 × 6940mm = 2313mm < b+s0 = 250+6900-250 = 6900mm,并取h0 = 650mm - 35mm = 615mm。 判別T形截面類型：按第一類T形截面試算：跨內(nèi)截面 = 0.030 < hf´/h0 = 80/615= 0.13,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(jì)算，取h0 = 650mm - 90mm = 560mm（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）跨內(nèi)截面在負(fù)彎矩作用下按矩形截面計(jì)算，取h0 = 650mm - 65mm = 585mm。主梁正截面及斜截面承載力計(jì)算分別見(jiàn)表9及表10.表9 主梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨中中間支座中間跨跨中M（kN.m）302.36-326.55163.43-60.02（69.66+106.47）×0.4/2