結構計算說明書

《建筑結構》單向板』力型結構設計說明書 指導教師：萬亮婷 設計：趙文瑾《建筑結構》單向板肋形結構設計說明書一、 設計題目：單向板肋形結構設計二、 設計目的鞏固與運用理論教學的基本概念和基礎知識；培養(yǎng)使用規(guī)范、查閱手冊和資料的能力；熟悉設計步驟，學會設計計算方法；培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力。三、 基本設計資料某現澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，結構安全級別為II級。平面尺寸為30.0X18.0m,采用單向板肋形結構其結構平面布置如下圖所示。初步擬定尺寸：板跨為2.0m,板厚為110mm次梁跨度為6.0m,其截面尺寸為220X550mm；主梁跨度為6.0m,其截面尺寸為300mmX800mm。按剛度要求，板厚h2L/40=2000/40=50mm,次梁高度h2L/25=6000/25=240mm,主梁高度h2L/15=6000/15=400mm擬定尺寸滿足構造要求。樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面（丫水泥=20KN/m3）,梁、板的底面及側面用15mm厚紙筋石灰粉刷（Y石灰=17KN/m3）,樓面可變荷載標準值為q8.0KN/m2。外墻采用370mm厚磚墻，不設邊柱，板在墻上擱置長k度為120mm次梁在墻上的擱置長度為240mm主梁在墻上的擱置長度為370mm.混凝土強度等級C20，梁中受力鋼筋為II級，其余鋼筋為I級。試為此樓蓋配筋并繪制結構施工圖。該肋形樓蓋屬2級建筑物，基本組合時的承載力安全系數K=1.20。一.板的設計。(1)計算簡圖板的截面尺寸和承載情況如圖所示。圖一：連續(xù)板的構造計算跨度：邊跨L=2000-120-220/2=1770(mm)n1L=L+b/2+h/2=1770+220/2+110/2=1935(mm)TOC\o"1-5"\h\z01 n1L=L+a/2+b/2=1770+120/2+220/2=1940(mm)01 n1L=1.1L=l.lX1770=1947(mm)01 n1應取L=1935mm,但為了計算方便和安全，収L=2000mm。0101中間跨L=L=2000mm。兩跨相差(L-L)/L=(2000-1935)/2000=3.25%02c020102<10%，應按等.跨來考慮，9跨按5跨計算。其計算簡圖如圖所示。gk+qK1H iH i\hJ1gonoPOOD$￡Apnno$9圖二：連續(xù)板的計算簡圖⑵荷載計算在垂直于次梁的方向上取1m寬的板作為板的計算單元。永久荷載:110mm厚的鋼筋混凝土板自重25X1.0X0.11=2.75Qn/m)20mm厚水泥砂漿面層重20X1.0X0.02=0.4Qn/m)15mm厚紙漿石灰層重17X1.0X0.015=0.255(kN/m)永久荷載標準值 g\=2.75+0.4+0.255=3.41(kN/m)k可變荷載：可變荷載標準值q=8.0 (kN/m)k折算荷載：g'=g+q/2=2.905+8.0/2=7.41(n/m)kkkq'=q/2=8.0/2=4.0(kN/m)kk(3)內力計算連續(xù)板的剪力一般由混凝土承擔，不需要進行斜截面抗剪運算，亦不需設置腹筋。系數a'及a〃可查附錄五得到，計算結果見表:截面邊跨中B支座2跨中C支座3跨中a'0.0781-0.10500.0331-0.07900.0462〃a0.1000-0.11900.0787-0.11100.0855M4.35-5.552.54-4.583.07注：其中M=1.05ag'12+1.20aq'l',a/a取表中值，i取2.0,g'取7.41,q取4.0.1k0 2k0 1 2 0 k k支座邊緣的彎矩設計值：V=(.05g"+1.20q")/2=(1.05X7.41+1.20X4)X1.79/2=11.25(n)0 k knM"=-(M-0.5bV)=—(5.55—0.5X0.22X11.25)=—4.31Gn/m)B B 0M"=-(M-0.5bV)=—(4.58—0.5X0.22X11.25)=—3.34(kN/m)C C 0

(4)配筋計算b=1000mm,h=90mm,h=65mm,f=9.6N/mm2,f=210N/mm2,承載力

0cy安全系數K=1.20，計算結果列下表：截面邊跨中B支座2跨中C支座3跨中M4.35-4.312.54-3.343.07KMa—s fbh2c 00.07520.07560.04390.05780.0531g--卜2as0.0780.0790.0450.0590.055p-gf(%)fy0.360.360.210.270.25A—pbhs 0306306170230213選配鋼筋（分離式配筋）08@17008@17006@17006/8@17006/8@170實配鋼筋面積296296166231231p—A/bh(%)(p —0.20%)min0.360.360.210.270.25連續(xù)板的構造鋼筋：①分布鋼筋選用①6@250；②沿垂直板跨方向的板邊的板邊為①6@200,平行于板跨方向的板邊為06@200；③垂直于主梁的板面附加鋼筋選用①8@200；④墻角附加鋼筋①6@200,雙向配置于四個墻角的板面。板的配筋圖見配筋圖一號。二．次梁設計。（1）計算簡圖次梁設計時，取其中相鄰中心線之間部分作為計算單元。三跨連續(xù)梁次梁構造及計算簡圖如圖所示。圖三：次梁的構造計算跨度：邊跨L=6000-125-300/2=5725(mm)n1L=L+a/2+b/2=5725+125+150=6000(mm)01 n1L=Lc=6000(mm)01L=1.05L=1.05X5725=6O11.25(mm)01 n1取小值，L=6000mm01中間跨L=6000-300=5700mmn2L=L=6000mm02cL=1.05L=1.05X5700=5985mm02 n2應取L=5880mm,但是跨度相差不超過10%,采用等跨計算，取L=60000202mm。圖四：次梁內力計算簡圖(2)荷載計算永久荷載：板傳來荷載3.41X2.0=6.82Qn/m)次梁梁肋自重0.2X(0.55-0.11)X25=2.2(kN/m)15mm厚紙漿石灰層重17X(0.55-0.11)X0.015X2+17X0.015X0.22=0.56(kN/m)永久荷載標準值g\=6.82+2.2+0.56=9.58(kN/m)k可變荷載：可變荷載標準值q=8.0X2.0=16 (kN/m)k折算荷載：g'=g+q/4=9.58+16.0/4=13.58(kN/m)kkkq'=3q/4=3X16.0/4=12.0(n/m)kk

⑶內力計算彎矩設計值的計算結果列于下表：次梁彎矩計算表截面邊跨中B支座2跨中C支座3跨中a10.0781-0.1050.0331-0.0790.0462a20.1-0.1190.0787-0.1110.0855M91.93-115.5957.79-98.0968.04注：其中M=1.05ag'12+1.20aq'l'，a/a取表中值，l取6000mm,g'取13.58,q，1k02k0120kk取12.支座邊緣的彎矩設計值M"BV=(.05g”+i.20q”)/2=(1.05X13.58+1.20X12)X5.7/2=81.68(kN)0 k knM”=-(M-0.5bV)=-(115.59—0.5X0.3X81.68)=T03.34(kN?m)BB0Mc=-(Mc-0.5bV)=—(98.09—0.5X0.3X81.68)=—85.84(kN?m)0(1)支座剪力設計值的計算及結果列見下表：次梁剪力計算表截面A支座支座B(l)支座B(r)支座C(l)支座C(r)卩10.395-0.6060.526-0.4740.500卩20.447-0.620.598-0.5760.591V=(.05pg”+1.20pq”)(KN)0 1k 2kn69.16-100.6792.32-86.2589.62(4)配筋計算計算翼緣寬度b"。根據整澆蓋的受力特點，板所在梁上截面參與次梁f受力，因此在配筋設計時，次梁跨中截面按T形截面設計，翼緣計算寬度b"=1/3=6000/3=2000(mm)b'=b+s=220+1790=2010(mm)f0fn取b"=2000，荷載計算單元如圖所示。f次梁支座截面因承受負彎矩(上面受拉，下面受壓)而按矩形截面計算。正截面承載力計算。b=200mm,h=550mm,h"=110mm,h=550mm,f=9.6N/mm2,f=1.1f0ctN/mm2,f=300N/mm2,承載力安全系數K=1.20，計算結果見表：y次梁的正截面承載力計算截面第一跨支座B第二跨支座C第三跨M(kN?m)91.93-103.3457.79-85.8468.04h0(mm)500500500500500b'或b(mm)f200022020002202000fb'h'(一h'/2)KN?m)cff0 f940—940—940KMa=sfb(或)h2cf 00.0290.2580.0140.1950.017g=1_J1—2as0.0290.3040.0140.2190.017A=2Jb'(或b)h(mm2)sff 0y9281070448770544選配鋼筋30202022+101830142018+10182016+1014實配鋼筋面積mm29421015461763555.9p=A/bh(%)(p =0.20%)min0.840.970.410.700.49

3)斜截面承載力計算。計算結果見表：截面A支座支座B(l)支座B(r)支座C(l)支座(r)V(KN)69.16-100.6792.32-86.2589.62KV(KN)82.99120.8110.78103.5107.54hO(mm)5005005005005000.25fbh(KN)c 0264>KV264>KV264>KV264>KV264>KVV二0.7fbh(KN)c to84.70>KV84.70VKV84.70<KV84.70<KV84.70<KV箍筋肢數、直徑2、82、82、82、82、81.25fAhs二 yvsv0(mm)KV-0.7fbh?！?68508705580實配箍筋間距s(mm)200200200200200p=A/(bs)(%)(p 二0.15%sv sv svmin)0.220.220.220.220.22次梁的配筋圖見配筋圖二號圖。三．主梁設計(1)計算簡圖

主梁的構造及計算簡圖如圖所示。一4計算跨度：邊跨L=6000-185-400/2=5615(mm)n1■[^=tc=6606~(mm)—01L=1.05L=1.01 n1X5615=5895.75(mm)200壬仃仃取^ L=1.05L=1.01 n1X5615=5895.75(mm)200壬仃仃取^ =6000匚01 mmma與中間跨L=6000-400=5600mmn2L=L=6000mm02cL=1.05L=1.05X5600=5880mm02 n2應取L=5880mm,但是跨度相差不超過10%,采用等跨計算，取L=60000202mm,內力可按三跨連續(xù)梁內力系數表來計算。(2)荷載計算永久荷載：次梁傳來荷載9.58X6.0=57.48Qn)主梁梁肋自重0.3X(0.8-0.11)X6/3X25=10.35(kN)15mm厚紙漿石灰層重17X(0.8-0.11)X0.015X2+17X

永久荷載標準值G=57.48+10.35+0.428=68.2艱)k可變荷載：可變荷載標準值Q=16.0X6=96(kN)k(3)內力計算根據彈性方法，集中荷載作用下的連續(xù)梁的彎矩、剪力設計值按下式計算V二1.05pG+1.20pQ1V二1.05pG+1.20pQ1k 2k1kk0 2k0Glk0Qkl0二96X6.0=576Glk0Qkl0二96X6.0=576(kN/m)B可查附錄五表格。2卩1、式中B可查附錄五表格。2卩1、12計算結果見下表主梁彎矩計算表序號荷載簡圖邊跨中中間支座中跨中aM1M1aaMBaMCM2baM2①圖(a)0.244143.25-0.267-0.26728.820.067104.96-114.85-114.8528.82②圖(b)0.289166.29-0.133-0.31119.63-0.133124.94-124.05-124.0519.63③圖(c)0.229166.24-0.311-0.08935.4560.170120.79-136.35-121.0140.57④圖(d)-0.004143.27-0.311-0.13342.650.200101.92-124.05-124.0542.65最不利內力組合①+②229.90309.54-238.9-238.948.4548.45①+③225.75309.49-251.2-235.8664.2869.39①+④206.88286.52-238.9-238.971.2771.47注：M二M-M/3M二M-(M-M)/3,其中M、M均以正值帶入1a 1B 2b 2BCBC

主梁剪力計算表序號何載簡圖邊支座邊跨中中間支座中間跨中%zAVr1BvJBVr2b①圖(a)0.733-16.25-1.2671.000052.54-90.83671.694②圖(b)0.866-15.44-1.13400152.30-130.6390③圖(c)0.689-35.83-1.3111.22225.57131.91-151.027140.774④圖(d)-0.133-15.32-0.1331.000037.22-15.322115.20最不利內力組合①+②204.84-31.69-221.47571.6940①+③184.45-52.08-241.863212.46825.57①+④89.76-31.57106.158186.8940可變荷載的最不利組合位置見下圖：<A)(B)M2mlnMBmaxVBnaxM2maxqkSBSBAlqk?c可變荷載的最不利組合 ?B C<A)(B)M2mlnMBmaxVBnaxM2maxqkSBSBAlqk?c可變荷載的最不利組合 ?B C主梁彎矩包絡圖和剪力包絡圖見圖：①+@)204.84(D+④25.57+③①+③-52.08①+@)204.84(D+④25.57+③①+③-52.08①+@①+⑨?+@-241.836主梁彎矩與剪力包絡圖（4）正截面承載力計算主梁跨中截面按T形截面計算，翼緣高度h”=110mm,計算翼緣寬度fb”=1/3=6.0/3=2.0mVb+S=6.0mf0n截面有效高度：支座B：h二800-80=720（mm） 邊跨中：h二800-70=730（mm）00中跨截面：h二800-40=760（mm）下部h二800-60=740（mm）上部00主梁支座截面按矩形截面計算,計算彎矩采用支座邊緣截面處的彎矩值,即 M"=-(M-0.5bV)BB0因為b=0.4m>O.O51=0.05X5.6=0.28(m)取b=0.28mnM"=-(M-0.5bV)=-1251.2-0.5x0.28x(1.05x68.28+1.20x96)]=-225.03(KN)BB0判別T形梁截面類型：fb'h(h-h'/2)=9.6x2000x110x(730-110/2)=1425.6(KN?m)cff0f〉KM[=1.2X229.90=275.88(KN)〉KM2=1.2X71.47=85.764(KN)主梁跨中按第一類T形梁截面計算。f=9.6N/mm2,f=1.1N/mm?,f=300N/mm2,承載力安全系數K=1.20,計算cty結果見表：主梁正截面承載力計算截面邊跨中中間支座B中跨中M(kN?m)229.90-225.0371.4748.45h0(mm)730720760740b'或b(mm)f20003002000300KMa—sfb(或b)h2cf 00.0260.1800.00770.036g=1-J1-筆0.0260.200.00770.037f 、A=glb'(或b)h(mm2)sff 0y12141382375262選配鋼筋2020+20202020+2020+20102018(2018實配鋼筋面積mm212561413509509p=A/bh(%)(p —0.20%)min0.570.650.2020.23連續(xù)梁的配筋構造：縱向鋼筋直徑宜選用12一25mm,最大不宜超過28mm；縱向鋼筋直徑種類不宜超過兩種，且直徑差應大于或等于2mm;每排縱向受力鋼筋宜選用3一5根，最多用兩排。(4)選配鋼筋時，先選跨中受力鋼筋，支座負彎矩鋼筋可由兩邊跨中的一部分鋼筋晚期而得；如果不足，則另加直鋼筋以滿足上面負彎矩所需的鋼筋量。彎起鋼筋的彎起點應滿足斜截面受承載力的要求;(5)跨中下部受力鋼筋至少要有兩根申入支座，并放在下部兩角