现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书
由板传来的恒载: 3.14×2.4=7.54 kN/m2
次梁自重: 25×0.2×(0.5-0.08)×1.2=2.52 kN/m2 次梁粉刷: 17×0.015×(0.5-0.08)×2×1.2=0.26 kN/m2 小计 10.32kN/m
板的可变荷载设计值 q=9.1×2.4=21.84kN/m2 荷载总计算值 g+q=32.16kN/m2 4.2计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×650mm,计算跨度:
边跨 lo=ln+a/2=6000-120-150+120=5850mm<1.025ln=1.025×5730=5873mm取lo=5850mm, 中间跨lo=ln=6000-300=5700mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。计算简图如图所示:
2
g+q=32.16kN/m^2A15850B25700C35700C25700B15850A次梁计算简图
4.3内力计算
由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值:
M1=-MB=(g+q)l02/11=32.16×5.852/11=100.05kN·m
MC=-(g+q)l02/14=-32.16×5.72/14=-74.63kN·m M2=(g+q)l02/16=32.16×5.72/16=65.30kN·m 剪力设计值:
VA=0.45(g+q)ln1=0.45×32.16×5.73=82.92kN VBl=0.60(g+q)ln1=0.60×32.16×5.73=110.57kN VBr=VC=0.55(g+q)ln2=0.55×32.16×5.7=100.82kN
4.4承载力计算
4.4.1正截面受弯承载力
正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度去b'f=l/3=6000/3=2000mm;又b'f=b+sn=200+2100=2300。故取b'f=2000mm。各截面纵向钢筋均布置一排。
环境类别为一级,C30混凝土,梁的最小保护厚度c=25mm,截面有效高度ho=500-35=465mm。
C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋采用HRB400钢,
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箍筋采用HPB235钢筋,fyv=210N/mm2。正截面承载力计算过程列于下表。 fy=360N/mm2,
a1fcb'fh'f(ho-h'f/2)=1.0×14.3×2000×80×(465-80/2)=972.4 kN·m>Mmax
故跨内截面均属于第一类T型截面。
次梁正截面受弯承载力计算 截 面 1 B 2 C 弯矩设计值(kN·m) 100.05 -100.05 65.30 -74.63 2)或 as=M/(a1fcbh0100.05?106100.05?10665.30?10674.63?10622222) 1?14.3?2000?4651?14.3?200?4651?14.3?2000?4651?14.3?200?465as=M/(a1fcb'fh0=0.016 =0.162 =0.011 =0.121 ?=1-1-2as As=?bhoa1fc/fy或As=?b'fhoa1fc/fy 选配钢筋 (mm2) 0.016 591.1 216+116弯 0.178 657.6 318 0.011 406.4 214+114弯 0.129 476.5 214+116 As=603 As=763 As=461 As=509 计算结果表明,支座截面的?均小于0.35;As/bh=461/(200×500)=0.461%,此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/360=0.179%,满足最小配筋率。
4.4.2斜截面受剪承载力
斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸:
hw=ho-h'f=465-80=385mm,因hw/b=385/200=1.925<4,截面按下式验算: 0.25βcfcbho=0.25×1×14.3×200×465=332.48×103N>Vmax=110.57kN,截面满足要求。
验算是否需要按计算配置箍筋
0.7ftbho=0.7×1.43×200×465=93.093×103N 采用?6双肢箍筋,计算支座B左侧截面。S=1.25fyvAsvho/(VBL-0.7ftbho)=1.25×210×56.6×465/(110.57×103-0.7×1.43×200×465)=395.3mm 调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8×395.3=316mm,取箍筋间距s=250mm。为了方便施工,沿梁长度不变。 验算配筋率下限值: 弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为:0.3ftfyv=0.3×14.3/210=0.20%。实际配筋率(200×250)=0.11%<0.20%,不满足要求。取?sv=0.20%,最后取s=120mm。 ?sv=nAsv1bs=56.6/ 5.主梁设计 主梁按弹性方法设计 5.1荷载设计值 为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。 次梁传来的永久荷载 10.32×6.0=61.92kN 主梁自重(含粉刷)[(0.65-0.08)×0.3×2.4×25+0.015×(0.65-0.08)×2×2.4 第 7 页共11页 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书 ×17)]×1.2=13.15kN 永久荷载设计值 G=61.92+13.15=75.07kN 取G=75kN 可变荷载设计值 Q=21.84×6.0=131.04kN 取Q=131kN 5.2计算简图 主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm,中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上,其计算跨度: 边跨 ln=7000-350/2-120=6705mm因0.025ln=168mm<a/2=185mm,取l0=1.025ln+b/2=1.025×6705+350/2=7048mm近似取l0=7050mm 中跨 l0=6900mm 主梁的计算简图如下,因跨度相差不超过10%,故可利用附表6-2计算内力 GGGGGGA17050B26900C37050D主梁的计算简图 5.3内力设计值及包络图 5.3.1弯矩设计值 弯矩M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2由附表6-2相应栏内查得 M1,max=0.244×75×7.05+0.289×131×7.05=395.93kN·m MB,max=-0.267×75×7.05-0.311×131×7.05=-428.40kN·m M2,max=0.067×75×6.90+0.200×131×6.90=215.45kN·m 5.3.2剪力设计值 剪力V=k3G+k4Q式中系数k3、k4由附表6-2相应栏内查得 VA,max=0.733×75+0.866×131=168.43kN VBl,max=-1.267×75-1.311×131=-266.77kN VBr,max=1.0×75+1.222×131=235.08kN 5.3.3弯矩、剪力包络图 弯矩包络图: ①第1、3跨有可变荷载,第2跨没有可变荷载。 由附表6-2知支座B或C的弯矩值为 MB=MC=-0.267×75×7.05-0.133×131×7.05=-264.01kN·m 第 8 页共11页 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书 在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-264.01kN·m的连线为基线。作G=75kN,Q=131kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为: M11264.01(G+Q)l0+B=(75+131)×7.05-=396.10kN·m(与前面计算的 3333M1,max=395.93kN·m接近) 2MB112?264.01(G+Q)l0+=(75+131)×7.05-=308.10kN·m 3333在第2跨内以支座弯矩MB=-264.01kN·m,MC=-264.01kN·m的连线作为基线,作 G=75kN,Q=0的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值: 11Gl0+MB=×75×6.90-264.01=-91.51kN·m 33②第1、2跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载 第1跨内:在第1跨内以支座弯矩MA=0,m的连线为基线。作G=75kN,MB=-428.40kN· Q=131kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为: 1428.40(75+131)×7.05-=341.30kN·m 3312?428.40(75+131)×7.05-=198.50kN·m 33在第2跨内:MC=-0.267×75×7.05-0.089×131×7.05=-223.37kN·m以支座弯矩MB=-428.40kN·m,MC=-223.37kN·m的连线为基线,作G=75kN,Q=131kN的简支梁弯矩图,得 1212(G+Q)l0+MC+(MB-MC)=(75+131)×7.05-223.37+(-428.40+223.37)3333=124.04kN·m 1111(G+Q)l0+MC+(MB-MC)=(75+131)×7.05-113.77+(-428.40+223.37)3333=192.39kN·m ③第2跨有可变荷载,第1、3跨没有可变荷载 MB=MC=-0.267×75×7.05-0.133×131×7.05=-264.01kN·m 第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为: 11(G+Q)l0+MB=(75+131)×7.05-264.01=220.09kN·m(与前面计算的33=215.45kN·m接近) M2,max第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为: 1111Gl0+MB=×75×7.05-×264.01=88.25kN·m 33331212Gl0+MB=×75×7.05-×264.01=0.24kN·m 3333弯矩包络图如下(a)所示。 剪力包络图: ①第1跨 VA,max=168.43kN;过第1个集中荷载后为168.43-75-131=-37.57kN;过第2个集中荷载后为-37.57-75-131=-243.57kN 第 9 页共11页 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书 VBl,max=-266.77kN;过第1个集中荷载后为-266.77+75+131=-60.77kN;过第2个集中荷载后为-60.77+75+131=145.23kN ②第2跨 VBr,max=235.08kN;过第1个集中荷载后为235.08-75=160.08kN。 当可变荷载仅作用在第2跨时 VBr=1.0×75+1.0×131=206kN;过第1个集中荷载后为206-75-131=0。 剪力包络图如下(b)所示 -428.40-264.01-223.37(a)-91.57A88.250.24198.50341.30396.10308.10B192.39124.04220.09(b)235.08168.43145.23-37.570206.00160.08A-60.77-243.57-266.77B 主梁的内力包络图 (a)弯矩包络图;(b)剪力包络图 5.4承载力计算 5.4.1正面受弯承载力 跨内按T形截面计算,因b'fh0=80615=0.13>0.1。翼缘计算宽度按l3=6.9/3=2.3mm和b+sn=0.3+6.705=7.005m中较小值确定取b'f=2.3m。 B支座边的弯矩设计值MB=MB,max-V0b/2=-428.40-206.00×0.35/2=-464.45kN·m。 纵向受力钢筋除B、C支座截面为2排外,其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。 主梁正截面承载力计算 截 面 1 B 2 弯矩设计值(kN·m) 396.10 -428.40 220.09 -91.57 2)或 as=M/(a1fcbh0396.10?106428.40?106220.09?10691.57?10622222) 1?14.3?2300?6151?14.3?300?5801?14.3?2300?6151?14.3?300?615as=M/(a1fcb'fh0=0.032 =0.297 =0.018 =0.056 ?s=(1+1-2as)/2 0.984 0.819 第 10 页共11页 0.991 0.971 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书 As=M/?sfyho 选配钢筋 (mm2) 1818.2 225+225弯 2505.2 322+325 1003.1 222+122弯 425.9 225 As=1964 As=2613 As=1140 As=982 主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。 5.4.2斜截面受剪承载力 验算截面尺寸: hw=h0-h'f=580-80=500mm,因hw/b=500/300=1.67<4截面尺寸按下式验算:0.25?cfcbho=0.25×1×14.3×300×580=622.05×103kN>Vmax=266.77kN,截面尺寸满足要求。 计算所需腹筋: A由Vcs?0.7ftbh0?1.25fyvsvh0,得 snAsv1Vcs-0.7 ftb h03= =(266.77×10-0.7×1.43×300×580)/(1.25×210×580)s1.25fyvh0=0.608mm2/mm 采用Φ8@160双肢箍筋,实际为: 2×50.3/160=0.629mm2/mm>0.608mm2/mm,满足。 验算最小配箍率: Af100.6=0.21%>0.24t=0.16%,满足要求。 ?sv=sv= bs300?160fyv次梁两侧附加横向钢筋的计算: 次梁传来集中力Fl=61.92+131.04?193kN,h1=650-500=150mm,附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ8@160双肢,则在长度s内可布置附加箍筋的排数,m=900/160+1=7排,取m=8排,次梁两侧各布置4排。另加吊筋116,Asb=201mm2,由式2fyAsbsin?+mnfyvAsv1=2×360×201×0.707+8×2×210×50.3=271.3×103N>Fl=193kN,满足要求。 因主梁的腹板高度大于450mm,需在梁侧设置纵向构造筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%,且其间距不大于200mm。现每侧配置214,308/(300×570)=0.18%>0.1%,满足要求 主梁边支座需设置梁垫,计算从略。 第 11 页共11页