一. 确定楼盖结构以及各组件尺寸。
课程设计要求参见附页。
楼盖结构:单向板肋形楼盖,室内在**沿纵向设置一排立柱,左右靠近墙体各设置一排立柱,外立柱外皮与外墙外皮齐,墙体不承重(具体布置如下图1所示)。各组件尺寸如下:
图1 楼盖平面布置图。
设计梁轴线与柱轴线重合。外立柱皮与外墙皮重合。
板跨度为:2m;预估板厚为:80mm;
次梁沿纵向布置,跨度为:5m、4.95m,计算中取6m;间距为:2.05m;高预估为:400mm;宽预估为:200mm。
主梁沿横向布置,跨度为:8.2 m、8.
15m,为计算方便取8m,配筋面积也稍偏大,偏安全);间距为:5m、4.95m,计算中取6m;高预估为750mm;宽预估为:
350mm。
立柱尺寸:400*400mm,间距为:5m。
二. 板的计算。
1) 荷载。
根据条件可知板所受荷载均为均布荷载,沿纵向取单宽板长进行计算,其中:
活荷载:,
恒荷载:,
2) 内力计算。
板的计算可视为两端连接在次梁上的多跨连续板,按照塑性变形内力重分布的方法,连续板弯矩:
式中:,计算结果如下:
3) 配筋计算。
最外侧单元示例:
跨中:已知: fc=11.9n/mm2,ft=1.27n/mm2,fy=210.0n/mm2
h0=h-a=80.0-25.0=55.0mm
配筋面积:=11.9×1000.0×0.051×55.0/210.0 =159.0mm2
配筋率:=159/(1000.0×55.0) =0.29% >min=0.20%
为适筋构件,,
支座:同上计算。,
于是可得如下计算**:
注:钢筋采用hpb235,混凝土采用c25,取室内一类环境。
三. 次梁的计算。
1)荷载。根据条件可知板所受荷载均为均布荷载,分两种情况:
次梁上不承受外墙荷载。
活荷载:,
恒荷载:板自重 梁自重
次梁上承受外墙荷载。
活荷载:,
恒荷载:板自重
次梁自重 墙自重
2)内力和配筋计算。
同板的计算,此处需要对次梁的抗剪进行计算。
弯矩计算:,
梁计算按“t”型梁计算,其中。
梁计算按“倒l”型梁计算,其中。
h0=400-45=355mm,其他材料性质见表3
以最外侧为例。
=1-(1-2×0.0104)1/2 =0.0105<0.85ξb=0.522
配筋面积:=11.9×1950×0.0105×355/210.0 =411.9mm2
配筋率:=418.4/(400×355) =0.29% >min=0.20%
故满足最小配筋率。
可得如下计算**:(支座处按照单筋矩形截面计算)
注:纵向受弯钢筋钢筋均采用hrb335,构造箍筋采用hpb235,混凝土采用c25。
剪力计算:,,查书248页表9-2,可得下表:
抗剪配筋:不承受外墙荷载情况。
此种情况只需按照构造配筋即可,无需再考虑配钢筋来抗剪。
承受外墙荷载情况。
最外侧: 内侧:
于是选配双肢箍筋,即,箍筋间距取。
配筋草图,见图2
四. 主梁的计算。
1. 结构简化及荷载。
将主梁结构考虑为双层钢架结构。
主梁可以简化为两层的刚架结构,首层高5.5m(考虑地基高1m),二层高4.5m。
首层荷载。不承受外墙荷载。
静荷载:楼板集中 g1=(0.2+0.4+0.4)×2.05×5+0.08×2.05×5×25=30.75kn
次梁集中 g2=2.05×0.4×(0.4-0.08) ×5+(0.4-0.08) ×0.2×5×25=9.31kn
总集中 g=1.05×(30.75+9.31)=42.06kn
主梁自重均布 g=1.05×(0.75-0.08)×0.35×25=6.16kn/m
动荷载:q=1.2×2.5×2.05×5=30.75kn
承受外墙荷载。
静荷载:楼板集中 g1=(0.2+0.4+0.4)×2.05×5×0.5+0.08×2.05×5×25×0.5=15.38kn
次梁集中 g2=2.05×0.4×(0.4-0.08)×5+(0.4-0.08)×0.2×5×25=9.31kn
总集中 g=1.05×(15.38+9.31)=25.92kn
主梁均布 g=1.05×(0.75-0.08)×0.35×25+1.05×(3+0.24+0.2+0.24)×4.5=23.55kn/m
动荷载:q=1.2×2.5×2.05×5×0.5=15.375kn
二层荷载。不承受外墙荷载。
静荷载:楼板集中 g1=(0.3+0.4+0.65+1.6+0.4)×2.05×5+0.08×2.05×5×25=54.84kn
次梁集中 g2=2.05×0.4×(0.4-0.08)×5+(0.4-0.08) ×0.2×5×25=9.31kn
总集中 g=1.05×(54.84+9.31)=67.36kn
主梁均布 g=1.05×(0.75-0.08)×0.35×25=6.16kn/m
动荷载:q=1.2×0.5×2.05×5+1.3×0.4×2.05×5=11.48kn
承受外墙荷载。
静荷载:楼板集中 g1=(0.3+0.
4+0.65+1.6+0.
4)×2.05×5×0.5+0.
08×2.05×5×25×0.5=27.
42kn
次梁集中 g2=2.05×0.4×(0.4-0.08)×5+(0.4-0.08)×0.2×5×25=9.31kn
总集中 g=1.05×(27.42+9.31)=38.57kn
主梁均布 g=1.05×(0.75-0.08)×0.35×25=6.16kn/m
动荷载:q=1.2×0.5×2.05×5×0.5+1.3×0.4×2.05×5×0.5=5.74kn
2.内力计算、弯矩计算。
首层弯矩。不承受外墙荷载(屋面层可变荷载变化对设计楼面层内力变化影响较小,故在计算中不考虑)
可变荷载加仅在刚架一侧。
b可变荷载加在刚架两侧。
承受外墙荷载。
可变荷载加仅在刚架一侧。
b可变荷载加在刚架两侧。
弯矩包络图(以楼面左侧单元(4)单元为例,(5)单元与之对称)
注:横坐标表示在(4)单元的相对位置,单位为(4)单元长度l;纵坐标表示弯矩(
剪力计算。不承受外墙荷载(屋面层可变荷载变化对设计楼面层内力变化影响较小,故在计算中不考虑)
可变荷载加仅在刚架一侧。
b可变荷载加在刚架两侧。
承受外墙荷载。
可变荷载加仅在刚架一侧。
b可变荷载加在刚架两侧。
剪力包络图(以楼面左侧单元(4)单元为例)
注:横坐标表示在(4)单元的相对位置,单位为(4)单元长度l;纵坐标表示剪力(kn)
3.配筋计算。
由上可知,控制弯矩:
跨中为。支座为:正),负),考虑折减后为:
控制剪力:195.72kn。
抗弯配筋,主梁配筋按t型梁和单筋矩形梁计算结果相差不大,而且采用单筋矩形梁计算,配筋面积更大,偏于安全,故计算中产用单筋矩形梁进行计算(抗剪配筋亦相同)。
跨中配筋:,选配钢筋:。
计算过程如下:
已知: fc=11.9n/mm2,ft=1.27n/mm2,fy=300.0n/mm2
h0=h-a=750.0-40.0=710.0mm
1-sqrt(1-2*0.114) =0.121<0.85ξb=0.468
配筋面积:=11.9*350.0*0.121*710.0/300.0=1193mm2
配筋率:1193/(350.0*710.0) =0.48%>ρmin=0.20%
为适筋构件。
同理,支座处配筋:
选配钢筋:
选配钢筋:
抗剪配筋:箍筋间距取,按最小配筋率0.15%配筋,选配双肢箍筋,即,箍筋间距取。无需弯起钢筋,箍筋。
腰筋:,选配。
拉筋: 五.钢筋混凝土楼盖结构施工图。
见附页。
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