—某多层厂房楼盖设计。
1、 建筑方案。
某四层厂房为钢筋混凝土框架结构,建筑平面尺寸为l1×l2=24×19.8m,该厂房平面柱网尺寸见下图,其二层和三层使用相同,设计。
一、二层楼盖。
图1 平面柱网图。
2、 设计资料。
1) 楼面活荷载:9kn/m2。
2) 楼面做法:20mm水泥砂浆面层,密度ρ=20 kn/m3。
楼板自重:ρ=25 kn/m3。
3) 楼板底面采用15mm厚混合砂浆抹灰,密度ρ=17kn/m3。
4) 混凝土c30,梁内纵筋用ⅱ级钢筋,梁内其他钢筋和板内钢筋采用ⅰ级钢筋。
3、 梁格布置。
1)按照单向板肋形楼盖进行楼盖设计:主梁支承在柱上。
梁格布置必须考虑以下四个原则:
承重需要;②刚度需要;③支点避开洞口;④经济跨度。
2)主梁方向确定:次梁经济跨度4——6米。
图2 主梁布置图。
3)次梁布置:单向板经济跨度1.5——3米。
图3 次梁布置图图4 梁格布置图。
4、 单向板的计算和配筋。
1) 单向板的计算简图:
单向板取单位板宽为计算单元,按连续板计算内力。板的计算跨度取值按:净跨ln+支座计算长度;其中当支撑在梁上,支座计算长度=0;当支撑在墙上,支座计算长度=墙厚/2;边跨计算跨度≤1.
1ln,中间跨计算跨度≤1.05ln。当连续板在五跨以内时,按实际跨数计算内力;当连续板超过五跨时,可以简化为5跨计算,即所有中间跨的内力取与第3跨一样。
图5 楼板选取单元图。
2)荷载计算。
板厚确定:确定的板厚即要满足高跨比的最小要求,还要满足板厚的最小要求。表14-1
恒载g计算:
楼面做法:1.2×20×0.02=0.4 kn/m2
楼板自重:1.2×25×板厚。
板底抹灰:1.2×17×0.015
合计:g活载q计算:q=1.3×9=11.7 kn/m2
3)弹性内力计算:
荷载折减。考虑次梁扭转影响,对板的荷载进行折减。
恒载作用下内力。
一般板只需要进行抗弯计算,故只须进行板的弯矩计算,不需进行板的其他内力计算。
板的恒载按均布荷载作用在连续板上。计算出最每个节点和跨中的弯矩。
活载作用下内力。
活载按最不利情况布置在连续板上,进行内力计算。活载最不利位置见图14-1。(教材图14-15p351)
跨跨中最大弯矩,按照图(a)计算弯矩。
跨跨中最大弯矩,按照图(b)计算弯矩。
a、f支座弯矩为0。b支座最大弯矩按照图(c)计算。
c、d、e支座最大弯矩计算……
图6(教材14-1) 板活载最不利位置。
支座和跨中最大弯矩计算:把恒载作用下的弯矩与活载作用下的弯矩进行叠加。
4)塑性内力重分布计算弯矩。
考虑塑性内力重分布,板的弯矩按下式计算:
其中系数取值按图14-2。(教材图14-23 p357)
图7 (教材14-2) 板的弯矩系数。
5)板的设计。
板的混凝土:
混凝土的强度等级、保护层厚度要满足构造要求。
钢筋设计:取1米宽的板进行配筋设计,钢筋直径和间距要满足构造要求。
板比较薄按照单筋矩形截面配筋,板比较厚可按双筋矩形截面配筋。
6)板的配筋图(示意)
5、次梁的计算和配筋。
1)次梁的计算简图:
次梁的计算简图同板,但次梁的恒载包括梁及其支撑板的自重,次梁的活载为楼板传递来的使用荷载。次梁的计算跨度见图14-31
2)荷载计算。
次梁确定:确定梁截面的宽和高。表14-1
次梁的高跨比和高宽比要满足设计范围要求,同时次梁的尺寸还应该满足模数要求。
恒载gc计算:
楼板传递下自重:g×板跨。
次梁自重:1.2×25×梁截面积。
梁底抹灰:1.2×17×0.015×梁宽。
合计:gc活载qc计算:qc= q×板跨kn/m
3)次梁的弹性内力计算。
荷载折减。考虑主梁扭转的影响,次梁的荷载折减。
恒载作用下内力。
次梁需要进行抗弯和抗剪计算,故次梁的恒载按均布荷载作用在连续梁上。计算出最每个节点和跨中的弯矩和剪力。
活载作用下内力。
按弹性理论计算次梁的内力(包括弯矩和剪力),需要按图14-1的活载最不利情况进行内力计算。
图9 次梁活载最不利布置图。
跨跨中最大弯矩,按照图(a)计算弯矩跨跨中最大弯矩,按照图(b)计算弯矩。a、e支座弯矩为0。a支座的最大剪力安图(a),e支座的最大剪力按照图(b)。
b支座最大弯矩和剪力按照图(c)计算。c、d支座最大弯矩和剪力计算……
支座和跨中最大弯矩和剪力计算:
把恒载作用下的弯矩与活载作用下的弯矩和剪力进行叠加。
4)次梁的塑性内力重分布计算。
考虑塑性内力重分布,次梁的弯矩和剪力按下式计算:
式中和可按图14-3查值(教材图14-24p357)
图10(教材图14-3) 次梁的弯矩及剪力系数。
5)次梁的配筋设计。
梁的混凝土强度等级确定。
次梁抗弯计算(纵筋确定)
建议跨中安单筋矩形截面计算,支座按照双筋矩形截面计算。
次梁抗剪计算(箍筋确定)
不考虑弯起钢筋。
6)次梁截面配筋示意图。
6、主梁的设计和配筋。
1)计算简图。
主梁的计算简图同次梁,但主梁的均布荷载为梁的自重,主梁的集中荷载为次梁传递来的荷载。
主梁计算跨度见图14-33
2)荷载计算。
主梁确定:确定梁截面的宽和高。表14-1
主梁的高跨比和高宽比要满足设计范围要求,同时尺寸还应该满足模数要求。主梁高度≧次梁高度。
主梁均布荷载gz计算:
主梁自重:1.2×25×梁截面积。
梁底抹灰:1.2×17×0.015×梁宽。
合计:gz主梁集中荷载p计算:p=(gc +qc) ×次梁跨kn
3)内力计算。
主梁的只弹性理论计算内力(包括弯矩和剪力),不考虑荷载最不利情况。
1 均布荷载作用下弯矩和剪力计算。
图11 均布荷载作用下主梁计算见图。
按照图计算均布荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力。
2 集中荷载作用下弯矩和剪力计算。
图12 集中荷载作用下主梁计算简图。
按照图计算集中荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力。
支座跨中弯矩和剪力计算。
把均布荷载作用下弯矩和剪力与集中荷载作用下的弯矩和剪力叠加。(4)配筋设计。
纵筋设计:只取最大跨中弯矩和最大支座弯矩进行计算。
截面按照双筋矩形截面设计。
箍筋设计:可以考虑弯起钢筋。按照集中荷载作用下的独立梁进行计算。
5)配筋示意图。
7、施工图绘制。
1)板钢筋的构造要求:图14-28、图14-29钢筋布置形式及支座锚固。
2)次梁钢筋构造要求:图14-32
3)主次梁交接处构造:图14-36设附加箍筋或吊筋。
8、双向板的计算和配筋。
1)双向板的类型:
按双向板四边约束条件,板的计算可分为四个类型。
a、四边连续板;
b、三边连续,一短边简支板;
c、三边连续,一长边简支板;
d、两相邻边连续,其余两边简支板。
2)双向板的弹性理论计算方法。
按弹性理论进行双向板的弯矩计算,可按下式计算:
式中弯矩系数可按教材附表13弯矩系数表查值,也可按规范中的弯矩系数表查值。
3)双向板的设计计算。
双向板每个方向的配筋按此方向的弯矩值进行计算。
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