现浇单向板肋梁楼盖设计
某多层厂房的楼盖平面如图1-1所示,楼面做法见图1-2,楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,试设计之。
设计要求:
1.板、次梁内力按塑性内力重分布计算;2.主梁内力按弹性理论计算;
3.绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。
进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有:(1)计算简图;(2)内力分析;(3)截面配筋计算;(4)构造要求;(5)施工图绘制
整体式单向板肋梁楼盖设计步骤:
1.设计资料
(1)楼面均布活荷载标准值:qk=10kN/m2。
(2)楼面做法:楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(γ=20kN/m3),板底及梁用15mm
厚石灰砂浆抹底(γ=17kN/m3)。
(3)材料:混凝土强度等级采用C30,主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335,吊筋采用HRB335,其余均采用HPB235。
2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图1-所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40≥2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼板,要求
h≥80mm,所以板厚取h=80mm。
次梁截面高度应满足h=l/18~l/12=367~550mm,取h=550mm,截面宽b=(1/2~1/3)h,取b=250mm。
主梁截面高度应满足
为b=300mm,柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)、荷载计算恒荷载标准值
h=l/15~l/10=460~690mm,取h=650mm,截面宽度取
20mm水泥砂浆面层:0.02⨯20=0.4kN/m280mm钢筋混凝土板:0.08⨯25=2kN/m215mm板底石灰砂浆:0.015⨯17=0.255kN/m2
小计
活荷载标准值:
10kN/m2
2
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3,
恒荷载设计值:g=2.655⨯1.2=3.186kN/m2活荷载设计值:q=10⨯1.3=13kN/m2
荷载总设计值:q+g=16.186kN/m2,近似取16.2kN/m2
(2)、计算简图
1B2
截面位置
边跨跨中离端第二支座中间跨跨中弯矩系数αM计算跨度l0(m)M=αM(g+
2
q)l0
C中间支座-1/14l02=2.05
-16.2⨯2.052/14=-4.86
1/11l01=2.095
-1/11l01=2.095
1/16l02=2.05
16.2⨯2.052/16=4.26
(kN.m
)
16.2⨯2.095/11=6.46
2
-16.2⨯2.0952/11=-6.46
截面位置弯矩系数αM计算跨度l0(m)
表1-8板的弯矩设计值的计算1B边跨跨中离端第二支座1/11l01=2.09516.2×2.0952/11=6.46
-1/11l01=2.095-16.2×2.0952/11
=-6.46
2
中间跨跨中
1/16l02=2.0516.2×2.052/16
=4.26
C中间支座-1/14l02=2.05-16.2×2.052/14
=-4.86
M=αM(g+q)l02
(kN.m)
(4)配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm,h0=80-20=60mm,b=1000mm,C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2;HPB235钢筋,fy=210N/mm2.
对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表1-9
表1-9
截面位置
弯矩设计值(kN⋅m)
αs=M/α1fcbh02
16.460.1250.13454710@140As=56154710@140As=561
板的配筋计算
B
-6.460.1250.1
54710@140As=56154710@140As=561
24.260.0830.0873558@140As=3590.8×355=284
8@140As=359
C-4.860.0940.1≈0.099
4098@120As=4190.8×409=327
8@140As=359
ξ=1--2αs
轴线
①~②⑤~⑥
计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)
轴线②~⑤
配筋率验算
ρmin=0.45ft/fy
=0.45⨯1.43/210=0.31%
ρ=AS/bh=0.7%ρ=AS/bh=0.7%ρ=AS/bh=0.45%
ρ=
AS/bh=0.45%
(5)板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图见附图。
4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)荷载设计值:恒荷载设计值
板传来的恒荷载:3.186⨯2.3=7.3278kN/m次梁自重:0.25⨯(0.55-0.08)⨯25⨯1.2=3.525kN/m次梁粉刷:2⨯0.015⨯(0.55-0.08)⨯17⨯1.2=0.2876kN/m
值见表1-10和表1-11
截面位置弯矩系数αM计算跨度l0
(m)
表1-10次梁的弯矩设计值的计算
1B2边跨跨中离端第二支座中间跨跨中
1/11l01=6.45
-1/11l01=6.45
1/16l02=6.3
C
中间支座-1/14l02=6.3
-
M=αM(g+q)l
m)
2
0(kN.
41.1⨯6.452/11
41.1⨯6.452/11
=
41.1⨯6.32/16
-41.1⨯6.32/14
=
=
155.4kN⋅m
=-155.4kN⋅m
102.0kN⋅m
-116.5kN⋅m
截面位置
表1-11次梁的剪力设计值的计算AB(左)B(右)边支座离端第二支座离端第二支座0.45ln1=6.33
0.45⨯41.1⨯6.33==117.1kN
C
中间支座0.55ln2=6.3
α剪力系数V
净跨度ln
0.6ln1=6.330.6⨯41.1⨯6.33
0.55ln2=6.3
0.55⨯41.1⨯6.3
V=αV(g+q)ln
(kN)
=142.4kN
=156.1kN=142.4kN
(4)配筋计算
1正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算,其翼缘宽度取下面二项的较小值:
'
bf=l0/3=6300/3=2100mm
'
bf=b+Sn=250+2300-250=2300mm故取b'f=2100mm,
C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2,h0=550-35=515mm
判别跨中截面属于哪一类T形截面
a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0⨯14.3⨯2100⨯80⨯(515-40)=1141kN⋅m>M1>M2
支座截面按矩形截面计算,正截面承载力计算过程列于表1-12。
2斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸:
hw=h0-h'f=515-80=435且hw/b=435/250=1.74Vmax=156.1kN故截面尺寸满足要求
0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯250⨯515=12887.9N=129kN>VA=117.1kN
所以B和C支座均需要按计算配置箍筋,A支座均只需要按构造配置箍筋计算所需箍筋
采用φ6双肢箍筋,计算Vcs=0.7ftbh0+1.25fyV
B支座左侧截面。
Ah0,可得箍筋间距1.25fyvAsvh01.25⨯210⨯56.6⨯515s===281mmBL-0.7t0156.1⨯10-0.7⨯1.43⨯250⨯515
调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围将计算的箍筋面积增加20%,现调整箍筋间距,S=0.8⨯281=224.8mm,为满足最小配筋率的要求,最后箍筋间距S=100mm。
配箍筋率验算:
f弯矩调幅时要求配筋率下限为0.3t=0.3⨯1.43=2.04⨯10-3。实际配箍率
yVAsv56.6-3
ρsv===2.264⨯10>2.04⨯10-3,满足要求
250⨯100
因各个支座处的剪力相差不大,为方便施工,沿梁长不变,取双肢(5)施工图的绘制
次梁配筋图如1-5(c)图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定:伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定:
l=la=α
fyt
d=0.14⨯
300
⨯22=646mm,取650mm.
6@100。
伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按确定:l=12d=12⨯20=240mm
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12⨯22=264mm,取300mm.
l=ln/5+20d=6330/5+20⨯22=1706mm,取l=1750mm
纵筋的截断点距支座的距离:。
表1-12次梁正截面受弯承载力计算
截面
弯矩设计值(kN⋅m)
1155.4
155.4⨯106
B-155.4
155.4⨯106
2102.0
102⨯106
C-116.5
1⨯14.3⨯250⨯515116.5⨯106
αs=M/α1fcbh02
1⨯14.3⨯2200⨯515=0.019
1⨯14.3⨯250⨯515=0.164
1⨯14.3⨯2200⨯515=0.0122
=0.1230.1
0.132⨯250⨯515⨯1⨯14.3
=810.1
ξ=1--2αs
选
配钢筋
计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)
0.019
0.019⨯2200⨯515⨯1⨯14.3
0.1
0.164⨯250⨯515⨯1⨯14.3
=1104.7
0.0123
0.0123⨯2200⨯515⨯1⨯14.3
=664
=1026
220+122
322122+2As=688.1
14222+1As=913.9
14
As=1008.1As=1140
图1-5(c)次梁的配筋图
5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计:(1)荷载设计值。(为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载)
次梁传来的恒载:
11.1404⨯6.6=73.5266kN
主梁自重(含粉刷):([0.65-0.08)⨯0.3⨯2.3⨯25+2⨯(0.65-0.08)⨯0.015⨯17⨯2.3]⨯1.2=12.6013kN
恒荷载:G=73.5266+12.6013=86.1279kN,取G=86.2kN活荷载:Q=29.9⨯6.6=197.34kN,取Q=197.4kN
*注:此处的弯矩可通过取脱离体,由力的平衡条件确定。根据支座弯矩,按下面简图确
定
图1-7主梁取脱离体时弯矩图
02B集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为。
MA
荷载组合①+④时支座最大负弯矩MB=-586.5kN⋅m,其它两个支座的弯矩为
=0,MC=-282.1kN⋅m,在这三个支座弯矩间连线,以此连线为基线,于第一跨、第
二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图:
则集中荷载处的弯矩值依次为461kN·m,265.5kN·m,167.3KN·m,268.7KN·m。
C最大时,集中荷载下的弯矩倒位排列。同理,当
荷载组合①+③时,出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时,
-M
MB=MC=-342.4kN⋅m
,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为85.4KN·m,
-28.7kN·m,第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为312.3kN⋅m
①+5情况的弯矩按此方法计算。
所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异,是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合①+②时,
VAmax=234.1kN,至第二跨荷载处剪力降为234.1-283.6=-49.5kN;
至第二集中荷载处剪力降为―49.5―283.6=-333.1kN,荷载组合①+④时,VB最大,其,则第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右)199.2KN,-84.4KN,其余
剪力值可按此计算
(4)配筋计算承载力计算
VBl=-368kN
C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋HRB400,其中fy=360N/mm2,箍筋采用HRB235,fyv=210N/mm2
1正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
。
跨中正弯矩按T形截面计算,因f
l/3=6.9/3=2.3m和b+Sn=6.6m
翼缘计算宽度按0,中较小值确定,取b'f=2300mm
。B支座处的弯矩设计值:
h'/h=80/615=0.130>0.10
MB=Mmax-V0
b0.4=-586.5+283.6⨯=-529.9kN⋅m。
判别跨中截面属于哪一类T形截面
a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0⨯14.3⨯2300⨯80⨯(615-40)=1512.9kN⋅m>M1>M2均属于第一类T截面
正截面受弯承载力的计算过程如下
验算截面尺寸:
hw=h0-h'f=580-80=500mm
hw/b=500/300=1.7
0.25βcfcbh0=0.25⨯1.0⨯14.3⨯300⨯580=622kN>V=36.8kN,可知道截面尺寸
满足要求。
验算是否需要计算配置箍筋。
0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯300⨯580=174kN
计算所需腹筋;采用8@100双肢箍。
=327.3kN>(VA=234.1kN和VBr=327.4kN)
因此应在B支座截面左边应按计算配置弯起钢筋,主梁剪力图呈矩形,在B截面左边的2.3m范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段,现先后弯起第一跨跨中的
225和支座处的一根125鸭筋),`As=490.9
mm2,弯起角取
Asvf50.3⨯2
==0.335%>0.24t=0.163%,满足要求..⨯yv
ASV
VCS=0.7ftbho+1.25fyvh0
50.3⨯2
=0.7⨯1.43⨯300⨯580+1.25⨯210⨯⨯580
ρsv=
αS=45O
Vsb=0.8fyAsbsinα=0.8⨯360⨯490.9⨯sin45 =99.95kNVcs+Vsb=327+99.95=426.95kN>Vmax=368kN(满足要求)
3次梁两侧附加横向钢筋计算。
次梁传来的集中力F=73.5+197.4=270.9kNh1=650-550=100mm,附加箍筋布置范围:S=2h+3b=2⨯100+3⨯250=950mm
取附加箍筋φ8@100,双肢箍,则长度s内可布置附加箍筋的排数:
m=(950-250)/100+1=8,次梁两侧各布置4排,另加吊筋
1
18
,
As=254.5mm2
2fyAssina+mnfyvAsv1=2⨯300⨯254.5⨯0.707+8⨯2⨯210⨯50.3=277>270.9(可以)
(5)主梁正截面抗弯承载力图(材料图)、纵筋的弯起和截断1按比列绘出主梁的弯矩包络图
2按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图(材料图),并满足以下构造要求:弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax;钢筋的弯起点距充分利用点的
距离应大于等于h0/2,如2、3和5号钢筋。
按第四章所述的方法绘材料图,并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图
的交点,确定钢筋的理论截断点(即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面)。
当V>0.7ftbh0=174kN时,且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2lα+h0。
若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区,其实际截断点到理论截断点
的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于
1.2lα+1.7h0。
如5号钢筋的截断计算:因为剪力
V=368kN>0.7ftbh0=174kN
,且钢筋截断后仍处于负弯矩区,所以钢
,即:
筋的截断点距充分利用点的距离应大于等于
1.2lα+1.7h0
1.2⨯la+1.7h0=1.2⨯0.14⨯
且距不需要点的距离应大于等于1.3h0或20d,即:
360
⨯25+1.7⨯580=2043mm
1.3h0=1.3⨯580=754mm.20d=20⨯25=500mm
1.2lα+1.7h0)中减去钢筋充分利用点与理论截断点(不需要点)
通过画图可知从(
的距离后的长度为1840mm>(754mm和500mm),现在取距离柱边1960mm处截断5号钢筋。
其它钢筋的截断如图所示。
主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定:梁顶面纵筋的锚固长度:
360
⨯25=880mm,
t1.43取880mm.
梁底面纵筋的锚固长度:12d=12⨯25=300mm,取300mml=la=α
d=0.14⨯
fy
3检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图1-9所示
现浇单向板肋梁楼盖设计
某多层厂房的楼盖平面如图1-1所示,楼面做法见图1-2,楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,试设计之。
设计要求:
1.板、次梁内力按塑性内力重分布计算;2.主梁内力按弹性理论计算;
3.绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。
进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有:(1)计算简图;(2)内力分析;(3)截面配筋计算;(4)构造要求;(5)施工图绘制
整体式单向板肋梁楼盖设计步骤:
1.设计资料
(1)楼面均布活荷载标准值:qk=10kN/m2。
(2)楼面做法:楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(γ=20kN/m3),板底及梁用15mm
厚石灰砂浆抹底(γ=17kN/m3)。
(3)材料:混凝土强度等级采用C30,主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335,吊筋采用HRB335,其余均采用HPB235。
2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图1-所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40≥2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼板,要求
h≥80mm,所以板厚取h=80mm。
次梁截面高度应满足h=l/18~l/12=367~550mm,取h=550mm,截面宽b=(1/2~1/3)h,取b=250mm。
主梁截面高度应满足
为b=300mm,柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)、荷载计算恒荷载标准值
h=l/15~l/10=460~690mm,取h=650mm,截面宽度取
20mm水泥砂浆面层:0.02⨯20=0.4kN/m280mm钢筋混凝土板:0.08⨯25=2kN/m215mm板底石灰砂浆:0.015⨯17=0.255kN/m2
小计
活荷载标准值:
10kN/m2
2
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3,
恒荷载设计值:g=2.655⨯1.2=3.186kN/m2活荷载设计值:q=10⨯1.3=13kN/m2
荷载总设计值:q+g=16.186kN/m2,近似取16.2kN/m2
(2)、计算简图
1B2
截面位置
边跨跨中离端第二支座中间跨跨中弯矩系数αM计算跨度l0(m)M=αM(g+
2
q)l0
C中间支座-1/14l02=2.05
-16.2⨯2.052/14=-4.86
1/11l01=2.095
-1/11l01=2.095
1/16l02=2.05
16.2⨯2.052/16=4.26
(kN.m
)
16.2⨯2.095/11=6.46
2
-16.2⨯2.0952/11=-6.46
截面位置弯矩系数αM计算跨度l0(m)
表1-8板的弯矩设计值的计算1B边跨跨中离端第二支座1/11l01=2.09516.2×2.0952/11=6.46
-1/11l01=2.095-16.2×2.0952/11
=-6.46
2
中间跨跨中
1/16l02=2.0516.2×2.052/16
=4.26
C中间支座-1/14l02=2.05-16.2×2.052/14
=-4.86
M=αM(g+q)l02
(kN.m)
(4)配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm,h0=80-20=60mm,b=1000mm,C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2;HPB235钢筋,fy=210N/mm2.
对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表1-9
表1-9
截面位置
弯矩设计值(kN⋅m)
αs=M/α1fcbh02
16.460.1250.13454710@140As=56154710@140As=561
板的配筋计算
B
-6.460.1250.1
54710@140As=56154710@140As=561
24.260.0830.0873558@140As=3590.8×355=284
8@140As=359
C-4.860.0940.1≈0.099
4098@120As=4190.8×409=327
8@140As=359
ξ=1--2αs
轴线
①~②⑤~⑥
计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)
轴线②~⑤
配筋率验算
ρmin=0.45ft/fy
=0.45⨯1.43/210=0.31%
ρ=AS/bh=0.7%ρ=AS/bh=0.7%ρ=AS/bh=0.45%
ρ=
AS/bh=0.45%
(5)板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图见附图。
4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
(1)荷载设计值:恒荷载设计值
板传来的恒荷载:3.186⨯2.3=7.3278kN/m次梁自重:0.25⨯(0.55-0.08)⨯25⨯1.2=3.525kN/m次梁粉刷:2⨯0.015⨯(0.55-0.08)⨯17⨯1.2=0.2876kN/m
值见表1-10和表1-11
截面位置弯矩系数αM计算跨度l0
(m)
表1-10次梁的弯矩设计值的计算
1B2边跨跨中离端第二支座中间跨跨中
1/11l01=6.45
-1/11l01=6.45
1/16l02=6.3
C
中间支座-1/14l02=6.3
-
M=αM(g+q)l
m)
2
0(kN.
41.1⨯6.452/11
41.1⨯6.452/11
=
41.1⨯6.32/16
-41.1⨯6.32/14
=
=
155.4kN⋅m
=-155.4kN⋅m
102.0kN⋅m
-116.5kN⋅m
截面位置
表1-11次梁的剪力设计值的计算AB(左)B(右)边支座离端第二支座离端第二支座0.45ln1=6.33
0.45⨯41.1⨯6.33==117.1kN
C
中间支座0.55ln2=6.3
α剪力系数V
净跨度ln
0.6ln1=6.330.6⨯41.1⨯6.33
0.55ln2=6.3
0.55⨯41.1⨯6.3
V=αV(g+q)ln
(kN)
=142.4kN
=156.1kN=142.4kN
(4)配筋计算
1正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算,其翼缘宽度取下面二项的较小值:
'
bf=l0/3=6300/3=2100mm
'
bf=b+Sn=250+2300-250=2300mm故取b'f=2100mm,
C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2,h0=550-35=515mm
判别跨中截面属于哪一类T形截面
a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0⨯14.3⨯2100⨯80⨯(515-40)=1141kN⋅m>M1>M2
支座截面按矩形截面计算,正截面承载力计算过程列于表1-12。
2斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸:
hw=h0-h'f=515-80=435且hw/b=435/250=1.74Vmax=156.1kN故截面尺寸满足要求
0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯250⨯515=12887.9N=129kN>VA=117.1kN
所以B和C支座均需要按计算配置箍筋,A支座均只需要按构造配置箍筋计算所需箍筋
采用φ6双肢箍筋,计算Vcs=0.7ftbh0+1.25fyV
B支座左侧截面。
Ah0,可得箍筋间距1.25fyvAsvh01.25⨯210⨯56.6⨯515s===281mmBL-0.7t0156.1⨯10-0.7⨯1.43⨯250⨯515
调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围将计算的箍筋面积增加20%,现调整箍筋间距,S=0.8⨯281=224.8mm,为满足最小配筋率的要求,最后箍筋间距S=100mm。
配箍筋率验算:
f弯矩调幅时要求配筋率下限为0.3t=0.3⨯1.43=2.04⨯10-3。实际配箍率
yVAsv56.6-3
ρsv===2.264⨯10>2.04⨯10-3,满足要求
250⨯100
因各个支座处的剪力相差不大,为方便施工,沿梁长不变,取双肢(5)施工图的绘制
次梁配筋图如1-5(c)图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定:伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定:
l=la=α
fyt
d=0.14⨯
300
⨯22=646mm,取650mm.
6@100。
伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按确定:l=12d=12⨯20=240mm
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12⨯22=264mm,取300mm.
l=ln/5+20d=6330/5+20⨯22=1706mm,取l=1750mm
纵筋的截断点距支座的距离:。
表1-12次梁正截面受弯承载力计算
截面
弯矩设计值(kN⋅m)
1155.4
155.4⨯106
B-155.4
155.4⨯106
2102.0
102⨯106
C-116.5
1⨯14.3⨯250⨯515116.5⨯106
αs=M/α1fcbh02
1⨯14.3⨯2200⨯515=0.019
1⨯14.3⨯250⨯515=0.164
1⨯14.3⨯2200⨯515=0.0122
=0.1230.1
0.132⨯250⨯515⨯1⨯14.3
=810.1
ξ=1--2αs
选
配钢筋
计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋(mm2)
0.019
0.019⨯2200⨯515⨯1⨯14.3
0.1
0.164⨯250⨯515⨯1⨯14.3
=1104.7
0.0123
0.0123⨯2200⨯515⨯1⨯14.3
=664
=1026
220+122
322122+2As=688.1
14222+1As=913.9
14
As=1008.1As=1140
图1-5(c)次梁的配筋图
5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计:(1)荷载设计值。(为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载)
次梁传来的恒载:
11.1404⨯6.6=73.5266kN
主梁自重(含粉刷):([0.65-0.08)⨯0.3⨯2.3⨯25+2⨯(0.65-0.08)⨯0.015⨯17⨯2.3]⨯1.2=12.6013kN
恒荷载:G=73.5266+12.6013=86.1279kN,取G=86.2kN活荷载:Q=29.9⨯6.6=197.34kN,取Q=197.4kN
*注:此处的弯矩可通过取脱离体,由力的平衡条件确定。根据支座弯矩,按下面简图确
定
图1-7主梁取脱离体时弯矩图
02B集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为。
MA
荷载组合①+④时支座最大负弯矩MB=-586.5kN⋅m,其它两个支座的弯矩为
=0,MC=-282.1kN⋅m,在这三个支座弯矩间连线,以此连线为基线,于第一跨、第
二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图:
则集中荷载处的弯矩值依次为461kN·m,265.5kN·m,167.3KN·m,268.7KN·m。
C最大时,集中荷载下的弯矩倒位排列。同理,当
荷载组合①+③时,出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时,
-M
MB=MC=-342.4kN⋅m
,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为85.4KN·m,
-28.7kN·m,第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为312.3kN⋅m
①+5情况的弯矩按此方法计算。
所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异,是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合①+②时,
VAmax=234.1kN,至第二跨荷载处剪力降为234.1-283.6=-49.5kN;
至第二集中荷载处剪力降为―49.5―283.6=-333.1kN,荷载组合①+④时,VB最大,其,则第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右)199.2KN,-84.4KN,其余
剪力值可按此计算
(4)配筋计算承载力计算
VBl=-368kN
C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋HRB400,其中fy=360N/mm2,箍筋采用HRB235,fyv=210N/mm2
1正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
。
跨中正弯矩按T形截面计算,因f
l/3=6.9/3=2.3m和b+Sn=6.6m
翼缘计算宽度按0,中较小值确定,取b'f=2300mm
。B支座处的弯矩设计值:
h'/h=80/615=0.130>0.10
MB=Mmax-V0
b0.4=-586.5+283.6⨯=-529.9kN⋅m。
判别跨中截面属于哪一类T形截面
a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0⨯14.3⨯2300⨯80⨯(615-40)=1512.9kN⋅m>M1>M2均属于第一类T截面
正截面受弯承载力的计算过程如下
验算截面尺寸:
hw=h0-h'f=580-80=500mm
hw/b=500/300=1.7
0.25βcfcbh0=0.25⨯1.0⨯14.3⨯300⨯580=622kN>V=36.8kN,可知道截面尺寸
满足要求。
验算是否需要计算配置箍筋。
0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯300⨯580=174kN
计算所需腹筋;采用8@100双肢箍。
=327.3kN>(VA=234.1kN和VBr=327.4kN)
因此应在B支座截面左边应按计算配置弯起钢筋,主梁剪力图呈矩形,在B截面左边的2.3m范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段,现先后弯起第一跨跨中的
225和支座处的一根125鸭筋),`As=490.9
mm2,弯起角取
Asvf50.3⨯2
==0.335%>0.24t=0.163%,满足要求..⨯yv
ASV
VCS=0.7ftbho+1.25fyvh0
50.3⨯2
=0.7⨯1.43⨯300⨯580+1.25⨯210⨯⨯580
ρsv=
αS=45O
Vsb=0.8fyAsbsinα=0.8⨯360⨯490.9⨯sin45 =99.95kNVcs+Vsb=327+99.95=426.95kN>Vmax=368kN(满足要求)
3次梁两侧附加横向钢筋计算。
次梁传来的集中力F=73.5+197.4=270.9kNh1=650-550=100mm,附加箍筋布置范围:S=2h+3b=2⨯100+3⨯250=950mm
取附加箍筋φ8@100,双肢箍,则长度s内可布置附加箍筋的排数:
m=(950-250)/100+1=8,次梁两侧各布置4排,另加吊筋
1
18
,
As=254.5mm2
2fyAssina+mnfyvAsv1=2⨯300⨯254.5⨯0.707+8⨯2⨯210⨯50.3=277>270.9(可以)
(5)主梁正截面抗弯承载力图(材料图)、纵筋的弯起和截断1按比列绘出主梁的弯矩包络图
2按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图(材料图),并满足以下构造要求:弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax;钢筋的弯起点距充分利用点的
距离应大于等于h0/2,如2、3和5号钢筋。
按第四章所述的方法绘材料图,并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图
的交点,确定钢筋的理论截断点(即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面)。
当V>0.7ftbh0=174kN时,且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2lα+h0。
若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区,其实际截断点到理论截断点
的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于
1.2lα+1.7h0。
如5号钢筋的截断计算:因为剪力
V=368kN>0.7ftbh0=174kN
,且钢筋截断后仍处于负弯矩区,所以钢
,即:
筋的截断点距充分利用点的距离应大于等于
1.2lα+1.7h0
1.2⨯la+1.7h0=1.2⨯0.14⨯
且距不需要点的距离应大于等于1.3h0或20d,即:
360
⨯25+1.7⨯580=2043mm
1.3h0=1.3⨯580=754mm.20d=20⨯25=500mm
1.2lα+1.7h0)中减去钢筋充分利用点与理论截断点(不需要点)
通过画图可知从(
的距离后的长度为1840mm>(754mm和500mm),现在取距离柱边1960mm处截断5号钢筋。
其它钢筋的截断如图所示。
主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定:梁顶面纵筋的锚固长度:
360
⨯25=880mm,
t1.43取880mm.
梁底面纵筋的锚固长度:12d=12⨯25=300mm,取300mml=la=α
d=0.14⨯
fy
3检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图1-9所示