钢筋混凝土结构课程设计
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屋面为不上人屋面,屋面活荷载标准值为0.5kN/m2;设计时取楼面活荷载、横向及纵向的柱网尺寸为设计参数,其中:根据该工厂的使用要求,楼面活荷为4.0kN/m2,横向柱网尺寸取为:6.6m,纵向柱网尺寸与横向柱网相同。
1.2设计条件:
1.2.1结构类型:砌体结构
1.2.2建筑材料:
1.2.2.1屋面做法:(自上而下)
1:2.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚(重度不大于14kN/mm3); 陶粒混凝土找坡(坡度2%,最薄处20mm厚、重度不大于14kN/mm2) 1:2.5水凝砂浆找平20mm厚(重度20kN/m3)
现浇钢筋混凝土板,板底抹灰15mm厚(重度17kN/m3)
1.2.2.2楼面做法:(自上而下)
10mm厚耐磨地砖(重度22kN/m3); 1:3水泥砂浆找平20mm厚
现浇钢筋混凝土楼板,板底混合砂浆抹灰20mm厚
6600120240混凝土柱4006600660024012024012066006600660066006600楼盖建筑平面
2.楼盖的结构平面布置:
主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.2m,lo2/lo1=6.6/2.2=3,因此按单向板设计。
按跨高比条件,要求板厚h?2200/40=55mm,对工业建筑的楼盖板,要求h?70mm,取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=lo/18~lo/12=6600/18~6600/12=367~550mm。考虑到楼面可变荷载比较大,取h=500mm。截面宽度取b=200mm
主梁截面高度应满足h=lo/15~lo/10=6600/15~6600/10=440~650mm。截面宽度为b=300mm
400DL1B1L2B2L4B4L5B5L1B1L2B2400混凝土柱h=802200220066002200CL1(主梁)L3B3L2(次梁)200X500L6B6300X650L3B3220022002200660019800B4003.600L2B2L1B1240120L5B5L4B4L2B2L1B12200120220066002200A6600660066003300012345666006600楼盖板结构平面布置图
3.板的设计
3.1楼盖板的设计
已如前述,轴线①~②、⑤~⑥的板属于端区格单向板;轴线②~⑤的板属于中间区格单向板。 3.1.1荷载
板的永久荷载标准值
10mm厚耐磨地砖 0.01×22=0.22kN/m2 80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/m2 20mm1:3水泥砂浆找平 0.02×20=0.4kN/m2 20mm板底混合砂浆抹灰 0.02×17=0.34kN/m2 小计 2.96kN/m 板的可变标准荷载值 4kN/m2
永久荷载分项系数取1.2或1.35,因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/m2,所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的
荷载总计算值
①q=?Ggk+??Qqk=1.35×2.96+0.7×1.4×4=7.916kN/m2
②q=?Ggk+?Qqk=1.2×2.96+1.4×4=9.152kN/m2
由于②>①,所以取②q=9.152kN/m2,近似取q=9kN/m2 3.1.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计,板的计算跨度:
边跨lo=ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025ln=2030mm,取lo=2020mm
2240
中间跨lo=ln=2200-200=2000mm
因跨度相差小于10%,可按等
跨连续板计算。取1m宽板带作为A1B2C3C2B1A20202000200020002020计算单元,计算简图如图所示
楼盖板的计算简图
3.1.3弯矩计算值
由表11-1可查得,板的弯矩
系数am分别为:边跨中,1/11;离端第二支座,-1/11;中跨中,1/16;中间支座,-1/14。故
2M1=-MB=(g+q)l01/11=9.2×2.022/11=3.34kN·m
2MC=-(g+q)l01/14=-9.2×2.02/14=-2.57kN·m 2M3=M2=(g+q)l01/16=9.2×2.02/16=2.25kN·m
g+q=9kN/m^这是对端区单向板而言的,对于中间区格单向板,其MC和M2应乘以0.8,
MC=0.8×-2.57=-2.06kN·m;M2=0.8×2.25=1.80kN·m
3.1.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一级,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm,ho=80-20=60mm;板宽b=1000mm。C30混凝土,a1=1.0,fc=14.3kN/m2;HPB235钢筋,fy=210N/m2。板配筋计算的过程于下表。
截 面 弯矩设计值(kN·m) 2as=M/(a1fcbh0) 楼面板的配筋计算 1 B 3.34 -3.34 0.065 0.065 0.067 0.067 273.7 Φ8@160 As=314.0 273.7 Φ8@160 As=314.0 2或3 2.25 0.044 0.045 183.9 Φ6/8@160 As=246.0 147.1 Φ6/8@160 As=246.0 C -2.57 0.050 0.051 208.4 Φ6/8@160 As=246.0 166.7 Φ6/8@160 As=246.0 ?=1-1-2as 轴 线 计算配筋(mm2) 273.7 ①~②、 As=?bhoa1fc/fy ⑤~⑥ Φ8@160 实际配筋(mm2) A=314.0 s轴 线 ②~⑤ 计算配筋(mm2) As=?bhoa1fc/fy 2273.7 Φ8@160 实际配筋(mm) As=314.0 *对轴线②~⑤间的板带,其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便,近似对钢筋面积乘以0.8.
计算结果表明,支座截面的?均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;As/bh=246/(1000×80)=0.308%,此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/210=0.306%,同时大于0.2%,满足最小配筋率。
DW1B1W2B2W4B4W5B5W1B1W2B2400混凝土柱2200220066002200CL1(主梁)W3B3L2(次梁)200X500W6B6300X650W3B3220022002200660019800B4003.600W2B2W1B1240120W5B5W4B4W2B2W1B12200120220066002200A6600660066003300012345666006600屋面板结构平面布置图
3.2屋面板的设计 3.2.1荷载
板的永久荷载标准值
40mm1:2.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板 0.04×14=0.56kN/m2 ≥20mm陶粒混凝土找坡(0.02+0.02+0.02×19.82)×12×14=1.666kN/m2 20mm1:2.5水泥砂浆找平 0.02×20=0.4kN/m2 80mm钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/m2 15mm板底混合砂浆抹灰 0.015×17=0.255kN/m2
小计 4.881kN/m 板的可变荷载标准值 0.5kN/m2 荷载总计算值
①q=γGgk+ψγQqk=1.35×4.881+0.7×1.4×0.5=7.079kN/m2
②q=γGgk+γQqk=1.2×4.881+1.4×0.5=6.557kN/m2
由于①>②,所以取①q=7.079kN/m2,近似取q=7kN/m2
3.2.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。按弹性计算,板的计算跨度:
g+q=7kN/m^边跨lo=1.025ln1+b/2=1.025×
A12120B22200C2240222001212032200CBA屋面板的计算简图