aaaaaa1鋼筋混凝土樓蓋設計任務書1設計條件

某市輕工業廠房承重體系為鋼筋混凝土內框架，四周為370mm磚墻承重，廠房平面尺寸見下圖，二樓可變荷載為7.5kN/mm2，設計只考慮豎向荷載，要求學生完成二層鋼筋混凝土整澆樓蓋的設計。二層平面尺寸見圖一。

1.永久荷載：樓面面層采用20mm厚水泥砂漿，重度20kN/m3；板底、梁側及梁底抹灰層15mm厚混合砂漿，重度17kN/m3；鋼筋混凝土重度25kN/m3。

2.二樓樓面可變荷載7.0kN/m2。

3.材料：混凝土強度等級C30；主梁、次梁主筋采用HRB400級鋼筋；其余鋼筋采用HPB300級鋼筋。

4.板伸入墻內120mm，次梁伸入墻內240mm，主梁伸入墻內370mm。

2樓蓋的結構平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁跨度為7.2m,次梁跨度為7.2m/6.6m，主梁每跨內布置兩根次梁，板的跨度為7.0/3=2.330，l02/l01=7.2/2.330=3。故按單向板設計。按跨高比條件，要求板厚h>=2300/30=80mm,對工業建筑的樓蓋板，要求h>=70mm，取板厚80mm。次梁截面高度取h=500mm,截面寬度取為b=200mm。主梁截面高度取h=600mm，截面寬度取為b=300mm。3板的設計荷載板的永久荷載標準值20mm厚水泥砂漿面層0.02*20=0.4kKN/m280mm厚現澆板自重0.08*25=2.0kKN/m215mm厚板底抹灰0.015*17=0.255KN/m2

小計（g)2.655KN/maaaaaa2板的可變荷載標準值8.0KNKN/m2永久荷載分項系數取1.2；因為樓面可變荷載標準值大于4.0KN/m2，所以可變荷載分項系數應取1.3.于是板的：永久荷載設計值g=2.655*1.2=3.186KN/m2可變荷載設計值q=7.5*1.3=9.75KN/m2荷載總設計值g+q=3.186+9.75=12.936KN/m2近似值取為g+q=13.0KN/m2計算簡圖按塑性內力重分布設計，次梁截面為200mm*500mm，板的計算跨度：邊跨l01=ln=2340-200/2=2240mmL02=ln=2330-200=2130mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續板計算，取1m寬板帶作為計算單元，計算見圖如圖所示彎矩設計值不考慮板拱作用截面彎矩的折減,由表可查得，板的彎矩系數αm分別為：邊支座1/16；邊跨中，1/11；離端第二端支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，1/14,故aaaaaa板的彎矩值設計備注名稱g+q跨度li（m)彎矩系數am彎矩設計值MM=(g+q)*li2*amMA13.002.240-0.063-4.11M113.002.2400.0714.66MB13.002.240-0.091-5.93Mc13.002.130-0.071-4.21M213.002.1300.0633.69M313.002.1300.0633.69正截面受彎承載力計算環境類別為一級，c30混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm，家丁縱向鋼筋直徑d為10mm,板厚80mm,則截面有效高度h0=h-c-d/2=60mm;板寬b=1000mm。C30混凝土，α１=1.0，fc=14.3N/mm2;HPB300鋼筋，fy=270N/mm2。板的配筋計算的列于下表。板的配筋計算αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-sqrt(1-2*αs)As=ξ*b*h0*α1*fc/fy實際配筋As0.0760.079251.46φ8@2002510.0910.095301.95φ8/10@2003220.1090.116367.64φ10@200393aaaaaa0.0820.086272.24φ8@200251aaaaaa0.0720.074236.33φ8@2002510.0720.074236.33φ8@200251計算結果表明，支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性內力重分布的原則；As/bh=251/（ 1000*80）=0.31%，此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/270=0.24%，同時大于0.2%，滿足最小配筋要求。次梁設計根據本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。荷載設計值永久荷載設計值板傳來永久荷載3.186*2.33=7.42KN/M次梁自重0.2*（0.5-0.08）*25*1.2=2.52KN/M次梁粉刷0.015*（0.5-0.08）*2*17*1.2=0.26KN/M小計g=10.20KN/M可變荷載設計值q=9.75*2.33=22.72KN/M荷載總設計值g+q=10.2+22.72=32.92KN/M(2)計算簡圖按塑性內力重分布設計，主梁截面為300mm*600mm。計算跨度：邊跨l01=ln=7200-100-300/2=6950mm;中間跨l02=ln=7200-300=6900mm;因跨度相差小于10%，可按等跨連續梁計算，次梁的計算簡圖見圖次梁計算簡圖：aaaaaa內力計算彎矩設計值名稱g+q跨度li（m)彎矩系數am彎矩設計值MM=(g+q)liamMA32.926.950-0.042-66.25M132.926.9500.071113.58MB32.926.950-0.091-144.56M232.926.9000.06397.96Mc32.926.900-0.071-111.95剪力設計值的計算名稱g+q跨度li（m)剪力系數αv剪力設計值（KN)備注備注VA32.926.9500.50111.11V=αv(g+q)liVBL32.926.9500.55122.22VBR32.926.9500.55121.31VC32.926.9500.55121.31承載力計算aaaaaa正截面受彎承載力計算時，跨內按T形截面計算，翼緣寬度取b'f=l/3=7200/3=2400mm;b'f=b+sn=200+2200；b+12h'f=200+12*80=1160；三者的較小值，故取b'f=1160mm.除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環境類別一級，C30混凝土，梁的最小保護層厚度c=20mm。假定箍筋直徑10mm，縱向鋼筋直徑20mm,則一排縱向鋼筋h0=500-20-10-20、2=460mm,二排縱向鋼筋h0=460-25=435mm.C30混凝土，α1=1.0；βc=1;fc=14.3N/mm2,ft=1.43/mm2；縱向鋼筋采用HRB400鋼，fy=360N/mm2,fyv=360N/mm2。正截面承載力計算過程列于下表。經判別跨內截面均屬于第一類T形截面。次梁正截面承載力計算彎矩設計值Mαs=M/(α1fcbh02)ξ=1-sqrt(1-2*αs)As=ξbh0α1fc/fy配筋As-66.250.1030.11398.12C16402113.580.1880.21766.64C16804-144.560.2520.301080.75C16100597.960.1620.18649.22C16+1C18656.5-111.950.1740.19703.63C18763計算結果表明，支座截面的ζ均小于0.35，符合塑性內力重分布的原則；As/(bh)=402/(200*500)=0.40%,此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/60=0.18%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋的計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：aaaaaahw=h0-h'f=435-80=355mm,因hw/b=335/200=1.8<4，截面尺寸按下式驗算：aaaaaa0.25βcfcbh0=0.25*1*14.3*200*435=311.03*103N>Vmax=117.49kN，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋采用HRB4006雙肢箍筋，計算支座B側截面，由Vcs=0.7ftbh0+fyv*Asv*h0/s;可得到箍筋間距S=fyv*Asv*h0/(Vbl-0.7ft*b*h0)=360*56.6*435/(117.49*1000-0.7*1.43*200*435)=292mm調幅后受剪承載力應加強，梁局部范圍內將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減少20%，現調整箍筋間距，s=0.8*292=234mm；截面高度在300~500mm的梁，最大箍筋間距200mm最后箍筋取間距s=200mm。為方便施工，沿梁長不變。驗算配箍率下限值：彎矩調幅時要求的配箍率下限為：0.3ft/fyv=0.3*1.43/360=0.12%，實際配箍率ρsv=Asv/(bs)=56.6/(200*200)=0.14%>0.12%，滿足要求。5主梁設計主梁按彈性方法設計。荷載設計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載10.20*6.6=67.32kN主梁自重（含粉刷）[(0.6-0.08)*0.3*2.33*25+2*(0.6-0.08)*0.015*2.33*17]*1.2=11.65kN永久荷載設計值：G=67.32+11.65=78.97kN可變荷載設計值：Q=22.72*7.2=163.58計算簡圖因主梁的線剛度與柱線剛度之比大于5，豎向荷載下主梁內力近似按連續梁計算，按彈性理論設計，計算跨度取支承中心線之間的距離，l0=7000mm。主梁的計算簡圖見圖：aaaaaa內力設計值及包絡圖1）彎矩設計值彎矩M=k1Gl0+k2Ql0式子中系數k，k2可由表查得M1.max=0.244*78.97*7.0+0.289*163.58*7.0=465.80kN·mMB.max=-0.267*78.97*7.0-0.311*163.58*7.0=-503.70kN·mM2.max=0.067*78.97*7.0+0.200*163.58*7.0=266.04kN·m剪力設計值剪力V=k3G+k4Q式子中系數k3,k4從表內可查得VA.max=0.733*78.97+0.866*163.58=199.55kNVBl.max=-1.267*78.97-1.311*163.58=-314.51kNVBr.max=1.0*78.97+1.222*163.58=278.86kN彎矩包絡圖①第1、3跨度有可變荷載，第2跨沒有可變荷載查表知，支座B或C的彎矩值為：MB=MC=-0.267*78.97*7.0—0.133*163.58*7.0=-299.89kN.m在地1跨內：以支座MA=0,MB=-299.89kN.m的連線為基線，作G=78.97，Q=163.58的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第二個集中荷載作用點出的彎矩值分別為：（G+Q）*L0/3+MB/3=(78.97+163.58)*7.0/3-299.89/3=466.28(與前面計算M1，max=465.80接近)（G+Q）*L0/3+2*MB/3=(78.97+163.58)*7.0/3-299.89*2/3=366.02kN.m在第2跨內：以支座MB=-299.89，MC=-299.89kN.m的連線作為基線，作G=78.97kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩：G*Laaaaaa0/3+MB=78.97*7/3-299.89=-115.63kN.m.②第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內：在第1跨內以支座彎矩MA=0，MB=-503.70的連線為基線，作G=78.97，Q=163.58的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點出的彎矩值分別為：（G+Q）*L0/3+MB/3=(78.97+163.58)*7.0/3-503.7/3=398.05kN.m（G+Q）*L0/3+2*MB/3=(78.97+163.58)*7.0/3-503.7*2/3=230.18kN.m在第2跨內：以支座MC=-0.267*78.97*7.0-0.089*163.58*7.0=-249.51kN.m，以支座彎矩MB=-503.70kN.m,MC=-249.51kN.m的連線作為基線，作G=78.97kN，Q=163.58kN的簡支彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處的彎矩分別為：(G+Q）*L0/3+MC+2*(MB-MC)/3=(78.97+163.58)*7.0/3-249.51+(-503.70+249.51)*2/3=147.01kN.m(G+Q）*L0/3+MC+(MB-MC)/3=(78.97+163.58)*7.0/3-249.51+(-503.70+249.51)/3=231.74kN.m③第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載MC=MB=-0.267*78.97*7-0.133*163.58*7=-299.89kN.m第2跨集中荷載作用點處的彎矩為：（MC+MB）*L0/3+MB=(78.97+163.58)*7.0/3-299.89=266.06kN.m第1、3跨兩集中荷載作用點處的矩分別為：G*L0/3+MB/3=78.97*7/3-299.89/3=84.3kN.mG*L0/3+2*MB/3=78.97*7/3-2*299.89/3=-15.66kN.m彎矩包絡圖見圖示aaaaaa承載力計算正截面受彎承載力跨內按T形截面計算，因跨內設有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計算寬度按l/3=7/3=2.33m，取b'f=2.33m主梁混凝土保護層厚度的要求以及跨內截面有效高度的計算方法同次梁，支座截面因存在板，次梁，主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計算方法有所不同。板混凝土保護層厚度15mm、板上部縱筋10mm，次梁上部縱筋直徑18mm,假定主梁上部縱筋直徑25mm，則一排鋼筋時，h0=600-15-10-18-25/2=545mm；二排鋼筋時，haaaaaa0=545-25=520mm。縱向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均為1排，跨內截面經判別都屬于第一類T形截面，B支座邊的彎矩設計值MB=MBmax-V0b/2=-503.70+(78.97+163.58)*0.4/2=-455.19kN.m。正截面受彎承載力的計算過程列于表主梁正截面承載力計算截面彎矩設計值Mαs=M/(α1fcbh02)γs=(1+sqrt(1-2*αs))/2As=M/（γs*fy*h0)選配鋼筋AsM1465.80.0450.9772364.45C252454MB-503.70.4340.6823974.35C324021M2266.040.0250.9871336.93C251473-115.630.0860.955600.62C22760aaaaaa主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡圖確定。aaaaaa斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：Hw=h0-h'f=520-80=440mm,因hw/b=440/300=1.47<4，截面尺寸按下式計算：0.25βcfcbh0=0.25*1*14.3*300*520=557.70*10