單向板結構設計

331課程設計任務書1.1設計題目設計單層工業(yè)倉庫的樓面結構，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。1.2設計內(nèi)容1、選定材料2、確定構件截面尺寸3、板的設計按塑性理論計算內(nèi)力，計算板的正截面承載力，繪板平法施工圖。4、次梁設計按塑性理論計算內(nèi)力，計算梁的正、斜截面承載力，繪次梁平法施工圖5、主梁設計按彈性理論計算內(nèi)力，計算梁的正、斜截面承載力，繪彎矩包絡圖（須精確作圖），繪主梁平法施工圖。6、柱設計計算柱軸向力，按軸壓構件進行正截面承載力計算，繪柱平法施工圖。7、鋼筋量計算計算所有構件包括板、次梁、主梁和柱的鋼筋用量，其中主梁上部縱筋截斷須按平法和彎矩包絡圖各計算一次（鋼筋量計算釆用鋼筋表進行）。1.3設計資料屋面做法：30厚細石砼保護層（24KN/）202010厚混合砂漿頂棚抹灰（17KN/）1.3.2材料混凝土強度等級C25(/=11.9N/mm2,/t=1.27N/mm2)t梁內(nèi)縱筋為HRB335(/=300N/mm2)y箍筋及板內(nèi)鋼筋HPB235(/=/'=210N/mm2)yy題號54:某單層工廠倉庫，采用磚混結構，四周承重墻墻厚370mm，層高3.6m,柱下釆用獨立基礎，基頂標高為一1.200。樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋砼肋形樓蓋，其結構平面布置如下圖所示。2課程設計計算書板的計算板按塑性理論計算。板厚h±l/40=2100/40=52.5mm,對工業(yè)建筑樓蓋，要求h±70mm,故取板厚h=80mm。次梁截面高度按人=1/8~1/12,h=367~550mm。取h=450mm,寬度b=h/3~h/2,b=150~225mm，取b=200mm。板的尺寸及支撐情況如下圖所示：荷載計算30厚細石砼保護層0.03X24=0.72KN/m?0.4KN/m0.4KN/m三氈四油防水層20厚水泥砂漿找平層0.02X20=0.4KN/m80厚鋼筋砼板0.08X25=2.0KN/m10厚混合砂漿頂棚抹灰0.01X17=0.17KN/m恒荷載標準值g=3.69kN/m2k活荷載標準值2.1—活荷載標準值2.1—0.12-02'I2丿m=1.88mq=6.0kN/m2k對于由可變荷載效應控制的組合YS=yS+yS=1.2x3.69+1.3x6=12.228KN/m201ggkqqk對于由永久荷載效應控制的組合YS=丫S+pyS=1.35x3.69+0.7x1.3x6=10.442KN/m202ggkCqqk因此,荷載實際值為12.228kN/m2。計算簡圖板的計算跨度：邊跨1=1+0.5h=1.88+0.55x0.08=1.92m0n210210中間跨l二l二2.1—0.2二1.9m0n跨度差192—19二1.05%〈10%,可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力取lm寬板帶作1.9為計算單元，計算簡圖如下圖所示：彎矩設計值連續(xù)板各截面彎矩計算截面邊跨中B支座中間跨跨中中間支座彎矩系數(shù)a1/11-1/111/16-1/14M=a（g+q）1—1xl2.2281.92=—Ll（）丄x12.228x1.92=2.7610—xl2.2281.92=4.1011——x12.22x1.蟲=—3.15/kN^m111614承載力計算b=1000mm,h=80mm,h=80一20=60mm,鋼筋采用HPB235級（于=0y210N/mm2）。混凝土采用C25（/=11.9N/mm2,=1.27N/mm2）,a二1.0。ct1邊區(qū)板帶（①-②，⑤-⑥軸線間）(1)邊跨跨中：M=4.10KN?m2x2x4.1x106X=計\）=60x（1—\1-1.0x11.9；1000；602）T1c0=6.05mm<0.35h=0.35x60=21mm02)求2)求As：afbx1.0x11.9x1000x6.05As二一二二343mm2P二max￡.2%,45f/fL0.27%mintyPbh=0.27%x1000x80=216mm2<343mm2min3)選配鋼筋:查附表11：選?8/10@180,As=358mm2。(2)離端第二支座：M=—4.10KN?m與(1)相同。(3)離端第二跨跨中、中間跨跨中：M=2.76KN?m2x2x2.76x106X=吧-\-f)=60x(f1-1.0x；1￡l000x602)T1c0二4.00mm<OS"。二0.35x60-21mm2)求2)求As：人a人afbx1.0x11.9x1000x4.00As二一二二227mm2>216mm22103)y3)y選配鋼筋?8@180,As=279mm2。(4)中間支座：M=-3.15KN?m2x3.15x2x3.15x106X=即-\Xf)=60xh-1.0x；1.9；；000x602)11c0二4.59訕<0.35你二21mm2)求As：4?fbx1.0x11.9x1000x4.59210As二一二二260mm2>216mm2210y3)算配鋼筋：?8@180,As=279mm2。中間板帶(②-⑤軸線間)(1)邊跨跨中：M=4.10KN?mAs=343mm2選配：?8@200,As=393mm2。

(2)離端第二支座：M=—4.1KN?m選配：?8/10@200,As=322mm2(3)離端第二跨跨中、中間跨跨中：M=0.8X2.76=2.2081KN?m求x：x=h(1—x=h(1—：1—2M0liafbh21c02x2.208x106)_60(11-1.0x11.9x1000x6O2)=3-18mm<°?35h0二21mm求As：afbx1.0x11.9x1000x3.18210As二一二二180mm2<216mm2210取As=216mm2選配鋼筋?8@200,As=251mm2。截面1B2C①一②②一⑤①一②②一⑤M(KN?m)4.10-5.283.632.91-3.7-0.8*3.7=--2.96計算鋼筋/mm2343326218177254204選配鋼筋?8@/10@180?8@150?8@220?8@220?8@190?8@190實配鋼筋/mm2As=335As=335As=228A=228SA=265SA=265S2.2次梁計算次梁按塑性理論計算。取主梁主梁截面高度h=存掙二咕訃)x6300mm=(420?630)mm，取主梁截面高度h=600mm。主梁寬b=(3~5)h=(3~5)x600mm=(200?300)mm，取b=250mm。次梁的尺寸及支撐情況如下圖所示：

2.2.1荷載計算恒荷載標準值板傳來恒荷載3.69x2.1二7.75KN/m2.2.1荷載計算恒荷載標準值板傳來恒荷載3.69x2.1二7.75KN/m次梁自重25x0.2x(0.45-0.08)=1.85KN/m梁側抹灰17x0.01x(0.45-0.08)x2=0.13KN/m合計g二9.73KN/mk活荷載標準值（由板傳來）q=6x2.1=12.6KN/mk對于由可變荷載效應控制的組合YS=yS+yS=1.2x9.73+1.3x12.6=28.05KN/m01ggkqqk對于由永久荷載效應控制的組合YS=丫S+pyS=1.35x9.73+0.7x1.3x12.6=24.6KN/m02ggkCqqk因此，荷載實際值為28.05kN/m2。計算簡圖次梁的計算跨度：邊跨：l=6355mmna240l=l+=6355+=6475mm0n22中間跨：/二6350mmn/二/二6350mm0n跨度差6475-6350=2%<10%，可按等跨連續(xù)梁進行內(nèi)力計算，其計算簡6350圖如下圖所示：

彎矩設計值和剪力設計值次梁各截面彎矩計算截面邊跨中B離端第二支座中間跨跨中中間支座彎矩系數(shù)a1/11-1/111/16-1/14M=a(g+q)—X28.05X6.47521—X28.05X6.35021——x28.05x6.35012/KN?m011x2805x—6.47521614=10711=107=70.69=—80.79次梁各截面剪力計算截面端支座離端第二支座左離端第二支座右中間支座剪力系數(shù)B0.450.600.550.55v=,(g+q)in/KN0.45x28.05x6.355=80.210.60x28.05x6.355=106.950.55x28.05x6.35=97.960.55x28.05x6.35=97.96正截面承載力計算支座截面按矩形截面計算，跨中截面按T形截面計算。翼緣計算跨度：h二450—35二415mm0h'f/h二80/415二0.19>0.10邊跨：Il/3=6475/3=2158mmb'f=<0min[b+S=200+1900=2100mmn=2100mm離端第二跨、中間跨：b'fl/3=6350/3=2117mmb'f0minb+S=200+1900=2100mmminn=2100mm梁高h=450mm,翼緣厚度hf=80mm,除離端第二支座縱向鋼筋按兩排布置(h=450-60=390mm)外，其余截面均按一排縱筋考慮(h=450-35=415mm，縱00筋采用HRB335級鋼筋)，箍筋采用HPB235級鋼筋(f=210N/mm2),混凝土采yv用C25(/=11.9N/mm2,=1.27N/mm2),a=1.0。ct1(1)邊跨跨中：M=107KN?m判別T形截面類型h'afb'h'(h-f=1.0x11.9x2100x80x(415-80/2)=749.7KN-m>1071cff02KN?m按T形截面第一類進行計算。2x2x107x106x=h(1-.1-0'簽)=AWL1.0xx=h(1-.1-0'1cf0=10.45mm<0.35h=0.35x415=145.25mm03)求AsAs=也空=xH.9x2100x10?45=870mm2300P=max{).2%,45f/fL0.2%mintyPbh=0.2%x200x450=180mm2<870mm2min4)選配鋼筋4)選配鋼筋220+118,As=883mm2。(2)離端第二支座：M=T07KN?m判別單雙筋

afbh2X0.35(1—0.5x0.35)=1.0x11.9x200x3902x0.35x(1-0.5x0.35)1c0二105KN-m<107KN-m按雙筋矩形截面進行計算。求As'令x=0.35h0_M—afbh2x0.35(1—0.5x0.35)AS=1—c0f(h-a')y0s107x106—105x106==18.7mm2300x(390—35)選配鋼筋：5)求Asafbx+As'f'As=—yfy1.0x11.9x200x136.5+As'f'=y300=1101.6mm2選配鋼筋220+218，As=1137mm2(3)離端第二跨跨中、中間跨跨中：M=70.69KN?m求x=h(1—.1—0—2=h(1—.1—0—2M)=415(1—afb'h21cf01—)1.0x11.9x2100x4152=6.87mm<0.35h=0.35x415=145.25mm0求Asafb'x1.0x11.9x2100x6.87As=20+118，As=568mm2cf==572mm220+118，As=568mm2f300y選配鋼筋svsv(4)中間支座：M=-80.79KN?m判別單雙筋afbh2X0.35(1—0.5x0.35)=1.0x11.9x200x4152x0.35x(1-0.5x0.35)1c0二118.36KN-m>80.79KN-m按單筋矩形截面進行計算。求x=h(1—=h(1—.1—02M)=415(1—2x80.79x106-—1.0x11.9x200x4152=92mm<0.35h=0.35x415=145.25mm0求As1.0x1.0x11.9x200x92300二730mm2>180mm2y選配鋼筋218+116，As=710mm22.2.5次梁斜截面承載力計算(1)端支座左：V=80.21KN1)截面尺寸驗算0.250fbh=0.25x1.0x11.9x200x415cc0二246.9KN>80.21KN滿足最小截面尺寸要求。判斷配箍類型0.7fbh二0.7x1.27x200x415二73.8KN<80.21KNt0為計算配箍。選配箍筋①8(2),A=101mm2sv1.25fhA1.25x210x415x101S二yv0化二二1716mmV—0.7fbh°80.21x103—73.8x103①8(2)@200,A=101mm2(2)離端第二支座左：V=106.95KN1)截面尺寸驗算0.25Pfbh二0.25x1.0x11.9x200x390cc0二232KN>106.95KN滿足最小截面尺寸要求。判斷配箍類型0.7fbh二0.7x1.27x200x390二69.3KN<106.95KNt0為計算配箍。選配箍筋①8(2),A=101mm2svfhA1.25x210x390x101S二yv0皿二二275mm-0.7fbh°106.95x103-63.9x103①8(2)@200,A=101mm2sv(3)離端第二支座右：V=97.96KN1)截面尺寸驗算0.25Pfbh二0.25x1.0x11.9x200x390cc0二232KN>97.96KN滿足最小截面尺寸要求。2)判斷配箍類型0.7fbh二0.7x1.27x200x390二69.3KN<97.96KNt0為計算配箍。選配箍筋①8(2),A=101mm2sv1.25fhA1.25x210x390x101S二yv0皿二二361mm-0.7fbh°97.96x103-63.9x103①8(2)@200,A=101mm2sv(4)中間支座：V=97.96KN1)截面尺寸驗算0.250fbh=0.25x1.0x11.9x200x415cc0二246.9KN>97.96KN滿足最小截面尺寸要求。判斷配箍類型0.7fbh二0.7x1.27x200x415二73.8KN<97.96KNt0為計算配箍。選配箍筋①8(2),A=101mm2svfhA1.25x210x415x101S二yv0皿二二455mmV-0.7fbh°97.96x103-73.8x103①8(2)@200,A=101mm2sv(5)最小配股率驗算nA101P===0.26%>0.25f/f=0.15%svbs200x200tyV故滿足要求。截面邊跨中B支座中間跨跨中中間支座M(KN?m)107-10770.69-80.79A's18.7AS8701101.6572730選配鋼筋220+118220+218120+118218+116實配鋼筋/mm2As=883A'=sa=1137sA=568sA=710s主梁計算主梁按彈性理論計算。2.3.1柱子截面尺寸l=3600+1200=4800mm0b>l/30=4800/30=160mm0h>l/25=4800/25=192mm0取bXh=300mmX300mm（EI/1）梁/（EI/1）柱=（氣2：；駕03）/（Ex300x3OO3，12x4800）=5.08>4故可將主梁是為鉸支于柱子上的連續(xù)梁進行計算；兩端支撐于磚墻上亦可視為鉸支。主梁的尺寸如下圖所示：2.3.2荷載計算恒荷載標準值次梁傳來的恒荷載9.73x6.6=64.22KN主梁自重25x0.25x(0.6-0.08)x2.1=6.825KN/m梁側抹灰17x0.01x(0.6-0.08)x2x2.1=0.37KN/m合計g=71.4KNk活荷載標準值對于由可變荷載效應控制的組合q=12.6x6.6=83.2KNkS=yS+yS=1.2;71.4+1.3;83.2=194KN01ggkqqk對于由永久荷載效應控制的組合S=YS+QYS=1.35;371.4+0.7;1.3;83.2=172KN02ggkCqqk因此，荷載實際值為194KN。其中恒荷載設計值為G=1.2g=86KN，活荷載設計值為Q=1.3q=108KNkk主梁計算跨度的確定

邊跨：l=6030mmnl二l二l+-+-=6030+370+---=6365mm<1.0251+0.5a二6366mm0cn2222n取l=6365mm0中間跨：l=6300—300=6000mmnl=l=6300mm0c平均跨度：l06%5+6300)mm=6333mm2跨度差6365—63006300=1.03%<10%,可按等跨連續(xù)梁進行內(nèi)力計算，其計算簡圖如下圖所示：2.3.4彎矩設計值①ABB2.3.4彎矩設計值①ABBA邊跨跨中：k=0.244KNM=kGl=0.244x86x6.365=133.56KN-m0中間支座：k=-0.267M=kGl=—0.267x86x6.333=—145.42KN-m0中間跨跨中：k=0.067M=kGl=0.067x86x6.3=36.3KN-m0②△△ABCD(1)邊跨跨中:k=0.289M二kGl二0.289x108x6.365二198.66KN-m0(2)中間支座:k=-0.133M二kGl二—0.133x108x6.333二—90.98KN-m0(3)中間跨跨中：k③1）③1）邊跨跨中：中間支座：k=-0.133M二kGl二—0.133x108x6.333二—90.98KN-m0中間跨跨中：k=0.200M二kGl二0.200x108x6.3二136.08KN-m0AAAABC(1)邊跨跨中:k=0.229M二kGl二0.229x108x6.365二157.42KN-m0(2)中間支座：k=—0.311,k=—0.089BCM=kGl=—0.311x108x6.333=—212?7KN-BB0M=kGl=—0.089x108x6.333=—60.87KNCC0rrr(3)中間跨跨中:k=0.170M二kGl二0.170x108x6.3二115.67KN0主梁各截面剪力計算①A1A11AABCD(1)端支座:k=0.733V二kG二0.733x86二63KN(2)B支座左右：k=—1.267,k=1.000lrV=kG=—1.267x86=—108.96KNllV=kG=1.000x86=86KNrr(1)C支座左右：k=—1.000,k=1.267lrV二kG=—1.000x86=—86KNllV=kG=1.267x86=108.96KNrrBCAD⑴端支座：BCAD⑴端支座：k=0.866V二kG二0.866x108二93.5KN(2)B支座左右：k=—1.134,k=0lrV=kG=—1.134x108=—122.5KNllV=kG=0x108=0KNrr(3)C支座左右：k=0,k=1.134lrV二kG二0x108二0KNllV二kG二1.134x108二122.5KNABC④ABC④端支座：k=0.689二kG二0.689x108二75.1KNB支座左右：k=-1.311,k二1.222lr=kG=-1.311x108=-141.59KNll=kG=1.222x108=132KNrr⑶C支座左右：k=-0.77&k二0.089lr=kG=-0.778x108=-84.02KNll=kG=0.089x108=9.6KNrr序號端支座/KNB支座左側/KNB支座右側/KN①63-108.9686②93.5-122.50④75.1-141.59132組合值Vmin138.1-250.5586組合值Vmax156.5-231.46218主梁正截面承載力計算主梁正截面受彎矩承載力計算時，支座截面按矩形截面計算(假定為兩排布置h二h-a二600-70二530mm)；跨中截面按T形截面計算0s(h=80mm,h=600—35=565mm)；其翼緣計算寬度為f0邊跨：b'f=\10/3—6365/3—2122mmminIb+S=250+6350=6600mm=2122mm

離端第二跨、中間跨：Il/3=6300/3=2100mmb'f=<0min[b+S=250+6350=6600mmn=2100mm(1)邊跨跨中：M=332.22KN?m1)判別1)判別T形截面類型h'afb'h'(h--f)=1.0x11.9x2122x80x(565—80/2)=1060.57KN-m>332.22KN-m1cff02按T形截面第一類進行計算。2)2x332.22x2x332.22x1061.0x11.9x2122x5652)x=h(1-,1--^)=565(1-；1-0afb'h2■1cf0=23.8mmh=0.55x565=310.75mmb03)求3)求As300As=OfZ=L。xa9x2122x23?8=2003mm2300P=max{.2%,45f/fL0.2%mintyPbh=0.2%x250x600=300mm2<2003mm2min6)選配鋼筋：6)選配鋼筋：425，As=1964mm2。7q(2)中間支座：M=-358.12+V-=-358.12+194x一=-329.02KN-m022判別單雙筋afbh2g(1-0.5^)=1.0x11.9x250x5302x0.55x(1-0.5x0.55)1c0bb=333.23KN-m>329.02KN-m按單筋矩形截面進行計算。求x2x329.022x329.02x106x=h(1-,1-—)=530(1-1-)0afbh21.0x11.9x250x5302、1c0

=285.64mmh=0.55x530=291.5mmb01.0x11.9x2501.0x11.9x250x285.64300二2832.6mm2>300mm2,afbxAs二^-e——fy4）選配鋼筋625（2/4），As=2945mm2⑶中間跨跨中：M=172.38KN?m1）求xx=h（1x=h（1-.1-2M0afb'h2）二y1cf02x172.38x1061.0x11.9x2100x5652）=12.4mmh=0.55x530=291.5mmb02）求As=1033mm2>180mm2afb'x1.0x=1033mm2>180mm2As=—L_xf=f3003）y3）選配鋼筋418，As=1017mm2截面邊跨跨中中間支座中間跨跨中彎矩設計值(kN.m)332.22-329.02172.38A（mm2）AS20032832.61033選配鋼筋425625（2/4）422實配面積(mm2)as=1964as=2945as=1520主梁斜截面承載力計算（1）端支座：V=156.5KN1）截面尺寸驗算0.250fbh=0.25x1.0x11.9x250x565cc0=420>156.5KN滿足最小截面尺寸要求。6)判斷配箍類型0.7fbh二0.7x1.27x250x565二125.57KN<156.5KNt0為計算配箍。選配箍筋①8(2),A=101mm2svfhA1.25x210x565x101S二yv0化二二484mmV-0.7fbh°156.5x103-125.57x103①8(2)@250,A=101mm2sv(2)中間支座左：V=-250.5