第二节 单向板肋形结构设计例题
一、 基本情况
某水电站副厂房楼盖,3级水工建筑物,基本组合时的承载力安全系数K=1. 20。其平面尺寸为25m ×21.6m ,平面布置如图9-24所示。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。试设计该楼盖。
二、 设计资料
(1) 楼面构造做法:20㎜厚水泥砂浆(重度为20kN /m³)面层,钢筋混凝土现浇板(重
度为25kN/m³),20㎜厚混合砂浆顶棚抹灰(重度为17kN/m³)。
(2) 四周为普通砖砌墙,墙厚均为240㎜,直接承载主梁位置设有扶壁,尺寸如图9-24
所示。钢筋混凝土柱为400㎜×400㎜。
(3) 楼面荷载:均布可变荷载标准值为6kN/㎡。 (4) 材料选用:
1) 混凝土:强度等级C25。
2) 钢筋:梁内受力钢筋采用HRB400级,其余钢筋采用HPB235或HRB335级。
三、 设计过程
(一)楼盖的结构平面布置
采用横墙承重方案,即主梁横向布置,次梁纵向布置。主梁跨度为7.2m ,次梁的跨度为5.0m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.4m 。此时,板的长短跨之比为5.0/2.4=2.1>2.0,可按单向板设计,但按规范规定,应沿长边方向布置足够的构造钢筋。楼盖平面布置见图9-24。 (二) 板梁的截面尺寸拟定
考虑刚度要求,连续板的板厚不小于跨度的1/40,h ≥l /40=2400/40=60㎜; 考虑是水电站的楼盖板,故取h =80㎜。 次梁的截面高度根据一般要求:
h =(1/18~1/12) l =(1/18~1/12)×5000=(278~417) ㎜ 取次梁的截面为b ×h =200㎜×400㎜。 主梁的截面高度根据一般要求:
h =(1/12~1/8) l =(1/12~1/8)×7200=(600~900) ㎜ 取主梁的截面为b ×h =250㎜×650㎜。 (三) 板的设计
1.载计算
在垂直于次梁的方向取1m 宽的板带作为板的计算单元。 板的永久荷载标准值:
20㎜厚水泥砂浆面层 0.02×1.0×20=0.4kN/m 80㎜厚钢筋混凝土板 0.08×1.0×25=2.0kN/m 20㎜厚板底混合砂浆抹灰 0.02×1.0×17=0.34kN/m
小计 2.7kN/m 可变荷载标准值: 6.0kN/m 折算荷载:
g ' k =g k +q k /2=2.7+6.0/2==5.7kN/m
q ' k =q k /2=6.0/2=3.0kN/m
2.计算简图
次梁截面为200㎜×400㎜,取板在墙上的支承长度为120㎜, 板的尺寸及其支承情况如图9-25(a)所示。板的计算跨度如下:
(1) 边跨: l n 1=2400-120-200/2=2180㎜
l 01=l n 1+b /2+h /2=2180+200/2+80/2=2320㎜ l 01= l n 1+b /2+a /2=2180+200/2+120/2=2340㎜ l 01=1.1l n 1=1.1×2180=2398㎜ 应取l 01=2320㎜, 但为了计算方便和安全,取l 01=2400㎜。
(2)
中间跨:
l 02=l c =2400㎜
两跨相差(l 02-l 01)/l 02=(2400-2320)/2400=3.3%
连续板的剪力一般由混凝土承担,不需要进行斜截面承载力计算,亦不需设置腹筋。弯矩设计值按式(9-1)计算,式中系数α1及α2可查附录五得到,计算结果见表9-2。
支座边缘的弯矩值:
V 0=(1.05g ' k +1.20q ' k ) l n /2=(1.05×5.7+1.20×3.0) ×2.2/2=10.54kN M B ' =-(M B -0.5b V 0)=-(6.09-0.5×0.2×10.54)=-5.04kN·m
M C ' =-(M C -0.5b V 0)=-(5.03-0.5×0.2×10.54)=-3.98kN·m
4.配筋计算
b =1000㎜, h =80㎜, h 0=55㎜, f c =11.9N/mm², f y =210N/mm², 承载力安全系数K=1.20,
计算结果列于表9-3。
注 中间板带的中间跨及中间支座考虑拱的作用,其弯矩可以减小20%配置钢筋。
5.板的配筋图
为了便于施工,连续板中受力钢筋的配筋采用分离式。其中下部受力钢筋伸入支座。伸入支座的锚固长度不应小于5d ,支座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度取从支座边a=l n /4=2200/4=550㎜。
在板的配筋图中,除按计算配置受力钢筋外,还应设置下列构造钢筋:
(1) 分布钢筋。按构造规定,分布钢筋的直径不宜小于6㎜,间距不宜大于250㎜。
每米板宽内分布钢筋的截面不小于受力钢筋截面面积的15%,约为87mm ²。选用
Ф6@250,A s =113mm²。
(2) 板边的构造钢筋。因为现浇钢筋混凝土板周边嵌固在砌体墙中,其上部与板边
垂直的构造钢筋伸入板内的长度,从墙边算起不小于板短边计算跨度的1/5,即l 01/5=2400/5=480㎜, 直径不宜小于6㎜,间距不宜大于200㎜,其数量按承受跨中最大弯矩的1/4计算,约127mm ², 所以取Ф6@200,A s =141mm²。延伸长度取480㎜。
(3) 板角部构造钢筋。在两边嵌固于墙内的板角部位上部,设置Ф6@200的双向构
造钢筋,该钢筋伸入板内的长度,从墙边算起不小于板短边计算跨度的1/4,
即l 01/4=2400/4=600㎜。
(4) 垂直于主梁的上部钢筋。直径不宜小于8㎜,间距不宜大于200㎜,单位长度
内的总截面面积不应小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1/3,约为180mm ²。该钢筋伸入板内的长度,从梁边算起不小于板短边计算跨度的1/4,
即l 0/4=2400/4=600㎜, 取Ф8@200,A s =251mm²。
板的配筋图如图9-26所示。 (四)次梁设计
1.荷载计算
永久荷载标准值:
板传来荷载 2.7×2.4=6.48 kN/m
次梁梁肋自重 0.2×2×(0.4-0.08) ×25=1.6 kN/m 次梁粉刷 0.02×2×(0.4-0.08)×17=0.22 kN/m 小计 g k =8.3 kN/m 可变荷载标准值: q k =6×2.4=14.4 kN/m
折算荷载标准值: g ' k =g k +q k /4=8.3+14.4/4=11.9 kN/m q ' k =3q k /4=3×14.4/4=10.8 kN/m 2.计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为240㎜。主梁截面为250㎜×650㎜。计算跨度如下: (1)边跨:
l n 1=5000-240/2-250/2=4755㎜
l 01=l n 1+a/2+b /2=4755+240/2+250/2=5000㎜ l 01=1.05l n 1=1.05×4755=4993㎜ 取l 01=5000㎜。 (2)中间跨:
l n 2=l c -a=5000-250=4750㎜
l 02=l c =5000㎜
l 02=1.05l n 2=1.05×4750=4988㎜ 两者相差很小,为计算方便,取l 02=5000㎜。
次梁设计时,取其中相邻板中心线之间部分作为计算单元。本例为五跨连续梁。次梁构造及计算简图如图9-27(a )、(b )所示。 3.内力计算
(1)弯矩计算。连续梁各控制截面的弯矩可查附表5-4计算,弯矩设计值的计算及结果列于表9-4。
支座边缘的弯矩设计值M ' B
V =(g ' k +q ' k )l n /2=(11.9+10.8) ×4.75/2=53.9 kN/m M ' B =-(M B -0.5b V 0)=-(71.4-0.5×0.25×53.9)=-64.7 kN/m M ' C =-(M C -0.5b V 0)=-(60.6-0.5×0.25×53.9)=-53.9 kN/m
(2)剪力计算。支座边缘剪力设计值的计算可查附表5-4,剪力设计值的计算及结果列于表9-5。
4.配筋计算
(1)计算翼缘宽度b ' f 。根据整浇楼盖的受力特点,板所在梁上截面参与次梁受力,因此,在配筋设计时,次梁跨中截面按T 形截面设计,计算翼缘宽度: b ' f =l 0/3=5000/3=1667㎜ b ' f =b +s n =2400㎜ 取b ' f =1667㎜, 荷载计算单元如图9-27(c )所示。
次梁支座截面因承受负弯矩(上面受拉,下面受压)而按矩形截面计算。
(2) 正截面承载力计算。b =200㎜, h =400㎜, h 0=360㎜, h ' f =80
㎜, f c =11.9N/mm², f t =1.27 N/mm², f y =360N/mm², 承载力安全系数K=1.20,计算结果见表9-6。
(3) 斜截面受剪承载力计算。计算结果见表9-7。
(五)主梁设计
1.荷载计算
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。 永久荷载标准值:
次梁传来永久荷载 8.3×5=41.5kN
主梁梁肋自重 0.25×(0.65-0.08)×17×2.4=9.5Kn 小计 G k =41.5+9.5=51.0kN 可变荷载标准值:Q k =14.4×5=72.0kN
2.计算简图
主梁端部支承在带壁柱砖墙上,支承长度为370㎜。中间支承在400㎜×400㎜的混凝土柱上。主梁按三跨连续梁计算,其计算跨度如下:
(1)边跨: l n 1=7200-120-400/2=6880㎜ l 01=l c =7200㎜
l 01=1.05l n 1=1.05×6880=7224㎜ 取小值,l 01=7200㎜
(2)中间跨:
l n 2=7200-400=6800㎜ l 02=l c =7200㎜
l 02=1.05l n 2=1.05×6880=7140㎜ 应取l 02=7140㎜,但为了计算方便,取l 02=7200㎜。
内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。构造及计算简图如图9-29所示。 3.内力计算
根据弹性计算方法,集中荷载作用下连续梁的内力按下式计算:
M=1.05α1G k l 0+1.20α2Q k l 0 V=1.05β1G k +1.20β2Q k G k l 0=51.0×7.2=367.2kN·m Q k l 0=72.0×7.2=518.4kN·m 式中α1、α2、β1、β2查录五表格。
弯矩设计值计算结果见表9-8,剪力设计值计算结果9-9。
注 M 1a =M 1-M B /3;M 2b =M 2-(M B -M C ) /3,其中M B 、M C 均以正值代入。
可变荷载的最不利组合位置见图9-30。 主梁的弯矩包络图和剪力包络图见图9-31。 4.正截面承载力计算
主梁跨中截面按T 形截面计算,翼缘高度h ' f =80㎜。 计算翼缘宽度:
b ' f =l 0/3=7.2/3=2.4m
支座B : l 0 =650-80=570㎜ 边跨中: h 0=650-70=580㎜
中跨截面: h 0=650-40=610㎜(下部) h 0=650-60=590㎜(上部) 截面有效高度:
主梁支座截面按矩形截面计算,计算弯矩采用支座边缘截面处的弯矩值,即 M ' B=-(M B -0. 5bV 0)
因为b =0.4m>0.05l n =0.05×6.8=0.34m,取b =0.34m。
M ' B =-(M B -0. 5bV 0) =-[296.41-0.5×0.34(1.05×51.0+1.20×72.0)]
=-272.62kN·m 判别T 形梁截面类型:
f c b ' f h ' f (h 0-h ' f /2) =11.9×2400×80×(580-80/2)=1233.8 kN·m
>KM 1=1.20×273.86=328.63 kN·m >KM 2=1.20×150.25=180.30 kN·m 主梁跨中按第一类T 形梁截面计算。
f c =11.9N/mm², f t =1. 27N/mm², f y =360N/mm², 承载力安全系数K=1.20,计算结果见表
9-10。
连续梁的配筋构造:
(1) 纵向钢筋直径宜选用12~25㎜,最大不宜超过28㎜。 (2) 纵向钢筋直径种类不宜超过两种,且直径差应大于或等于2㎜。 (3) 每排纵向受力钢筋宜用3~4根,最多用两排。
(4) 选配钢筋时,先选跨中受力钢筋,支座负弯矩钢筋可由两边跨中的一部分钢筋弯起
而得,如果不足,则另加直钢筋以满足支座上面负弯矩所需的钢筋量。弯起钢筋的弯起点应满足斜截面受弯承载力的要求。 (5) 跨中下部受力钢筋至少要有2根伸入支座,并放在下部两角处(兼作支座截面架立
钢筋),其面积不宜小于跨中钢筋面积的一半。 (6) 支座上部钢筋由两边弯起时,应不使钢筋在支座处碰头,另加直钢筋应放在上面两角处(兼作架立钢筋)。 (7) 绘制结构施工图时,所以钢筋均应予以编号,如钢筋的种类、直径、形状及长度完全相同,可以编同一个号,否则需分别编号。 (8) 主梁应绘制弯矩包络图及抵抗弯矩图,以确定纵筋弯起或截断的具体位置。 5.主梁斜截面受剪力承载力计算 计算结果见表9-11。
6.主梁吊筋的计算
由次梁传来的全部集中荷载为
F =1.05G k +1.20Q k =1.05×51+1.20×72=139.95kN
1
. 20⨯139. 95⨯103KF
A sb ≥==660mm²
360⨯sin 45 f yv sin a
选用216(A sb =2⨯2⨯201=804 mm²)。 主梁的配筋图如图9-32所示。 7.结构施工图
该肋形结构的结构施工图包括板的配筋图(见图9-26)、次梁配筋图(见图9-28)、主梁配
筋图(见图9-32)和钢筋表以及说明等内容。 板和次梁的钢筋表见表9-12。
表9-12 板和次梁钢筋表
注 1.图中尺寸单位均为㎜。
2. 板、次梁及主梁均采用C25混凝土。
3. 梁内纵向受力钢筋采用HRB400级,其他钢筋采用HRB335或HPB235级。 4. 板的混凝土净保护层c=20 ㎜,梁的混凝土净保护层c=30 ㎜,钢筋端部的保护层为20 ㎜。
5. 钢筋半圆弯钩的长度为6.25d 。
6. 钢筋总用量没有考虑钢筋的搭接和损耗(损耗一般按5%计)。
第二节 单向板肋形结构设计例题
一、 基本情况
某水电站副厂房楼盖,3级水工建筑物,基本组合时的承载力安全系数K=1. 20。其平面尺寸为25m ×21.6m ,平面布置如图9-24所示。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。试设计该楼盖。
二、 设计资料
(1) 楼面构造做法:20㎜厚水泥砂浆(重度为20kN /m³)面层,钢筋混凝土现浇板(重
度为25kN/m³),20㎜厚混合砂浆顶棚抹灰(重度为17kN/m³)。
(2) 四周为普通砖砌墙,墙厚均为240㎜,直接承载主梁位置设有扶壁,尺寸如图9-24
所示。钢筋混凝土柱为400㎜×400㎜。
(3) 楼面荷载:均布可变荷载标准值为6kN/㎡。 (4) 材料选用:
1) 混凝土:强度等级C25。
2) 钢筋:梁内受力钢筋采用HRB400级,其余钢筋采用HPB235或HRB335级。
三、 设计过程
(一)楼盖的结构平面布置
采用横墙承重方案,即主梁横向布置,次梁纵向布置。主梁跨度为7.2m ,次梁的跨度为5.0m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.4m 。此时,板的长短跨之比为5.0/2.4=2.1>2.0,可按单向板设计,但按规范规定,应沿长边方向布置足够的构造钢筋。楼盖平面布置见图9-24。 (二) 板梁的截面尺寸拟定
考虑刚度要求,连续板的板厚不小于跨度的1/40,h ≥l /40=2400/40=60㎜; 考虑是水电站的楼盖板,故取h =80㎜。 次梁的截面高度根据一般要求:
h =(1/18~1/12) l =(1/18~1/12)×5000=(278~417) ㎜ 取次梁的截面为b ×h =200㎜×400㎜。 主梁的截面高度根据一般要求:
h =(1/12~1/8) l =(1/12~1/8)×7200=(600~900) ㎜ 取主梁的截面为b ×h =250㎜×650㎜。 (三) 板的设计
1.载计算
在垂直于次梁的方向取1m 宽的板带作为板的计算单元。 板的永久荷载标准值:
20㎜厚水泥砂浆面层 0.02×1.0×20=0.4kN/m 80㎜厚钢筋混凝土板 0.08×1.0×25=2.0kN/m 20㎜厚板底混合砂浆抹灰 0.02×1.0×17=0.34kN/m
小计 2.7kN/m 可变荷载标准值: 6.0kN/m 折算荷载:
g ' k =g k +q k /2=2.7+6.0/2==5.7kN/m
q ' k =q k /2=6.0/2=3.0kN/m
2.计算简图
次梁截面为200㎜×400㎜,取板在墙上的支承长度为120㎜, 板的尺寸及其支承情况如图9-25(a)所示。板的计算跨度如下:
(1) 边跨: l n 1=2400-120-200/2=2180㎜
l 01=l n 1+b /2+h /2=2180+200/2+80/2=2320㎜ l 01= l n 1+b /2+a /2=2180+200/2+120/2=2340㎜ l 01=1.1l n 1=1.1×2180=2398㎜ 应取l 01=2320㎜, 但为了计算方便和安全,取l 01=2400㎜。
(2)
中间跨:
l 02=l c =2400㎜
两跨相差(l 02-l 01)/l 02=(2400-2320)/2400=3.3%
连续板的剪力一般由混凝土承担,不需要进行斜截面承载力计算,亦不需设置腹筋。弯矩设计值按式(9-1)计算,式中系数α1及α2可查附录五得到,计算结果见表9-2。
支座边缘的弯矩值:
V 0=(1.05g ' k +1.20q ' k ) l n /2=(1.05×5.7+1.20×3.0) ×2.2/2=10.54kN M B ' =-(M B -0.5b V 0)=-(6.09-0.5×0.2×10.54)=-5.04kN·m
M C ' =-(M C -0.5b V 0)=-(5.03-0.5×0.2×10.54)=-3.98kN·m
4.配筋计算
b =1000㎜, h =80㎜, h 0=55㎜, f c =11.9N/mm², f y =210N/mm², 承载力安全系数K=1.20,
计算结果列于表9-3。
注 中间板带的中间跨及中间支座考虑拱的作用,其弯矩可以减小20%配置钢筋。
5.板的配筋图
为了便于施工,连续板中受力钢筋的配筋采用分离式。其中下部受力钢筋伸入支座。伸入支座的锚固长度不应小于5d ,支座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度取从支座边a=l n /4=2200/4=550㎜。
在板的配筋图中,除按计算配置受力钢筋外,还应设置下列构造钢筋:
(1) 分布钢筋。按构造规定,分布钢筋的直径不宜小于6㎜,间距不宜大于250㎜。
每米板宽内分布钢筋的截面不小于受力钢筋截面面积的15%,约为87mm ²。选用
Ф6@250,A s =113mm²。
(2) 板边的构造钢筋。因为现浇钢筋混凝土板周边嵌固在砌体墙中,其上部与板边
垂直的构造钢筋伸入板内的长度,从墙边算起不小于板短边计算跨度的1/5,即l 01/5=2400/5=480㎜, 直径不宜小于6㎜,间距不宜大于200㎜,其数量按承受跨中最大弯矩的1/4计算,约127mm ², 所以取Ф6@200,A s =141mm²。延伸长度取480㎜。
(3) 板角部构造钢筋。在两边嵌固于墙内的板角部位上部,设置Ф6@200的双向构
造钢筋,该钢筋伸入板内的长度,从墙边算起不小于板短边计算跨度的1/4,
即l 01/4=2400/4=600㎜。
(4) 垂直于主梁的上部钢筋。直径不宜小于8㎜,间距不宜大于200㎜,单位长度
内的总截面面积不应小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1/3,约为180mm ²。该钢筋伸入板内的长度,从梁边算起不小于板短边计算跨度的1/4,
即l 0/4=2400/4=600㎜, 取Ф8@200,A s =251mm²。
板的配筋图如图9-26所示。 (四)次梁设计
1.荷载计算
永久荷载标准值:
板传来荷载 2.7×2.4=6.48 kN/m
次梁梁肋自重 0.2×2×(0.4-0.08) ×25=1.6 kN/m 次梁粉刷 0.02×2×(0.4-0.08)×17=0.22 kN/m 小计 g k =8.3 kN/m 可变荷载标准值: q k =6×2.4=14.4 kN/m
折算荷载标准值: g ' k =g k +q k /4=8.3+14.4/4=11.9 kN/m q ' k =3q k /4=3×14.4/4=10.8 kN/m 2.计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为240㎜。主梁截面为250㎜×650㎜。计算跨度如下: (1)边跨:
l n 1=5000-240/2-250/2=4755㎜
l 01=l n 1+a/2+b /2=4755+240/2+250/2=5000㎜ l 01=1.05l n 1=1.05×4755=4993㎜ 取l 01=5000㎜。 (2)中间跨:
l n 2=l c -a=5000-250=4750㎜
l 02=l c =5000㎜
l 02=1.05l n 2=1.05×4750=4988㎜ 两者相差很小,为计算方便,取l 02=5000㎜。
次梁设计时,取其中相邻板中心线之间部分作为计算单元。本例为五跨连续梁。次梁构造及计算简图如图9-27(a )、(b )所示。 3.内力计算
(1)弯矩计算。连续梁各控制截面的弯矩可查附表5-4计算,弯矩设计值的计算及结果列于表9-4。
支座边缘的弯矩设计值M ' B
V =(g ' k +q ' k )l n /2=(11.9+10.8) ×4.75/2=53.9 kN/m M ' B =-(M B -0.5b V 0)=-(71.4-0.5×0.25×53.9)=-64.7 kN/m M ' C =-(M C -0.5b V 0)=-(60.6-0.5×0.25×53.9)=-53.9 kN/m
(2)剪力计算。支座边缘剪力设计值的计算可查附表5-4,剪力设计值的计算及结果列于表9-5。
4.配筋计算
(1)计算翼缘宽度b ' f 。根据整浇楼盖的受力特点,板所在梁上截面参与次梁受力,因此,在配筋设计时,次梁跨中截面按T 形截面设计,计算翼缘宽度: b ' f =l 0/3=5000/3=1667㎜ b ' f =b +s n =2400㎜ 取b ' f =1667㎜, 荷载计算单元如图9-27(c )所示。
次梁支座截面因承受负弯矩(上面受拉,下面受压)而按矩形截面计算。
(2) 正截面承载力计算。b =200㎜, h =400㎜, h 0=360㎜, h ' f =80
㎜, f c =11.9N/mm², f t =1.27 N/mm², f y =360N/mm², 承载力安全系数K=1.20,计算结果见表9-6。
(3) 斜截面受剪承载力计算。计算结果见表9-7。
(五)主梁设计
1.荷载计算
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。 永久荷载标准值:
次梁传来永久荷载 8.3×5=41.5kN
主梁梁肋自重 0.25×(0.65-0.08)×17×2.4=9.5Kn 小计 G k =41.5+9.5=51.0kN 可变荷载标准值:Q k =14.4×5=72.0kN
2.计算简图
主梁端部支承在带壁柱砖墙上,支承长度为370㎜。中间支承在400㎜×400㎜的混凝土柱上。主梁按三跨连续梁计算,其计算跨度如下:
(1)边跨: l n 1=7200-120-400/2=6880㎜ l 01=l c =7200㎜
l 01=1.05l n 1=1.05×6880=7224㎜ 取小值,l 01=7200㎜
(2)中间跨:
l n 2=7200-400=6800㎜ l 02=l c =7200㎜
l 02=1.05l n 2=1.05×6880=7140㎜ 应取l 02=7140㎜,但为了计算方便,取l 02=7200㎜。
内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。构造及计算简图如图9-29所示。 3.内力计算
根据弹性计算方法,集中荷载作用下连续梁的内力按下式计算:
M=1.05α1G k l 0+1.20α2Q k l 0 V=1.05β1G k +1.20β2Q k G k l 0=51.0×7.2=367.2kN·m Q k l 0=72.0×7.2=518.4kN·m 式中α1、α2、β1、β2查录五表格。
弯矩设计值计算结果见表9-8,剪力设计值计算结果9-9。
注 M 1a =M 1-M B /3;M 2b =M 2-(M B -M C ) /3,其中M B 、M C 均以正值代入。
可变荷载的最不利组合位置见图9-30。 主梁的弯矩包络图和剪力包络图见图9-31。 4.正截面承载力计算
主梁跨中截面按T 形截面计算,翼缘高度h ' f =80㎜。 计算翼缘宽度:
b ' f =l 0/3=7.2/3=2.4m
支座B : l 0 =650-80=570㎜ 边跨中: h 0=650-70=580㎜
中跨截面: h 0=650-40=610㎜(下部) h 0=650-60=590㎜(上部) 截面有效高度:
主梁支座截面按矩形截面计算,计算弯矩采用支座边缘截面处的弯矩值,即 M ' B=-(M B -0. 5bV 0)
因为b =0.4m>0.05l n =0.05×6.8=0.34m,取b =0.34m。
M ' B =-(M B -0. 5bV 0) =-[296.41-0.5×0.34(1.05×51.0+1.20×72.0)]
=-272.62kN·m 判别T 形梁截面类型:
f c b ' f h ' f (h 0-h ' f /2) =11.9×2400×80×(580-80/2)=1233.8 kN·m
>KM 1=1.20×273.86=328.63 kN·m >KM 2=1.20×150.25=180.30 kN·m 主梁跨中按第一类T 形梁截面计算。
f c =11.9N/mm², f t =1. 27N/mm², f y =360N/mm², 承载力安全系数K=1.20,计算结果见表
9-10。
连续梁的配筋构造:
(1) 纵向钢筋直径宜选用12~25㎜,最大不宜超过28㎜。 (2) 纵向钢筋直径种类不宜超过两种,且直径差应大于或等于2㎜。 (3) 每排纵向受力钢筋宜用3~4根,最多用两排。
(4) 选配钢筋时,先选跨中受力钢筋,支座负弯矩钢筋可由两边跨中的一部分钢筋弯起
而得,如果不足,则另加直钢筋以满足支座上面负弯矩所需的钢筋量。弯起钢筋的弯起点应满足斜截面受弯承载力的要求。 (5) 跨中下部受力钢筋至少要有2根伸入支座,并放在下部两角处(兼作支座截面架立
钢筋),其面积不宜小于跨中钢筋面积的一半。 (6) 支座上部钢筋由两边弯起时,应不使钢筋在支座处碰头,另加直钢筋应放在上面两角处(兼作架立钢筋)。 (7) 绘制结构施工图时,所以钢筋均应予以编号,如钢筋的种类、直径、形状及长度完全相同,可以编同一个号,否则需分别编号。 (8) 主梁应绘制弯矩包络图及抵抗弯矩图,以确定纵筋弯起或截断的具体位置。 5.主梁斜截面受剪力承载力计算 计算结果见表9-11。
6.主梁吊筋的计算
由次梁传来的全部集中荷载为
F =1.05G k +1.20Q k =1.05×51+1.20×72=139.95kN
1
. 20⨯139. 95⨯103KF
A sb ≥==660mm²
360⨯sin 45 f yv sin a
选用216(A sb =2⨯2⨯201=804 mm²)。 主梁的配筋图如图9-32所示。 7.结构施工图
该肋形结构的结构施工图包括板的配筋图(见图9-26)、次梁配筋图(见图9-28)、主梁配
筋图(见图9-32)和钢筋表以及说明等内容。 板和次梁的钢筋表见表9-12。
表9-12 板和次梁钢筋表
注 1.图中尺寸单位均为㎜。
2. 板、次梁及主梁均采用C25混凝土。
3. 梁内纵向受力钢筋采用HRB400级,其他钢筋采用HRB335或HPB235级。 4. 板的混凝土净保护层c=20 ㎜,梁的混凝土净保护层c=30 ㎜,钢筋端部的保护层为20 ㎜。
5. 钢筋半圆弯钩的长度为6.25d 。
6. 钢筋总用量没有考虑钢筋的搭接和损耗(损耗一般按5%计)。