混合结构计算书(共28页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上1.工程概况1.1设计题目 某两层仓库采用混合结构方案。楼盖为现浇混凝土单向板肋梁楼盖,现浇钢筋混凝土柱及砖墙作为承重体系,现浇钢筋混凝土柱下单独基础及墙下条形基础。1.2设计任务 1.按建筑平、立、剖面图进行结构平面布置 2.按选定的结构方案进行结构计算 (1)估算钢筋混凝土柱截面尺寸 (2)楼盖结构计算 板及次梁按塑性计算 主梁按弹性计算 (3)钢筋混凝土楼梯计算 (4)承重外墙验算 确定结构静力计算方案 验算墙体高厚比 验算底层墙体承载力 (5)墙下条形基础计算 3.绘制施工图(2号图纸三张) (1)基础平面布置图及基础配筋图 (2)楼盖结构平面布置图(包括连续
2、板配筋) (3)次梁配筋图和剖面图 (4)主梁配筋图和剖面图 (5)楼梯配筋图1.3设计资料1.3.1建筑图两层混合结构房屋,柱网尺寸为36m45.1m,建筑平、立、剖图如下。建筑平面图建筑立面图1-1剖面图1.3.2荷载 二毡三油加绿豆砂 0.35kN/m2 石灰砂浆容重(天花板抹灰,20mm厚) 17kN/m3 水泥砂浆容重(楼面面层,30mm厚) 20kN/m3 钢筋混凝土容重 25kN/m3 细石混凝土容重 24kN/m3 砖墙容重 19kN/m3 钢窗自重 0.45kN/m2 屋面活荷载 0.5kN/m2楼面活荷载 5kN/m22.楼盖的设计2.1楼面做法和材料选用 (1)楼面构造做
3、法:30mm厚水泥砂浆面层,20mm厚石灰砂浆天棚抹灰。 (2)材料选用: 混凝土:采用C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/m2); 钢筋:梁中受力纵筋均采用HRB400钢筋(级钢,fy=360N/mm2 ); 其他钢筋均采用HPB300钢筋(级钢,fy=270N/mm2 )。2.2结构布置与截面尺寸选择柱:考虑抗震,取为400mm400mm。板:h1/35=2000/35=57mm,考虑隔声及板面装修等因素,取板厚h=1OOmm。次梁:h=(1/181/12)l=5100/185100/12=284425mm,取h=350mm; b=(1/31/2) h=350/3350/2
4、=117175mm, b=150mm。主梁:h=(1/141/8)l=6000/146000/8=429750mm,取h=600mm; b=(1/31/2)h=600/3600/2=200300mm,取b=250mm。楼盖结构布置如下图所示。单向板肋梁楼盖结构布置图2.3板的设计(按塑性理论计算)2.3.1荷载楼板的荷载(取1m宽板带计算)荷载种类荷载标准值(kN/m)永久荷载30mm水泥砂浆面层0.03201.0=0.6kN/m100mm钢筋混凝土板0.1251.0=2.5kN/m20mm石灰砂浆天花板抹灰0.02171.0=0.34kN/m小计3.44kN/m可变荷载5.01.0=5.0k
5、N/m可变荷载控制的组合:(是工业厂房,故可变荷载分项系数取1.3) 永久荷载设计值g=1.23.44=4.13kN/m 可变荷载设计值q=1.35.0=6.5kN/m 荷载总设计值g+q=10.63kN/m永久荷载控制的组合: 永久荷载设计值g=1.353.44=4.64kN/m 可变荷载设计值q=0.71.45.0=4.9kN/m 荷载总设计值g+q=9.54kN/m取较大的荷载组合值,即为g+q=10.63kN/m。2.3.2计算简图 按塑性理论计算。计算跨度:取lm宽板按连续梁进行计算,由于中间跨板与次梁固接;而边跨搁置在承重墙上,可以视为铰接。故板的计算长度为: 中间跨:l0=ln=
6、2.00-0.15=1.85m 边跨:ln=2.00-0.15/2-0.24/2=1.805m l0=ln+a/2=1.805+0.12/2=1.865m 且应有l0ln+h/2=1.805+0.10/2=1.855m,取l0=1.855m。因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示。楼板计算简图2.3.3正截面受弯承载力计算及配筋取混凝土板的保护层厚度c=15mm,假定纵向钢筋直径d=1Omm。取lm宽板带计算,则有:b=1000mm,h=100mm,h0=h-c-d/2=100-15-10/2=80mm。C30混凝土,1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N
7、/mm2。HPB300钢筋,fy=270N/mm2。配筋计算过程列于下表。板的受弯承载力及配筋计算(取1m宽板带计算)截面A支座1跨跨间B支座2(或3)跨跨间C支座弯矩系数M01/11-1/111/16-1/14M=M(g+q)l02(kNm)3.33-3.332.27-2.60s=M/(1fcbh02)0.0360.0360.0250.028=1-1-2s0.0370.0370.0250.028计算配筋As=bh01fc/fy(mm2)156.8156.8105.9118.6选配A8200A8200A8200A8200实际As(mm2)251.3251.3251.3251.3配筋率(%)0.
8、250.250.250.25min=max(0.2%,0.45ftfy )=max(0.2%,0.451.43270)=0.24%,因此配筋满足最小配筋率要求。b=0.81+ft0.0033ES=0.81+2700.00332105= 0.568。均小于b,为适筋构件,且小于0.35,符合塑性内力重分布的原则。2.3.4构造要求 (1)沿单向板长边方向的分布钢筋通长采用A6200;(2)支座处负弯矩钢筋截断距离:可变荷载与永久荷载的比值q/g=6.5/4.13=1.573 ,ll=ln/4=1855/4=464mm,取ll=500mm;(3)板中垂直于主梁的构造钢筋取A8200,伸出主梁的长度
9、l0/4=1855/4=464mm,取500mm;(4)嵌固在承重墙内板上部的构造钢筋取A8200,伸出墙边长度ly=500mm。二层楼板配筋图2.4次梁的设计(按塑性理论计算)2.4.1荷载次梁的荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)永久荷载由板传来3.442.0=6.88kN/m次梁自重0.15(0.35-0.10)25=0.94kN/m梁侧抹灰0.02(0.35-0.10)217=0.17kN/m小计7.99kN/m可变荷载(由板传来)5.02.0=10.0kN/m可变荷载控制的组合:(是工业厂房,故可变荷载分项系数取1.3) 永久荷载设计值g=1.27.99=9.59kN/m 可变荷载设计
10、值q=1.310.0=13.0kN/m 荷载总设计值g+q=22.59kN/m永久荷载控制的组合: 永久荷载设计值g=1.357.99=10.79kN/m 可变荷载设计值q=0.71.410.0=9.8kN/m 荷载总设计值g+q=20.59kN/m取较大的荷载组合值,即为g+q=22.59kN/m。2.4.2计算简图按塑性理论计算。计算跨度:次梁与主梁整浇,故中间跨次梁跨度取净跨边跨次梁搁置在承重墙上,视为铰支。故计算跨度为:中间跨:l0=ln=5.10-0.25=4.85m 边跨: ln=5.10-0.25/2-0.24/2=4.855m l0=ln+a/2=4.555+0.24/2=4.
11、975m 且应有l01.025ln=1.0254.855=4.976m,所以取l0=4.975m。因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示。次梁计算简图2.4.3正截面受弯计算及配筋 正截面受弯时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取bf=minl0/3,b+sn,b+12hf=min 4850/3或4975/3 ,150+1850 ,150+12100= min1617或1658,2000,1350=1350mm。 取梁的保护层厚度为20mm,假定箍筋直径为10mm,纵向钢筋直径20mm,布置一排钢筋,则h0=350-20-10-20/2=3 l 0mm。 C30混凝土,1=1
12、.0,fc=14.3N/mm2 ,ft=1.43N/mm2;纵筋采用HRB400钢,fy=360N/mm2。MU=1 fc bf hf(h0-0.5 hf)=1.0 14.3 1350 100(310-0.5100)=501.93kNm,大于各跨中截面弯矩。经判别跨内截面属第一类T形截面。配筋计算过程列于下表。次梁的受弯承载力及配筋计算截面A支座1跨跨间B支座2(或3)跨跨间C支座弯矩系数M 01/11-1/111/16-1/14M=M(g+q)l02(kNm)50.83-50.8333.28-38.03s=M/(1fcbh02)或s=M/(1fcbfh02)0.02740.24660.017
13、90.1845=1-1-2s0.02780.28810.01810.2056计算配筋As=bh01fc/fy或As=bfh01fc/fy(mm2)462.1532.1300.9379.8选配3C163C162C163C16实际As(mm2)603.2603.2402.1603.2配筋率(%)1.151.150.771.15min=max(0.2%,0.45ftfy )=max(0.2%,0.451.43360)=0.2%,因此配筋满足最小配筋率要求。b=0.81+ft0.0033ES=0.81+3600.00332105= 0.518。均小于b,为适筋构件,且小于0.35,符合塑性内力重分布的
14、原则。2.4.4斜截面受剪承载力及箍筋计算C30混凝土,c=1.0 ,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,箍筋采用HPB300钢,fyv=270N/mm2。计算结果列于下表中。次梁的斜截面承载力计算及配筋截面A支座VAB支座外侧VBlB支座内侧VBrC支座外侧VClC支座内侧VCr剪力系数v0.450.600.550.550.55V=v(g+q)ln (kN)50.5767.4360.2660.2660.26Asv/s=(V-0.7ftbh0)/(fyvh0) (mm)0.0480.2500.1640.1640.164选配(双肢箍)A6200A6200A6200A6200A62
15、00实际As/s (mm)0.2830.2830.2830.2830.283配箍率As/sb (%)0.190.190.190.190.19按塑性理论计算,有:sv,min= 0.34ftfy =0.34 1.43270=0.18%,因此配筋满足最小配筋率要求。hw=h0-bf=310-100=210mm,hw/b=210/150=1.44,则:Vu,max=0.25cfcbh0=0.251.014.3150310=166.24kN。剪力设计值均小于Vu,max,不会出现斜压破坏。2.4.5构造要求(1)由于各跨跨度相差不超过20%,可变荷载与永久荷载的比值q/g=13.0/9.59=1.36
16、3 故可以不必要画抵抗弯矩图,直接按构造规定确定钢筋的截断。(2)承重墙支座处负弯矩钢筋的竖向锚固长度:取las=15d=1516=240mm。 水平锚固长度0.4lab=0.40.1436016/1.43=226mm,取250mm 。(3)主次梁节点处支座钢筋锚固长度:由于采用了带肋钢筋,可取las=12d=12 16=192mm,取200mm。(4)支座处的负弯矩钢筋可在距离支座边ln/3=(5100-120-125)/3=1818mm的距离处切断,取1850mm。(5)架立筋与负弯矩钢筋的搭接长度按构造要求取为150mm。次梁配筋图2.5主梁的设计按弹性理论计算2.5.1荷载主梁的荷载荷
17、载种类荷载标准值(kN/m)永久荷载由次梁传来7.995.1=40.75kN/m主梁自重0.25(0.6-0.10)2.025=6.25kN/m梁侧抹灰0.02(0.6-0.10)2.0217=0.68kN/m小计47.68kN/m可变荷载(由板传来)5.02.05.1=51.0kN/m可变荷载控制的组合:(是工业厂房,故可变荷载分项系数取1.3)永久荷载设计值G=1.240.75=48.9kN可变荷载设计值Q=1.351.0=66.3kN荷载总设计值G+Q=115.2kN永久荷载控制的组合:永久荷载设计值G=1.3540.75=55.01kN 可变荷载设计值Q=0.71.451.0=49.9
18、8kN 荷载总设计值G+Q=104.99kN取较大的荷载组合值,即为G+Q=115.2kN。2.5.2计算简图按弹性理论的多跨情况计算。计算长度为:中间跨:l0=lc=6.0m 且l01.05ln=1.05(6.0-0.4)=5.88m,所以取l0=5.88m边跨:l0=ln+a/2+b/2=(6.0-0.12-0.2)+0.36/2+0.4/2=6.06m, 且l01.025ln+b/2=1.0255.6+0.4/2=6.022m,所以取l0=6.022m主梁搁置在壁柱上,且线刚度和柱相比较大,故竖向荷载下主梁内力可近似按三跨等截面简支连续梁计算,安全起见,计算跨度近似取中间跨与边跨的较大值
19、,即l0=6.022m,计算简图如下图所示。主梁计算简图2.5.3内力计算 计算过程整理在下表中。主梁内力计算表工况各跨荷载分布图M1MBM2VAVBlVBr10.244-0.2670.0670.733-1.2671.00071.85-78.6319.2635.84-61.9648.9020.289-0.133-0.866-1.1340115.39-53.1057.42-75.1803-0.1330.200-0.133-0.1331.000-53.1077.97-8.82-8.8266.3040.229-0.3110.1700.689-1.3111.22291.43-124.1766.2745
20、.68-86.9281.02荷载组合得到的Mmax(Knm)或Qmax(kN)1+21+41+31+21+41+4187.24-202.8097.2393.26-148.88129.92B支座处布置两排纵向受力钢筋,考虑弯矩折减:MB,max=-202.8-V0b/2=-202.8+129.920.4/2=-176.82kNm2.5.4正截面受弯计算及配筋 正截面受弯时,跨内按T形截面计算,因跨内设有间距小于主梁间距的次梁,所以翼缘宽度取bf=minl0/3,b+sn=mini6022/3,250+4850=min2007.3,5100=2007.3mm,为便于计算,可偏安全取bf=2000m
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