钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计书.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计书.精品文档.钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计书一、 设计题目及目的题目：设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。目的：1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。 2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。 3、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法。 4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。 5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。二、 设计内容1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1）、结构平面布置图（1：200）（2）、板的配筋图（1：50）（3）、次梁的配筋图（1：50；1：25）（4）、主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V的包络图（5）、钢筋明细表及图纸说明三、 设计资料1、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0kN/；板跨2.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0kN/。数据：Lx=6000, Ly=6300。2 楼面构造。采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3 屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4 梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。5 混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2000/40=50，对工业建筑的楼板，要求h80，所以板厚取h=80。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)×6300=350 525mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×500=167 250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) ×6000=429750mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×650=217 325mm,取b=300mm。3、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 ×20=0.4 kN/80mm厚钢筋混凝土板：0.08×25=2.0 kN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015×17=0.255 kN/小计 2.655 kN/活荷载标准值： 10.0 kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取， 恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.168 kN/ 活荷载设计值：q=10×1.3=13.0kN/ 荷载设计总值：g+q=16.186kN/, 近似取16.2kN/（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定： l01=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mm l011=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840mm故边跨板的计算跨度取lo1=1820mm中间跨： l02=ln=2000-200=1800mm板的计算简图如图所示。 （3） 弯矩设计值 因边跨与中跨的计算跨度相差（1820-1800）/1800=1.1%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.80(kN.m)16.2×1.82×1.82/11=4.88-16.2×1.82×1.82/11=-4.8816.2×1.80×1.80/16=3.28-16.2×1.80×1.80/14=-3.75（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土 a1=1.0,fc=11.9N/ mm2，HPB235钢筋，fy=210 N/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。 板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩设计值（）4.88-4.883.28-3.75s=M/1fcbh020.114-0.1140.077-0.088 0.1210.1<-0.121<0.350.080.1<-0.092<0.35轴线 计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy411-411272313实际配筋（mm2）1019010190 8180 8160 As=413As=413As=279As=314轴线计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy4114110.8×272=218 0.8×313=250实际配筋（mm2）1019010190 81808180 As=413As=413As=279As=279 配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%P=As/bh =0.52%P=As/bh =0.52%P=As/bh =0.47%P=As/bh =0.47%（5）板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值 板传来的荷载：3.186×2.0=6.372kN/m次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52 kN/m次梁粉刷： 2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257 kN/m小计 g=9.149 kN/m活荷载设计值： q=13×2.0=26 kN/m荷载总设计值： q+g=26+9.149=35.149 kN/m 近似取荷载35.15 kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： l01=ln+h/2=(6300-120-300/2)+240/2=6150mm l011=1.025ln=1.025×6300=6181mm故边跨板的计算跨度取lo1=6150mm中间跨： l02=ln=6300-300=6000mm计算简图如图所示。（3） 弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6150-6000）/6000=2.5%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.15l01=6.15l02=6.0l02=6.0(kN.m)35.15×6.152/11=120.86-35.15×6.152/11=-120.8635.15×6.02/16=79.1-35.15×6.02/14=-90.4次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 B(左) 离端第二支座B(右) 离端第二支座C中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.03ln1=6.03ln2=6.0ln2=6.0(kN)0.45x35.15x6.03=95.38kN0.6x25.15x6.03=127.17kN0.55x25.15x6.0=116kN0.55x25.15x6.0=116kN（4）配筋计算 正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：bf=lo/3=6000/3=2000mmbf=b+Sn=200+2000-2000=2000mm 故取bf2000mm C25混凝土 a1=1.0, fc=11.9 N/ mm2, ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB235，fyv=210 N/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。截面1B2C 弯矩设计值（）120.86-120.8679.1-90.4s=M/1fcbh02120.86x106/(1x11.9x2000x4652)=0.023120.86x106/(1x11.9x200x4652)=0.23579.1x106/(1x11.9x2000x4652)=0.015490.4x106/(1x11.9x2000x4652)=0.1760.0230.1<0.272<0.350.01550.1<0.195<0.35选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy0.023x2000x465x1x11.9/300=848.50.272x200x465x1x11.9/300=1003.40.0155x2000x465x1x11.9/300=571.80.195x2000x465x1x11.9/300=719.4实际配筋（mm2）218+122222+118122+ 212220+112As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.1 次梁正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7kN > Vmax =127.17kN故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV95.38127.17116116276.7>V截面满足276.7>V截面满足276.7>V截面满足276.7>V截面满足82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋选用钢筋28282828100.6100.6100.6100.6968.4276.1368.8368.8实配箍筋间距200200200200144.1>V满足144.1>V满足144.1>V满足144.1>V满足（5）施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm, 取1650mm.5、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 9.149×6.3=57.64kN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0 ×1.2 =10.958kN恒荷载设计值： G=57.64+10.958=68.6kN活荷载设计值： Q=26×100.86.3=163.8 kN（2）计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mm Lo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm故lo1取6022mm中跨 lo2=6000mm计算简图如图所示。（3）、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算：，式中k1和k2由附表1查得 主梁的弯矩设计值计算（）项次荷载简图      弯矩图示意图1恒载0.244100.8-0.2674-110.30.06727.6-0.2674-110.32活载0.289285.1-0.133-130.95-0.133-130.7-0.133-130.95 3活载-0.044-43.4-0.133-130.950.200196.6-0.133-130.95  4活载0.229225.9-0.311-306.20.09694.3-0.089-87.65活载-0.089/3-29.3-0.089-87.60.17167.1-0.311-306.2 组合项次Mmin(kN·m)+57.4+-416.5+-103.1+-416.5 组合项次Mmax(kN·m)+385.9+-197.9+224.2+-197.9 、剪力设计值：不同截面的剪力值经过计算如表所示。 主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图 恒载0.73350.3-1.267-86.91.0068.6活载0.866141.9-1.134-185.700活载0.689112.9-1.311-214.71.222200.2活载-0.089-14.6-0.089-14.60.788127.4组合项次Vmax(kN) +192.2+-101.5+268.8组合项次Vmin(kN) +35.7+-301.6+68.6弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0， MB=-110.3-130.95=-241.25 kN . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G+Q=68.6+163.8=232.4kN作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l01 -1/3×MB=386.1 kN . m Mmax ,第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l01 -2/3×MB=305.7 kN·m。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为241.25kN·m，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 G l02 MB =-104.05 kN·m.荷载组合+时支座最大负弯矩MB=-416.5 kN·m其它两个支座的弯矩为MA=0， MC=-197.9 kN·m，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为327.7kN·m，188.8kN·m。同理，当最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时MB= MC=-241.25 kN·m，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为857.3kN·m，-23.1kN·m,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为224.2 kN·m +5情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，VAmax=192.2kN，至第二跨荷载处剪力降为192.2-232.4=40.2kN；至第二集中荷载处剪力降为 40.2232.4=272.6 kN，荷载组合+时，最大，其VBl=-301.6 kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）163.2kN,69.2kN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。（4）配筋计算承载力计算C25混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用HPB235 ，fyv=210 N/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=2000mm支座处的弯矩设计值：。MB= Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 kN·m判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8kN .m > M1 >M2 .属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:表1-15 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）385.9370224.2103.1s=M/1fcbh020.0470.3080.0250.080.048<0.5180.380<0.5180.025<0.5180.083<0.518选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm2)622622120420220As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x500=446.25kN > Vmax =301.6kN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截 面AV192.2-301.6368.8548.9>V截面满足517.7>V截面满足517.7>V截面满足164.02<V需配箍筋254.69<V需配箍筋254.69<V需配箍筋箍筋肢数、直径282828100.6100.6100.6Vcs=+1.25fyv Asv ho/s272.3>V256.8<V307.85>V实配箍筋间距150 150 100 _264_选配弯起钢筋_120 (As=314.2)_验算最小配筋率Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224>0.24 ft/fyv=0.00145,满足要求说明为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为1505、两侧附加横向钢筋的计算：由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:F=1.2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97kN所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:As=F/2fysina=232970/(2x300xsin45°)=549.2 mm2选用220 (As=628)（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.27取880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm，取300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图所示。