楼盖梁格布置及截面尺寸等设计书

1 楼盖梁格布置及截面尺寸等设计书 设计要求 一、 设计目的 钢筋混凝土结构课程设计是水工专业教学的重要内容，通过课程设计一方面加深同学门对本课程所学内容的理解，做到理论联系实际，另一方面让同学们进行工程师的基本训练，为走向工作岗位打下一定基础。 二、设计题目 钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计 三、设计资料 某水电站生产副厂房为 3 级水工建筑物，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，其结构布置如图所示： 1 2 3 4 5 6 0 0 * 3 0 05001205880 6000 6000 6000 588060006000600012025012018000楼盖设计条件如下： 1） 厂房按正常运行状况设计； 2） 楼面均布荷载标准值为 5kN/ 3） 楼面层用 20水泥砂浆抹面（重度为 20kN/板底及梁用 15混合砂浆粉底（重度为 17kN/ 4） 混凝土强度等级为 筋除主梁和次梁的主筋采用 筋外，其余 2 均采用 筋； 5） 结构环境类别为一类； 6） 使用要求： 7） . 梁、板允许挠度如下： 楼盖 允许挠度（以计算跨度 0l 计算） 短期组合 长期组合 当0 0l/300 0l/400 最大裂缝宽度允许值如下 : 短期组合 : 长期组合 : )采用的规范 :水工混凝土结构设计规范 (191 96)。 四、设计内容 （ 1）完成设计计算书一份。内容包括： 1）板、主梁和次梁的截面尺寸的拟定； 2）板、主梁和次梁的荷载计算、内力计算（按弹性体系方法）主梁的弯矩包络图和剪力包络图； 3）构件截面配筋计算。 （ 2）绘制楼盖结构施工图。内容包括： 1）梁板结构布置图； 2）板的模板图及配筋图； 3）次梁的模板图及配筋图； 4）主梁模板图、配筋图及材料图； 5）主梁钢筋表； 6）设计说明，如混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度、钢筋的制作及构件的抹面粉底等。 3 钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书 一、楼盖梁格布置及截面尺寸确定 确定主梁的跨度为 梁的跨度为 梁每跨内布置两根次梁，盖结构的平面布置图如图所示。 图 1: 楼盖结构的平面布置图 按钢度要求多跨连续单向板的厚度 h l/40=2000/40=50 ，单向板最小厚度，工业建筑楼板（水电站生产副厂房）为 80以板厚可取 h=80 。 次梁截面高度应满足 (1/18 1/12)l=(1/18 1/12) 6000=333500 h=500面宽 b=(1/ 1/2)h=(1/ 1/2) 500=143 250 b=200 主梁截面高度应满足 h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) 6000=429750 h=700面宽度 b=(1/ 1/2)h=(1/3 1/2) 700=200 350 b=300 二 、 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 20水泥沙浆面层： 20=0.4 4 80钢筋混凝土板： 25=2.0 15混合沙浆天棚抹灰： 17= 小计 活荷载标准值 ： 5 .0 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 2kN/所以活荷载分项系数取 恒荷载设计值： g= 活 荷载设计值： q= 荷载设计总值： g+q= , 近似取 （ 2）、计算简图 (采用五跨连续梁形式 ) 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=200浇板在墙上的支承长度为 a=120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： 0 l + h / 2 = - + = m m（ 2 0 0 0 1 2 0 - 2 0 0 / 2 ） 8 0 / 2 1 8 2 00 l + a / 2 = - + 1 2 = m m（ 2 0 0 0 1 2 0 - 2 0 0 / 2 ） 0 / 2 1 8 0 0故边跨板的计算跨度取01l=1820间跨的计算跨度取02l=000800于两者差距较小（ 简便起见， 可取0l=1800 图 2:板的实际结构图 x 图 3:板的计算简图 （ 3） 弯矩设计值 由水工钢筋混凝土结构学表 9得：板的弯矩系数 M,，板的弯矩设计值计算过程见下表 表 1 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 M 1/11 1 1/16 4 计算跨度 l0(m) 0l=l=l=l=0)( (210 11= 210 11 =10 16= 210 14 =5 （ 4） 配筋计算 正截面受弯承载力计算 板厚 80 0h=800b=1000凝，1=1.0，10 N/ 对轴线 间的 板带，考虑起拱作用，其跨内 2 截面和支座 0%，为了方便，近似对钢筋面积折减 20%。板配筋计算过程见表。 表 2 板的配筋计算 截面位置 1 B 2 C 弯矩设计值（ ） s211 线 计算配筋（ 01A/s c f f134 129 94 105 实际配筋（ 6200 6200 6250 6250 42 42 13 13 轴线 计算配筋（ 01A/s c f f134 129 4=76 05=84 实际配筋（ 6200 6200 6250 6250 34 34 13 13 配筋率验算：m / = = = =（ 5）板的配筋图绘制 由弯矩配筋计算表的其安全配筋量很小 ,故其配筋可按构造要求：m ，可得板的单宽配筋为： 6 6，即其配筋为： 6160，其中： 。 板中除配置计算钢筋（按构造要 求）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。 6 图 4: 板的配筋图 （ 6）抗裂验算 由水工钢筋混凝土结构学附录 5 表 1 查得：表 2 得：其最大裂缝处为 B 处。 已知数据： a =30+62=33b=6000h=807mm，68， 510 处裂缝验算： 2 1682 33 47 = 62 1 00 4 7 1 6 8 =377N/ 2m ax (30+c+)=3772 10 （ 30+30+ = 符合要求：面 1 B 2 C 弯矩设计值（ ） s 1 c f 0= M / f b h s211 配 钢 筋 计算配筋（ f 0 1A b /s c yh f f477 477 328 387 实际配筋（ 2 18 2 18 3 12 2 16 09 09 39 02 9 故截面尺寸满足要求 表 6： 次梁斜截面承载力计算表 截 面 A 左B 右B C V )(25.0 )( 截面满足 截面满足 截面满足 截面满足 07.0 =( 无需配箍筋 需配箍筋 无需配箍筋 由该表得其箍筋可按够着要求选配， h=500， KVcV，00 6， s=250 （ 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，梁面纵筋的锚固长度按下式确定： 40al l d=40 18=720（ l =750 梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足 l12d=12 22=264 300纵筋的截断点距支座的距离 : 750=900（ 取 l =900 次梁横截面较狭高，还需配腰筋 2 6。 图 6：次梁配筋图 （ 6）抗裂验算 由水工钢筋混凝土结构学附录 5 表 1 查得：表 2 得：其最大裂缝处为 B 处。 已知数据： a =30+182=39b=300h=50061mm，09， 510 处裂缝验算： 10 2 5092 39 300 = 66 7 1 00 4 6 1 5 0 9=332N/ 2m ax (30+c+)=3322 10 （ 30+30+ = 符合要求：00=层钢筋：a=30+10， a =40；两层钢筋： a=65， a =65） 翼缘计算宽度按0l/3=b+较小值确定，取2000B 支座处的弯矩设计值： =m 判别跨中截面属于哪一类 T 形截面 1 c f ff b h (02)=000 80（ 700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 11 主梁正截面受弯承载力及配筋计算（363 2 截面 133B 15 弯矩设计值（ s 1 c f 0= M / f b h s211 选 配 钢 筋 计算配筋（ f 0 1A b /s c yh f f1039 1157 578 165 实际配筋（ 1 22 1 18 2 16 2 6 1 22 2 18 2 14 2 6 1 22 1 18 2 6 2 14 2 6 093 254 91 65 注：纵向箍筋采用 4 6（部分 2 6 充当纵向箍筋）。 由表可得配配一层钢筋即可，即：0h=70060 2）箍筋计算 斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸 ： 0h - =64060 b=560/300=截面尺寸满足要求 斜截面配筋计算： 表 12 斜截面配筋计算表 截 面 A 左B 右B 19 V )(V 截面满足 V 截面满足 V 截面满足 07.0 )( 按构造要求配箍筋 按构造要求配箍筋 V 按构造要求配箍筋 箍筋肢数、直径 2 6 2 6 2 6 7 57 cV+h= =V V V 实配箍筋间距 200 200 200 验算最小配筋率 573 0 0 2 0 0 100% =0d，钢筋的实际切断点到充分利用点的距离。 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 20 距离0d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定： 由水工钢筋混凝土结构学 附录 4，表 2 得： 梁顶面受拉纵筋的锚固长度： l = 40d=40 18=720（ 取 l =800 由水工钢筋混凝土结构学122梁底面纵筋的锚固长度： l =12d=12 16=192 l =200 3)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。 图 9：主梁模板图、配筋图及材料图 表 13 主梁钢筋表 编号 形状 直径 长度 根数 总长(m) 质量( 21 1 6 18440 2 2 6 18360 2 3 14 11440 1 4 14 10660 1 5 18 19386 1 6 22 19554 1 7 18 8884 1 8 16 5052 1 9 16 4620 1 10 6 18000 2 11 6 1700 120 12 6 360 120 （ 8）抗裂验算 由水工钢筋混凝土结构学附录 5 表 1 查得：表 2 得：其最大裂缝处为 133、 B、 15 处。 1） 133处裂缝验算： 已知数据： a =30+10=40b=300h=70060mm，093， 510 2 10932 40 300 = 62 0 3 1 00 6 6 0 1 0 9 3=323N/ 2 22 m ax (30+c+)=3232 10 （ 30+30+ = 符合要求： 2） B 处裂缝验算： 已知数据： a =30+10=40b=300h=70060mm，254， 510 2 12542 40 300 = 62 3 2 1 00 6 6 0 1 2 5 4=324N/ 2m ax (30+c+)=3242 10 （ 30+30+ = 符合要求： 2） 15 处裂缝验算： 正弯矩时： 已知数据： a =30+10=40b=300h=70060mm，91， 510 2 6912 40 300 = 61 1 3 1 00 6 6 0 6 9 1=286N/ 2m ax (30+c+)=2862 10 （ 30+30+ = 符合要求： 负弯矩时： 已知数据： a =30+10=40b=300h=70060mm，65， 510 2 3652 40 300 = 63 2 1 00 6 6 0 3 6 5=156N/ 2m ax (30+c+)=1562 10 （ 30+30+ = 符合要求： （ 9）挠度验算（按弹性简支梁考虑）： 由梁板允许挠度得：。 均布荷载 g 作用下的挠度计算： 已知数据： =6kN/m， l =6m， 510 I=857500 4 4538445 6 63 8 4 2 8 5 7 5 0 0