钢筋混凝土课程设计--整体式肋形楼盖结构设计.docx

课程设计设计题目: 整体式肋形楼盖结构设计 姓 名 郭 林 学 号 200800200238 专 业 水利工程 学 院 土建与水利学院 指导教师 王 磊 2011. 06目录一 轻型门式刚架结构设计任务书21、设计课题22、设计资料23、设计内容24、设计要求2二 计算设计书3三 板设计4四 次梁设计6五 主梁设计9一 轻型门式刚架结构设计任务书1、设计课题 某建筑钢筋混凝土单向板整体式肋型结构2、设计资料1、该建筑位于非地震区。2、级水工建筑物，基本荷载组合。3、结构环境类别一类4、楼面做法：20mm 厚水泥砂浆（重度为 20 KN/m3）面层，钢筋混凝土现浇板， 12mm厚纸筋石灰，（重度为17 KN/m3）粉底。5、楼面活荷载标准值4KN/m2.6、材料： 混凝土强度等级：C25 钢筋：梁内纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，板内纵向受力钢筋采用 HRB335钢筋，其他钢筋采用HPB235钢筋。7、外墙厚度为370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为 240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm。8、钢筋混凝土柱截面尺寸为350mm。9、墙体厚度为370mm，结构横向长L1=18m，纵向长L2=30m，楼盖采用整体式 单向板类型结构。3、设计内容1、确定结构布置方案。2、板设计。3、次梁设计。4、设主梁设计。5、绘制施工图4、设计要求 学生在规定时间内，独立完成下列成果：1、 设计计算书一份。包括：计算依据的资料，计算简图，板、次梁和主梁的计算，并附有配筋 草图2、 绘制施工图，2号图纸两张。包括：楼盖结构平面布置图；板的配筋图；次梁的配筋图；主梁的配筋图；钢筋表；施工说明等。二 计算设计书结构平面布置图三 板设计板厚一般为60120mm，且需大于等于跨长的1/40，根据经验取板厚h=100mm。取b为单位板宽，依据弹性理论的计算原则进行配筋计算。1、 荷载计算： 恒载标准值gk=20*0.02+17*0.012+25*0.1=3.104KN/m2 活载标准值qk=4KN/m2 得：恒载设计值g=1.05*3.104=3.2592 KN/m2 活载设计值q=1.2*4=4.8 KN/m2 折算荷载g=g+12q=5.6592KN/m2 q=12q=2.4KN/m22、 计算简图： a)估算次梁截面尺寸：h=118112l=333555mm，取h=400mm b=1312h=133250mm， 取b=200mm b)跨度计算：中间跨度 l0=lc=2000mm 边 跨 l0=lc-70=1930mm 可近似地中跨边跨都取2000mm3、 内力计算： 可将上述九跨梁简化为五跨梁进行计算 由于恒载为满跨布置，只有一种情况；而活载可有不同的几种布置形式，故可形成以下 不同的组合情况： 情况1：恒载满跨分布，活载分布于左右1跨及3跨； 情况2：恒载满跨分布，活载分布于左右2跨； 情况3：恒载满跨分布，活载分布于左边1、2跨及右边2跨； 情况4：恒载满跨分布，活载分布于左边2跨，3跨，及右边1跨。 具体内力计算结果见下表： 荷载布置情况1弯矩值M110.07810.12.7279M220.03310.07871.5048M310.04620.08551.8666MA3-0.105-0.119-3.5193MB4-0.079-0.111-2.85394、 配筋计算： 根据结构所处环境，取c=20mm，则a=c+5=25mm，得h0=100-25=75mm fy=300N/mm2，fc=11.9N/mm2，b=1000mm，K=1.20 配筋计算如下表所示123BCM2.72791.50481.86663.51932.8539S（minbh0=82.5)0.05020.02740.03400.06520.0525As14981101194156实际配筋As=2518200As=2518200As=2518200As=2518200As=25182005、 配筋图：见附图四 次梁设计1、 荷载计算： 板传荷载：3.104*2=6.208 KN/m2次梁自重：25*（0.4-0.1）*2=1.5 KN/m2次梁抹灰：17*0.012*（0.4-0.1）*2=0.1224 KN/m2 得： 恒重标准值gk=7.8304KN/m2活载标准值qk=4*2=8KN/m2 得： 恒载设计值g=1.05*7.8304=8.22192KN/m2活载设计值q=1.2*8=9.6 KN/m2 折算荷载得：g=g+14q=10.62192KN/m2 q=34q=7.2KN/m22、 计算简图： a）估算主梁截面尺寸：h=115110l=400600mm，取h=600mm b=1312h=200300mm，取b=300mm b）跨度计算：中间跨l0=lc=6000mm 边 跨l0=lc+110=6110mm 为安全起见，统一取l0=6000mm； 剪力计算长度：ln=6000-300=5700mm ln=6000-(130+150)=5720mm 统一起见，一律取ln=5700mm3、 内力计算： 由上述计算简图可知，次梁为五跨梁，可依然按板的计算模式进行计算 由于恒载为满跨布置，只有一种情况；而活载可有不同的几种布置形式，故可形成以下 不同的组合情况： 情况1：恒载满跨分布，活载分布于左右1跨及3跨； 情况2：恒载满跨分布，活载分布于左右2跨； 情况3：恒载满跨分布，活载分布于左边1、2跨及右边2跨； 情况4：恒载满跨分布，活载分布于左边2跨，3跨，及右边1跨。 具体内力计算结果见下表：次梁正截面弯矩计算表荷载布置情况1弯矩值M110.07810.155.7846M220.03310.078733.0561M310.04620.085539.8280MA3-0.105-0.119-70.9957MB4-0.079-0.111-58.9800次梁斜截面剪力计算表荷载布置情况1剪力值VA10.3940.44742.1996VBl3-0.606-0.62-62.135VBr30.5260.59856.3886VCl4-0.474-0.576-52.3373VCr40.50.59154.52714、 配筋计算：1） 正截面受弯配筋：次梁跨中应按T形截面进行配筋计算，其中： bf=l0/3=6000/3=2000mm，bf=b+sn=200+1800=2000mm取bf=2000mm，跨中及支座处均按单层布筋考虑，故计算高度h0=400-40=360mm，翼缘厚度即为楼盖板的厚度，故 hf=100mm，对跨中T形截面，fcbfhfh0-hf2=11.9200080360-1002=737.8KNm，大于上述计算表格中最大弯矩设计值，属第一类T形截面，故按宽度为bf=2000mm的矩形截面进行配筋计算支座截面承受负弯矩，故应按宽度为b=200mm的矩形截面进行计算。并且偏安全地考虑，不计支座处的弯矩折减。计算结果见下表所示：次梁正截面受弯配筋计算123BCM55.784633.056139.82870.995758.98b（bf）200020002000200200s(minbh0=144)522308372788629实际配筋（单位：mm2）2-18As=5092-14As=3082-16As=4023-20As=9422-20As=628此梁斜截面受剪配筋计算VAVBlVBrVCl VCrV42.199662.13556.388652.337354.52710.25fcbh214.2214.2214.2214.2214.20.7ftbh64.00864.00864.00864.00864.008Asvs0.111682540.30.0387123810.3实际配筋82008200820082008200 由以上斜截面配筋计算可知，箍筋只需按构造要求配置即可。五 主梁设计1、 荷载计算： 次梁传递荷载：7.8304*6=46.9824KN 主梁自重：25*（0.6-0.1）*0.3*0.2=7.5KN 板底抹灰：17*0.012*（0.6-0.1）*2*2=0.408KN 得：荷载标准值gk=54.8904KN qk=8*6=48KN 得：荷载设计值为g=1.05*54.8904=57.63492KN q=1.2*48=57.6KN2、 计算简图： 已知柱尺寸为350mm*350mm，主梁为连续三跨梁，跨度为6m跨度计算：中间跨l0=1.05ln=1.05*6000-350=5932.5mm 边 跨l0=1.05ln=1.05*6000-350-175=5979.75mm 为方便起见，统一取l0=6000mm进行计算主梁计算简图（恒载）3、 内力计算： 恒载布置如上图所示，活载布置分为四种，并分别产生不同内力，现分述于下： a）：活载分布于1、3两跨时：活载分布简图弯矩图剪力图 b）：活载分布于1、2两跨时：活载分布简图弯矩图剪力图 c）：活载分布于第2跨时：活载分布图弯矩图剪力图 d）：活载分布于2、3跨时：活载分布图弯矩图剪力图 e）：弯矩包络图，如下图所示： 剪力包络图，如下图所示： f）：选择截面最不利位置内力： 弯矩： 边跨跨中：185.86KNm 支座处：189.05KNm 中跨跨中：+96.64KNm -18.56KNm 剪力： 支座A处： V=92.93KN 支座B左侧：V=146.74KN 支座B右侧：V=126.21KN4、 配筋计算：1） 正截面受弯配筋计算：a）主梁跨中按T形截面进行计算 bf=ln3=60003=2000mmbf=b+sn=300+6000=6300mm 则bf=2000mm， 跨中及支座处均按单层布筋考虑，故计算高度 h0=600-30-10=560mm， 翼缘厚度即为楼盖板的厚度，故 hf=100mm， 对跨中T形截面， fcbfhfh0-hf2=11.92000100560-1002=1213.8KNm， 大于上述计算结果中弯矩设计值，属于第一类T形截面，按宽度为bf=2000mm的矩形 截面进行配筋计算 b）支座截面承受负弯矩，上翼缘受拉，开裂后仅由钢筋承受拉力，故应按宽度为 b=300mm的矩形截面进行计算。 估计为双层配筋，其计算高度h0=600-100=500mm 计算结果如下表所示：主梁正截面受弯配筋计算边跨跨中支座B中跨跨中M185.86189.0596.6418.56b（bf）200030020002000s0.02990.2540.01550.0030.03030.2990.01570.