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混凝土结构基本原理课程设计一整体式肋梁楼盖设计指导教师：- 班 级：- 学生姓名：- 设计时间：- 太原理工大学矿业工程学院地下工程系钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、 设计题目单向板肋梁楼盖设计二、 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、楼面活荷载： 车间工业楼面活荷载标准值6.5 KN/m3。2、楼面构造及恒载:楼面为20mm厚水泥砂浆抹面，20kN/m2；现浇钢筋混凝土板容重25kN/m3；梁底、板底、梁侧均为15mm厚混合砂浆抹灰粉刷,17KN/m3。3、材料:混凝土用：C30，ft=1.43N/mm2， fc=14.3N/mm2钢 筋：主梁、次梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋：板中受力筋用HRB335级：其它钢筋采用HRB235级：纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度，主梁、次梁为25mm，板为15mm。4、板、次梁、主梁的端支座搁置长度分别为120mm、180mm、240mm。钢筋混凝土柱截面尺寸为400mm400mm。现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、 平面结构布置:1、确定主梁的跨度为 6.3m ,次梁的跨度为 6.6m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为 2.1m，=6.6/2.1=3.14，因此按单向板设计。楼盖结构布置图如下:2、按高跨比条件,当=52.5mm时,满足刚度要求,可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板,要求 h 70mm ,取板厚 h = 80mm。3、次梁的截面高度应满足 h= ()0= (367550)mm,取h =500mm。截面宽度取为b =200mm。4、主梁的截面高度应该满足h=()0=(420630)mm,h=600mm。截面宽度取为b =300mm。 二、 板的设计(按塑性内力重分布计算): 1、荷载计算:板的恒荷载标准值:取 1m 宽板带计算: 水磨石面层 0.0424=0.96kN/m280mm 钢筋混凝土板 0.0825= 2.0kN/m2 15mm 板底混合砂浆 0.01517=0.225kN/m2 小 计 3.215kN/m2 板的活荷载设计值活载: 5kN/m2 恒荷载分项系数取 1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN / m2 ,所以活荷载分项系数取 1.3。于是板的设计值总值: g+q=1.23.215+1.35 =10.358kN/m2，取11kN/m2. 2、板的计算简图:次梁截面为200mm500mm ,现浇板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计,板的计算边跨: =+=2100100120+=19201.025=1927mm,中跨: =2100200=1900mm板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相同,且跨差不超过10%时,均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图:3、内力计算及配筋: 用塑性内力重分布理论计算, ， 系数如下:截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14（kN/m）1/11111.922=3.69-1/11111.922=-2.841/16111.922=2.48-1/14111.922=-2.84已知b=1000mm,设=20mm,则，根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:截面1B2C0.80.83.69-3.692.481.984-2.84-2.27242.840.086 0.086 0.058 0.046 0.066 0.053 0.090 0.090 0.060 0.047 0.068 0.054 178.5178.5 11995.2 134.9 107.92选钢筋12轴线56轴线828082806240620025轴线6/82206/822063006260对周边与梁整体相连的多跨连续板的中间跨中和中间支座(第一内支座除外),可按计算所的弯矩降低 20%采用;但对边跨跨中的计算弯矩则不应折 减。计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；此值小于，同时小于0.2%，不满足最小配筋率的要求，按构造要求配筋。取，。三、次梁设计(按塑性内力重分布计算): 1、次梁的支承情况:2、荷载计算: 板传来永久荷载 3.86 2.1= 8.11kN/m 次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kN/m 次梁粉刷重 0.015 （0.5 0.08）2 17 1.2=0.255kN/m 小 计 g=10.89kN/m 活载: q1 =6.52.1=13.65kN/m q2=5.01.30.80.2=1.04kN/m 设计值总值: g+q1+q2=25.58kN/m3、内力计算与计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。其次梁截面为200mm500mm.计算跨度：中跨: 边跨：，取=6450mm. 因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:内力计算按式和分别计算各跨跨中截面和各支座截面的弯矩和剪力。截面位置1B21/11-1/111/161/1125.586.452=96.74-1/1125.586.452=-96.741/1625.586.32=63.45截面位置ABlBr0.450.60.550.4525.586.33=72.860.625.586.6.33=97.150.5525.586.33=89.064、正截面配筋计算(1)、次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度 ,按故取=2200mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。 环境类别一级，C25混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。一排纵向钢筋 =500-35=465mm,二排纵向钢筋=500-60=440mm.C25混凝土，,箍筋采用HPB235 ，N/mm2判定 T 形截面类型:故各跨中截面属于第一类 T 形截面。(3)、次梁正截面承载力计算见下表:截面位置1B290.74-90.7463.45(或)14.322004652=680210614.32004402=55410614.322004652=68021060.0170.2100.0110.0170.210V（截面满足）54.05V 54.05V54.05v94.76v5、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边 50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：，因，截面尺寸按下式验算： 截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由，可得到箍筋间距调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距，s=0.8298.13=238.5mm，最后去箍筋间距s=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限值为：，实际配箍率，不满足要求。取s=150mm，。四、主梁设计(按弹性理论计算): 1、支承情况:主梁按连续梁计算，端部支撑在砖墙上，支承长度为370mm；中间支撑在400mm400mm的混凝土柱上。2、荷载计算:为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载: 10.89 6.6 =71.87kN 主梁自重（含粉刷）: (0.60 0.08) 0.3 2.1 25+1（0.600.08）2+0.30.0152.117 1.2= 10.69kN 恒载设计值:G = 71.87+10.69=82.56 kN 取G=83kN活载设计值:Q =14.696.6+40.30.81.36.312=100.88kN 取Q=101kN 3、确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度:边跨 ，因 ，故取，近似取中跨: 因跨度相差不超过 10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:4、内力计算 1)、弯矩设计值:M = k1G + k2Q其中,k1、k2可由书中表查取,为计算跨度,对于B支座,计算跨度可取相邻两跨的平均值。=0.240836.83+1516.64=309.36kNm=-0.287836.32-0.319100.886.32=-350.78kNm=0.100836.3+0.216100.886.3=189.57kNm=-0.211836.3-0.297100.886.3=-299.09kNmkNm2) 、剪力设计值:V =k3G+k4Q,其中,k3、k4可由书中表查可知。=1.07083+1.262100.88=216.12kN-0.93083-1.204100.88=-198.65kN1.0083+1.243100.88=208.39kN主梁弯矩计算（未填，打字在上）项次荷载简图k/M1k/MBk/M2k/MC10.244111.09 -0.267-121.570.06730.51 -0.267-121.572 0.289255.78 -0.133-117.71-0.133-117.71 -0.133-117.713-0.044-39.83-0.133-117.71 0.200177.01-0.133-117.714 0.229202.68 -0.311-275.260.170150.46-0.089-78.77组合项次1+31+41+21+2组合值70.34-396.83-87.20-239.28组合项次1+21+3组合值366.87207.52主梁剪力计算项次荷载简图k/VAk/VBLk/VBR10.73348.37 -1.267-83.601.00065.992 0.866111.08 -1.134145.46003-0.133-10.02-0.133-10.02 1.00075.354 0.68988.38 -1.311-168.91.222157.431+2159.451+4-252.501+4213.4包络图：剪力弯矩包络图弯矩包络图：当第1、3、5跨有可变荷载，第2、4跨没有可变荷载时，由附表6-2知，支座B、C、D的弯矩值为：在第1跨内支座弯矩，kNm的连线做基线，做 G=83kN，Q=100.88kN的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： （+）+-=309.35kNm（+）+-2=230.47kNm在第2跨内以支座的连线做基线，做 的简支梁弯矩图，得出集中荷载作用点处的弯矩值+=836.31/3（-177.06）2/3-236.661/3=-22.63kNm+=836.31/3（-177.06）1/3-236.662/3=-42.49kNm在第3跨内以支座弯矩的连线做基线，做，的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：当第2、4跨有可变荷载，第1、3、5跨没有可变荷载时，由附表6-2可知，支座B、C、D的弯矩值为：在第一跨内以支座弯矩的连线做基线，作 的简支梁弯矩图，得出第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别为：在第2跨内以支座弯矩的连线做基线，作的简支梁弯矩图，得出第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别为：在第3跨内以支座弯矩的连线做基线，做的简支梁弯矩图，集中荷载作用点处的弯矩值为：当第1、2、4跨内有可变荷载，3、5跨内没有可变荷载，支座B、C、D的弯矩值为：在第1跨内，以支座的连线做基线，作的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点的弯矩值为：，在第2跨内 的连线做基线，作，的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值为：在第3跨内，以支座，的连线做基线，作的简支梁的弯矩图，得第1、2集中荷载作用点处的弯矩值分别为：当第2、3、5跨有可变荷载，1、4没有可变荷载时，支座B、C、D的弯矩值为：在第1跨内：在第2跨内：在第3跨内：1、3、4跨有可变荷载，2、5跨没有可变荷载：在第1跨内：在第2跨内：在第3跨内：2. 剪力包络图第1跨：，过第一个集中荷载后，146.43-83-101=-37.57kN。过第二个集中荷载后，-37.57-184=-221.57kN，过第一个集中荷载后，-239.38+184=-55.38kN。过第二个集中荷载后，-55.38+184=128.62kN第2跨：，过第一个集中荷载后，216.12-83-101=32.12kN。过第二个集中荷载后，32.12-184=151.88kN，过第一个集中荷载后，-198.65+184=-14.65kN。过第二个集中荷载后，-14.65+184=169.35kN第3跨：，过第一个集中荷载后，208.39-184=24.39kN。过第二个集中荷载后，24.39-184=-159.61kN，过第一个集中荷载后，-208.39+184=-24.39kN。过第二个集中荷载后，-24.39+184=159.61kN4、承载力计算:(1)正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因,翼缘计算宽度按和中较小值确定，取。B支座边的弯矩设计值。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为1排。C支座边的弯矩设计值。纵向受力钢筋除C支座截面为2排外，其余均为1排。跨内截面经判别都属于第一类T型截面。正截面配筋计算:截面位置1B2C3309.36-317.1189.57-216.17208.7或0.3160.024-0.220.0260.9800.803 0.9881.10.9871551.9 -1665.3 933.9-1209.91039.6 选择钢筋220320+322320714714实际配筋斜截面配筋计算:截面位置ABlBr159.45-252.50213.4,因,截面尺寸按下面式计算300.3V截面满足剪跨比：3取=3.055.06V52.55V 52.55V箍筋肢数、直径282828100.6100.6100.6127.163.478.8实配箍筋间距(mm)150150150143.56V不满足137.5V不满足137.5V不满足9.3668.0344.99选配弯起钢筋弯起125弯起125弯起125实配钢筋面积(mm2)409.9409.9409.9最小配箍率，满足要求5、两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力：，附加箍筋布置范围： 取附加箍筋：8200，则在长度范围内可布置箍筋的排数：排，梁两侧各布置三排。另加吊筋选配120，满足要求斜截面受剪承载力验算截面尺寸：，因，截面尺寸按下式验算：，截面尺寸满