现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.doc

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计说明书课程设计说明书 课 程 名 称: 现浇楼盖课程设计 课 程 代 码: 题 目: 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖学院(直属系) : 土木工程 年级/专业/班: 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 开 题 时 间: 年 月 日完 成 时 间: 年 月 日 目 录摘 要3引 言4任务与分析5现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计61设计资料62楼盖的结构平面布置63板的设计83.1荷载83.2计算简图83.3弯矩计算值83.4正截面受弯承载力计算84.次梁设计104.1荷载设计值104.2计算简图104.3内力计算104.4承载力计算114.4.1正截面受弯承载力114.4.2斜截面受剪承载力115.主梁设计135.1荷载设计值135.2计算简图135.3内力设计值及包络图135.3.1弯矩设计值135.3.2剪力设计值145.3.3弯矩、剪力包络图145.4承载力计算165.4.1正面受弯承载力165.4.2斜截面受剪承载力17结 论19致 谢20参考文献21摘 要本设计主要进行了结构方案中单向板肋梁楼盖设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力）。完成了板，次梁、主梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制、楼盖的设计完成了板的配筋和次梁的配筋设计。关键词：结构结构 板 次梁 主梁引 言从本阶段设计起正式进入建筑技术设计阶段，本阶段完成结构平面布置，即建筑物的内部板，次梁、主梁的具体设计。在结构设计阶段主要是根据所给与的设计资料进行具体的结构设计。是将具体的建筑物给结果组成表示的过程，这种表述是关系到建筑物的使用寿命及业主的切身利益。本设计说明书的目的就是将建筑概念设计阶段得出的总体概貌反映到具体的施工图纸上。本说明书的读者定位于建造师,需要对本说明书及图纸进行一个彻底的分析,然后组织水电，设备，管线等其他相应工程师来实现设计，也供施工人员参考。任务与分析本课程设计的任务是：根据所给设计资料进行现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的设计目的是通过本设计使学生了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，理解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定，熟悉掌握考虑塑性内力重分布的计算方法，掌握按弹性理论分析内力的方法并熟悉内力包络图的绘制方法，熟悉现浇板的有关构造要求，掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方法、制图规定进一步提高制图的基本技能，并学会编制钢筋材料表等。任务分析：根据本课程设计的具体情况，设计包括楼盖板、次梁、主梁的设计计算式的书写，其中包括板、次梁、主梁内力计算，正斜截面的配筋计算；施工图的绘制，包括：楼盖结构平面布置图、板配筋图、次梁配筋图及剖面图、主梁配筋图及剖面图、弯矩和剪力包络图；编制板、次梁、主梁钢架表等工作。现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1设计资料1、 荷载水泥砂浆面层厚20mm(=0.65kN/m2);楼面均布可变荷载标准值q=8kN/m2钢筋混凝土楼板自重=（25 kN/m3）15mm厚混合砂浆抹底（=17kN/m3）。材料：混凝土： C30；钢筋：梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，板采用HPB300级钢筋；2楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.9m，次梁的跨度为5.4m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m，/=6.9/2=3.45，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2300/30=76mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=5400/185400/12=300450mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=400mm。截面宽度h/3h/2，截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足,h=（l/8l/14）=862493mm，hl/15=460，故取h=600mm，截面宽度b=h/3h/2=200300，故取300mm。楼盖结构平面设置图：梁板布置简图3板的设计3.1荷载板的永久荷载标准值20mm厚水泥砂浆面层 200.02=0.4kN/80mm钢筋混凝土板 0.0825=2.0kN/15mm混合砂浆抹灰 0.01517=0.34kN/小计 2.655kN/板的可变标准荷载值 8kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的永久荷载设计值 g=2.671.2=3.20 kN/可变荷载设计值 q=81.3=10.4 kN/荷载总设计值 g+q=3.20+10.4=13.6 kN/ ，近似地取为14kN/3.2计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为200mm400mm，板的计算跨度：边跨=2300-200/2=2200mm中间跨=2300-200=2100mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示3.3弯矩计算值不考虑板拱作用截面弯矩的折减，由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边支座，-1/16；边跨中，1/14；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故 =-（g+q）/16=-14/16=-4.24kNm=（g+q）/14=14/14=4.84kNm=-（g+q）/11=-14/11=-6.16kNm=-（g+q）/14=-14/14=-4.41kNm=（g+q）/16=14/16=3.86kNm3.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=h-c-=80-15-10/2=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/；HPB300钢筋，=270N/。板配筋计算的过程于下表。板的配筋计算截 面A1B2C弯矩设计值（kNm）-4.244.84-6.16-4.413.86=/（b）0.0850.0940.1200.0850.074=1-0.0850.350.0990.1280.350.0890.0760.35计算配筋（）=b/270.11314.60406.76282.82241.57实际配筋（）A6/8150=262A8150=335A8/10150=429A6/8150=262A8200=251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；/bh=262/（100080）=0.25%，此值大于0.45/=0.451.43/270=0.24%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1荷载设计值永久荷载设计值 板传来的永久荷载： 3.202.3=7.36 kN/m 次梁自重： 250.21.2（0.4-0.08）=1.92kN/m 次梁粉刷： 170.02（0.4-0.08）21.2=0.26 kN/m 小计 g=9.54kN/m 可变荷载设计值 q=10.42.3=123.92kN/m 荷载总设计值 g+q=33.46kN/m 4.2计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm600mm，计算跨度：边跨 =5400-300/2-100=5150mm，中间跨=5400-300=5100mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示4.3内力计算由表可得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值： =-（g+q）/24=-33.46/24=-36.98kNm=（g+q）/14=33.46/14=63.39kNm=-（g+q）/11=-33.46/11=80.68kNm=-（g+q）/14=-33.46/14=-62.16kNm=（g+q）/16=33.46/16=54.39kNm剪力设计值：=0.5（g+q）=0.533.465.15=73.99kN=0.55（g+q）=0.5533.465.15=94.78kN=0.5533.465.1=93.86kN4.4承载力计算4.4.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取=/3=6900/3=2300mm；=b+=200+2300-200=2300mm；=b+12=200+1280=1160mm。故取=1160mm。环境类别为一级，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=20mm，假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋=400-20-10-20/2=360mm。C30混凝土，=1.0，=1，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB,400钢，=360N/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面A1B2C弯矩设计值（kNm）-36.9863.3980.6854.39-62.16=/（b或=/（）=0.099=0.029=0.217=0.025=0.168=1-0.1040.350.0290.2480.350.0250.1850.35=b/或=/297.44481.05709.28414.7529.1选配钢筋（）2C14=3083C14=4615C14=7692C16=4022C18=509 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；/(bh)=308/(200400)=0.25%,此值大于0.45/=0.451.43/360=0.18%,同时大于0.2%，满足最小配箍率。4.4.2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：=-=335-80=255mm，因/b=255/200=4，截面按下式验算：0.25b=0.25114.3200360=257.4kN=94.78kN，截面尺寸满足要求。取200验算 实际配筋：施工图5.主梁设计主梁按弹性方法设计5.1荷载设计值为了简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 9.546.9=65.83kN主梁自重 (0.6-0.08)0.32.325+2(06-0.08)0.0152.317 1.2=11.5kN永久荷载设计值 G=77.3kN可变荷载设计值 Q=23.926.9=165.048kN5.2计算简图按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离=6900mm。主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力a=490mm，中间支撑600600边跨等于6900-200-120=6580mm边跨5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.24477.37.125+0.289165.056.9=463.51kNm=-0.26777.37.125-0.311165.056.9=-501.23kNm=0.06777.36.9+0.211165.056.9=276.03kNm5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73377.3+0.866165.05=199.59kN=-1.26777.3-1.311165.05=-314.32kN=1.077.3+1.222165.05=278.99kN5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为=-0.26777.36.9-0.133165.056.9=-293.88kNm在第1跨内以支座弯矩=0，=-298.88kNm的连线为基线。作G=77.3kN，Q=165.05kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（77.3+165.05）6.9-=162.71kNm（与前面计算的=162.91kNm接近）（G+Q）+=（50+62）6.03-=138.30kNm在第2跨内以支座弯矩=-130.22kNm，=-130.22kNm的连线作为基线，作G=50kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G 你 +=506.03-130.22=-29.72kNm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-105.62kNm的连线为基线。作G=50kN，Q=62kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（50+62）6.03-=189.85kNm（50+62）6.03-=154.58kNm在第2跨内：=-0.267506.03-0.089626.03=-113.77kNm以支座弯矩=-105.62kNm，=-113.77kNm的连线为基线，作G=50kN，Q=62kN的简支梁弯矩图，得（G+Q）+（-）=（50+62）6.03-113.77+（-105.62+113.77）=111.43kNm（G+Q）+（-）=（50+62）6.03-113.77+（-105.62+113.77）=114.0kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267506.03-0.133626.03=-132.63kNm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（50+62）6.03-132.63=92.49kNm（与前面计算的=94.97kNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=506.03-132.63=56.29kNmG+=506.03-132.63=12.08kNm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-0.267506.03-0.178626.03=-147.04kNm=-0.267506.03+0.044626.03=-64.05kNm在第2跨内以支座弯矩=0，=-147.04kNm的连线为基线，作G=50kN，Q=62kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（50+62）6.03-132.63=180.91kNm（G+Q）+=（50+62）6.03-132.63=136.7kNm在第2跨内以支座弯矩=-147.04kNm，=-64.05kNm的连线作为基线，作G=50kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）+=506.03+（-147.04+64.05）-64.05=-18.87kNmG+（-）+=506.03+（-147.04+64.05）-64.05=8.78kNm弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：第1跨=90.34kN；过第1个集中荷载后为90.34-50-62=-21.66kN；过第2个集中荷载后为-21.66-50-62=-113.66kN=-144.63kN；过第1个集中荷载后为-144.63+50+62=-32.63kN；过第2个集中荷载后为-32.63+50+62=79.37kN第2跨=126.99kN；过第1个集中荷载后为126.99-50=76.99kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.050+1.062=112kN；过第1个集中荷载后为112-50-62=0。剪力包络图如下（b）所示主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算，因=0.120.1。翼缘计算宽度按=6/3=2mm和b+=6m中较小值确定取=2.0mB支座边的弯矩设计值=-b/2=-105.62-1640.4/2=-347.22kNm。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1B2弯矩设计值（kNm）162.91-105.6294.97-29.72=/（b）或=/（）=0.013=0.009=0.008=0.015=（1+）/20.9930.9950.9950.992=/822.34561.64478.43151.43选配钢筋（）214+316弯=911310+312弯=575214+116弯=509.1210=157主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=630-80=550mm，因/b=550/300=1.834截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3300630=675.675kN=144.63kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=39.68+62102kN，=700-500=200mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2200+3200=1000mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1000/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2210254.50.707+6221050.3=202.3kN，满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300620）=0.17%0.1%，满足要求主梁边支座需设置梁垫，计算从略。结 论课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践