现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书.docx

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计任务书.设计题目设计某多层工业厂房的中间楼面，采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖.设计内容1 结构平面布置图：柱网、板、次梁及主梁的布置。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（2） 板的配筋图（3） 次梁的配筋图（4） 主梁的配筋图及弯矩包络图、材料图（5） 钢筋明细表及图纸说明.设计资料1 厂房平面示意图建筑四周采用370mm承重墙2 建筑构造生产车间的四周外墙均为承重赚砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm，层高4.5m。楼盖面层做法：水磨石地面（20mm厚水泥砂浆找平厚做10mm厚水磨石面层）。板低采用20mm厚混合砂浆天棚抹灰。3.荷载参数（1）楼面活荷载，qx=6.5。（2）楼面面层：水磨石地面0.65KN/m2。（3）钢筋混凝土容重：=2425KN/m2。（4）混合砂浆容重：=17KN/m2。5建筑材料（1）混凝土：C25或C30。（2）钢筋:主梁及次梁受力筋建议采用HRB335级或HRB400级钢筋，板内及梁内的其他钢筋建议采用HPB235级钢筋。现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、楼盖结构平面布置及截面尺寸确定：1、确定主梁（L1）的跨度为6.3m,次梁（L2）的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m。楼盖的平方米按结构布置图如下图所示：厂房楼盖结构平面布置图按高跨比条件，要求板厚hl/402100/40=52.5mm,对工业建筑楼板，要求h70mm,所以板厚取h=70mm。次梁截面高度应满足hl/18 l/12=367550mm,取h=500mm,截面宽b=(1/21/3)h,取b=200mm。主梁截面高度应满足h=l/15 l/10=420630,取h=600mm,截面宽度取为b=250，柱的截面尺寸bh=400mm400mm。二、板的设计按考虑塑性内力重分布设计荷载计算 恒载标准值（自上而下）10mm水磨石面层：0.650 KN/m220mm水泥砂浆找平层： 0.02020=0.400KN/m270mm钢筋混凝土板： 0.07025=1.75KN/m220mm板底石灰砂浆： 0.02017=0.340KN/m2小计 gx=3.14 KN/m2活荷载标准值：qx=6.5 KN/m2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0 KN/m2，所以活荷载分项系数取1.3，恒荷载分项系数取1.2。恒荷载设计值：g=3.141.2=3.768 KN/m2活荷载设计值：q=6.51.3=8.45 KN/m2荷载总设计值：g+q=3.768+8.45=12.218 KN/m2；近似取12.2 KN/m2计算简图 取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如下图所示：板的实际结构图由图可知：次梁截面宽度为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=120mmh=70mm,按塑性内力重分布设计，则板的计算跨度为：l01=ln+h/2=（2100-120-200/2）+70/2=1915mm所以边跨板的计算跨度取l01=1920mm。中跨l01=ln=2100-200=1900mm。板的计算简图如下图所示：计算弯矩设计值 因边跨与中跨的计算跨度相差（1920-1900）/1900=1.05%，小于10%，可按等跨连续板计算，板的弯矩系数a，板的弯矩设计值计算过程见下表：板的弯矩设计值计算表截面位置1B2C边跨跨中第一内支座中间跨跨中中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0（m）1.9201.9201.9001.900M=(g+q)l02/KN.m=4.09=-4.09=2.75=-3.15板的配筋计算正截面受弯承载力计算 板厚70mm,h0=70-20=50mm,b=1000mm,C30混凝土，a1=1.0，fc=14.3N/mm2;HPB235钢筋，fy=210 N/mm2。对轴线间的板带，考虑起工作用，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，折减后的弯矩值标于括号内。板配筋计算过程见下表：板的配筋计算表截面位置1B2C弯矩设计值4.09-4.092.75（2.20）-3.15（2.52）s=M/1fcbh020.1140.1140.0770.088=1-21-2s0.1210.100.1210.350.0800.092轴线计算配筋/mm2As=M/1fcbh02/fy412412272313实际配筋/ mm28120812081808160419419279314轴线s=M/1fcbh020.1140.1140.0620.070=1-21-2s0.1210.1210.6640.073计算配筋/mm2As=M/1fcbh02/fy412412218249实际配筋/ mm28120812061308200419419218251配筋率验算=0.45ft /fy=0.451.43/210=0.31%=AS/bh=419/(100070)=0.60%=AS/bh=419/(100070)=0.60%=AS/bh=218/(100070)=0.31%=AS/bh=279/(100070)=0.36%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。板的配筋图如下图所示：板的配筋示意图（3）次梁设计按考虑塑性内力重分布设计荷载设计值 恒荷载设计值 次梁自重：0.20（0.5-0.07）251.2=2.58KN/m次梁粉刷：20.02（0.5-0.07）171.2=0.35KN/m小计 g=10.84KN/m活荷载设计值：q=8.452.1=17.75 KN/m荷载总设计值：q+g=10.84+17.75=28.59 KN/m，取荷载p=28.6 KN/m计算简图 次梁的实际结构图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支撑长度为a=240mm,主梁宽度为b=250mm。次梁边跨的计算跨度按以下两项的较小值确定：边跨 l01=ln+a/2=(6600-120-250/2)+240/2=6475mm1.025ln=1.0256355=6514mm次梁边跨的实际计算跨度取l01=6480mm中间跨l02= ln=6600-250=6350mm计算简图如下图所示：次梁的计算简图弯矩设计值和剪力设计值的计算 因为边跨和中间跨的计算跨度相差（6480-6350）/6350=2.05%，小于10%，可按等跨连续梁计算。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分别见下表：次梁弯矩设计值的计算表截面位置1B2C边跨跨中第一内支座中间跨支座中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0（m）6.486.486.356.35M=(g+q)l02/KN.m=109.2=-109.2=72.1=-82.4次梁剪力设计值计算表截面位置AB（左）B（右）C边支座第一内支座（左）第一内支座（右）中间支座剪力系数0.450.600.550.55计算跨度ln（m）6.366.366.356.35V=(g+q)ln2/KN=81.85=109.14=99.89=99.89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=l0/3=6350/3=2117mm bf=b+Sn=200+2100-200=2100mm故取bf=2100mm,已知条件：C30混凝土，1=1.0,fc=14.3 N/mm2,ft=1.43 N/mm2;纵向钢筋采用HRB335, fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2,预计纵筋布置为单排，则h0=500-35=465mm。判别跨中截面属于哪一类T形截面 1fcbf hf( h0-hf/2)=1.014.3210070(465-35)=903.9(KNm)M1M2,跨中截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于下表：次梁正截面配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值109.2-109.272.1-82.4s=M/1fcbh02109.2106114.321004652=0.0168109.2106114.32004652=0.176672.1106114.321004652=0.011182.4106114.32004652=0.1332=1-21-2s0.01680.100.17660.350.01110.100.13320.35选配钢筋计算配筋/mm2As=1fcbh02/fy114.321004650.0168300=782.8114.32004650.1766300=782.8114.321004650。0111300=516.8114.32004650.1332300=590.7实际配筋/ mm2220+116220+116220218+112829.1829.1628622.1斜截面受承载力计算复核截面尺寸：=-=465-70=395mm，因/b=395/200=1.984，截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3200465=332.5N=109.2KN，故截面满足要求。又：0.7b=0.71.43200465=93.09NVmin=72.1KN所以除A支座处按构造配筋外，其他支座各截面均需要按计算配置箍筋。采用6双肢箍，nAsv1= Asv=228.3=56.6,计算B支座左侧截面VB1的配箍。由VB1VCS=0.7ftbho+1.25fyvho可得箍筋间距s1.25fyvASVh0VB1-0.7ftbh0=1.2521056.6465109.2103-0.71.43200465=429mm调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围的箍筋面积应增加20%，现调整箍筋间距，s=0.8429=343.2mm，为满足最小配筋率的要求，可取箍筋间距s=300mm。为方便施工，取箍筋间距s=100mm配箍筋率验算：弯矩调幅时要求配筋率下限是0.3=0.31.43/210=2.0410-3。实际配筋率sv=Asv/bs=56.6/(200100)=2.8310-32.0410-3，满足要求。因各个支座处的剪力相差不大，沿梁长均匀配置双肢6100的箍筋。 施工图的绘制 次梁配筋图如下图所示：计算配筋516.8mm2实际配筋628mm2220计算配筋782mm2实际配筋829.1mm2220+116 计算配筋590.7mm2实际配筋622.1mm2218+112计算配筋782mm2实际配筋829.1mm2220+116次梁配筋示意图其中次梁锚固长度确定。深入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：las=la=fyftd=0.143001.4316=469.9mm，取470mm。伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度应满足：l=12d=1216=192mm，取200mm。梁底面伸入纵筋的长度应满足las12d=1216=192mm，取200mm。纵筋的截断点距支座的距离：las=ln/5+20d=6480/5+2016=1616mm，取l=1650mm。主梁设计按弹性理论设计 荷载设计值（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：10.846.6=71.544主梁自重（含粉刷）：(0.6-0.07) 0.252.1252(0.6-0.07) 0.02172.1 1.2=9.256KN恒荷载：G=71.544+9.256=80.8KN活荷载：Q=17.756.6=117.15KN 取Q=117.2KN 计算简图 主梁的实际结构图如下图所示：主梁的实际结构图由图可知，主梁端部支承在墙上的支承长度=370mm，中间支承在400mm400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨ln1=6300-200-120=5980mm，因为0.025 ln1=149.5mma2=185mm,所以边跨取 l1=1.025 ln1+b2=1.0255980+200=6329.5mm，近似取l1 =6350mm中跨：l2=6300mm平均跨度：l0=(6650+6600)/2=6625mm计算简图如下图所示：主梁计算简图内力设计计算及包络图绘制 因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。a.弯矩设计值: 弯矩M=k1Gl+ k2Ql主梁弯矩设计计算表项次荷载简图弯矩示意图恒载活载活载活载活载组合项次组合值+ +92.44-368.65-64.09-368.65组合项次组合值+ +340.27-207.3181.78-203.44b剪力设计值： 剪力 V=k3G+ k4Q主梁剪力计算表项 次荷载简图恒载活载活载活载活载组合项次 () +160.73+112.80+224.02组合项次 () +43.64+-256.02+8080 配筋计算截面承载力计算 C30混凝土，1=1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1,43 N/mm2；纵向钢筋采用HRB400级，fy=360 N/mm2，预计跨中截面纵筋按两排布置，h0=h-s=600-60=540mm，箍筋采用HRB235，fyv=210 N/mm2。a. 正截面受弯承载力及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面计算，因hf/h0=70/540=0.1300.10翼缘计算宽度按l0/3=6.3/3=2.1和b+Sn=6.6m中较小值确定，取bf=2100mm。B支座处的弯矩设计值：MB=Mmax-V0b2=-368.65+1980.42=-329.05KN.m判别跨中截面属于哪一类T形截面=1.014.3210070(540-35)=1061.6(kN.m)M1M2,均属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程如下。第一跨跨内正截面设计，最大弯矩M1=340.27KN,第一类T形截面。s=M/1fc h02=340.27106/（1.014.32100540 ）=0.0389=1-1-2s=1-1-20.0389=0.0397b=0.518As=1fcbfh02/fy=1.014.321005400.0397/360=1788选配214422，钢筋实际面积为1828，满足要求。B支座正截面设计，最大弯矩MB=-329.05KN，矩形截面，纵筋按两排考虑，h0=h-s=600-70=530mm。s=M/1fc bh02=329.05106/（1.014.3250530 ）=0.0328=1-1-2s=1-1-20.0328=0.0413b=0.518,不超筋。As=1fcbh02/fy=1.014.32505300.413/360=2174选配314425,钢筋实际面积为2425。其余截面的配筋计算见下表：主梁正截面承载力配筋计算表截面12弯矩设计值（KNm）340.27181.78-64.09s =M/1fcbh0340.271061.014.32100540 =0.0389181.781061.014.32100565 =0.019064.091061.014.3250540 =0.0615=10.03970.5180.01920.5180.06350.518选配钢筋计算配筋()AS=1 fc bh0/fy1788895330实配钢筋()225(弯2)422114(弯1)2222161828913.9402b箍筋计算主梁斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：hw=h0hf=53070=460,因hw/b=530/250=1.840.24ft/fyv=0.163%,满足要求Vcs=0.7ftbh01.25fyvAsvh0/s=0.71.432505301.2521033.22530100=225.01kN(VA=160.73kN,VBr=224.02kN)VcsVBl=256.02kN因此应在B支座截面左面按计算配置弯起钢筋，由于主梁剪力图呈矩形，故在B截面左边的2.1m范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖最大剪力区段，现先后弯起第一跨跨中的214和支座处的一根114鸭筋，验算如下：As