钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书与计算书.doc

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、 设计题目及目的题目：设计某多层工业建筑的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。目的：1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。 2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。 3、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法。 4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。 5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。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、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0kN/；板跨2.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0kN/。数据：Lx=6000, Ly=6300。 2 楼面构造。采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3 屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4 梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。5 混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为7.5m，次梁的跨度为6.5m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.5m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/4L=2500/40=62.5，对工业建筑的楼板，要求h80，所以板厚取h=80。次梁截面高度应满足H=(1/18 1/12)L=(1/18 1/12)6500=(360 541)mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 500=(167 250)mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8 )L=(1/14 1/8) 7500=535937mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 650=217 325mm,取b=300mm。3、 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20mm厚水泥沙浆面层：0.02 20=0.4 kN/80mm厚钢筋混凝土板：0.0825=2.0 kN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.01517=0.255 kN/小计 2.655 kN/ 活荷载标准值： 8.0 kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取， 恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.168 kN/ 活荷载设计值：q=81.3=10.4kN/ 荷载设计总值：g+q=13.568kN/, 近似取13.6kN/（2）、计算简图取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=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=，则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： l01=ln+h/2=(2500-120-200/2)+80/2=2320mm l011=ln+a/2=(2500-120-200/2)+120/2=2340mm故边跨板的计算跨度取lo1=2320mm中间跨： l02=ln=2500-200=2300mm板的计算简图如图所示。 （3） 弯矩设计值 因边跨与中跨的计算跨度相差（2320-2300）/2300=0.9%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.32l01=2.32l02=2.30l02=2.30(kN.m)13.62.322.32/11=6.65-13.62.322.32/11=-6.6513.62.32.3/16=3.28-13.62.302.30/14=-5.14（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土 a1=1.0,fc=11.9N/ mm2，HPB235钢筋，fy=210 N/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，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，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。 板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩设计值（）6.65-6.654.5-5.14s=M/1fcbh020.141-0.1410.095-0.109 0.1530.1-0.1530.350.10.1-0.1160.35轴线 计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy520-520340394实际配筋（mm2）1015010150 8140 8125 As=524As=524As=359As=402轴线计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy5205200.8340=272 0.8394=315.2实际配筋（mm2）1015010150 81808180 As=524As=524As=279As=335配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.451.27/210=0.27%P=As/bh =0.65%P=As/bh =0.65%P=As/bh =0.35%P=As/bh =0.42%（5）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（见附图）。4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值 板传来的荷载：3.1862.0=6.372kN/m次梁自重： 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52 kN/m次梁粉刷： 20.015（0.5-0.08）171.2=0.257 kN/m小计 g=9.149 kN/m活荷载设计值： q=10.42.0=20.8 kN/m荷载总设计值： q+g=20.8+9.149=29.949 kN/m 近似取荷载29.95 kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： l01=ln+h/2=(6500-120-300/2)+240/2=6350mm l011=1.025ln=1.0256230=6386mm故边跨板的计算跨度取lo1=6230mm中间跨： l02=ln=6500-300=6200mm次梁支撑情况如图所示。（3） 弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6350-6200）/6200=2.4%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可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见表：次梁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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.35l01=6.35l02=6.2l02=6.2(kN.m)29.956.352/11=109.79-29.9556.152/11=-109.7929.956.22/16=71.95-29.956.22/14=-87.54次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 B(左) 离端第二支座B(右) 离端第二支座C中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.23ln1=6.23ln2=6.2ln2=6.2(kN)0.45x29.95x6.23=83.96kN0.6x29.95x6.23=111.95kN0.55x29.95x6.2=102.13kN0.55x29.95x6.2=102.13kN（4）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=lo/3=6500/3=2167mmbf=b+Sn=200+2500-200=2500mm 故取bf2167mm C25混凝土 a1=1.0, fc=11.9 N/ mm2, ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB235，fyv=210 N/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。截面1B2C 弯矩设计值（）109.79-109.7971.95-87.54s=M/1fcbh02109.79x106/(1x11.9x2500x4652)=0.017109.79x106/(1x11.9x200x4652)=0.21371.95x106/(1x11.9x2500x4652)=0.011290.4x106/(1x11.9x200x4652)=0.17010.0170.10.2420.350.0110.10.1880.35选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy0.017x2500x465x1x11.9/300=783.90.242x200x465x1x11.9/300=892.70.011x2500x465x1x11.9/300=507.230.188x200x465x1x11.9/300=693.53实际配筋（mm2）218+120222+116120+ 212220+112As=823As=961As=540As=741.1 次梁正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93 Vmax =127.17kN=0.7 x1.27 x200 x465=82.7故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV83.96111.95102.13102.13276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V满足144.1V满足144.1V满足144.1V满足（5）施工图的绘制次梁配筋图(见附图)，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.1430022/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm, 取1650mm.5、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 9.1496.5=59.47kN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）0.32.025+2（0.65-0.08）0.015172.0 1.2 =10.958kN恒荷载设计值： G=1.2Gk=（59.47+10.958）x 1.2=84.5kN活荷载设计值： Q=8 x 2.5 x 6.5 x 1.3=169 kN（2）计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在300mm300mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(7500-200-120)+300/2+300/2=7480mm Lo1=1.025ln+b/2=1.025 x (7500-200-120)+200=7559mm故lo1取7480mm中跨 lo2=7500mm计算简图如图所示。（3）、内力设计值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。弯矩值计算：，式中k1和k2由表查得主梁的弯矩设计值计算（）项次荷载简图 弯矩图示意图1恒载0.244154.22-0.2674-169.010.06742.46-0.2674-169.012活载0.289365.3-0.133-168.13-0.133-168.58-0.133-168.13 3活载-0.044-55.62-0.133-168.130.200253.5-0.133-168.13 4活载0.229289.48-0.311-393.140.096121.68-0.089-112.515活载-0.089/3-37.5-0.089-112.510.17215.48-0.311-393.14组合项次Mmin(kNm)+98.6+-562.15+-126.12+-562.15组合项次Mmax(kNm)+519.52+-281.52+295.96+-281.52由此可作出下列几种情况下的内力图：+ + + 将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。、剪力设计值：不同截面的剪力值经过计算如表所示。 主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图 恒载0.73350.3-1.267-86.91.0068.6活载0.866141.9-1.134-185.700活载0.689112.9-1.311-214.71.222200.2活载-0.089-14.6-0.089-14.60.788127.4组合项次Vmax(kN) +192.2+-101.5+268.8组合项次Vmin(kN) +35.7+-301.6+68.6同样可绘出剪力包络图：（4）配筋计算承载力计算C25混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用HPB235 ，fyv=210 N/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=2000mm支座处的弯矩设计值：。MB= Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 kNm判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8kN .m M1 M2 .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1-15 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）385.9370224.2103.1s=M/1fcbh020.0470.3080.0250.080.0480.5180.3800.5180.0250.5180.0830.518选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm2)622622120420220As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7 Vmax =301.6kN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截 面AV192.2-301.6368.8548.9V截面满足517.7V截面满足517.7V截面满足164.02V需配箍筋254.69V需配箍筋254.69V256.8V实配箍筋间距150 150