钢筋混凝土整体式单向板肋型楼盖设计书[共19页]

1、目录设计要求 2钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书 4 一、楼盖梁格布置及截面尺寸确定. 4二、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计 4（1）、荷载计算. 4（2）、计算简图(采用五跨连续梁形式) 5（3） 弯矩设计值 5（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算 6（5）板的配筋图绘制.6（6）抗裂验算7（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：. 7三、次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计.7（1）、荷载设计值：.7（2）、计算简图.8（3） 弯矩设计值和剪力设计值的计算.8（4）配筋计算 .9（5）施工图的绘制. 10（6）抗裂验算 10（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：. 11四、主梁设计主梁

2、内力按弹性理论设计：. 11（1）荷载设计值。. 11（2）计算简图. 11（3）集中荷载作用下的内力计算 11（4）均布荷载作用下的内力计算. 14（5） 最不利内力组合. 16（6）配筋计算承载力计算. 18（7）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 20（8）抗裂验算 21（9）挠度验算（按弹性简支梁考虑）.23设计要求一、设计目的钢筋混凝土结构课程设计是水工专业教学的重要内容,通过课程设计一方面加深同学门对本课程所学内容的理解,做到理论联系实际,另一方面让同学们进行工程师的基本训练,为走向工作岗位打下一定基础。二、设计题目钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计三、设计资料某水

3、电站生产副厂房为3级水工建筑物,采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖,其结构布置如图所示：楼盖设计条件如下：1） 厂房按正常运行状况设计；2） 楼面均布荷载标准值为5kN/m2；3） 楼面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重度为20kN/m3）,板底及梁用15mm厚混合砂浆粉底（重度为17kN/m3）；4） 混凝土强度等级为C20,钢筋除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外,其余均采用HRB235钢筋；5） 结构环境类别为一类；6） 使用要求：梁、板允许挠度如下：楼盖允许挠度（以计算跨度计算）短期组合长期组合当7m时/200/250当7m9m时/300/400最大裂缝宽度允许值如下:短期组合:max=

4、0.4mm; 长期组合: max=0.35mm7)采用的规范:水工混凝土结构设计规范(SL/T19196)。四、设计内容（1）完成设计计算书一份。内容包括：1）板、主梁和次梁的截面尺寸的拟定；2）板、主梁和次梁的荷载计算、内力计算（按弹性体系方法）主梁的弯矩包络图和剪力包络图；3）构件截面配筋计算。（2）绘制楼盖结构施工图。内容包括：1）梁板结构布置图；2）板的模板图及配筋图；3）次梁的模板图及配筋图；4）主梁模板图、配筋图及材料图；5）主梁钢筋表；6）设计说明,如混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度、钢筋的制作及构件的抹面粉底等。钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书一、楼盖梁格布置

5、及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.0m。楼盖结构的平面布置图如图所示。图1: 楼盖结构的平面布置图按钢度要求多跨连续单向板的厚度hl/40=2000/40=50,单向板最小厚度,工业建筑楼板（水电站生产副厂房）为80mm,所以板厚可取h=80。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)6000=429 500mm,取h=500mm,截面宽b=(1/3.5 1/2)h=(1/3.5 1/2) 500=143 250mm,取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8)

6、6000=429750mm,取h=700mm,截面宽度b=(1/3.5 1/2)h=(1/3 .5 1/2) 700=200 350mm,取b=300mm。二、 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： 5 .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=5.01

7、.3=6.5kN/ 荷载设计总值：g+q=9.668kN/, 近似取10.0kN/（2）、计算简图(采用五跨连续梁形式)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=120mm,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： 故边跨板的计算跨度取=1820mm中间跨的计算跨度取=2000-200=1800mm由于两者差距较小（1.1%）简便起见,可取=1800mm。 图2:板的实际结构图图3:板的计算简图（3） 弯矩设计值由水工钢筋混凝土结构学表9-2查得：板的弯矩系数M,板的弯矩设计值计算过程见下表表1 板

8、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)=1.8=1.8=1.8=1.8(kN.m)11=2.95-11=-2.9516=2.03-14=-2.32（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm, =80-20=60mm,b=1000mm,C20混凝,=1.0,=9.6N/ mm2,HPB235钢筋,=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。表2 板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩

9、设计值（）2.95-2.952.03-2.320.048-0.0480.033-0.038 0.049-0.0470.034-0.037轴线 计算配筋（mm2际配筋（mm2）6200620062506250=142=142=113=113轴线计算配筋（mm2）1341290.894=760.8105=84实际配筋（mm2）6200620062506250=134=134=113=113配筋率验算： =0.16% =0.16% =0.14% =0.14%（5）板的配筋图绘制由弯矩配筋计算表的其安全配筋量很小,故其配筋可按构造要求：,可得板的单宽配筋为：66,即其配筋为：

10、6160,其中：。板中除配置计算钢筋（按构造要求）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。板的配筋图如图所示。图4: 板的配筋图（6）抗裂验算由水工钢筋混凝土结构学附录5表1查得：=0.40mm。由表2得：其最大裂缝处为B处。 已知数据：=30+=33mm,b=6000mm,=80-33=47mm,=168,=2MPaB处裂缝验算：= =0.054= =377N/(30+c+0.07)=2.1（30+30+0.07）=0.27mm。符合要求：。（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：由梁板允许挠度得：=2/200=0.01m。均布荷载作用下的挠度计算：已知数据：q=10kN/m,=

11、2m,=2MPa,I=8533, = =1.22m。符合条件：。三、次梁的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=2.52kN/m次梁粉刷： 20.015（0.5-0.08）171.2=0.257kN/m小计 g=9.149 kN/m活荷载设计值： q=6.52.0=13 kN/m荷载总设计值： q+g=13+9.149=22.149 kN/m 近似取荷载22.15 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=300

12、mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： =(6000-120-300/2)+240/2=5850mm =1.025(6000-120-300/2)=5874mm故边跨板的计算跨度取=5850mm中间跨：=6000-300=5700mm(边跨净跨长近似取=5.7m)由于两者差距较小（3.0%）简便起见,可取=5800mm。 次梁的实际结构图图5：次梁计算简图（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3%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：表3： 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

13、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)=5.8=5.8=5.8=5.8(kN.m)11=67.74-11=-67.7416=46.57-14=-53.23表4： 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ln=5.7=5.7=5.7=5.7(kN)0.45=56.82kN0.6=75.76kN0.55=69.44kN0.55=69.44kN（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,由水工钢筋混凝土结构学表2-3得其翼

14、缘宽度取下面二项的较小值： =6000/3=2000mm =b+=200+（2000-200）=2000mm 故取2000mm C20混凝,=1.0,=9.6N/ mm2,纵向钢筋采用HRB335,=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB235,=210 N/ mm2 , =-a=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（）67.74-67.7446.57-53.230.016-0.0160.011-0.0130.016-0.0160.011-0.013选配钢筋计算配筋（mm2）477477328387实

15、际配筋（mm2）218218312216=509=509=339=402表5： 次梁正截面受弯承载力计算（=0.20%,=300） 注：为方便配筋,顶层和底层均配218。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： =465-80=385mm且/b=385/200=1.93 Vmax =75.76kN故截面尺寸满足要求表6： 次梁斜截面承载力计算表截 面ACV56.8275.7669.4469.44223.2V截面满足223.2V截面满足223.2V截面满足223.2V截面满足=71.61 71.61V无需配箍筋1.1 71.61V无需配箍筋71.61V无

16、需配箍筋由该表得其箍筋可按够着要求选配,h=500,KV,=200mm,取6,s=250mm。（5）施工图的绘制次梁配筋图如图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时,梁面纵筋的锚固长度按下式确定：=4018=720（mm）,=750mm。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: 1.2750=900（mm）,取=900mm。 次梁横截面较狭高,还需配腰筋26。图6：次梁配筋图（6）抗裂验算由水工钢筋混凝土结构学附录5表1查得：=0.40mm。由表2得：其最大裂缝处为B处。 已知数据：=30+=39mm,b=300mm,=5

17、00-39=461mm,=509,=2MPaB处裂缝验算：= =0.022= =332N/(30+c+0.07)=2.1（30+30+0.07）=0.30mm。符合要求：。（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：由梁板允许挠度得：=2/200=0.01m。均布荷载作用下的挠度计算：已知数据：q=22.15kN/m,=6m,=2MPa,I=312500, = =6m。符合条件：。四、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。1）集中荷载：次梁传来的恒载： G=（200.02+0.01517+8025）26+2.326=45.78kN次梁传来的活载： Q=526=60kN 2）均布荷载：主梁自

18、重（含粉刷）：g=（0.70-0.08）0.325+2（0.70-0.08）0.01517 =4.97kN/m 取g=5kN/m恒荷载设计值： G=45.78kN ,g=5kN/m活荷载设计值： Q=60kN （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(假设其墙厚为370),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: =+a/2+b/2=(6000-150-120)+370/2+300/2=6065mm =1.05=1.055730=6017mm由于b=30080/700=0.1140.10（一层钢筋：a=30+10,=4

19、0；两层钢筋：a=65,=65）翼缘计算宽度按/3=6.0/3=2.0m和b+=0.3+6-0.3=6.0m,中较小值确定,取=2000mm,B支座处的弯矩设计值：= -b/2=-232.22+40.80.3/2=-226.10 kNm判别跨中截面属于哪一类T形截面 (-/2)=1.09.6200080（700-65）-40)=1072.09,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11 主梁正截面受弯承载力及配筋计算（=0.20%,=363）截面B15弯矩设计值（kN.m）203.14-232.22113.64-32.760.025 -0.029 0.014 -0.004 0.

20、025 -0.028 0.014 -0.004 选配钢筋计算配筋（mm2）10391157578165实际配筋（mm2）12211821626122218214261221182621426=1093=1254=691=365 注：纵向箍筋采用46（部分26充当纵向箍筋）。由表可得配配一层钢筋即可,即：=700-40-=6602）箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：=-=640-80=560mm且/b=560/300=1.87 =157.76kN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：表12 斜截面配筋计算表截 面AV115.36-128.64157.760.25(kN)403.20 V截面

21、满足403.20 V截面满足403.20 V截面满足147.84V按构造要求配箍筋147.84V按构造要求配箍筋147.841.1 V按构造要求配箍筋箍筋肢数、直径262626575757+=0.7b+1.25=147.84+159.60 =307.44kN307.44 V307.44 V307.44 V实配箍筋间距200200200验算最小配筋率100%=0.095%或20d,钢筋的实际切断点到充分利用点的距离。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区,其实际截断点到理论截断点的距离1.3或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离 。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：由水工钢筋混

22、凝土结构学附录4,表2得：梁顶面受拉纵筋的锚固长度：=40d=4018=720（mm）,取=800mm。由水工钢筋混凝土结构学得：梁底面纵筋的锚固长度：=12d=1216=192mm,取=200mm。 3)检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图所示。图9：主梁模板图、配筋图及材料图表13 主梁钢筋表编号形状直径长度根数总长(m)质量(kg)1618440236.88 25.74 2618360236.72 25.62 31411440111.44 43.46 41410660110.66 40.50 51819386119.39 121.75 62219554119.55 183.45 718888418.88 55.79 816505215.05 25.07 916462014.62 22.93 10618000236.00 25.12 1161700120204.00 142.35 12636012043.20 30.15 （8）抗裂验算由水工钢筋混凝土结构学附录5表1查得：=0.40mm。由表2得：其最大裂缝处为、B、15处。1）处裂