混凝土楼盖课程设计

1、河南工程学院混凝土结构课程设计某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计学生姓名：邢海洋学 院：土木工程专业班级： 土木1342专业课程： 混凝土结构设计原理扌旨导教师： 陈庆丰2015年12月25日某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计一、设计资料（一）楼盖梁格布置楼盖梁格布置如图1所示（楼梯间在此平面外），主梁沿横向布置，次梁沿纵向 布置。图1楼盖梁格布置平面图（二）楼面做法25mn水泥砂浆面层（20 kN/m5），钢筋混凝土现浇板，25mm昆合砂浆抹底。（三）楼面荷载均布活荷载标准值为6kN/ni（四）材料混凝土强度等级C25;梁钢筋采用HRB40C级钢筋，板钢筋采用HPB30C级钢筋。二、

2、设计内容（一）楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.3m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.6/3 = 2.1m , 102/106.3/2.3，因此按单向板设计。按高跨比条件，对于两端连续的单向板，当h> 2100/30=70mm寸，满足刚度要求，对于工业建筑的楼板，要求h _ 70mm，取板厚h =80mm。次梁截面高度应满足h= 10/18 丨0/12 =6300/18 6300/12 = 350 525mm，取h=500mm 截面宽度 b=-h h，取 b=200mm32主梁的截面高度应满足h=l0/15丨0/10二6300/

3、15 6300 /10 = 420630 mm取 h = 600mm,b = 300mm。楼盖的结构平面布置图见图5-1所示。图5-1 结构平面布置图（二）板的结构设计1. 荷载计算2X 20=0.50 kN /mX 25=2.00 kN /m217=0.43 kN/m2板的永久荷载标准值25伽厚水泥砂浆面层：0.02580伽厚现浇钢筋混凝土板：0.0825mm混 合砂浆：0.025小计:0.50+2.00+0.43=2.93kN /m2板的可变荷载标准值：6kN/m2永久荷载分项系数取1.2 ;因楼面可变荷载标准值大于 4.0 kN/m2，所以可变荷 载分项系数取1.3。于是板的永久荷载设计

4、值：g =2.93 1.2=3.52 kN/m2可变荷载设计值：q =6 1.3=7.8kN/m2荷载设计总值：g+q=11.32 kN/m2,近似取为g+q=12.0 kN/m22. 计算简图按塑性内力重分布设计。次梁截面为 200mM 500mm板的计算跨度：边跨：1。1=2100 200 2 = 2000mm中间跨：102 Jn =2100 -200 = 1900mm因跨度相差小于10%可按等跨连续梁板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算 简图如图5-2所示图5-2板的计算简图3. 弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减，用塑性内力重分布理论计算，查表可得系数分别为：边支座-1/16 ;

5、边跨中，1/14 ;离端支座，-1/11 ;边跨中，1/16 ;中间支座， -1/14。故4. 正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm假定纵向钢筋直径d 为10m m，板厚80 m m，贝U截面的有效高度h。= h - c - d/2 =60mm板宽 1000mm。 C25混凝土，：产1.0， fc = 11.9 N / mm2; HPB30C钢筋fy 二 270N/mrH板配筋计算的过程列于表1。表1板的配筋计算截面A1B2C弯矩设计值(kN *m)-3.003.43-4.362.71-3.103.00 X063.43 X062.71 为063.10

6、 X061.0 X1.9 X000 逑021 .0X1.9 X000 X602=0.1021.0X11.9X000 >$021.0X1.9 X1000X602=0.070=0.080=0.063=0.0720.073<0.350.0830.108<0.350.0650.075<0.35计算配筋(mm2)As = ®h0o(1 fc / fy193.0219.5285.6171.9198.32实际配筋（mm ）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贝As/bh=196心000 80）=0.25%,此值大于 0.45 ffy=0.45 1

7、.27/270=0.21%,同时大于0.2%,满足最小配筋要求。（三）次梁的设计1. 荷载计算由板传来的永久荷载：3.52 2.1 =7.39kN/m次梁自重：0.2(0.5-0.08)25 1.2=2.52 kN/m次梁粉刷重：0.025(0.5-0.08) 217 1.2=0.34 kN/m小计：g=10.25kN/m可变何载设计值：q=7.82.1=16.38 kN/m何载总设计值：q+g=26.63kN/m2.计算简图按塑性内力重分布计算时，主梁截面 300mM 600mm其计算跨度:边跨：l01=l n =6300-100-300/2=6050 mm中间跨：l02 =ln =6300

8、-300=6000mm因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图5-3图5-3次梁的计算简图3.内力计算由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：剪力设计值：4.承载力计算(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bf =1/3 =6300/3 =2100mm b； = b + s. = 200+1900 = 2100mm，b 12b； = 1160mm三者的较小者，故取 b； = 1160mm。环境类别为一类，C25混凝土，梁的最小保护层厚度 c=20mm设箍筋直径10mm纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋h。=

9、500 _ 20 _ 10_20/2 = 460mm, C25混凝土 ：1 =1.0， -c =1， fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2 ;纵向钢筋采用HRB400钢，；y =360N/mm2, fyv =360N/mm2。正截面承载力计算过程列于表2中。经判别跨内截面均属于第一类T型截面。表2次梁正截面受弯承载力计算截面A1B2C弯矩设计值(kN *m)-40.6169.62-88.6159.92-68.48ots =M /(a fcbho)或=M/(«1 fcb；睛)=0.081=0.024=0.176=0.021=0.1360.085<0.350.0240

10、.1950.0210.147AS =bh0C<1fc/ f y 或258.5423.3593.0370.4447.02选配钢筋(mm )2竝143葩144竝142业163竝14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；As/(bh) =308/(200 500) =0.31%，此值大于 0.45 ft / ；y=0.45 X 1.27/360=0.16%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。(2) 斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸: hw 二 h0-h'f = 460-80 = 380mm，因 hw/b

11、= 380/200 = 1.9 :：: 4，截面尺寸按下式验算：0.25 ：cfcbho =0.25 1 11.9 200 460 =273.70 10N . Vmax = 88.61kN 截面尺寸满足 要求。(3) 计算所需腹筋：采用£ 6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs =0.7ftbh0 f yv jAsv h0，可得到箍s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，截面高度在300500mm勺梁，最大箍筋间距200mnd最后取箍筋 间距s=200mm为方便施工沿梁长不变。(4) 验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求

12、的配箍率下限为：0.3人/fyv = 0.3 1.27/360 = 0.11%，实际配箍率'sv =Asv/(bs) =56.6/(200 200) =0.14%0.11%，满足要求。(四) 主梁设计主梁按弾性方法设计。1. 荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载：10.25 6.3 = 64.58kN主梁自重(含粉刷)：永久荷载设计值：G二64.58 10.72二75.30kN可变荷载设计值：Q= 16.38 6.3 = 103.19kN2. 计算简图因主梁的线刚度与柱刚度之比大于 5,竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算， 按 弹性理论设计，计算跨度取支承

13、中心线之间的距离，I。= 6300mm。主梁的计算简图见 图 5-4。图5-4主梁的计算简图3. 内力设计值及包络图(1) 弯矩设计值由 M 二kiGI。 kzQlo得(2) 剪力设计值由V =k3G - k4Q得(3) 弯矩包络图 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载支座B或C的弯矩值为：在第1跨内：以支座弯矩M a =0,Mb =_213.13kNm的连线为基线，作 G =75.30kN,Q =103.19kN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 点处弯矩值分别为：在第2跨内：以支座弯矩Mb二-213.13KN ,m,M -213.13kNm的连线为基线， 作G =75

14、.30kN,Q =0的简支弯矩图，得集中作用点处的弯矩值： 第1、2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Ma =0,Mb =328.84kNm的连线为基线，作 G =75.30kN,Q =103.19kN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 点处弯矩值分别为：在第 2 跨内：M-0.267 75.30 6.3 -0.089 103.19 6.3 - -184.52kN m。 以支座弯矩Mb = 328.84KN *m,M -184.52kNm的连线为基线，作G =75.30kN,Q =103.19kN的简支梁弯矩图，的第1个集中荷载和第2个集中荷载作用

15、点处弯矩值分别为：12二丄(75.30 103.19) 6.3 -184.52(-328.84 184.52 )33=94.10 kN *m11= (75.30103.19) 6.3 -184.52(-328.84 184.52 )33 =142.20 kN *m 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：第1、3跨两集中荷载作用点的弯矩分别为：弯矩包络图如图5-5所示图5-5弯矩包络图图5-6弯矩抵抗图4. 承载力计算（1）正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按1/3 =6.3/3 = 2.1m 和 b - sn

16、=5.7m 中较小值确定，取 bf =2.1m。主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度15mm板上部纵筋10mm次梁上部纵筋直径14mm假定主梁上部纵筋直径 25mm 钢筋为，h0 =600-15-10-14-25/2 =548.5mm，取 550mm跨内截面经判别都属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值M B 二 M Bmax - V0b/2 =-328.84178.49 0.40/2 = -293.14KN m。正截面受弯承载力的计算过程列于表3。表3主梁正截面承载

17、力计算截面1B2弯矩设计值（kN *m）303.63-293.14161.80-55.00Gs =M/( a fh0)或303.63 >006=293.14 >106=161.80 XI0655 X1061.0 同1.9 *100 X55021.0 >11.9X300 >$50 21.0>01.9 X2100 ><55021.0X11.9X300 X5502Os =M/( a fcbf h0)0.0400.271=0.021=0.0510.9800.8380.9890.9741564.81766.7826.3285.2选配钢筋（mm2 ）4 业 20+

18、1 业 254竝253竝202竝20主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。（2）斜截面受剪承载力验算截面尺寸：hw 二 ho-hf = 550 - 80 = 470mm，因 hw/b = 470/300 = 1.57 ： 4，截面尺寸按下式验算： 0.25 -cfcbh0 =0.25 1 11.9 300 550 =490.88 103N Vma 230.69kN 截面尺寸满足 要求。（3）计算所需腹筋：采用门1020（双肢箍筋，= 302.12kN Vmax，不需要配置弯起钢筋。验算最小配箍率：A157fsv =sv 0.26% 0.24 =0.09%，满足要求。bs 300 200fy

19、v（4）次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力 R =64.58103.19 =167.77kN， m = 600-500 = 100mm，附加箍筋布置范围 2h132 100 3 200 = 800mm。取附加箍筋1 1020（双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m = 800/200 1 = 5排，次梁两侧各布置三排。由式 m n fyvAss =5汇2沁360汇78.5 = 282.6"03” =F，满足要求。因主梁腹板高度大于450mm需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截 面面积不小于腹板面积的0.1%,且间距不大于200mm现每侧配置2睦14, 308/

20、 （300 沃 550） = 0.19% a 0.1%，满足要求。三、绘制施工图（一）施工说明1. 本工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。2. 采用下列规范：（1）混凝土结构设计规范 GB 50010-1010;（2）建筑结构荷载规范GB 50009-2012。23. 荷载取值：楼面可变荷载标准值6.0kN / m4. 混凝土强度等级C25;梁内钢筋采用HRB40C级，用门表示；板内钢筋采用HPB300 级，用 '表示。5. 板纵向钢筋的混凝土保护层厚度15mm梁最外层钢筋的混凝土保护层厚度20mm（二）结构平面布置图楼板的平面布置图见图5-1，图中柱、主梁、次

21、梁、板的代号分别用“Z”，“KL”、“L” 和“B”表示，主、次梁的跨数写在括号内。（三）板配筋图板配筋图采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度a =./4 =1900/4 =475mm。板配筋图见附图（四）次梁配筋图次梁支座截面上部钢筋的第一批截断点要求离支座边ln/5 20d =6000/5+20X 18=1560m现取1600mm切断面积要求小于总面积的二分之一，B支座切断1门14,154/615=0.25 ： 0.5，C支座切断 1 14, 154/461 =0.33 ： 0.5，均满足要求,B支座 第二批切断1* 14,离支座边ln/3=6000/3=2000mm剩余2竝14兼做架立筋

22、。端支座上部钢筋伸入主梁长度la =（0.14 360/1.27）d = 556mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度las -12d = 168mm。次梁配筋见附图（五）主梁配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座， 不配置弯起钢筋，所以仅需确定 B支座上部钢筋的切断点。截取负弯矩的弯矩包络图 如图5-5。将B支座的、号筋按钢筋面积比确定各自的抵抗弯矩，号筋（2门25,As=982)抵抗弯矩为293.14 982/1766.7 = 162.9kNm。刚进的充分利用点和不需要点 的位置可按几何关系求得，见图5-6。拟截断号筋(22 25),因截断点位于受拉区， 离该钢筋充分利用点的距离应大于 1.2la 1.7h0=1.2 X (35.2 X 25) +1.7 X 550=1991mm截断点距该钢筋不需要点的距离应