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 指导教师： 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25mm水泥砂浆面层（20 kN/m3），钢筋混凝土现浇板，25mm混合砂浆抹底。（三）楼面荷载均布活荷载标准值为6kN/m2（四）材料混凝土强度等级C25；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板钢筋采用HPB

2、300级钢筋。二、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，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h2100/30=70mm时，满足刚度要求，对于工业建筑的楼板，要求，取板厚。次梁截面高度应满足h，取h=500mm。截面宽度b=，取b=200mm。主梁的截面高度应满足mm取。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.荷载计算板的永久荷载标准值25厚水泥砂浆面层： 0.025×20=0.5080厚现浇钢筋混凝土板： 0.08&

3、#215;25=2.0025mm混合砂浆： 0.02517=0.43小计： 0.50+2.00+0.43=2.93板的可变荷载标准值： 6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，所以可变荷载分项系数取1.3。于是板的永久荷载设计值: 2.931.2=3.52可变荷载设计值: 荷载设计总值: g+q=11.32,近似取为g+q=12.02.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: 中间跨: 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

4、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；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10，板厚80，则截面的有效高度=60mm；板宽。C25混凝土，=1.0，11.9；HPB300钢筋 270N/mm2。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（）-3.003.43-4.362.71-3.10=0.070=0.080=0.102=0.063=0.0720.073<0.350

5、.0830.108<0.350.0650.075<0.35计算配筋（）193.0219.5285.6171.9198.3实际配筋（）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=196/(100080)=0.25%，此值大于0.45=0.451.27/270=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： 次梁自重： 0.2(0.5-0.08)251.2=2.52次梁粉刷重： 0.0252171.2=0.34 小计： g=10.25可变荷载设计值： q=7.82.1=16.38荷载总设计值： q+g=26

6、.632.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： =6300-100-300/2=6050中间跨： 6300-300=6000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mm、，三者的较小者，故取。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，则一排纵向钢筋， C2

7、5混凝土，；纵向钢筋采用HRB400钢，。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（）-40.6169.62-88.6159.92-68.48或=0.081=0.024=0.176=0.021=0.1360.085<0.350.0240.1950.0210.147或258.5423.3593.0370.4447.0选配钢筋（）214314414216314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；，此值大于=0.45×1.27/360=0.16%，同时大于0.2%，满足最小

8、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：，因，截面尺寸按下式验算：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，可得到箍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的梁，最大箍筋间距200mm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：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：，实际配箍率，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

9、的永久荷载： 主梁自重（含粉刷）： 永久荷载设计值： 可变荷载设计值： 2.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，计算跨度取支承中心线之间的距离，。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 由得（2）剪力设计值由得（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：以支座弯矩的连线为基线，作的简支梁弯矩图，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：以支座弯矩的连线为基线，作的简支弯矩图，得集中作用点处的弯矩值：第1、2有可变荷

10、载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩的连线为基线，作的简支梁弯矩图，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：。以支座弯矩的连线为基线，作的简支梁弯矩图，的第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：=94.10=142.20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，翼缘计算宽度按和中较小值确定，取。主梁混凝土保护层厚度的

11、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，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。正截面受弯承载力的计算过程列于表3。表3 主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值（）303.63-293.14161.80-55.00或=0.040=0.271=0.021=0.0510.9800.8380.9890.9741564.81766.7826.3285.2选配钢筋（）420+12

12、5425320220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：，因，截面尺寸按下式验算：截面尺寸满足要求。（3）计算所需腹筋：采用10200双肢箍筋， ，不需要配置弯起钢筋。验算最小配箍率：，满足要求。（4）次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力，附加箍筋布置范围。取附加箍筋10200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，排，次梁两侧各布置三排。由式，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214, ，满足要求。三、绘制施工图（一）施工说明

13、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。3.荷载取值：楼面可变荷载标准值。4.混凝土强度等级C25；梁内钢筋采用HRB400级，用表示；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

14、长度。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=6000/5+20×18=1560mm现取1600mm；切断面积要求小于总面积的二分之一，B支座切断114，C支座切断114，均满足要求，B支座第二批切断114，离支座边=6000/3=2000mm；剩余214兼做架立筋。端支座上部钢筋伸入主梁长度。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度。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

15、的抵抗弯矩，号筋（225，=982）抵抗弯矩为。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（225），因截断点位于受拉区，离该钢筋充分利用点的距离应大于=1.2×（35.2×25）+1.7×550=1991mm；截断点距该钢筋不需要点的距离应大于1.3（715mm）和20d（500mm）。号筋截断点离B支座中心线的距离:按第一个条件时1991+128=2119mm；按第二个条件时715+707=1422mm，由第一个条件控制。主梁计算简图取为连续梁，忽略了柱对主梁弯曲转动的约束作用，梁柱的线刚度比越大，这种约束作用越小。内支座因节点不平衡弯矩较小，约束作用较小，可忽略：边支座的约束作用不可忽略。主梁边跨的固端弯矩：梁、柱线刚度比5.36，则梁端的最终弯矩：将号筋贯通，可承受158.17，满足要求。因主梁的腹板高度，需在梁的两侧配置纵向构造钢筋。现每侧配置214，配筋率308/（300×470）=0.22%>0.1%，满足要求。 主梁配筋见附图。四、参考文献（1）建筑制图标准（GB/T 50104-2010）S.北京：中国建筑工业出版社,2011.（2）建筑结构可靠度设计统一