钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计说明书.doc

14 届课程设计钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计说明书学生姓名 马国强 学 号 3041210118 所属学院 水利与建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 14-1 指导教师 李林 日 期 2012.12 塔里木大学教务处制前 言课程设计是土木工程专业本科大学生培养方案中的综合性实践性教学环节，也是大学生综合素质和毕业后实际工作能力，适应社会能力中的最大环节。因此它对扩大我们的专业知识也是极其重要。课程设计集理论与实践一体，通过一个整体的课程设计，对于相关设计规范，手册，标准图以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解。因此，充分重视课程设计环节对提高大学生的综合能力有十分重要的意义。课程设计对我们进一步理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用，同时也是我们由理论学习通往工程实践的一座桥梁。我们知道钢筋混凝土设计的知识源于工程实践，反过来又对工程实践具有指导作用，二者相辅相成。课程设计带给了我们的动手机会，通过课程设计我们将更好地理解和巩固学习到的各种理论和方法，有意识地培养了自己的工程意识和解决实际工程问题的能力。混凝土和钢筋二者是一个有机的整体，因此我门在设计时必须将二者结合起来。设计的目的就是通过一系列的力学计算都能使得钢筋和混凝土均匀的达到屈服荷载，在保证结构在安全正常工作的条件下充分的达到钢筋和混凝土的强度要求以及降低工程造价的要求。钢筋混凝土结构是根据结构的使用功能和结构形式在确定的场地条件下选择适宜的施工方案并确定其技术细节，使设计的结构在预定的使用期限内和规定的使用条件下能够安全正常地工作，在此基础上满足降低造价和保护环境的要求。目 录1.工程概况11.1建筑类型11.2建筑构造11.3 荷载参数11.4建筑材料11.5题号12.设计正文12.1梁、板、柱尺寸的确定12.2板的设计 23.横向支承梁L-1设计83.1跨度计算93.2荷载计算93.3内力计算93.4正截面承载力计算123.5斜截面受剪承载力计算134.纵向支承梁L-2设计154.1计算跨度154.2荷载计算164.3内力计算164.4正截面承载力计算184.5斜截面受剪承载力计算205 柱的计算226 梁、柱的裂缝宽度验算236.1梁的裂缝宽度验算236.2梁的挠度验算256.3柱的裂缝宽度验算26致 谢27参考文献281 工程概况1.1建筑类型本设计是双向板的楼盖，该建筑位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别二a类。1.2建筑构造 (1)四周外墙均为承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为，柱高为。板的支承长度为，梁的支承长度为。 (2)楼盖面层做法:楼面面层为水磨石(厚水泥砂浆，自重为)；梁、板天花为混合砂浆抹灰(，重力密度为)。1.3 荷载参数楼面活荷载： 厚水泥砂浆： 钢筋混凝土重力密度： 混合砂浆容重： 恒载分项系数： 活载分项系数： （楼盖楼面活荷载标准值大于）1.4建筑材料混凝土： 钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋级，梁中受力钢筋级钢筋。1.5题号号题目 建筑尺寸 楼面活荷载2设计正文2.1梁、板、柱尺寸的确定(1)梁 横向长度： 纵向长度： 梁的高度： 由于跨度较大则取 梁的宽度： (2)板 板 厚： (3)柱 柱的尺寸： 2.2板的设计 （1）荷载的计算板自重： 厚水泥砂浆： 板天花为混合砂浆抹灰： 恒载标准值： 活荷载标准值： 恒载设计值： 活荷载设计值： 合计 图1梁格布置图（2）按塑性理论计算在求各区格板跨内正弯矩时按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载： 在作用下，各内支座均可视作固定支座，边支座按实际情况确定，如果搭接在墙上的视为简支，搭接在梁上的视为固定。某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处，在作用下，各区格板四边均可视为简支跨内最大正弯矩在中心点处，计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩。在求各支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载:按混凝土结构设计（第三版）沈蒲生主编附录8进行内力计算，计算简图及计算表格见表2。（3）双向板的弯矩计算按弹性理论计算时，计算跨度取：边 跨 和 取小值中间跨 和 取小值 方向： 边跨 中间跨 方向： 边跨 中间跨 (1) 弯矩的计算 1.中间区格板D 梁截面 计算跨度 由于去格板D四周都与梁连接 2. 边区格板B计算跨度 由于B区格为三边连接一边简支板，内力不作折减又由于长边支座弯矩已知 3. 边区格板C计算跨度 由于C区格板三边连续一边简支，无边梁内力不作折减，由于短边支座弯矩 由于去格板D四周都与梁连接 4. 角区格板A由于A区格为两边连续两边简支无边梁，内力不作折减，已知计算跨度 支座处的弯矩:D-B支座 D-C支座 B-A支座 C-A支座 （4）双向板的配筋计算各跨内、支座弯矩已求得（考虑A区格板四周与梁整体连结，乘以折减系数。边区格板的跨内截面及第一支座截面：时，减小。（是沿板边缘方向的计算跨度，是垂直于边缘方向的计算跨度），即可近似按算出相应的钢筋截面面积，取跨内及支座截面，具体计算如下表和表。已知板的厚度为，环境为类， 则截面有效高度：表1 双向板跨中弯矩配筋截 面选配钢筋实配面积跨中A区格方向11.231253158150335方向7.751152368200251B区格方向10.521252958150335方向7.361152258200251C区格方向7.831252208150335方向5.481151678200251D区格方向5.831251648150335方向4.081151248200251表2 双向板支座配筋截 面选配钢筋实配面积支座D-B11.6613023181308300553D-C8.1613022081308300553B-A14.72813039881108300643C-A15.6613042381108300643（5）双向板的配筋图图2 双向板的配筋图3.横向支承梁L-1设计 按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图四所示。计算梁的内力，进行梁的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。 图3 双向板支承梁荷载传递简图取横向支撑梁截面尺寸为400mm800mm，符合设计要求。横向支撑梁有关尺寸以及支撑情况如图4图5所示：图4横向支撑梁尺寸图 图5梯形荷载计算简图3.1跨度计算边跨： 取8.68m中跨：跨差：平均跨度： 按等跨连续梁计算。3.2荷载计算梁自重： ；梁侧抹灰： ；活荷载设计值： ；3.3内力计算转化为等效均布荷载： 弯矩计算： (k值由附表查得)。横向梁弯矩计算如表所示表3 横向支承梁L-1弯矩计算表荷载图跨内最大弯距支座弯距M 1M2M3 M4MBMCMD 127.659.759.7127.6-177.3-117.3-117.3174.7141.5-94.3-62.9-94.3125.7106.6171.2-211.4-31.4-101.397.897.8-62.9-186.9-62.9最不利荷载组合+30.2359.7201.2127.6-271.6-180.6-211.6+253.3166.359.7298.7-388.7-149.1-218.6+127.6157.5157.5127.6-240.269.2-180.2a) 剪力计算： (k值由附表查得)。横向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示。表4 横向支承梁L-1剪力计算表荷载图剪力VAVBlVBrVclVcrVDlVDrVE-75.4-116.4102.8-8989-102116.4-75.490.1-11216.17-36.497.5-104.310.9210.9276.8-125.3121.9-80.38.1-8.1112.8-89.4-7.3-7.386.7-115.4115.4-86.77.37.3最不利荷载组合+14.7-22.84119.5-52.6186.5-207.1127.3-64.5+1.4-241.7224.7-169.397.1-110.9229.2-164.8+82.7-123.7189.5-204.4204.4-189.5123.7-68.1 由以上最不利荷载组合的剪力和弯矩分别叠画出包络图如下图6图7据数据分析其他组合可不比绘出图6横向支撑梁弯矩包络图图7横向支撑梁剪力包络图3.4正截面承载力计算横梁正截面承载力计算见下表。受力钢筋选用级，箍筋选用级。根据混凝土设计规范的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为和中的较大值，即。下表5中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。表5 横向支承梁L-1正截面受弯承载力计算表截面边跨中支座 中间跨中中间支座302.3-388.7201.2-180.6-18.0-302.3-370.7201.2-180.60.0510.06518.00.032-370.70.9740.9660.0650.9841165.11501.4768.3718.1选用钢筋实际配筋面积（）152019641017804配筋率3.5斜截面受剪承载力计算所以，根据混凝土设计规范（GB50010-2010）的规定，该梁中箍筋最大间距为200mm。横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表6。表6横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算截面14.7-22.84119.5-52.6186.5-207.1127.3-64.5,满足截面要求箍筋直径和肢数HRB335，8200，双肢100.6100.6100.6100.6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175175175配筋率横向支撑梁配筋图见图8图8横向支撑梁配筋图图9荷载的横向梁的边跨梁和中间跨梁的配筋图4.纵向支承梁L-2设计取横向支撑梁截面尺寸为400mm800mm，符合设计要求。横向支撑梁有关尺寸以及支撑情况如图9图10所示：图10横向支撑梁计算简图 图11三角形荷载的弯矩简图4.1计算跨度边跨： 中跨： 平均跨度： 跨度差： 可按等跨连续梁计算。4.2荷载计算梁自重： ；梁自重均布荷载设计值： ； 4.3内力计算转化为等效均布荷载： a) 弯矩计算：（k值由附表1-4-2查得）。 表7 纵向支承梁L-2弯矩计算表荷载图跨内最大弯距支座弯距M 1M2M3 M4MBMCMD 126.459.159.1126.4-175.6-166.5-175.6205.8166.8-111.2-74.2-111.2148.2125.6201.8-249.337-119.4115.2115.2-60.2-220.4-60.2最不利荷载组合+333.239.1225.9126.4-286.8-190.7-186.8+274.684.759.1328.2-424.8-79.5-295+126.4174.3174.3126.4-235.8103.9-235.8 注：跨跨中弯矩时根据求得的支座弯矩按未等效前的实际荷载取悦离体求出的。b) 剪力计算：表8 纵向支承梁L-2剪力计算荷载图剪力VAVBlVBrVclVcrVDlVDrVE-90.35-139.5123.2-106.7106.7-123.2139.5-90.35128.6-139.85.18-5.18139-149.415.5815.58109.6-178.8178.8-144.611.34-118.4161-147.4-10.4-10.4123.6-164.8164.8-123.8210.410.4最不利荷载组合+38.25-300128.38-101.5245.7-272.6155.1-74+19.25-318297-221.3118.24-241.6300.5-17.75+-100.75-149.4246.8-271.5271.5-247350-79.95 由以上最不利荷载组合的剪力和弯矩分别叠画出包络图如图11图12据数据分析其他组合可不比绘出图12纵向支撑梁弯矩包络图图13纵向支撑梁剪力包络图4.4正截面承载力计算a) 确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。翼缘宽度取较小值。边跨：取较小值。中间跨： 取较小值。支座截面仍按矩形截面计算b) 判断截面类型。在纵横梁交接处，由于板、横向梁和纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠，短跨方向梁（横梁）的钢筋一般均在长跨方向梁（纵梁）钢筋的下面，梁的有效高度减小。因此，进行短跨方向梁（横梁）支座截面计算时，应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度属于第一类T形截面。c) 正截面承载力结算。按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的。而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，所以计算配筋时，将其换算到截面边缘。横梁正截面承载力计算见下表。受力钢筋选用HRB400级，箍筋选用HRB335级。根据混凝土设计规范的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%和中的较大值，即0.2%。下表9中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。表9 纵向支承梁L-2正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座 中间跨中333.2-424.8235.925.68-333.2-399.12225.90.0510.0650.0340.9730.9660.9821285.41616.5863.5选用钢筋实际配筋面积（）152019641017配筋率4.5斜截面受剪承载力结算纵向支承梁L-2斜截面受剪承载力计算见下表4-8。根据混凝土设计规范的规定，该梁中箍筋最大间距为200mm。表10 纵向支承梁L-2斜截面受剪承载力计算截面 38.25-300128-101.5245.7,满足截面要求箍筋直径和肢数HRB335，8200，双肢100.6100.6100.6100.6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175175175配筋率纵向支撑梁配筋图见图14图14纵向支撑梁配筋图图15荷载的纵向梁的边跨梁和中间跨梁的配筋图5.柱的计算柱的荷载计算：长边梁板传递荷载的设计值：短边梁板传递荷载的设计值: 柱的自重： 柱的抹灰： 柱的结构计算：柱的计算高度为4m，截面尺寸为bh=400mm400mm受力钢筋采用HRB335级 二a类 柱子 得由计算可得：柱混凝土可抵抗其轴力，则可以按照最小配筋率配受力钢筋。单侧：全部：选配 由附录9查得采用HRB335级钢筋配筋时最小配筋率为0.6%因此满足要求，箍筋间距200mm柱的配筋图如图16所示图16柱的配筋图6. 梁、柱的裂缝宽度验算6.1梁的裂缝宽度验算结构环境类别为二a类 跨中：支座： 6.2梁的挠度验算跨中： 受压区未配受力钢筋： 此简支梁在均布荷载作用下的挠度：（满足要求)支座： 受压区未配受力钢筋： 此简支梁在均布荷载作用下的挠度：（满足要求)6.3柱的裂缝宽度验算已知