整体式现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计2

钢筋混凝土课程设计目录1.设计资料 11.1 建造地点与基本概况 .31.2 楼面构造层做法（至上而下） .31.3 设计方案 .31.4 材料选用 .32.楼盖的结构平面布置 33.板的设计 53.1 荷载 .53.2 计算简图 .53.3 弯矩计算值 .63.4 正截面受弯承载力计算 .74.次梁设计 74.1 荷载设计值 .74.2 计算简图 .84.3 内力计算 .84.4 承载力计算 .94.4.1 正截面受弯承载力 94.4.2 斜截面受剪承载 105.主梁设计 105.1 荷载设计值 .105.2 计算简图 .105.3 内力设计值及包络图 .125.3.1 弯矩设计值 125.3.2 剪力设计值 125.3.3 弯矩、剪力包络图 125.4 承载力计算 .155.4.1 正面受弯承载力 155.4.2 斜截面受剪承载力 166、绘制施工图 .166.1 施工说明 .166.2 结构平面布置图 .166.3 板配筋图 .176.4 次梁配筋图 176.5 主梁配筋图 .17cfg V b b v v 整体式单向板肋梁楼盖设计 一、设计资料某一般金工车间楼盖，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式，其柱网布置下图所示建筑平面图1、1 建造地点与基本概况建造地点为西安市某地，外墙采用 490mm 厚的砖墙。该结构的重要性系数为 1.0，使用环境类别为 2a 类。板的外墙上的支承长度为 120mm，梁在外墙上的支承长度为 370mm。1、2 楼面构造层做法（至上而下）楼面水泥砂浆面层厚 20mm (=20kN/m 2);现浇混凝土楼板厚 80mm (=25kN/m 2)混合砂浆天棚抹灰厚 15mm （=17kN/m 3） 。1、3 设计方案题号 （m）xL（m）yL可变荷载取值3b6b7d 6.0 7.2 二类金工1、4 材料选用楼板、次梁及主梁的混凝土强度等级均为 C30（fc=14.3N/mm 2 ；ft=1.43 N/mm2 ）板中钢筋和梁中箍紧采用 HPB335 级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用 HRB400 级钢筋。板伸入外墙内 120mm，梁在外墙上的肢承长度为 370mm，柱的截面尺寸 bh=350mm 350mm， 结构层高为 4.2m1、5 设计内容1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、单向板板和次梁的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、主梁强度计算（按弹性理论计算）4、绘制结构施工图（1） 、楼盖结构平面布置图（1：250 ，1：200）（2） 、板的配筋图（1：50）（3） 、次梁的配筋图（1：50）（4） 、主梁的配筋图（1：50）及弯矩 M、剪力 V 的包络图（5） 、次梁和主梁的截面配筋图（1：20） （6） 、板和次梁的钢筋一览表（可在次梁的抽筋图和次梁的钢筋表中任选其一）二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为 7.2m，次梁的跨度为 6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 / =7.2/3=2.4，因此按单向板设计。2ol1按跨高比条件，要求板厚 h 2200/30=80mm，对工业建筑的楼盖板，要求 h 80mm，取 板厚 h=80mm。次梁截面高度应满足 h= /18 /12=6000/186000/12=333 500 mm。考虑到楼面olol可变荷载比较大，取 h=500mm。截面宽度取 b=200mm主梁截面高度应满足 h= /15 /12=7200/157200/10=4807200mm。取 h=700mmolol截面宽度为 b=300mm三、板的设计3.1 荷载板的永久荷载标准值80mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 0.0825=2kN/ 2m20mm 厚楼面水泥砂浆面层 0.0220=0.4kN/15mm 厚混合砂浆抹灰 0.01517=0.255kN/小计 2.655kN/ 2板的可变标准荷载值 12.0kN/永久荷载分项系数取 1.2，因楼面可变荷载标准值大于 4.0kN/ ，所以可变荷载分2m项系数应取 1.3。于是板的永久荷载设计值 g=2.6551.2=3.186kN/可变荷载设计值 q=12.01.3=15.6kN/ 2荷载总设计值 g+q=3.186+15.6=18.786kN/ 近视值为 g+q=19kN/ 3、2 计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为 200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm，取板在墙上的支承长度为 120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨按以下二项较小值确定：= +h/2=2400-120-100+80/2=2220mmolnl011=ln+a/2=(2400-120-200/2)+120/2=2240mm故边跨板的计算跨度取 lo1=2220mm中间跨： = =2400-200=2200mmoln因跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算。取 1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图所示3.3 弯矩计算值因边跨与中跨的计算跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数 M,，分别为边支座 0;边跨中 1/11;离端第二支座 -1/11;中跨中 1/16；中间支座-1/14。故截面位置 A端支座1边跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数 M0 1/11 -1/11 1/16 -1/14计算跨度 l0(m) 0 2.22 2.22 2.2 2.220)(lqgM(kN.m)0 8.51 -8.51 5.85 -6.69v 3.4 正截面受弯承载力计算环境类别为 2a 类，C30 混凝土，板的最小保护层厚度 c=20mm。假定纵向钢筋直径 d为 10mm,板厚 80mm， =h-c-d/2=80-20-10/2=55mm；板宽 b=1000mm。C30 混凝土，oh=1.0， =14.3kN/ ； HPB335 钢筋， =300N/ 。板配筋计算的过程于下表。1acf2myf2m楼面板的配筋计算截面 A 1 B 2 C弯矩设计值（ kN）0 8.51 -8.51 5.85 -6.69 s=M/ 1fcbh02 0 0.20 0.20 0.135 0.155s0 0.23 0.23 0.146 0.169计算配筋（mm 2）AS=bh 0 1fc/fy0 602.98 602.98 382.76 443.06实际配筋（mm 2） 0 8/10100644.010/8100644.06/8100393.06/8100460计算结果表明，支座截面的均小于 0.3 符合塑性内力重力分布的原则；As/bh=413/(100080)=0.51%,此值大于 0.45ft/fy=0.451.43/270=0.21%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。四.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1 荷载设计值由板传来的恒载： 3.1862.4=7.65kN/m次梁自重： 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52 kN/m次梁粉刷： 20.02（0.5-0.08）171.2=0.34 kN/m小计 g=10.51 kN/m活荷载设计值： q=15.62.4=37.44kN/m荷载总设计值： q+g=37.44+10.51=47.95kN/m 近似取荷载 48 kN/m4.2 计算简图按塑性内力重分布设计。次梁在砖墙上的支承长度为 370mm。主梁截面为300mm700mm。计算跨度：l01=ln+b/2=(6000-120-300/2)+120/2=6100mml011=1.025ln=1.025(6000-120-300/2)=5873.25mm故边跨板的计算跨度取 lo1=5873.25mm中间跨： l02=ln=6000-300=5700mm4.3 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小于 10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数 M和剪力系数 V。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 A 1 B 2 C弯矩系数 M 0 1/11 -1/11 1/16 -1/14计算跨度 l0(m) 0 5.87 5.70 5.87 5.8720)(lqg(kN.m) 0 25.60 -25.60 97.36 -111.29次梁的剪力设计值的计算截面位置 A B 左 B 右 C剪力系数 V0.5 0.55 0.55 0.55净跨度 ln 5.73 5.73 5.70 5.70nVlqg)(kN)123.63 164.85 163.99 163.994.4 承载力计算4.4.1 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，边跨翼缘宽度去= /3=5873.25/3=1957.75mm；又 =b+ =2520,比较取 =1957.75 中跨fbl fbnsfb= /3=1900、 =2500 故取 =1900mm。取 =1900 除 B 截面纵向钢筋排两排布置外。f fbf f其余截面均布置一排。环境类别为 2a 级，C30 混凝土，梁的最小保护厚度 c=20mm，假定箍紧直径为 10mm，纵向钢筋直径 20mm,则纵向钢筋 =500-20-10-20/2=460mmohC30 混凝土， =1.0， =1， =14.3N/ ， =1.43N/ ；纵向钢筋采用1ac cf2mtf2mHRB400 钢， =360N/ ，箍筋采用 HRB335 钢筋， =360N/ 。正截面承载力计算yf2myv过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类 T 形截面。次梁正截面受弯承载力计算截面 边跨中 B 支座 中间跨中 中间支座弯矩设计值（ kN）25.60 -25.60 97.36 -111.29Bf 或 b 1957 200 5700 200= /（ 1asMcfb ）或20h= /（ 1scf）f200.043 0.042 0.056 0.18Rs=0.5(1+1-2a)0.978 0.978 0.971 0.90=M/ rshosAyf158.07 158.07 605.5 743.5选配钢筋（mm 2） 116201.1116201.1220628318763计算结果表明，支座截面的 均小于 0.35 符合塑性内力重力分布的原则；As/bh=402/(200500)=0.40%,此值大于 0.45ft/fy=0.451.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。4.4.2 斜截面受剪承载斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：hw =ho- hf=435-80=355mm 且 hw/b=355/200=1.8 Vmax =93.11kN故截面尺寸满足要求计算所需腹筋采用采用 6 双支箍筋，计算支座 B 左侧截面。可得到箍筋间距007.hsAfbfVvytcs=291.50Brv.fSts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 20%加或箍筋间距减小 20%。先调整箍筋间距，s=0.8291=233mm 截面高度在 300 至 500mm 的梁，最大箍筋间距 200mm，最后取箍筋间距 200mm，为了方便施工，沿梁长不变验算配筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3ft224.64/fyv=0.3 x1.43 x360=0.12%；实际配筋率psv=Asv/(bs)=56.6/(200 x 200)=0.14%0.12%,满足要求。五.主梁设计主梁按弹性方法设计。5.1 荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的荷载：10.516.0=63.06kN主梁自重（含粉刷）：（0.7-0.08）0.32.425+0.02(0.7-0.08)2.448 1.2 =14.95kN恒荷载设计值： G=63.06+14.95=77.65kN活荷载设计值： Q=37.446.0=224.64kN5.2 计算简图因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于 5，竖向荷载下主梁内力近视按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度支承中心线之间的距离， =6600。端部支承在砖墙上，支承长0l度为 370mm，中间支承在 350mm350mm 的混凝土柱上，其计算跨度：边跨 ml72001中跨 lo2=7200mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过 10%，故可利用附表 6-2 计算内力5.3 内力设计值及包络图5.3.1 弯矩设计值Bb nb z QlkGM21:弯 矩 ，式中系数 k1k2 由附表相应栏查得。M1,max=0.24477.656.64+0.289224.647.2=582.92kN.mMB,max=-0.26777.656.64-0.311224.647.2 = -650.74kN.mM2,max=0.06777.657.2+0.200224.647.2=360.94kN.m5.3.2 剪力设计值：剪力，V=K3G+K4Q 式中系数 k1k2 由附表相应栏查得。VA,max=0.73377.65+0.866224.64=251.46KNVBl,max=-1.26777.65-1.311224.64 =-392.88KNVBr,max=177.65+1.222224.64=352.16 KN5.3.3 弯矩，剪力包络图弯矩包络图：第 1、3 跨有可变荷载，第 2 跨没有可变荷载。由附表 6-2 知支座 B 或 C 的弯矩值为= =-0.26777.657.2-0.133224.647.2=-364.39kNmBMC在第 1 跨内以支座弯矩 =0， =-364.39kNm 的连线为基线。作AMBG=77.65kN，Q=224.64kN 的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q） + = （77.65+224.64）7.2-364.39/3=604.03kNm（与前面计算30l3B1的 =582.92kNm 接近）max,1（G+Q） + = （77.65+224.64）7.2-2364.39/3=482.56kNm0l2B在第 2 跨内以支座弯矩 =-364.39kNm， =-364.39kNm 的连线作为基线，作MCMG=77.65kN，Q=0 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G + = 77.657.2-364.39=-178.03kNm310lBM第 1、2 跨有可变荷载，第 3 跨没有可变荷载第 1 跨内：在第 1 跨内以支座弯矩 =0， =-650.74kNm 的连线为基线。作AMBG=77.65kN，Q=224.64kN 的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点弯矩值分别为：（77.65+224.64）7.2-650.74/3=508.71kNm3（77.65+224.64）7.2-2650.74/3=291.67kNm1在第 2 跨内： =-0.26777.657.2-0.089224.647.2=-293.22kNm 以支座CM弯矩 =-650.74kNm， =-293.22kNm 的连线为基线，作 G=77.65kN，Q=224.64kNB的简支梁弯矩图，得（G+Q） + + （ - ）= （77.65+224.64 ）7.2-293.22+ （-310lC32BC3132650.74+293.22）=491.26kNm（G+Q） + + （ - ）= （77.65+224.64）7.2-293.22+ （-0lM1B 1650.74+293.22）=610.46kNm第 2 跨有可变荷载，第 1、3 跨没有可变荷载= =-0.26777.657.2-0.133224.647.2=-364.37kNmBC第 2 跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q） + = （77.65+224.64）7.2-364.37=361.13kNm（与前面计算的310lB3=3360.94kNm 接近）max,2M第 1、3 跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G + = 77.657.2- 364.37=66.36kNm0lB31G + = 77.657.2- 364.37=-54.35kNm2在第 1 跨内有可变荷载，在第 2、3 跨内没有可变荷载由附表 6-2 知支座 B 或 C 的弯矩值=-0.26777.657.2-0.178224.647.2=-437.17kNmBM=-0.26777.657.2+0.044224.647.2=-78.10kNmc在第 2 跨内以支座弯矩 =0， =-437.17kNm 的连线为基线，作AMBG=77.65kN，Q=224.64kN 的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q） + = （77.65+224.64）7.2- 437.17=579.77kNm310l31B 3（G+Q） + = （77.65+224.64）7.2- 437.17=434.05kNm2在第 2 跨内以支座弯矩 =-437.17kNm， =-78.10kNm 的连线作为基线，作BMcMG=77.65kN，Q=0 的简支梁弯矩图，得第 1 个和第 2 个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G + （ - ）+ = 77.657.2+ （-437.17+78.10）-78.10=-310lBcc33131.00kNmG + （ - ）+ = 77.657.2+ （-437.17+78.10）-78.10=-310lBMcc313111.37kNm弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：第 1 跨=251.46kN；过第 1 个集中荷载后为 251.46-77.65-224.64=-50.83kN；过第 2max,AV个集中荷载后为-50.83-77.65-224.64=-353.12kN=-392.88kN；过第 1 个集中荷载后为-392.88+77.65+224.64=-90.59kN；过第 2a,Bl个集中荷载后为-90.59+77.65+224.64=211.7kN第 2 跨=352.16kN；过第 1 个集中荷载后为 352.16-77.65=274.51kN。max,BrV当可变荷载仅作用在第 2 跨时=1.077.65+1.0224.64=302.29kN；r过第 1 个集中荷载后为 302.29-77.65-224.64=0。5.4 承载力计算5.4.1 正面受弯承载力跨内按 T 形截面计算，因 = =0.120.1。翼缘计算宽度按0hbf658=7.2/3=2.4mm 和 b+ =6m 中较小值确定取 =2.4m。3l nsfb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 20mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径 18mm。假定主梁上部纵筋直径 25mm,则一排钢筋时， =720-20-oh10-18-25/2=660mm，二排钢筋时， =660-25=635。oh纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外，其余均为一排。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 = - b/2=-650.74+302.290.35/2=-BMmax,0V597.83kNm。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2 斜截面受剪承载力验算截面尺寸：= - =635-80=555mm，因 /b=555/300=1.854 截面尺寸按下式验算：0.25wh0f wh cb =0.25114.3300635=681.037 kN =353.57kN，截面尺寸满足要求。cfo 310maxV计算所需腹筋：采用 10200 双肢箍筋，截 面 1 B 2弯矩设计值（kNm）604.03 650.74 -364.39 -178.03= /（ 1absMcf20h）或= /（scf）20h0.04 0.376 0.024 0.095=（1+ ）ssa-1/2 0.980 0.749 0.988 0.95= /sAMsyfoh2594.0 3800.5 1522.3 819.8选配钢筋（ ）2m722266182539276181527812904007.hsAfbfVvytcs385217365431kN.89.89， ， ，因此支座 B 截csAV20max,csBr VkN.max,csBl V320.78max,面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：= = =0.52%0.24 =0.10%，满足要求。svb103573604.12yvtf次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力 =57.12+205.9 263.02kN， =650-450=200mm，附加箍筋布置范围lF1hs=2 +3b=2200+3200=1000mm。取附加箍筋 8200 双肢，则在长度 s 内可布置附加1h箍筋的排数，m=1