钢筋混凝土课程设计(楼盖设计计算书).doc

钢筋混凝土课程设计设计题目： 混凝土楼板设计 学 院： 土木工程学院 专 业： 土 木 工 程 班 级： 082 本科生课程设计任务书2010 2011学年暑季学期 学院 土木工程 专业课程设计名称： 混凝土结构课程设计 设计题目： 钢筋混凝土楼盖设计 完成期限：自 2011 年 7 月 11 日至 2011 年 7 月 22 日 共 2 周1设计依据、要求及主要内容设计依据：混凝土结构设计规范gb50010-2002；楼盖（梁系、板）结构弹塑性内力计算原理及方法。设计要求：楼盖结构应满足安全性、适用性和耐久性要求；所设计结构方案应方便施工；应考虑结构的经济性要求。 主要内容：楼盖方案的确定；现浇钢筋混凝土（连续）板及梁的设计计算；钢筋混凝土楼盖结构施工图绘制。2设计内容和要求2.1工程名称：钢筋混凝土楼盖结构设计2.2 基本资料：（1）建筑平面布置：平面尺寸1200030000mm2，四边边柱柱距6000mm，厅中无柱，楼面标高4.5m。建筑平面布置见附图。（2）楼面做法：88j1楼44（5层做法，130mm厚，楼面做法重量2.30kn/m2）。（3）结构做法：全现浇钢筋混凝土楼盖和柱，楼面活荷载标准值4.00kn/m2。（4）本设计不考虑结构水平荷载，梁柱结构按铰接考虑。2.3 设计内容与要求（1）楼盖结构方案（包括结构体系、材料、构件尺寸）的比较与确定（2）钢筋混凝土楼盖板设计计算（3）钢筋混凝土楼盖梁（主梁、次梁）设计计算（4）钢筋混凝土楼盖结构施工图 2.4 设计要求（1）结构方案应满足使用功能、受力合理、方便施工、造价相对较低的要求。（2）结构的内力计算采用弹性或塑性方法。（3）钢筋混凝土构件设计应满足安全性、适用性和耐久性要求。（4）施工图按照平法标注法绘制。3设计工作任务及工作量的要求（1）完成结构方案的比较、分析与确定。包括结构体系的优选、构件尺寸的确定、材料及其强度的确定。（2）完成结构构件设计计算。包括楼板、次梁、主梁的荷载计算、内力计算、受力钢筋的计算、构造钢筋的确定。（3）完成结构施工图绘制。包括楼盖结构平面图（模板及配筋），梁配筋及模板图。4主要参考文献（1）建筑结构荷载规范gb 50009-2001（2）混凝土结构设计规范 gb 50010-2001（3）结构设计手册 90jg（4）建筑构造通用图集 88j1（5）建筑结构构造资料集（上册）（6）国家建筑标准设计，混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则与构造详图，03g10114（7）滕智明.混凝土结构与砌体结构（上册）（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，20035设计成果形式及要求（1）完成结构设计说明及计算书1份，要求计算书格式规范、计算正确。（2）完成结构施工图2张（其中楼盖结构平面图1张；楼盖梁施工图1张），要求符合制图规范及工程习惯。6工作计划及进度日期内容备注1结构方案；确定材料、构件尺寸；上午8:00讲课2板的荷载计算；板内力计算；3板配筋设计。下午3:00讲课4板配筋图（含构造），下午3:00讲课5次梁荷载计算，次梁内力计算，次梁配筋计算；次梁配筋图。6主梁荷载计算，主梁内力计算。主梁配筋计算；主梁配筋图。下午3:00讲课7施工图（结构平面）8施工图（结构平面）；施工图（楼盖梁）9施工图（楼盖梁）10考核检查上午8:00答辩指导教师（签字）： 系主任（签字）： 批准日期： 2011 年6 月 20 日楼盖平面示意图（一）确定材料及截面尺寸单向板，。截面高度钢筋板：hpb235梁：主筋、腰筋、弯筋（吊筋）hrb335箍筋hpb235混凝土类环境 选用c25构件类型简支连续悬臂（外伸）板单向板l/35l/40双向板l/45l/50梁主梁l /12 l /8l /14 l/10l /6 l/5次梁l /16 l/12交叉梁l /20 l/16主梁l1 ,主梁l2 ,主梁l3 ，主梁l4 ，次梁l5 ，,(二) 楼板的荷载内力及配筋计算1荷载恒载：楼面做法 2.30 钢筋混凝土板 250.08=2 20厚混合砂浆抹面 0.34 活载：4.00恒载标准值：活载标准值：荷载设计值：每米板宽： 2内力计算跨度板厚，次梁 主梁l2：边跨中间跨跨度差,故板可按等跨连续板计算。截面位置弯矩系数边跨跨中边跨支座中间跨跨中中间跨支座3配筋由题知：，设，则，, 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：为了便于施工架立，支座承受负弯矩的上部钢筋直径不宜小于8mm。截面位置(kn)(mm2)实际配筋边跨跨中3.200.0750.078265a，b支座-2.510.0590.061207a，中间跨跨中轴线轴线2.260.8=1.810.0420.043146a，轴线2.260.0530.054184a，中间c支座轴线轴线-2.260.8=-1.810.0420.043146a，轴线-2.260.0530.054184a，其中均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件及4确定构造钢筋：（1）分布筋选用a6200。（2）支座处附加钢筋选用a8200。（三）次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1荷载计算：，。次梁按塑性内力重分布方法计算，截面尺寸及计算简图见图 由板传来： 次梁自重： 次梁抹灰 恒载： 活载：荷载设计值 2内力主梁l1：主梁l2：边跨 净跨 中跨：跨度差 可按等跨连续梁计算，计算简图如下：由可计算出计算结果如下表：截面位置弯矩系数边跨跨中1/11b支座-1/11中跨跨中1/16c支座-1/16由可计算出、，计算结果如下表：截面位置剪力系数边支座a0.40b支座（左）0.60b支座（右）0.50中间支座0.503截面承载力计算：（1）次梁跨中按t形截面计算，其翼缘宽度为边跨 ， 中跨 ，梁高： ，翼缘厚： 判定为t形截面类型：故次梁各跨中截面属于第一类t形截面。（2）支座截面按矩形截面计算，取，（3）次梁正截面承载力计算见下表：离端第二支座b按布置两排纵向钢筋考虑，取mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。跨中截面考虑支座钢筋穿过跨中截面形成受压钢筋。截面弯矩(knm)(mm)配筋a支座020000按构造配2b12226mm2b支座-68.252000.2500.2939072b162b18911mm2c支座-45.682000.1660.1835654b14615mm2截面弯矩(knm)(mm)配筋边跨跨中68.2518750.0080.0086671b162b18710mm2中间跨中45.681850-0.0067623b18763mm2其中其中均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件及（4）次梁斜截面承载力计算见下表：，截面合适截面实配钢筋设箍筋间距53.3964.892657150101.29 满足80.0964.89需配箍筋2657150101.29满足65.8564.89需配箍筋2657150101.29满足65.8564.89需配箍筋2657150101.29满足,为150mm, 为6mm,满足构造要求。4构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。主梁的计算(按弹性理论计算)次梁对多根主梁的传力简图已知：，（四）主梁设计（按弹性内力设计）1主梁l1（b支座处的主梁）：（1）支撑情况柱截面450450，主梁l1线刚度，柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用，主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍，故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁，梁截面尺寸及计算见图见图。（2）荷载计算：次梁传来的荷载设计值： 主梁l1自重： 主梁l1粉刷重： 主梁l1恒载 （3）确定计算跨度及计算简图主梁l1计算跨度：(4)内力计算：1)、弯矩设计值：knm2）、剪力设计值：kn（5）主梁l1正截面和斜截面承载力计算：1）、主梁跨中按t形截面计算，t形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高：，翼缘厚： 判定t形截面类型：故跨中截面属于第一类t形截面。2）、支座截面按矩形截面计算。由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉，造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面，有所降低。钢筋为两排布置时，。正截面配筋计算。跨中截面按两排布置，则， 截 面支座截 面跨中弯矩m(knm)0弯矩m(knm)16020.027 0.0274990选用钢筋按构造配筋6b16选用钢筋6b22+6b25实际钢筋截面面积（mm2）1260实际钢筋截面面积（mm2）5089，符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算：， ，截面合适截 面支座v（kn）461.03剪跨比： ,需配箍筋箍筋肢数、直径2a81010363.3实配箍筋间距因为，所以取150 满足（6）两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力： 取附加箍筋2a8,则在长度范围内可布置箍筋的个数：，取。 (7)腰筋的设置 主梁的腹板高度，需要在梁侧设置纵向构造钢筋（腰筋）。每侧腰筋的截面面积，可取2 b 18，间距200mm。2主梁l2（c支座处的主梁）：（1）支撑情况柱截面450450，主梁l2线刚度，柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用，主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍，故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁，梁截面尺寸及计算见图见图。（2）荷载计算：次梁传来的荷载设计值： 主梁l2自重： 主梁l2粉刷重： 主梁l2恒载 （3）确定计算跨度及计算简图主梁l2计算跨度：(4)内力计算：1)、弯矩设计值：knm2）、剪力设计值：kn（5）主梁l1正截面和斜截面承载力计算：1）、主梁跨中按t形截面计算，t形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高：，翼缘厚： 判定t形截面类型：故跨中截面属于第一类t形截面。2）、支座截面按矩形截面计算。由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉，造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面，有所降低。钢筋为两排布置时，。正截面配筋计算。， 截面支座截面跨中弯矩m(knm)0弯矩m(knm)1473.80.029 0.0294591.0选用钢筋按构造配筋6b16选用钢筋7b20+7b22实际钢筋截面面积（mm2）1260实际钢筋截面面积（mm2）4860，符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算：， ，截面合适截面支座v（kn）461.03剪跨比： ,需配箍筋箍筋肢数、直径2a81010363.3实配箍筋间距因为，所以取150 满足（6）两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力： 取附加箍筋2a8,则在长度范围内可布置箍筋的个数：，取。 (7)腰筋的设置 主梁的腹板高度，需要在梁侧设置纵向构造钢筋（腰筋）。每侧腰筋的截面面积，可取2 b 18，间距200mm。3主梁l3（1）支撑情况柱截面450450，主梁l3线刚度，柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用，主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍，故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁，梁截面尺寸及计算见图见图。（2）荷载计算： 次梁传来的恒载设计值： 次梁传来的活载设计值： 主梁l3自重： 主梁l3粉刷重： 主梁l3恒载 主梁l3计算跨度：按等跨梁计算，计算简图如下： （4）内力计算： 荷载不利组合弯矩（内力系数）剪力（内力系数）跨中支座abg=39.9639.960.222-0.3330.667-1.333g=7.077.070.07-0.1250.375-0.625q=31.231.20.222-0.3330.667-1.333q=31.231.20.278-0.1670.833-1.167弯矩（knm）剪力(kn)跨中支座ab 作用在1、2、3、453.23-79.8426.65-53.27作用在全跨17.82-31.8215.91-26.51作用在1、2、3、441.56-62.3420.81-41.59作用在1、252.04-31.2625.99-36.41+112.61-17463.37-121.37+123.09-142.9268.55-116.19最大值123.09-17468.55-121.37 (5)主梁正截面和斜截面承载力计算：1)、主梁跨中按t形截面计算，t形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高：， 翼缘厚： 判定t形截面类型：故跨中截面属于第一类t形截面。2）、支座截面按矩形截面计算，由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉，造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面，有所降低。钢筋为两排布置时，。正截面配筋计算。，,， 截面支座ab支座截面跨中弯矩0174弯矩123.090.0940.0001 0.098 0.00010.9510.9999847.06603.38选用钢筋按构造配筋4b148b12双排布置选用钢筋4b14实际钢筋截面面积（mm2）615904实际钢筋截面面积（mm2）615均小于，符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算：，,， ，截面合适截 面支座a支座bv68.55121.37剪跨比：构造配筋构造配筋箍筋肢数、直径2a82a81010101.0实配箍筋间距为满足最小配筋率，取150为满足最小配筋率，取150（6）两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力： 取附加箍筋a8,则在长度范围内可布置箍筋的个数m为：，取。(7)腰筋的设置 主梁的腹板高度，需要在梁侧设置纵向构造钢筋（腰筋）。每侧腰筋的截面面积，可取2b12，间距200mm。4主梁l4（1）支撑情况柱截面450450，主梁l4线刚度，柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用，主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍，故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁，梁截面尺寸及计算见图见图。（2）荷载计算： 板传来的恒载设计值： 板传来的活载设计值： 主梁l4自重： 主梁l4粉刷重： 主梁l4恒载 故恒载设计值为活荷载设计值为主梁l4计算跨度