钢筋混凝土现浇平面楼盖设计.doc

土木建筑学院 课程设计说明书 题目: 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 专业班级： 土木工程 学 号： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 I 安徽理工大学课程设计（论文）任务书安徽理工大学课程设计（论文）任务书 学 号学生姓名 专业（班级） 设计题目 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 设计 技术 参数 1、某仓库，楼面标准使用活荷载为 8.0kN/mm2。 2、楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆。 3、材料选用 混凝土：采用 C30（fc=14.3N/mm2） 钢筋：梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热轧钢筋（fy=fy =360N/mm2）其它钢筋一律采用 HPB300 普通热轧钢筋（fy=fy =270N/mm2） 设 计 要 求 一份完整的计算书，word 排版、打印 板、主次梁配筋图，按 11G101-1 平法配筋，autocad 制图、打印。 工 作 量 计算书部分：1、梁板尺寸确定原则及方法 2、计算简图及荷载计算 3、内力分析 4、截面配筋计算 图纸部分：1、梁格划分及梁板布置 2、板、次梁截面配筋图 3、抵抗弯矩图及主梁配筋图 工作 计划 1. 确定现浇楼盖尺寸及梁板布置 0.5 天 2. 绘制梁板布置草图 0.5 天 3. 板的荷载、内力计算及配筋 1 天 4. 次梁荷载、内力计算及配筋 1 天 5. 主梁荷载、内力计算及配筋 1 天 6. 正式成图 0.5 天 7. 设计动员、整理资料、交图等 0.5 天 参考 资料 建筑结构荷载规范 GB50009-2010；混凝土结构设计规范 GB50010- 2010； 房屋建筑制图统一标准 GB50001-2010；11G101-1 平法配筋；结构构件设 计选用手册；混凝土结构设计手册；全国通用图集及有关标准图。 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 II 系 教研 指导教师签字教研室主任签字 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 II 安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 学生姓名： 学号： 班级： 课程设计题目： 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 i 目录 绪言 1 1 设计资料 2 2 楼盖的结构布置 2 2.1 梁板结构布置.2 2.2 次梁的截面选定 2 2.3 主梁的截面选定.2 3 板的设计 2 3.1 板的荷载计算 2 3.2 板的计算简图.3 3.3 板的弯矩设计值.3 4 次梁设计 4 4.1 次梁荷载设计值.4 4.1.1 荷载计算 .4 4.2 次梁的计算简图.5 4.3 次梁的内力计算.5 4.4 次梁承载能力计算 5 4.4.1 判别截面类型.6 4.5 斜截面受剪承载力 6 4.5.1 验算截面尺寸 .6 4.5.2 验算配筋条件 .6 4.5.3 计算腹筋数量 .6 5 主梁设计 7 5.1 荷载设计值 7 5.2 主梁的计算简图.7 5.3 主梁的内力计算.7 5.3.1 弯矩设计值 .7 5.3.2 剪力设计值 .7 5.3.3 主梁的弯矩包络图 .8 5.3.4 主梁的剪力包络图 .9 5.4 主梁的承载能力计算.9 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 ii 5.4.1 判别主梁的截面类型10 5.5 主梁斜截面受剪承载力计算11 5.5.1 验算截面尺寸 11 5.5.2 验算配筋条件 11 设计总结 .13 参考文献 .14 致谢 .15 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 1 绪言 此课程设计的题目为“钢筋混凝土现浇平面楼盖设计” ，其设计内容包括楼盖的结 构布置，板的设计，次梁及主梁的设计，并绘制板的配筋图，梁的平法施工图，主梁 的包络图等内容。 课程设计的有关设计资料为： 某仓库，楼面标准使用活荷载为 8.0kN/mm2。 楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆。 材料选用为： 混凝土：采用 C30（fc=14.3N/mm2） 钢筋：梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热轧钢筋（fy=f y=360N/mm2）其它钢筋一律 采用 HPB300 普通热轧钢筋（fy= f y =270N/mm2） 。 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 2 1 设计资料 （1）某仓库，楼面标准使用活荷载为 8.0kN/mm2。 （2）楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆。 （3）材料选用： 混凝土：采用 C30（fc=14.3N/mm2） 。 钢筋：梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热 轧钢筋（fy=fy=360N/mm2）其它钢筋一律采 用 HPB300 普通热轧钢筋（fy=fy=270N/mm2 ） （4）楼面梁格布置如图 1 所示。 2 楼盖的结构布置 2.1 梁板结构布置 主梁沿着横向布置，次梁沿着纵向布置。 主梁的跨度为 6m，次梁的跨度为 6.9m，主梁 每跨内布置两根次梁，板的跨度为 2m，按单向 板设计。 按跨厚比条件，单向板不大于 30，要求板 厚 2000/h30,得 h66.67mm，取板厚 h=120m m，满足条件。楼盖的布置如图 1 所示。 2.2 次梁的截面选定 次梁的截面高度应该满足 h=l0/18l0/12= 6000/18mm6000/12mm=333.3mm500mm,考虑到 楼面的可变荷载较大，取 h=450mm。 b=（1/31/2）h=450/3450/2=150mm225 mm，取 b=200mm。 2.3 主梁的截面选定 主梁的截面高度应该满足 h=l0/15l0/10=6900/15mm6900/10mm=460mm690mm,取 h =600mm。 b=（1/31/2）h=600/3600/2=200mm300mm，取 b=300mm。 3 板的设计 由楼盖的结构平面布置图知，轴线、的板属于端区格单向板；轴线 的板属于中间区格单向板。 图 1 楼盖布置图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 3 3.1 板的荷载计算 （1）荷载 板的永久荷载标准值 20mm 厚水泥砂浆：0.0220=0.4kN/m2 15mm 厚混合砂浆：0.01520=0.3kN/m2 120mm 厚钢筋混凝土板：250.12=3kN/m2 则恒载标准值：gk=3.7kN/m2 活载标准值;qk=8.0kN/m2 若按活载控制考虑，则荷载的设计值为：1.38+1.23.7=14.84kN/m2 若按恒载控制考虑，则荷载的设计值为：1.353.7+0.71.38=12.28kN/m2 则应取按活载控制的效应组合，即荷载总设计值 g+q=14.84kN/m2。 3.2 板的计算简图 次梁的截面尺寸为 200mm450mm，板在墙上的支撑长度为 120mm。板的设计考虑 到塑性内力重分布的方法计算，板的计算跨度为 边跨 l0=ln1+h/2=2000-100-120+100/2=18401.025ln1=1825mm,取 L0=1825mm。 中间跨 l0=ln=2000-200=1800mm。 因跨度相差(1825-1800)/1800=1.4%10%,可按等跨连续板计算。取 1m 板宽带作 为计算单元，计算简图如图 2 所示。 3.3 板的弯矩设计值 板的弯矩系数 m分别为：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 M1=-MB=（g+q）l201/11=1/1114.841.8252=4.49kNM MC=-（g+q）l201/14=-1/1414.8422=-4.24kNM M2=（g+q）l201/16=1/1614.8422=3.71kNM 这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其 MC和 M2应该乘以 0.8，分别 为 MC =0.84.24=3.39 kNM，M2=0.83.71=2.97 kNM 3.4 正截面受弯承载力计算 环境类别为 2 级，C30 混凝土，板的最小保护层厚度 c=20mm，板厚 120mm，取 as=2 5mm，h0=h-as=120-25=95mm；HPB300 级钢筋，fy=fy=270N/mm2，b=0.576。板的配 图 2 板的计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 4 筋计算过程列于下表 1。 4 次梁设计 按考虑塑性内力重分布设计。楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁的从属面积 的荷载折减。 表 1:板的正截面受弯承载力计算 截面 1B2C 弯矩设计值（kNM） 4.49-4.493.71-4.24 x=h0-( h20 -2M/1fcb)1/2 3.363.362.773.17 b h0 均小于 b h0=0.57695=54.72mm 计算配筋 As= 1fcbx/ fy 单位（mm2） 177.962177.96146.7167.89 选用配筋 48 483848 实际配筋 As 单位（mm2） 201201151201 验算配筋率 min=Max0.4 5ft/fy,0.2% =0.238%, 均小于 minbh=0.238%1000120=285.6mm2，故取 As=minbh=285.6mm2 轴线， x=fyAs/1fcb 5.4mmb h0=0.57695=54.72mm 重新计算的 As 256.6 mm2 实际配筋 8170, As=296mm2 计算配筋 As= 1fcbx/ fy 单位（mm2） 0.8285.6=228.48 mm2 轴线 实际配筋8170，As=296 mm2minbh=285.6 mm2 注：对于轴线间的板带，其跨内截面 2、3 和支座的弯矩设计值都可折减 20% 。为了计算方便，近似对钢筋的面积乘以 0.8。 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 5 4.1 次梁荷载设计值 4.1.1 荷载计算 板传来的永久荷载：3.72=7.4kN/m 次梁自重：25（0.45-0.12）0.2=1.65kN/m 次梁粉刷：20（0.45-0.12）0.0152=0.20kN/m 则恒载标准值：gk=9.25kN/m 活载标准值：qk=8.02=16kN/m 若按活载控制考虑，则荷载的设计值为：1.316+1.29.25=31.9kN/m 若按恒载控制考虑，则荷载的设计值为：1.359.25+161.30.7=27.05kN/m 则应取按活载控制的效应组合，即荷载总设计值 g+q=31.9kN/m。 4.2 次梁的计算简图 次梁在墙上的支撑长度为 360mm。主梁的截面尺寸为 300mm600mm。 计算跨度：边跨 l0=ln+a/2=6900-360/2-300/2+360/2=6750mm1.025ln=1.02565 95=6760mm。取 l0=6760mm。 中间跨 l0=ln=6900-250=6650mm，因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算。次 梁的计算简图见下图 3。 4.3 次梁的内力计算 弯矩设计值：M1=（g+q）l20/14=1/1431.96.762=104.13kNM M2=M3=（g+q）l20/16=1/1631.96.652=88.17kNM Mc=-（g+q）l20/14=-1/1431.96.652=-100.76kNM MB=-（g+q）l20/11=-1/1131.96.762=-132.52kNM MA=-（g+q）l20/24=-1/2431.96.762=-60.746kNM 剪力设计值：VA=0.50(g+q)ln=0.5031.96.76=107.82kN VBl=0.55(g+q)ln=0.5531.96.76=118.60kN VBr=0.55(g+q)ln=0.5531.96.65=116.67kN 4.4 次梁承载能力计算 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=L/3=6900/3=2 300mm；又 bf=b+Sn=200+1800=2000mm,取 bf=2000mm。 环境类别为 2 级，C30 混凝土，fc=14.3N/mm2。次梁的最小保护层厚度 c=25mm，次 梁截面受拉区钢筋按双层布置，取 as=25+10+20+10mm，h0=h-as=450-65=385mm；箍筋采 图 3 次梁的计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 6 用 HPB300 级钢筋，fy=fy=270N/mm2，b=0.576。次梁纵筋采用 HRB400 级钢筋，fy=f y=360N/mm2，b=0.518。次梁的配筋计算过程列于下表 2。 4.4.1 判别截面类型 1fcbfhf(h0-hf/2)=1.014.32000(385-120/2) 120=1115.4 kNMMm ax=132.52kNM,知跨内截面均属于第一类 T 型截面。 表 2：次梁的承载能力计算 截面 A1B2C 弯矩设计值 单位：（kN M） -60.74104.13-132.5288.17-100.76 x=h0-( h20 - 2M/1fcbf)1/2 单位：（mm） 5.569.5812.238.099.26 b h0 均小于 b h0=0.518385=199.43mm As=1fcbfx/ fy （单位：mm2） 441.7761.07971.61642.71735.65 验算最小配筋率 min=Max 0.45ft/fy,0.2%=0.2% minbh=0.2%200450=180mm2 实际配筋 2 18 3 18 3 18 +2 12 6 12 2 12 +2 18 As 单位:(mm2) 509763989678736 4.5 斜截面受剪承载力 4.5.1 验算截面尺寸 hw=h0-hf=385-120=265mm hw/b=265/200=1.3254,截面尺寸按下式计算 0.25cfch0=0.251.73200385=275.28kNVmax=118.6kN 截面尺寸符合要求。 4.5.2 验算配筋条件 cvftbh0=0.71.43200385=70.1kNVmin=107.82kN，故需按计算配腹筋。 4.5.3 计算腹筋数量 采用 6 双肢箍筋，由 Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asv/s,得出： 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 7 s=1.25fyvh0Asv /( Vmax -0.7ftbh0)=1.2527056.6385/(118.6103-0.71. 43200385=177.12mmsmax=300mm 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%活箍筋间距 减小 20%。现调整箍筋间距，s=0.8177.12=141.70mm，最后取箍筋间距 s=150mm。为 方便施工，沿梁长不变。 相应的箍筋的配筋率为 sv=Asv/(bs)=56.6/(200150)=0.19%sv,min=0.24ft/fy v=0.241.43/270=0.13%,故所配双肢 6150 箍筋满足要求。 5 主梁设计 主梁按弹性方法设计。 5.1 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标准值：9.256.9=63.83kN 主梁自重：（0.6-0.12）0.3252=7.2kN 主梁粉刷层自重：（0.6-0.12）22200.015=0.576kN 则恒载设计值：G=（63.83+7.2+0.576）1.2=85.93kN/m 活载设计值：Q=166.91.3=143.52kN/m 5.2 主梁的计算简图 主梁的支持长度为 360mm，中间支撑在 500500mm 的混凝土柱上，其计算长度为 边跨 ln=6000-250-360/2=5570， 因 0.025ln=55700.025=139.25mm360/2=180mm 取 l0=1.025ln+b/2=1.0255570+500/2=5959.3，取 l0=5960mm。 则主梁的计算简图如下图 4 5.3 主梁的内力计算 5.3.1 弯矩设计值 由弯矩设计值 M=k1Gl0+k2Ql0可知： M1，max=0.24485.935.960+0.289143.525.96=372.17kN MB，max=-0.26785.935.960-0.311143.525.96=-402.77kN M2，max=0.06785.936+0.200143.526=206.77kN 5.3.2 剪力设计值 VA,max=0.73385.93+0.866143.52=187.52kN 图 4 主梁计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 8 VBl,max=-1.26785.93-1.311143.52=-297.03kN VBr,max=1.085.93+1.222143.52=261.31kN 5.3.3 主梁的弯矩包络图 （1）第 1,3 跨有可变荷载，第 2 跨没有可变荷载 MB=MC=-0.26785.935.96-0.133143.525.96=-250.51kNM 在第一跨内以支座弯矩 MA=0，MB=-250.51kNM 的连线为基线作 G=85.93kN，Q=14 3.52kN 的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处，弯矩值分别 为 （Q+G）l0/3+MB/3=(83.93+143.52)/3 5.96-250.51/3=368.36kNM （Q+G）l0/3+2MB/3=(83.93+143.52)/3 5.96-2250.51/3=284.86kNM 在第二跨以支座 MB=-250.51kNM，MC=-280.51kNM 的连线为基线，做 G=85.93k N,Q=0,的弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： Gl0/3+MB=85.936/3-250.51=-78.65 kNM (2)第 1,2 跨有可变荷载，第 3 跨没有可变荷载 第一跨：在第一跨内以支座弯矩 MA=0，MB=-402.77kNM 的连线为基线作 G=85.93 kN，Q=143.52kN 的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处，弯 矩值分别为： (83.93+143.52)/3 5.96-402.77/3=321.584kNM (83.93+143.52)/3 5.96-2402.77/3=187.33kNM 在第二跨内 MC=-0.26785.935.96-0.089143.525.96=-212.87 kNM 以支座弯矩 MB=-402.77kNM，MC=-212.87kNM 的连线为基线，做 G=85.93kN,Q= 143.52 的简支梁弯矩图，得： （Q+G）l0/3+2（MB-MC）/3+MC=(83.93+143.52)/3 5.96+2(-402.77+212.87)/3 -212.87=116.37kNM (Q+G）l0/3+（MB-MC）/3+MC=(83.93+143.52)/3 5.96+ (-402.77+212.87)/3-21 2.87=179.67kNM (3)第 2 跨有可变荷载，第 1,3 跨没有可变荷载 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 9 MB=MC=-0.26785.935.96-0.133143.525.96=-250.51kNM 第 2 跨两种集中荷载作用点处的弯矩为： （Q+G）l0/3+MB=(83.93+143.52)/3 5.96-250.51=205.33kNM 第 1，3 跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为： （Q+G）l0/3+MB/3=(83.93+143.52)/3 5.96-250.51/3=87.21kNM （Q+G）l0/3+2MB/3=(83.93+143.52)/3 5.96-2250.51/3=3.7kNM 弯矩的包络图如图 5 所示。 5.3.4 主梁的剪力包络图 （1）第一跨 VA,Max=187.28kN；过第一个集中荷载为 187.28-85.93-143.52=-42.17kN； 过第二个集中荷载后为-42.17-85.93-143.52=-271.62kN。 VBl，Max=-297.03kN；过第一个集中荷载后为-297.03+85.93+143.52=-68.58kN,过 第二个后为-67.58+85.93+143.52=161.87kN （2）第二跨 VBr,Max=261.31kN；过第一个集中荷载为 261.31-85.93=175.38kN； 过第二个集中荷载后为-42.17-85.93-143.52=-271.62kN。 当可变荷载反作用在第二跨时 VBr=1.085.93+1.0143.52=229.45kN；过第一个集中荷载后为 229.45-85.93-1 43.52=0kN。剪力包络图如图 6 所示。 图 5 主梁弯矩包络图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 10 5.4 主梁的承载能力计算 跨内按 T 形截面计算， ，已知钢筋最小保护层厚度 c=25mm，预计主梁的截面受拉区 钢筋放置为两排，则 as=25+10+20+10=65mm，h0=h-as=600-65=535mm；若主梁的截面受 拉区钢筋为一排布置，则 as=25+10+10=45mm，h0=h-as=600-45=555mm。主梁的翼缘宽度 取 L/3=6/3=2m 和 b+sn=6m 中两者的最小值，则取 bf=2m。 5.4.1 判别主梁的截面类型 1fcbf hf (h0-hf/2)=1.014.32000120（535-120/2）=1630.2kNMM max=402.77kNM 由此知，主梁的所有截面均为第一类别 T 型截面。 最小配筋率 min=Max0.45ft/fy,0.2%=0.2%。 （1）计算截面 1： fyAs=1fcbx+fyAs M=1fcbx(h0-x/2)+ fyAs(h0-as) 令 x=bh0=0.518555=287.49mm M1=1fcbx(h0-x/2)=14.31.0300287.49（555-287.49/2）=507.213kNM M2=M-M1=368.36-507.213=-138.85kNM0 则应该取 As=minbh=0.2%300600=360mm2 选用 2 16，As=402mm2。 M1=M- fyAs(h0-as)=368.36106-360402(555-45)=294.56kNM x=h0-( h20 -2 M1/1fcb)1/2=141.84mmbh0=0.518555=287.49mm 2 as=245=90mm As=1fcbx/ fy=1.014.3300141.84/360=1690.26mm2 取 3 16+3 22 ，实际 As=1140+603=1743mm2 （2）计算截面 B fyAs=1fcbx+fyAs M=1fcbx(h0-x/2)+ fyAs(h0-as) 令 x=bh0=0.518555=287.49mm M1=1fcbx(h0-x/2)=14.31.0300287.49（555-287.49/2）=507.213kNM M2=M-M1=402.77-507.213=-104.44kNM0 则应该取 As=minbh=0.2%300600=360mm2 选用 2 16，As=402mm2。 M1=M- fyAs(h0-as)=402.77106-360402(555-45)=328.96kNM x=h0-( h20 -2 M1/1fcb)1/2=161.73mmbh0=0.518555=287.49mm 图 6 剪力包诺图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 11 2 as=245=90mm As=1fcbx/ fy=1.014.3300161.73/360=1927.28mm2 取 4 16+3 22 ，实际 As=804+1140=1944 mm2 （3）计算 2 截面的左边 fyAs=1fcbx+fyAs M=1fcbx(h0-x/2)+ fyAs(h0-as) 令 x=bh0=0.518555=287.49mm M1=1fcbx(h0-x/2)=14.31.0300287.49（555-287.49/2）=507.213kNM M2=M-M1=205.33-507.213=-301.88kNM0 则应该取 As=minbh=0.2%300600=360mm2 选用 2 16，As=402mm2。 M1=M- fyAs(h0-as)=205.33106-360402(555-45)=131.52kNM x=h0-( h20 -2 M1/1fcb)1/2=58.3mmbh0=0.518555=287.49mm 2 as=245=90mm As=1fcbx/ fy=1.014.330058.3/360=694.75mm2 取 2 22 ，实际 As=760mm2 （4）计算 2 截面的右边 因此截面的弯矩值 M=-78.65kNM,其值较小，采用单筋截面即可。则有： x=h0-( h20 -2M/1fcb)1/2=5.0mmbh0=0.518555=287.49mm As=1fcbx/ fy=1.014.320005.0/360=397mm2 选用 2 22，实际 As=760mm2minbh=0.2%300600=360mm2 主梁的配筋图见附录。 5.5 主梁斜截面受剪承载力计算 5.5.1 验算截面尺寸 hw=h0-hf=555-120=435mm hw/b=435/300=1.454,截面尺寸按下式计算 0.25cfch0=0.251.01.43300555=