钢筋混凝土课程设计-一多层工业厂房中间层楼面现浇整体式肋梁楼盖设计.doc

课 程 设 计 任 务 书题 目 钢筋混凝土课程设计学 院 交通土建学院 专 业 城市地下空间工程专业 班 级 地下122 学生姓名 宋伟涛 学 号 120719209 12 月 8 日至 12 月 12 日 共 1 周指导教师(签字) 院长(主任)(签字) 2013 年 12 月 15 日第1章 设计原始资料1. 设计题目与设计条件1.1设计题某目：一多层工业厂房中间层楼面现浇整体式肋梁楼盖设计 某一多层工业厂房中间层楼面采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼面。 根据该工厂的使用要求，横向柱网尺寸取为6.6m，纵向柱网尺寸6.9m，如图1所示。图1 楼盖建筑平面1.2设计条件：1.2.1楼面做法： 20mm水泥砂浆面层， 钢筋混凝土现浇板， 20mm石灰砂浆抹底；1.2.2建筑材料：混凝土等级c30，梁内受力纵筋为hrb335，其他为hpb300；1.2.3楼面荷载：楼面活荷载标准值为4.5kn/。第2章 楼盖结构的平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6900/186900/12=383575mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm。主梁截面高度应满足h=/14/8=6600/146600/8=471825mm，取h=800mm。截面宽度为b=300mm。楼盖结构平面布置如图2所示。图2 楼盖板结构平面布置图第3章 板的设计板的永久荷载标准值 20mm水泥砂浆面层： 0.0220=0.4kn/ 钢筋混凝土现浇板: 0.0825=2kn/ 20mm石灰砂浆抹底: 0.0217=0.34kn/小计 2.74kn/板的可变标准荷载值 4.5kn/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于4.5kn/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的总荷载设计值为：g+q=+=1.22.62+4.51.3=9.4kn/3.1 荷载及计算简图次梁截面为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： 同时大于。满足最小配筋率。第4章 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荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。 4.1 荷载计算永久荷载设计值板传来永久荷载 2.741.22.2=7.23kn/m次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kn/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kn/m小计 g=10.09kn/m可变荷载设计值 q=5.852.2=12.87kn/m荷载总设计值 g+q=22.96kn/m次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm800mm。计算跨度：边跨： ，取。中间跨：因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图4所示。 4.2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。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 弯矩设计值：=-=（g+q）/11=22.96/11=95.1knm=-（g+q）/14=-22.96/14=-71.44knm=（g+q）/16=22.96/16=62.51knm剪力设计值：=0.45（g+q）=0.4522.966.75=69.74kn=0.60（g+q）=0.6022.966.75=92.99kn=0.55（g+q）=0.5522.966.6=83.34kn 4.3 承载力计算 4.3.1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=/3=6900/3=2300mm=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除b截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，c30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-40=460mm二排纵向钢筋=500-65=435mm。c30混凝土，=1.0，=14.3n/，=1.43n/；纵向钢筋采用hrb335钢，=300n/，箍筋采用hpb300钢，=270n/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类t形截面。表2 次梁正截面受弯承载力计算截 面1b2c弯矩设计值（knm）95.1-95.162.51-71.44=/（b）或=/（）=0.014=0.176=0.009=0.118=1-0.0140.1950.350.0090.126=b/或=/675.3855.14434.1552.55选配钢筋（）318=763516=1005218=509216+114=555.9计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/b509/（200460）=0.55%，此值大于,且大于满足最小配筋率。4.3.2 斜截面受剪承载力计算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：=-=460-80=380mm，因/b=380/200=1.94，（厚腹梁）截面按下式验算：0.25b=0.25114.3200460=328.9n=92.99n，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.71.43200460=92.092n=92.99n构造配筋，选用6200=0.14% =0.24=0.24=0.13%采用6双支箍筋，计算支座b左侧截面。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s=0.8200=160mm最后取箍筋间距s=160mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.31.43/270=0.16%。实际配筋率=56.6/（200160）=0.17%0.16%满足要求。第5章 主梁设计主梁按弹性方法设计。5.1 荷载计算为了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 10.096.9=69.62kn主梁自重（含粉刷）（0.8-0.08）0.32.225+0.02（0.8-0.08）22.217）1.2=15.54kn永久荷载设计值 g=67.48+15.54=85.16kn 取g=85kn可变荷载设计值 q=12.876.9=88.8kn 取q=89kn主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm400mm的混凝土柱上，其计算跨度：边跨：=6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨：=6600mm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。 5.2 内力计算及包络图5.2.1弯矩设计值弯矩m=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244856.64+0.289896.64=134.47+163.11=308.5knm=-0.267856.64-0.311896.64=-147.15-175.53=-334.5knm=0.067856.60+0.200896.6=36.70+112.21=155.1knm5.2.2剪力设计值剪力v=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73385+0.86689=60.84+73.66=139.4kn=-1.26785-1.31189=-105.16-111.44=-224.4kn=1.085+1.22289=83+103.87=193.8kn5.2.3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=-0.267856.64-0.133896.64=-229.3knm在第1跨内以支座弯矩=0，=-229.3knm的连线为基线。作g=85kn，q=89kn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）+=（85+89）6.64-=308.7knm（g+q）+=（85+89）6.64-=232.3knm在第2跨内以支座弯矩=-229.3knm，=-229.3knm的连线作为基线，作g=85kn，q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：g+=856.60-229.3=-42.3knm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，=-334.5knm的连线为基线。作g=85kn，q=89kn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：（85+89）6.64-=273.62knm（85+89）6.64-=162.12knm在第2跨内：=-0.267856.64-0.089896.64=-203.3knm以支座弯矩=-334.5knm，=-203.3knm的连线为基线，作g=85kn，q=89kn的简支梁弯矩图，得（g+q）+（-）=（85+89）6.64-203.3+（-334.5+203.3）=94.35knm（g+q）+（-）=（85+89）6.64-203.3+（-334.5+203.3）=138.09knm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267856.64-0.133896.64=-229.3knm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（g+q）+=（85+89）6.64-229.3=155.82knm（与前面计算的=155.1knm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：g+=856.64-229.3=111.7knmg+=856.64-229.3=35.26knm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=-0.267856.64-0.178896.64=-255.89knm=-0.267856.64+0.044896.64=-124.69knm在第1跨内以支座弯矩=0，=-255.89knm的连线为基线，作g=85kn，q=89kn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）+=（85+89）6.64-255.89=299.82knm（g+q）+=（85+89）6.64-255.89=214.53knm在第2跨内以支座弯矩=-255.89knm，=-124.69knm的连线作为基线，作g=85kn，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+（-）+=856.6+（-255.89+124.69）-124.69=-25.16knmg+（-）+=856.6+（-255.89+124.69）-124.69=18.58knm弯矩包络图如图6（a）所示。第1跨=139.4kn；过第1个集中荷载后为139.4-85-89=-34.6kn；过第2个集中荷载后为-34.6-85-89=-208.6kn=-224.4kn；过第1个集中荷载后为-224.4+85+89=-50.4kn；过第2个集中荷载后为-50.4+85+89=123.6kn第2跨=193.8kn；过第1个集中荷载后为193.8-85=108.8kn。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.085+1.089=174kn；过第1个集中荷载后为174-85-89=0。剪力包络图如图6（b）所示。图6 主梁的内力包络图（a） 弯矩包络图；（b）剪力包络图 5.3 承载力计算 5.3.1 正截面受弯承载力计算跨内按t形截面计算，因=0.1050.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2m和b+=6.6m中较小值确定取=2.2m。b支座边的弯矩设计值=-b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22knm。纵向受力钢筋除b支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类t形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1b2弯矩设计值（knm）308.5-334.5155.1-42.3=/（b）或=/（）=0.017=0.144=0.009=0.017=（1+）/20.9910.9210.9950.991=/1365.41647.1683.7187.2选配钢筋（）520=1570320+318=1705320=942.2220=628 5.3.2 斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸： =-=760-80=680mm，因/b=680/300=2.274截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3300680=729.3kn=224.4kn，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座b截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：