土木工程专业本科生课程设计-钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书.docx

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、设计材料1.1 题目某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面（采用现浇混凝土单向板肋梁楼盖）, 墙厚240mm，壁柱截面尺寸500mm500mm；中柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm400mm。楼盖面层做法：20mm厚水泥沙浆找平后做10mm厚水磨石面层，板底采用20mm厚混合沙浆天棚抹灰1.2已知条件1) 题号50号题，L1L2=37.222.5 m；活荷载=4.5 kN/m22) 荷载（标准值）楼面活荷载：4.5 kN/m2, Q=1.3钢筋混凝土容重：=25 kN/m2楼盖面层：10mm水磨石地面0.65 kN/m2，水泥沙浆容重：=20 kN/m2，混合沙浆容重：=17 kN/m23) 材料混凝土：C30（fc=14.3 N/mm2，ft=1.43 N/mm2，=1.0，=0.8；ftk=2.01 N/mm2，Es=3.0104 N/mm2）钢筋：梁纵向受力筋采用HRB400级热轧钢筋（fy=360 N/mm2,Es=2.0105 N/mm2），其余受力钢筋均采用HPB235级热轧钢筋（fy=fy=210 N/mm2,Es=2.1105 N/mm2） 1.3 设计内容1) 结构平面布置图：柱网，板，次梁和主梁的布置2) 板的强度计算（按塑形内力重分布计算）3) 次梁的强度计算（按塑形内力重分布计算）4) 主梁的强度计算（按弹性理论计算）5) 绘制结构施工图结构平面布置图（1：100）板的配筋图（1：50）次梁的配筋图（1：50）主梁的配筋图（1：40）及弯矩M、剪力V的包络图钢筋明细表及图纸说明二、 结构平面布置1)根据设计资料中50号题，L1L2=37.222.5 m; 主梁横向布置，跨度为6200mm，间距为6200mm；次梁纵向布置，其跨度为7500mm，间距为2500mm,区格长边与短边之比为2.48，故按单向板考虑且在沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。其中板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入370mm。2)结构平面布置如图附1所示三、 板的设计 根据最小板厚的要求，取板厚80mm(板按塑性内力重分布方法设计)3.1、荷载板自重： 1.20.0825=2.4 kN/m2 楼面面层： 1.2（0.0220+0.0125）=0.78 kN/m2天棚抹灰： 1.2 0.0217=0.41 kN/m2恒荷载： g =2.4+0.78+0.41=3.59 kN/m2活荷载： q=1.34.5=5.85 kN/m2总荷载： q+g=3.59+5.85=9.44 kN/m23.2、计算简图a) 次梁截面高度按（1/81/12）l初估，取h=500mm,截面宽按(1/31/2)h初估，取b=200mm 结构平面布置，板的几何尺寸如图3.21所示。b) 取1m板宽作为计算单元，各跨的计算跨度为：中间跨计算跨长：l0=ln=2.5-0.2=2.3m边跨计算跨长：l0=ln+h/2=2.5-0.12-0.2/2+0.08/2=2.32m边跨与中间跨相差：（2.32-2.3）/2.3100%=0.87%10%，故可按等跨连续梁计算，设计跨数为六，可按五跨计算。板的计算简图如图3.22所示图3.21板的剖面图 图3.22 1 B1 A2 C2 B3 C23202300230023002320板的计算简图g+q=9.44 kN/m3.3、内力（弯矩）计算（见表3-1）表3-1 内力（弯矩）计算截面位置1B2C3弯矩系数1/11-1/111/16-1/141/16M=m(g+q)l204.62-4.543.12-3.573.123.4、配筋计算 板的截面有效高度h0=80-20=60mm配筋计算截面1B2C3在平面中位置弯矩折减系数1.01.01.01.01.00.81.00.81.00.8M（kN.m）4.624.62-4.54-4.543.122.50-3.57-2.683.122.50s=M/1fcbh020.0900.0900.0880.0880.0610.0490.0690.0560.0610.049=0.0940.0940.0920.0920.0630.0500.0720.0580.0630.050AS=bh01fc/fy384384376376257204294237257204选配钢筋8120812081208120818082008160820081808200实配钢筋/mm24194194194192792513142512792513.5、单向板的配筋示意图如图附2所示四、次梁的设计4.1 荷载 板传来的恒荷载：3.592.5=8.975 kN/m次梁自重： 1.2250.2（0.5-0.08）=2.52 kN/m次梁梁侧抹灰： 1.2170.022（0.5-0.08）=0.34 kN/m恒荷载： g=8.975+2.52+0.34=11.84 kN/m活荷载： q=1.34.52.5=14.625 kN/m总荷载： g+q=11.84+14.625=26.47 kN/m4.2 计算简图a) 做法同板的设计中，取h=80mm,次梁高h=500mm,次梁宽b=200mm,几何尺寸如图4.21所示b) 主梁截面高度应满足h=(1/151/8)l,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h,取b=300mm。中间跨计算跨长：l0=ln=5.9m边跨计算跨长：l0=ln+a/2=5.93+0.25/2=6.0551.025ln=6.08m跨度相差：6.055-5.95.9100%=2.63%v332.5v332.5v332.5v332.5vVc=0.7ftbh093.1v93.1v93.1v93.1v箍筋肢数、直径2828282828Asv=nAsv1101101101101101S=1.25ASvh0fyv /(V-0.7) ftbh0实配箍筋间距3002003003003004.5 次梁的配筋示意图如图附3所示五、主梁的设计（按弹性理论计算） 由题目已知柱的截面尺寸为400mm400mm，主梁的几何尺寸及支承情况如图5.11所示。图5.11 主梁的几何尺寸及支承情况5.1 荷载 由次梁传来的集中荷载：11.846.2=73.41 kN主梁自重：次梁间距为2.5m，可将主梁每2.5m为一段折算成集中荷载计算：1.225（0.65-0.08）0.32.5=12.83 kN梁侧抹灰： 1.2172（0.65-0.08）2.50.02=1.16 kN每个恒荷载：G=73.41+12.83+1.16=87.4kN每个活荷载：Q=14.6256.2=90.68 kN总荷载： Q+G=87.4+90.68=171.08 kN5.2 计算简图由于主梁线刚度较柱刚度大得多，故主梁中间支座按铰支撑考虑。主梁支撑在砖墙上，支撑长度为370mm，计算跨度分别为：中间跨计算跨长：l0=lc=7.5m边跨计算跨长： l0=1.025ln+b/2=1.0257.18+0.4/2=7.5595m l0=7.5V622.06V622.06VVc=0.7ftbh0184.7V174.2V174.2V箍筋肢数、直径282828Asv=nAsv1101101101每道弯起筋直径118118每道弯起筋面积/mm2314.2314.2Vb=0.8fyAsbsin45o63.99 KN63.99 KNS=1.25fyvAsvh0/(V-Vc-Vb)实配箍筋间距350250250图5.4 主梁包络图5.5 主梁吊筋计算 由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值：F=G*+Q=73.41+90.68=164.09 KN 式中*表示G仅为次梁传来的恒载则AS=F2fyvsina=16409022100.707=552mm2吊筋选用220（628mm2）5.6.主梁配筋示意图见图附4所示六、裂缝宽度验算6.1板的裂缝宽度验算板的裂缝宽度验算表。板的裂缝宽度验算如表3-10所示表3-10板的裂缝宽度验算表项次1B2C3在平面中位置Mk=m(gk+qk)l023.58-3.492.41.92-2.75-2.22.41.92As419419279251314251279251deq88888888Ate=0.5bh4000040000400004000040000400004000040000te=AsAte0.01050.01050.00700.00630.00790.00630.00700.0063sk=Mk0.87Ash0163.68159.57164.79146.54167.78167.91164.79146.54=1.1-0.65ftktesk0.33980.3200.3070.2080.3210.3220.3070.208lm=1.9c+0.08deqte9999102102102102102102max=2.1skEs lm0.0580.0530.0540.0330.0580.0580.0540.033注:1)取保护层厚度c=20mm。2)当te0.01时,取te=0.01计算。3)板中钢筋均为HPB235,故Es=2.1105N/mm2。4) lim规范规定一般情况下为0.3mm。由表3-10可知，maxlim，符合要求。6.2 次梁裂缝宽度验算次梁的裂缝宽度验算表。次梁的裂缝宽度验算如表3-11所示表3-11考虑塑性内力重分布时次梁的内力验算项次12CMk=m(gk+qk)l0267.2244.3050.63As615380461deq1412.714Ate=0.5bh5000050000Ate=0.5bh+(bf -b) hf234000te=AsAte0.01230.00760.00197sk=Mk0.87Ash0272.75288.17271.48=1.1-0.65ftktesk0.7110.6470.619lm=1.9c+0.08deqte129140150max=2.1skEs lm0.2630.2740.265注:1)表中并没有验算所有截面,而是挑选了两个比较危险的截面以及配筋最少的支座截面,这样取具有代表性. 2)裂缝的验算证明次梁配筋足够,考虑塑性内力重分布时次梁裂缝都满足lim=0.3mm,截面尺寸满足要求。6.3主梁裂缝宽度验算1)由荷载标准值计算主梁内力,计算如表3-12所示表3-12荷载标准值作用下主梁的内力计算表控制界面组合值Mk=m1Gkl0+m2Qkl0V0kb/2Mk(考虑支座影响)1(0.24487.4+0.28990.68) 7.51.3=274.22_274.22B(-0.26787.4-0.31190.68) 7.51.3=297.3326.32-271.012(0.06787.4+0.20090.68) 7.51.3=138.41_138.412)主梁的裂缝宽度验算表,主梁的裂缝宽度验算如表3-13所示表3-13主梁的裂缝宽度验算表项次1B2Mk274.22-271.01138.41As202820181016deq20.820.818Ate=0.5bh9750097500