钢筋混凝土肋形楼盖设计.doc

水工钢筋混凝土课程设计南昌工程学院课 程 设 计curriculum design设计名称钢筋混凝土肋形楼盖设计专业班级11水利水电工程3班学 号2011100913姓 名曾超指导老师鄢玉英吴帅兵教研室主任设计时间2014.06.03钢筋混凝土肋形楼盖设计第1章 设计资料某水力发电站生产副厂房为二层结构，层高为4.5m，采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，其平面尺寸为33m19.5m，结构按单向板布置。结构布置无特殊要求.楼面用20mm水泥砂浆抹面，(重度为24kn/m3)，板底用12mm纸筋石灰抹底(重度为20kn/m3)。楼面均布活荷载标准值为5kn/m2。混凝土强度等级为c25，梁柱内受力主筋用hrb335钢筋，其它用hpb235钢筋。第2章 楼盖结构平面布置及截面尺寸确定确定主梁跨度为 6.5m，次梁跨度为 5.5m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m和2.1m。楼盖结构的平面布置图如下图所示： 楼盖结构平面布置图 按高跨比条件要求板的厚度h 1/40 2200/40=55mm, 对工业用建筑的楼板，要求h80mm, 所以板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l/18l/12=(5500/185500/12)mm = 306458mm;并且，hl/15=220mm，故取h=400mm，截面宽度b=h/3h/2=133200mm,取b=160mm。主梁：多跨连续主梁的截面高度h=l/15l/10=(6500/156500/10)mm = 433.33650mm;hl/15=433mm，故取h=600mm，截面宽度b=h/3h/2=200300mm,取b=250mm。第3章 板的设计(按考虑塑性内力重分布设计)3.1 荷载计算恒荷载标准值： 20mm厚水泥砂浆面层：240.02 = 0.48kn/m280mm钢筋混凝土板 ：0.0825 = 2 kn/m212mm厚纸筋石灰抹底：200.012 = 0.24kn/m2小 计 ：2.72kn/m2活荷载标准值 ：6kn/m2根据sl191-2008规范活荷载分项系数取 1.2，恒荷载分项系数取 1.05。恒荷载设计值：g = 2.721.05=2.856 kn/m2活荷载设计值：q = 61.6=8.0 kn/m2荷载总设计值：g + q =10.856 kn/m2 ,近似取10 kn/m2 。3.2 计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示， 由图可知：次梁截面宽度为b=160mm，现浇板在墙上的支承长度a=120mm，则可以按塑性内力重分布计算，板的计算跨度为：边跨两项中较小值确定： +l01=ln+h/2 = (2200-120-160/2)+ 80/2 =2040mm1.025 ln=2050mmln+a/2 = (2200-120-160/2)+120/2 =2060mm所以边跨板的计算跨度取l01 =2040mm中间跨：l02 =2200-160=1940mm板的计算简图3.3 弯矩设计值计算弯矩设计值因为边跨与中间跨的计算跨差(2040-1940)/1940=5.1%10%，可按等跨连续板计算由水工混凝土结构设计规范表 查得板的弯矩系数 n ，板的弯矩设计值计算过程见下表:板 的 弯 矩 设 计 值 的 计 算截面位置1b2c边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座弯矩系数m0.0781-0.1050.0462-0.079计算跨度l0(m)2.042.041.941.94m=m(g+q)l02(knm)3.25-4.371.74-2.973.4 配筋计算（正截面受弯承载力计算）板厚80mm，保护层c=20mm，h0=8025=55mm，b=1000mm。c25 混凝土1= 1.0。fc=11.9n/m2 ,hpb235级钢筋，fy= 210n/m2。 板 的 配 筋 计 算截面位置1b2c弯矩设计值(knm)3.25 -4.37 1.74 -2.97 s=m/1fcbho20.135 0.181 0.072 0.123 =1-0.145 0.202 0.075 0.132 轴线计算配筋（mm2）as=1fcbho/fy370.91 514.25 191.16 336.88 实际配筋（mm2）81201015082008150402550 302402 轴线计算配筋（mm2）as=1fcbho/fy370.91 514.25 152.93 269.51 实际配筋（mm2）402.00 550.00 170.00 265.00 81201015082008200验算配筋率：min=0.45ft/fy=0.2%0.50%0.69%0.21%0.33%3.5 板的配筋图绘制(1)分布筋选用6200。(2)嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。a=l0/7=291mm，取 300mm。(3)垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。a=l0/4=510mm, 取 550mm。(4)板角构造钢筋:选用8200,双向配置板四角的上部。a=l0/4=510mm, 取 550mm。 板的配筋图如下图所示: 板的配筋图第4章 次梁的设计（按考虑塑性内力重分布设计）4.1 荷载设计 恒载设计值板来的荷载: 2.8562.2=6.28kn/m次梁自重 ：0.16(0.400.08)251.05=1.34kn/m次梁粉刷 ：20.012(0.400.08)201.05=0.16kn/m小 计 ：g =7.78n/m活荷载设计值：q = 7.22.2=15.84kn/m荷载总设计值：q + g = 15.84+7.45 =23.32kn/m，取荷载23.3 kn/m4.2 计算简图次梁的实际结构图边跨： +l01=ln+a/2 =(5500-120-250/2)+240/2=5375m1.025ln=5386mm所以次梁边跨的计算跨度取l01=5375mm中间跨：l02=5500-250=5250mm计算简图如下图所示：4.3 弯矩设计值和剪力设计值的计算次 梁 的 弯 矩 设 计 值 的 计 算截面位置1b2c边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座弯矩系数m0.0781-0.1050.0462-0.079计算跨度l0(m)5.3755.3755.255.25m=m(q+g)ln2(knm)52.57 -70.68 29.67 -50.73 次 梁 的 剪 力 设 计 值 的 计 算截面位置ab（左）b（右）c边支座离端第二支座离端第二支座中间支座剪力系数v0.394-0.6060.5260.500计算跨度ln(m)5.2555.2555.255.25v=v (q+g)ln(knm)48.24 -74.20 64.34 61.16 4.4 次梁的配筋计算：4.4.1 正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按 t 形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面两项中较小值：bf=l0/3=5250/3=1750mmbf=b+sn=150+2200-160=2200mm故取bf=1750mmc25 混凝土，1 = 1.0，fc = 11.9n/m2,纵向钢筋采用hrb335级钢筋，fy=300n/m2，箍筋采用hpb235级钢筋fy= 210n/m2，h0 =400 35 = 365mm。判断跨中截面属于哪类 t 形截面1 fc bf hf (h0- bf/2)=1.011.9175080（365-80/2）=541.5knmm1m2故属于第一类 t 形截面支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于下表：次 梁 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算截面1b2c弯矩设计值(knm)52.57 -70.68 29.67 -50.73 s=m/1fcbho20.207 0.279 0.117 0.200 =1-1-0.235 0.335 0.125 0.225 选配钢筋计算配筋（mm2）as=1fcbho/fy777.13 1107.41 412.83 745.97 实际配筋（mm2）2252282182229821232509760支座截面 0.10.35,跨中截面0.2%4.4.2 斜截面受剪承载力计算（包括符合截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验 算）。次梁斜截面受剪承载力计算截面ablbrcv (kn)48.2474.2064.3461.160.25cfcbho(kn)173.74173.74173.74173.74验算173.74v173.74v173.74v173.74vvc=0.7ftbho(kn)51.9251.9251.9251.92验算51.92v不需箍筋51.92v需要箍筋51.92v需要箍筋51.921.45103,满足要求。因为各个支座间的剪力相差不大，为施工方便，沿梁长方向不变，取取双肢6150箍筋。4.5 施工图的绘制深入墙支座时，梁顶面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：l=la=648mm,取650mm。由于超过截面高度在锚固末端加焊接钢板，故取 430mm。伸入墙支座时，梁底纵向筋伸入纵筋的锚固长度：l=12d=1228=336mm，取340mm梁地面纵筋伸入中间支座的长度应满足：l12d=1228=336mm，取340mm纵筋的截面断点距支座的距离：l=ln/5+20d=5500/5+2025=1600mm，取l=1650mm次梁的配筋图第5章 主梁设计（主梁内力按弹性理论设计）5.1 荷载设计值。（为化简计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：7.455.5=40.98kn主梁的自重（含粉刷）：(0.60.08)0.252.225+2(0.60.08)0.0122.2171.05=8.0 kn恒荷载：g = 40.98 +11.57 =48.98kn ,取g = 49.0kn活荷载：q = 15.84 5.5 = 87.12kn ，取q = 87.2kn5.2 计算简图主梁的实际结构如下图所示：由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长度为a= 370mm，中间支承在400 400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨ln1= 6500 200 120 = 6180mm因为0.025ln1=154.5mma/2=185mm所以边跨取l01=1.025 ln1+b/2=1.0256180+200=6534.5中间跨l= 6500mm计算简图如下图所示：主梁的计算简图5.3 内力设计值计算及包络图因为跨度相差(6535 6500)6500 = 0.54% 0.10翼缘计算宽度按l0/3 = 6.5/3 = 2.17m 和 b + sn= 5.15m 中较小值确定，取bf=2200mm，b支座处的弯矩设计值：mb=mmax-v0b/2=-484.97+301.00.4/2=-424.77knm判别跨中截面属于哪一类 t 形截面1fcbfhf(0-hf/2)=1.011.9220080（530-80/2）=1078.82knmkm1km2均属于第一类t形截面正截面受弯承载力计算过程如下: 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1b2c弯矩设计值(knm)430.79 -424.77 197.33 -69.85 h0(mm)530 530 530 530 s=km/fcbfho20.07 0.07 0.03 0.01 =1-0.073 0.072 0.033 0.011 选配钢筋计算配筋（mm2）as=fcbfho/fy3374.34 3325.35 1514.06 530.21 实际配筋（mm2）428+225428+2254222203445344515206285.4.2 箍筋计算（斜截面受剪承载力计算）验算截面尺寸：hw=h0-hf=530-80=450mmhw/b=450/250=1.8 346.77kn可知道截面尺寸满足要求。验算是否计算配置箍筋：0.7ftbh0=0.71.27250530=117.8kn 0.15%满足要求。vcs=0.7ftbfh0+1.25fyvh0=0.71.27250530+1.25210530=257.75va=220.92kn5.4.3 弯起钢筋由于257.75 257.75，需要弯起钢筋帮助抗剪,取s=45o，取v1=vbl ,按公式asb2=得asb1=746.6mm2，由支座承担负弯矩的纵筋弯下225即可。第一排弯起钢筋起弯点离支座300mm，即s1=100mm第一排弯起钢筋的下弯点离支座边缘的距离为600-295+100=510mm,此处kv2=1.20(346.77-136.20.51)=332.77257.75,故需要弯起第二排钢筋。 asb2=353.65mm2，由支座承担负弯矩的纵筋弯下128。第二排弯起钢筋的下弯点离支座边缘的距离为51.0+100+（600240）=1130mm,此处kv3=1.20(346.77-136.21.13)=231.940.7ftbh0= 117.8kn时，且实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2la+h0 若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2la+1.7h0主梁纵筋伸入强中的锚固长度的确定：l=la=925.98mm，取930mm。梁底面纵筋的锚固长度：12d=1228=336mm，取340mm主梁的材料图和实际配筋图如下图所示：主梁材料图与配筋图第六章 柱的设计6.1 荷载的计算设柱截面形状为正方形，边长b=300mm,由于有八条次梁，五条主梁，十根柱子，房屋共两层。6.1.1 活载的计算nqk=3319.562/10=772.2 kn6.1.2 静载的计算 板的自重：g1=3319.50.0825=1287 kn板的抹面：g1=3319.5(0.0224+0.01220)=463.3 kn 次梁的自重：g2=0.40.1633258=422.4kn次梁的抹面：g2=2330.40.012817=43.1 kn 主梁的自重:g3=0.60.2519.5255=365.6 kn主梁的抹面：g3=219.50.65200.012=28.1 kn 柱的自重g4=0.30.34.52510=101.3 kn柱的抹面：g4=40.30.30.0121017=0.7 kn静载总计：ngk= (g1+ g1+ g2+ g2+ g3+ g3+ g4+ g4)2/10=542.4 kn6.2 配筋的计算n=1.05ngk+1.2nqk =1.05526.5+1.2772.2 =1496.2（kn）边长b=300mm；l0=0.7l=0.74500=3150（mm）=10.58，需考虑纵向弯曲的影响，查得0.97。 = =2531 mm2=2.81%0.6%可以选用82钢筋(=3041mm2),排列于柱子四角以及柱边的中间点。箍筋选用8a120。因此b=300mm柱子满足设计要求6.3 配筋图 柱截面配筋图第七章 双向板设计7.1设计资料根据本设计，活荷载的标准值为6kn/m2，板的厚度。计算内力，配筋并画图，双向板如下图所示：7.2 初拟构件尺寸楼面的结构布置如上所示，板厚140mm。横向支撑截面尺寸取200 mm500mm，纵向支撑截面取300 mm500mm。7.3 荷载计算（取1m板宽计算）恒 荷 载 ：板自重0.1412.5=3.5kn/m20mm厚抹面 ：0.02124=0.48kn/m12mm厚抹底 ：0.012120=0.24kn/m标 准 值 ：gk=4.220kn/m设 计 值 ：g=1.05gk=4.431kn/m活荷载标准值：qk=5kn/m设 计 值 ：q=1.25=6.0kn/m由于结构的对称性，该平台可分为a、b两种校核，活荷载最不利如下：a.当制作重点最大弯矩时，活荷载满布：p=g+q=10.431kn/mb.当求跨度最大弯矩时，活荷载按棋盘式布置，分解如下：a.满布荷载 p=g+q/2=7431kn/mb.一上一下p=3.6kn/m7.4 内力计算7.4.1计算跨度内跨l0=lc=6m边跨l0=lc-0.12+0.14/2=5.81m7.4.2 将连续双向板的内力计算化为单块双向板a. 板格转化为一边简支、三边固定和四边简支两种情况： 一边简支三边固定 四边简支 +b. 板格转化为四边简支和两边简支、两边固定 四边简支 两边简支 +两边固定7.4.3 弯矩计算钢筋混凝土板v=vb，根据以上支