单向板整浇肋形楼盖课设指导2009.doc

第一章 钢筋混凝土单向板整浇肋形楼盖课程设计任务书1.1 课程设计资料1 楼层平面图。参见图1.1。图1.1 建筑平面图2 外墙厚度和梁板在墙体上的支承长度： 外墙厚度370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm。3 楼面做法与楼面活荷载： 做法1：20mm厚水泥砂浆（重度为20kN/m3）面层，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋石灰（重度为17kN/m3）粉底。楼面活荷：7 kN/m2。做法2：楼面面层为水磨石（底层20mm厚水泥砂浆，10mm面层），自重为0.65 kN/m2；梁板天花为混合砂浆抹灰15mm（重度为17kN/m3）。楼面活荷：5kN/m2。4 材料等级 混凝土：C20或C25级。 钢筋：梁内纵向受力钢筋采用HRB335级或HRB400级；板内受力钢筋、分布钢筋、构造钢筋、梁内箍筋等采用HPB235级钢筋。1.2 课程设计内容1 确定结构布置方案2 板设计3 次梁设计4 主梁设计5 绘制施工图1.3 课程设计要求1 完成设计计算书一份。 计算书内容包括计算过程和结构施工图草图。设计采用资料按上述平面尺寸、楼面做法、材料强度分别组合，分组进行设计，每组采用一种组合。用钢笔、圆珠笔或签字笔书写整齐并装订成册。2 绘制施工图一张。图幅为2号，用铅笔绘制。要求布置匀称、比例协调、线条分明、尺寸齐全，文字书写一律采用仿宋体。应严格按制图标准作图。建议绘图比例：结构平面布置和板配筋图为1:100；次梁配筋图为1:50，剖面为1:20；主梁配筋图为1:50，剖面为1:25。绘图比例可根据布图做适当调整。绘图图签可参照下面图形绘制：图1.2 图签尺寸3 通过课程设计答辩 每位同学1015分钟。4 完成时间：56个工作日。1.4 参考资料1 混凝土结构设计规范GB 500102002；2 建筑结构荷载规范GB 500092001；3 建筑结构制图标准GB/T50105-2001。4 “混凝土结构”教材，版本不限。第二章 钢筋混凝土单向板整浇肋形楼盖基本概念和原理2.1 单向板和双向板楼板上的荷载只在一个方向传递的楼板称为单向板，荷载在两个方向上传递的楼板成为双向板。楼板荷载传递方向和板四周的支承情况有关，不同方向上传递的荷载大小与楼板尺寸有关。 a 单向板 b双向板图2.1 单向板和双向板示意图混凝土结构设计规范10.1.2规定：两对边支承的板应按单向板计算；对于四边支承板，按下列规定计算：当l2 / l12时，应按双向板计算；当2 l2 / l1150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。受力筋的间距也不宜小于70mm。为便于施工，在同一连续板带内跨中截面和支座截面处的钢筋间距应相同。板中配筋方式包括弯起式和分离式。（b）（a）图3.2 板中钢筋配筋方式弯起式：参见图3.2（b）将跨中正弯矩钢筋在支座附近弯起一部分以承受支座负弯矩，这种配筋锚固好，并可节省钢筋，但施工稍微复杂。分离式：参见图 3.2（a），将跨中正弯矩钢筋和支座上负弯矩钢筋分别设置。这种配筋方式施工方便，但钢筋用量较大且锚固较差，不宜用于承受动荷载的板中。 多跨连续板，当各跨度相差不超过20时，可以不画弯矩包络图，而直接按图3.2 确定钢筋的弯起和切断的位置。若各跨跨度相差超过20，或各跨荷载相差悬殊时，则必须根据弯矩包络图来确定钢筋的位置。跨中正弯矩钢筋当采用分离式时，宜全部伸入支座，支座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度应满足覆盖负弯矩图和钢筋锚固的要求。当采用弯起式配筋时，正弯矩钢筋一般可在距支座边处弯起1/22/3，以承受支座上的负弯矩，如数量不足可另加直钢筋。在弯起后，宜保留相当跨中受力钢筋截面面积1/3的钢筋伸入支座，且间距不得大于400mm。支座处的负弯矩钢筋，可在距支座边不小于a的距离处切断（图3.2），a的取值如下： 当 时， ； 当 时， 。式中：、恒载、活载设计值；板的计算跨度。 5）确定板中构造钢筋a 分布筋：分布钢筋的作用是把荷载较均匀、分散地传递到板的受力钢筋上去，承担因混凝土收缩及温度变化在垂直于板跨方向所产生的拉应力，并在施工中固定受力钢筋的位置。混凝土规范10.1.8条：当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，尚应在垂直受力方向布置分布钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15，且不宜小于该方向板截面面积的0.15；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm；对集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。小资料：表3.5 按受力钢筋截面面积15求得分布钢筋的直径和间距受力钢筋间距（mm）受力钢筋直径1212/101010/8870、8090、100120、140160表3.6 按板截面面积的0.15%求得的分布钢筋的直径和间距板厚（mm）60708090分布筋板厚（mm）100110120140分布筋b支承处的板上部构造钢筋板的上部构造钢筋包括：与受力筋垂直梁上部板中构造负弯矩钢筋、板边支承在边梁或墙体时板上部构造负弯矩钢筋、板角钢筋网片。混凝土规范10.1.6条：当现浇板的受力钢筋与梁平行时，应沿梁长度方向配置间距不大于200mm且与梁垂直的上部构造钢筋，其直径不宜小于8mm，且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积的1/3。该构造钢筋伸入板内的长度从梁边算起每边不宜小于板计算跨度的1/4。图10.1.6 现浇板中与梁垂直的构造钢筋1主梁；2次梁；3板的受力钢筋；4上部构造钢筋混凝土规范10.1.7条：对与支承结构整体浇筑或嵌固在承重砌体墙内的现浇混凝土板，应沿支承周边配置上部构造钢筋，其直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm，并应符合下列规定：1 现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑的单向板或双向板，应在板边上部设置垂直于板边的构造钢筋，其截面面积不宜小于板跨中相应方向纵向钢筋截面面积的1/3；该钢筋自梁边或墙边伸入板内的长度，在单向板中不宜小于受力方向板计算跨度的1/5，在双向板中不宜小于板短跨方向计算跨度的1/4；在板角处该钢筋应沿两个垂直方向布置或按放射状布置。2 嵌固在砌体墙内的现浇混凝土板，其上部与板边垂直的构造钢筋伸入板内的长度，从墙边算起不宜小于板短边跨度的1/7；在两边嵌固于墙内的板角部分，应配置双向上部构造钢筋，该钢筋伸入板内的长度从墙边算起不宜小于板短边跨度的1/4；沿板的受力方向配置的上部构造钢筋，其截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的1/3；沿非受力方向配置的上部构造钢筋，可根据经验适当减少。 板顶裂缝形式 板顶构造钢筋图3.3 板边与板角构造钢筋6）绘制配筋施工图草图 配筋施工草图制图要求参见后面章节结构施工图的绘制要求。步骤如下：1）绘制板平面图。绘图范围应一般为整块板的1/4。不同编号的板在绘图范围内至少表示出一块板。2）选定配筋方式（分离式或弯起式），将受力筋按比例绘制于板平面图中。3）绘制构造钢筋钢筋。包括分布钢筋、墙边构造钢筋和板角构造钢筋、与梁平行的构造筋。4）标注尺寸，标明钢筋直径、间距。5) 编号：标明梁、板编号，钢筋编号。直径、形状、长度相同的钢筋编为同一号。参见设计例题。5 次梁设计 民用建筑中的次梁一般按考虑塑性内力重分布方法计算。1）确定计算简图并进行荷载计算；A 将次梁简化为连续梁简图，超过5跨按5跨计算。B 确定荷载： 恒载标准值板传来恒载标准值次梁自重标准值次梁抹灰自重标准值 恒载设计值： 活载标准值完全由板传来：板上均布荷载标准值次梁间距 活载设计值：C 确定计算跨度和净跨： 计算跨度按表 中梁塑性理论计算跨度公式确定，注意边跨和中跨不同。 净跨为计算控制剪力时应用。 2）内力计算（弯矩和剪力计算）；查次梁塑性理论内力系数，列表求内力。表3.7 次梁弯矩计算截面边跨跨中第一内支座第二跨跨中中间跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14 (kN.m)表3.8 次梁剪力计算截面端支座右侧第一内支座左侧第一内支座右侧中间支座左侧、右侧弯矩计算系数0.450.60.550.55 (kN)注：上述两表中内力系数为梁端支承在砖墙内情况下的系数。3） 正截面配筋计算；正截面计算应考虑楼板对次梁承载的作用。对于正弯矩，梁下部受拉，上部受压，楼板的存在增大了受压区面积，故按T形截面计算；负弯矩作用时，上部受拉开裂，楼板不能起到承载加强作用，故仍按矩形截面计算。当按T形截面计算时，首先应确定T形截面的翼缘宽度。包括边跨翼缘宽度计算，中间跨翼缘宽度计算。翼缘高度为板厚。混凝土规范7.2.3条：T形、I形及倒L形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度应按表7.2.3所列情况中的最小值取用。表7.2.3 T形、I形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度情况T形、I形截面倒L形截面肋形梁、肋形板独立梁肋形梁、肋形板1按计算跨度考虑2按梁（纵肋）净距考虑-3按翼缘高度考虑-注：1 表中b为腹板宽度；2 如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时，则可不遵守表列情况3的规定；3 对加腋的T形、I形和倒L形截面，当受压区加腋的高度且加腋的时，其翼缘计算宽度可按表列情况3的规定分别增加2（T形、I形截面）和（倒L形截面）；4 独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时，其计算宽度应取腹板宽度b。跨中截面正正弯矩按T形截面计算时，应首先判断T形截面属于第一类T形截面还是第二类T形截面。如属于第一类T形，则按宽度为翼缘宽度的矩形截面进行配筋计算。当属于第二类T形截面时，按T形截面正截面承载力计算公式求解配筋。两类T形截面的判断方法如下：第一类： 受压区高度在翼缘范围内 第二类： 中和轴伸入腹板 表3.9 次梁正截面板的配筋计算表截面边跨跨中第一内支座第二跨中、中间跨跨中中间支座M（kN.m）取取选配钢筋实配钢筋面积（mm2）且0.002当砼相对受压区高度或最小配筋率验算不满足要求时，应增大梁的截面面积。混凝土规范9.5.1条规定：受弯构件的最小配筋率取0.2%和的较大值。混凝土规范10.2.1条：钢筋混凝土梁纵向受力钢筋的直径，当梁高h300mm时，不应小于10mm；当梁高h300mm时，不应小于8mm。梁上部纵向钢筋水平方向的净间距（钢筋外边缘之间的最小距离）不应小于30mm和1.5d(d为纵筋的最大直径)；下部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时，以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。伸入梁支座范围内的受力钢筋根数，当梁宽b100mm时，不宜少于2根；当梁宽b100mm时，可为一根。混凝土规范10.2.22条：钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋，其伸入梁支座范围内的锚固长度（图10.2.2）应符合下列规定：1 当时 2 当时 带肋钢筋 光面钢筋 此处，d为受力钢筋的直径。如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合上述要求时，应采取在钢筋上加焊锚固钢板或将钢筋端部焊接在梁端预埋件上等有效锚固措施。注：对混凝土强度等级为C25及以下的简支梁和连续梁的简支端，当距离支座边1.5h范围内作用有集中荷载，且时，对带肋钢筋宜采取附加锚固措施，或取锚固长度。图10.2.22对于次梁当各跨跨度相差不超过20，活荷载与恒荷载的比值时，可不必画材料图，而按图3.4的构造规定确定钢筋的切断和弯起位置。对于主梁及其他不等跨次梁，应在弯矩包络图上作材料图，来确定纵向钢筋的切断和弯起位置；并按构造要求确定该纵向钢筋自理论切断点向外再延伸至实际切断点的长度。图3.4 次梁配筋构造混凝土规范10.2.3 条：钢筋混凝土梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断。当必须截断时，应符合以下规定：1 当时，应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2;2当时,应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于且不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2;3 若按上述规定确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内，则应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于1.3且不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的延伸长度不应小于1.21.7。 （4）斜截面配筋计算 次梁斜截面配筋计算可按下表计算：表3.10 次梁斜截面承载力计算截面端支座右侧第一内支座左侧第一内支座右侧中间支座左、右侧V（kN）验算 验算或选用箍筋直径、肢数 （mm2）实配箍筋间距s（mm2）验算最小配箍率验算是否需要弯筋的验算成为最小截面限制条件，如满足要求，可以避免构件在极限状态发生斜压破坏，不满足时应增大截面尺寸。混凝土规范第7.5.1条：矩形、T形、I形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：当时， ；当时， ；当时，按线性内插法确定。式中：混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取；当混凝土强度等级为C80时，取，其间按线性内插法确定。（本设计混凝土强度等级小于C40）截面的腹板高度：对矩形截面，取有