钢筋砼单向板肋梁楼盖设计.doc

钢筋砼单向板肋梁楼盖设计计算书学院名称： 工学院 专 业： 理论与应用力学 班 级： 09级 姓 名： 王宗谭、廖建业 学 号： 09335004、09335047 指导教师： 李伟华 时 间： 2011/8/2 第一部分：任务书一、设计题目：某金工车间及某办公楼钢筋混凝土楼盖设计二、课程设计目的1、掌握楼面结构平面布置的原则；2、掌握钢筋混凝土连续梁板结构设计方法；（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板结构的相关构造要求。3、进行结构施工图绘制的训练。三、设计参数 (1)1、某机械工厂金工车间多层厂房层高4.8m，楼盖结构平面布置简图如图1所示。板、次梁和主梁伸入墙的深度分别为120mm、240mm和370mm。楼梯设置在旁边的附属房屋内。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。图1 楼盖平面布置图2、楼面构造：120厚钢筋混凝土现浇板（钢筋混凝土的容重为25kN/m3）；20mm厚水泥砂浆面层（水泥砂浆的容重为20kN/m3）；20mm厚石灰砂浆抹底（石灰砂浆的容重为17 kN/m3）。3、楼面可变荷载标准值为qkN/m2，其分项系数为1.3。4、主梁沿房屋的横向布置，跨度为，次梁沿纵向布置，跨度为。5、板、梁的混凝土强度等级见附录设计参数分组表；主、次梁纵筋采用HRB335级或HRB400级钢筋；主、次梁的箍筋和架立钢筋，板的受力钢筋和构造钢筋均采用HPB235级钢筋。四、设计要求及工作量1、设计要求（1）确定柱网尺寸，布置主次梁，选择构件截面尺寸，绘制楼盖结构平面布置图。（柱：500mmX500mm(设计1), 400mmX400mm(设计2)）（2）按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力，进行板的正截面承载力计算，绘制板的配筋图；按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁的内力，计算次梁的正截面、斜截面承载力，绘制次梁的配筋图。（3）按弹性方法计算主梁的内力，绘制主梁的弯矩、剪力包络图，根据包络图计算主梁正截面、斜截面承载力，并绘制主梁的配筋图。（4）绘制楼盖结构平面布置图，板配筋布置图及主梁、次梁配筋详图，主梁的内力包络图，并作钢筋明细表，最后完成楼盖施工图两张。2、工作量（1）图纸要求1）楼盖结构平面布置及板的配筋图、次梁配筋详图；（2号图纸一张）2）主梁材料抵抗弯矩图及配筋详图。（2号图纸一张）3）在图中标注有关设计说明，如混凝土强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度及其他相关注意事项等。4）图纸要求图面布局合理、线型分明、干净整洁、表达规范完整，所有尺寸标注必须采用仿宋体。另外，绘图比例自定，但须合乎规范要求。（2）计算书要求1）要求计算准确，步骤完整，内容清晰，层析分明；2）计算书要求字迹端正，清晰；计算书中的图表要求进行编号；3）计算书中的计算简图要求线条清楚，尺寸详细，字体端正。五、附录：设计参数计算选用第10组数据： 混凝土强度等级：C30 楼面活荷载：7.5（kN/m2） 主梁跨度L1：7.8m 次梁跨度L2：6.0m第二部分：计算书正文单向板肋形楼盖设计计算书内 容计 算结 果一、 设计资料某机械工厂金工车间多层厂房现浇钢筋混凝土楼盖，建筑轴线及柱网平面见图（1）。层高4.8m，板、次梁、主梁深入墙的深度分别为120mm、240mm、370mm。楼面可变荷载标准值7.5kN/m2，其分项系数为1.3。楼面构造为：120m厚现浇钢筋混凝土板（25kN/m3）；20mm厚水泥砂浆面层（20kN/m3）；下面有20mm厚石灰砂浆抹底（17kN/m3）。梁、板混凝土均采用C30级，主、次梁纵筋均采用HRB335级或HRB400级钢筋。主、次梁的箍筋和架立钢筋、板的受力钢筋和构造钢筋均采用HPB235级钢筋。二、机构布置 楼盖采用单向板肋形楼盖方案，梁板结构布置及构件尺寸如图（1）图（1）金工车间单向板肋形楼盖梁板结构布置及构件尺寸图内 容计 算结 果三、板的计算厚度120mm1、 荷载 2、 内力3、 配筋 板按塑性内力重分布方法计算，取每米宽板带为计算单元，有关尺寸及计算简图如图（2）可变荷载效应其控制作用P=14.24kN/m图（2）板按内力重分布方法计算的有关尺寸及计算简图20mm水泥砂浆 20kN/m30.02m=0.4kN/m2120mm钢筋混凝土板 25kN/m30.12m=3.0kN/m220mm石灰砂浆 17kN/m30.02m=0.34kN/m2恒载标准值 gk=3.74 kN/m2活载标准值 qk=7.50 kN/m2荷载设计值 p=1.23.741.37.50=14.24 kN/m2每米板宽 p=14.24 kN/m计算跨度 板厚h=120mm，次梁bh=200mm450mm边跨l01=2600120100+120/2=2440mm中间跨l02=2600200=2400mm跨度差（24402400）/2400=0.016 min=0.2%及0.45* ft /fy=0.45*1.43/210=0.306%板的模板图、配筋及钢筋表如图（3）-a、图（3）-b、图（4）。图（3）-a板的模板图、配筋图局部图（3）-b板的模板图、配筋图全图图（4）板的钢筋表内 容计 算结 果四、次梁计算b= 200mmh=450mm 次梁按塑性内力重分布方法计算，截面尺寸及计算简图如图（5）。图（5）按内力重分布方法计算的次梁截面有关尺寸及计算简图1、 荷载2、内力由板传来的恒载 3.74kN/m22.6m=9.72kN/m次梁自重 25kN/m30.2m(0.450.12)m=1.65kN/m次梁抹灰 17kN/m30.2m(0.450,12)m=0.22kN/mp=39.26 kN/m 恒载标准值 gk=11.59 kN/m活载标准值 qk=7.50 kN/m22.6m=19.5kN/m荷载设计值 p=1.211.591.319.50=39.26 kN/m计算跨度主梁 bh=300mm800mm边跨 净跨ln1=6000120150=5730mm 计算跨度l01=5730120=5850mm中间跨 净跨ln2=6000300=5700mm 计算跨度l02=ln2=5700跨度差(58505700)/5700=0.96%10%故次梁可按等跨连续梁计算内 容次梁的弯矩计算截面位置弯矩系数M=pl02 (kN*m)边跨跨中1/111/1139.265.852=122.14B支座1/111/1139.265.852=122.14中间跨跨中1/161/1639.265.72=79.72中间C支座1/161/1639.265.72=79.723、配筋内 容次梁的剪力计算截面位置剪力系数V=pln(kN)边支座A0.40.439.265.73=89.98B支座（左）0.60.639.265.73=134.98B支座（右）0.50.539.265.7=111.89中间C支座0.50.539.265.7=111.89正截面承载力计算 次梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度为 边跨 bf=1/35850=1950mmb+sn=2600mm 中跨 bf=1/35700=1900mm122.14kN*m故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算。次梁支座截面按矩形截面计算 b=200mmfc=14.3kN/m2，fy=300 kN/m2 配筋计算表截面位置M (kN*m)bf s=M/fcb h02=112sAs=fcb h0 /fy（mm2）实配钢筋（mm2）边跨中122.1419500.0250.0259644181017B支座122.142000.2480.2901147218+222 1269中间跨中79.7219000.0170.017639318763C支座79.722000.1620.178704218+212735其中均小于0.35，符合苏醒内力重分布的条件 =735/200/450=0.82% min=0.2%及0.45* ft /fy=0.45*1.43/333=0.21%斜截面受剪承载力计算 b=200mm，h0=415mm，fc=14.3 N/mm2 ，ft=1.43N/mm2fyv=210 N/mm2hw/b=2.075V截面合适0.7ft bh0=0.714.3200415=83.1kN计 算结 果截面位置V（kN）Vcs=0.7ft bh0+1.25 fyvnAsv1 h0/S实配钢筋边支座A89.988-180，83.1+63.7=143.88-180B支座（左）134.988-180，83.1+63.7=143.88-180B支座（右）111.896-150，83.1+41.1=124.26-150中间C支座111.896-150，83.1+41.1=124.26-150sv=nAsv1/bs=2283/200/150=0.189% (sv)min=0.24ft/fyv=0.241.43/210=0.172%Smax为180，dmin为6mm.。满足构造要求。次梁布筋图如图（6）图（6）次梁模板钢筋图内容计 算结 果五、主梁计算b=300mmh=800mm 主梁按弹性理论计算。 为计算简单起见，考虑到现浇楼盖的作用，主梁的实际刚度要比单独梁的刚度大的多。所以将主梁视为铰支在柱顶上的连续梁。 主梁的截面尺寸及计算简图见图（7）1、荷载 由次梁传来的恒载 11.59kN/m6m=69.54kN 主梁自重 25kN/m30.3m(0.80.12)m2.6m=13.26kN 主梁侧抹灰重 17kN/m30.02m(0.80.12)m2.6m=1.20kN 恒载标准值 Gk=84kN 活载标准值 Qk=19.5kN/m6m=117kN 恒载设计值 G=1.284kN=100.8kN 活载设计值 Q=1.3117kN=152.1kN 图（7）按弹性理论计算的连续多跨主梁的截面尺寸和计算简图内容 计 算结 果2、 内力内容计算跨度边跨净跨 ln1=7800120250=7430mm计算跨度 l01=7430+250+370/2=7865mm中间跨净跨 ln27800500=7300mm计算跨度 l027300500=7800mml01l02，故按等跨连续梁计算，由附表查得内力系数k见下表。项次内力不利组合荷载简图弯矩 （kN*m）剪力（kN）边跨跨中B支座中间跨跨中A支座B支座k/M1k/M2k/MBk/M3k/M4k/VAk/VB左k/VB右0.220.1550.2670.0670.0670.7331.2671.000191.84121.87209.952.6852.6873.89127.7100.80.2890.2440.1330.1330.1330.8661.1340.089342.86284.73157.8115.2115.2131.72172.513.540.0440.0890.1330.2000.2000.1330.1331.00052.20105.6157.8237.28237.2820.2320.23152.10.2290.1250.3110.0960.1700.6891.3111.222271.68148.30368.9113.89201.68104.80119.4185.870.0300.0590.0890.1700.0960.0890.0890.77835.5970.00105.6201.68113.8913.5413.54118.33+534.7406.6367.7102.5205.61300.2114.34+191.3216.28367.7289.9653.66147.9252.9+463.5227017578.9116.57178.69327.1286.67+156.2551.87315.5254.3660.35141.3219.13注： K：为内力系数 M/V：为内力 计 算 结果 3、内力包络图主梁内力包络图如图（8）图（8）主梁内力包络图4、配筋正截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度为 bf=1/37800=2600mm534.77kN*m主梁跨中截面皆按第一类T形截面计算。 主梁支座截面按矩形截面计算： b=300mm， h0=80080=720mm， B支座边M=578.890.25286.67=507.22kN/m。 fc=14.3N/mm2， fy=300N/mm2。 内 容 计 算结 果4、配筋5、附加箍筋计算6、抵抗弯矩图及钢筋布置图截面位置M（kN/m）bf(mm)(或b)h0(mm)s=M/fc bfh02(或b）=112sAs=fc bf（或b）h0 /fy（mm2）实配钢筋（mm2）边跨中534.726007450.0260.02624007222661 mm2B支座507.23007200.2280.2622697422+222+220，2909mm2中间跨中290.026007600.0140.01413184221520mm2102.53007450.0430.044468220，628mm2 =均小于b=628/300/800=0.262% min=0.2% 斜截面受剪承载力计算b=300mm，h0=720mm，fc=14.3 N/mm2 ，ft=1.43N/mm2，fyv=210 N/mm2。0.2514.3300720=772.2kN