单向板肋梁楼盖课程设计任务书.doc

钢筋混凝土肋梁楼盖课程设计任务书 单向板课程设计院 系：建筑工程学院 课 程：混凝土结构 题 目：钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 指导教师：张丽娜设 计 人：李亚飞 胡斌 赵夙平 汪隆旺 孙建辉 专业班级：10303403 成 绩： 二0一二年十二月 目录1、设计题目及目的11.1 目的：11.2 设计内容11.3 设计资料12、板的设计按考虑塑性内力重分布设计32.1 荷载计算32.2 计算简图32.4板的配筋图绘制43、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计53.1 荷载设计值：53.2 计算简图53.3 配筋计算63.4 施工图的绘制74、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：74.2 计算简图74.3 内力设计值计算及包络图绘制84.4 弯矩、剪力包络图绘制94.5 配筋计算承载力计算94.6 两侧附加横向钢筋的计算：11 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书1 设计题目及目的题目：某多层工业仓库，采用钢筋砼内框架承重，楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖。1.1 目的：1.1.1了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。1.1.2通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。1.1.3通过主梁的计算，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。 1.1.4了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。1.1.5掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能 。1.1.6学会编制钢筋材料表。1.2 设计内容1.2.1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置1.2.2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）1.2.3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）1.2.4、主梁强度计算（按弹性理论计算）1.2.5、绘制结构施工图（1）结构平面布置图（1：200 或 1：100)； （2）板的配筋图（1：50） （优先采用分离式配筋方式）； （3）次梁的配筋图（1：50；1：25） （优先采用分离式配筋方式）； （4）主梁的配筋图（1：40；1：20） （包括弯矩包络图和剪力包络图并利用弯矩包络图和抵抗弯矩图绘制主梁配筋图，要求用坐标格纸绘制弯矩包络图）。1.3 设计资料1.3.1、某多层工业仓库，采用钢筋砼内框架承重，楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖,.结构平面及柱网布置如图。数据：L1=6000, L2=6600，其中纵向尺寸为 5L2，横向尺寸为 3L1。 图1-1 +5.00 建筑平面生产车间的四周外墙均为承重砖墙，墙厚为 370mm，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为 350mm350mm。 （1）楼面活荷载标准值为8.0kN/m2（2）楼面层做法：20mm 厚水泥砂浆找平层，后做 10mm 厚水磨石面层。板底（天棚处）及梁表面采用 15mm厚混合砂浆抹灰。 （3）楼面面层：水磨石地面 0.65 kN/m2（4）钢筋混凝土容重为 25 kN/m3， 水泥砂浆容重为 20 kN/m3， 混合砂浆容重为 17kN/m3(5) 混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB300级钢筋。图1-2 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书 楼盖的结构平面布置确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2000/40=50，对工业建筑的楼板，要求h80，所以板厚取h=80。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)6600=367 550mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 500=167 250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/18 1/12 )l=(1/18 1/12) 6000=367550mm,取h=500mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 650=180 275mm,取b=200mm。2、板的设计按考虑塑性内力重分布设计2.1 荷载计算2.1.1恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层： 0.02 20=0.4 kN/ 水磨石面层: 0.65kN/m280mm钢筋混泥土板： 0.0825=2.0 kN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.01517=0.255 kN/小计 3.305 kN/ 活荷载标准值： 8.0kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/，所以活荷载分项系数取1.3， 恒荷载设计值：g=3.3051.2=3.966 kN/ 活荷载设计值：q=81.3=10.4kN/ 荷载设计总值：g+q=14.366kN/, 近似取14.5kN/2.2 计算简图次梁截面200mm500mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨 l01=ln=2000-200/2=1900mm中间跨： l02=ln=2000-200=1800mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下。 2-1 弯矩设计值由资料可查得：板的弯矩系数M,，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1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数 m1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.90l01=1.90l02=1.80l02=1.80M=M（g+q）l2（kN.m)14.51.901.90/11=4.76-14.51.901.90/11=-4.7614.51.801.80/16=2.94-14.51.801.80/14=-3.36配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土1=1.0,fc=11.9N/ mm2，HPB300钢筋，fy=270 N/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表 2.3板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩设计值（kN.m）4.76-4.762.94-3.36s=M/1fcbh020.087-0.1110.068-0.0780 =1-（1-2s）1/20.1740.35-0.2220.350.1360.350.160.35计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy342-342210244实际配筋（mm2）10200122001020010200As=357As=357As=229As=251计算结果表明，支座截面均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=393/（100080）=0.119%，大于0.45ft/fy=0.451.27/270=0.21%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。2.4板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。3、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计3.1 荷载设计值：恒荷载设计值 板传来的荷载：3.9662.0=7.932kN/m次梁自重： 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52 kN/m次梁粉刷： 20.015（0.5-0.08）171.2=0.257 kN/m小计 g=10.71 kN/m活荷载设计值： q=10.42.0=20.8 kN/m荷载总设计值： q+g=20.8+10.71=31.51kN/m 近似取荷载31.5 kN/m3.2 计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面300mm650mm。计算跨度边跨： l01=ln=(6600-120-300*2)+120=6000mm中间跨： l02=ln=6600-300=6300mm 弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6300-6000）/6000=2.5%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数m和剪力系数v。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：3-1 次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数m1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.33l01=6.33l02=6.3l02=6.3M=M（g+q）l2（KN.m)27.616.332/11=100.57-27.616.332/11=-100.5727.616.32/16=68.49-27.616.32/14=-78.283-2 次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 B(左) 离端第二支座B(右) 离端第二支座C中间支座剪力系数v 0. 50.550.550.55净跨度lnln1=6.33ln1=6.33ln2=6.3ln2=6.3V=v（g+q）ln（kN)0.5x27.61x6.33=87.39kN0.55x27.61x6.33=96.13kN0.55x27.61x6.3=95.67kN0.55x27.61x6.3=95.67kN3.3 配筋计算 3.3.1 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，其翼缘宽度取下面三项的较小值：bf=lo/3=6600/3=2200mmbf=b+Sn=200+2000=2200mmbf=b+12h f =200+12 x80=1160mm 故取bf1160mm C25混凝土 a1=1.0, fc=11.9 N/ mm2, ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB235，fyv=210 N/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。3-3次梁正截面受弯承载力计算截面 1B2C 弯矩设计值( KN.m）100.57-100.5768.49-78.28s=M/1fcbh02100.57x106/(1x11.9x200x4652)=0.195100.57x106/(1x11.9x200x4652)=0.19568.49x106/(1x11.9x200x4652)=0.13378.28x106/(1x11.9x200x4652)=0.152=1-（1-2s）1/20.2190.350.10.2190.350.1430.350.10.1660.35选配钢筋AS=bh01fc/fy0.219x200x465x1x11.9/300=807.90.219x200x465 x1x11.9/300=807.90.143x200x465x1x11.9/300=527.50.166x200x465x1x11.9/300=612.4钢筋型号及面积116+220116+220216+114216+118As=829.1As=829.1As=555.9As=656.5 3.3.2斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93 Vmax =96.13kN故截面尺寸满足要求3-4 次梁斜截面承载力计算见下表截 面AB(左)B(右)CV(KN)87.3996.1395.6795.670.25cfcbho (KN)276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足Vc=0.7ftbho(KN) 82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V满足144.1V满足144.1V满足144.1V满足3.4 施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =fyd/ft=0.1430022/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm, 取1650mm.4、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：4.1 荷载设计值（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 10.7096.6=70.68kN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）0.32.025+2（0.65-0.08）0.015172.0 1.2 =10.958kN恒荷载设计值： G=70.68+10.958=81.6kN活荷载设计值： Q=16.906.6=111.54 kN4.2 计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在350mm350mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6000-175-120)+350/2+350/2=6055mm Lo1=1.025ln+b/2=1.025(6000-175-120)+175=6022mm故lo1取6022mm中跨 lo2=6000mm计算简图如图所示。4.3 内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。4.3.1 弯矩值计算：弯矩M=k1Gl+k2Ql，式中k1和k2由附表1查得 4-1 主梁的弯矩设计值计算（KN.m）项次荷载简图 K/M1 K/Mb K/M2 K/Mc弯矩图示意图1恒载0.244123.8-0.2674-130.90.06732.8-0.2674-130.92活载0.289194.12-0.133-89.34-0.133-89.0-0.133-89.34 3活载-0.044-29.55-0.133-89.340.200133.85-0.133-89.34 4活载0.229153.82-0.311-208.960.09664.25-0.089-59.785活载-0.089/3-19.93-0.089-59.780.17113.77-0.311-208.90组合项次Mmin(kNm)+94.3+-339.9+-56.2+-339.9组合项次Mmax(kNm)+317.9+-190.7+166.7+-190.74.3.2 剪力设计值：V=k3G+k4Q 式中 k3 k4 查表得，不同截面的剪力值经过计算如表所示。 4-2 主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图 恒载0.73359.8-1.267-103.41.0081.6活载0.86696.6-1.134-126.500活载0.68976.9-1.311-146.21.222136.3活载-0.089-9.9-0.089-9.90.78887.9组合项次Vmax(kN) +156.4+-113.3+217.9组合项次Vmin(kN) +49.9+-249.6+81.64.4 弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0， MB=-130.9-89.34=-220.2 kN . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G+Q=81.6+111.54=193.14kN作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l01 -1/3MB=314.3 kN . mMmax ,第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l01 -2/3MB=240.9 kNm。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为220.2kNm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 G l02 MB =-57 kNm.荷载组合+时支座最大负弯矩MB=-339.9 kNm其它两个支座的弯矩为MA=0， MC=-190.68 kNm，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为274.4kNm，161.1kNm。同理，当-Mc最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时MB= MC=- 220.2 kNm，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为90.4kNm，17kNm,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为167.5 kNm+情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，VAmax=156.4kN，至第二跨荷载处剪力降为156.4-193.1=36.7kN；至第二集中荷载处剪力降为 36.7193.1=229.8 kN，荷载组合+时，最大，其VBl=-249.6 kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）136.6kN,56.5kN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。4.5 配筋计算承载力计算4.5.1正截面受弯承载力计算及纵筋的计算C25混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用HPB300 ，fyv=270 N/ mm2 .跨中正弯矩按形截面计算，因hf / ho=80/615=0.1300.10翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=2000mm支座处的弯矩设计值：。MB= Mmax-V0b/2=-339.9+193.5x0.35/2=-306.03 kNm判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8kN .m M1 M2 .属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:4-3 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）317.9306166.756.2s=M/1fcbh020.2350.2270.1340.042=1-（1-2s）1/20.2720.5180.2610.5180.1440.5180.0420.518选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy1990.61910.11053.9307.4实际配筋(mm2)620116620116420216As=2095.1As=2095.1As=1256As=4024.5.2箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7 Vmax =301.6kN故截面尺寸满足要求4-4 斜截面配筋计算截 面AB(左)B(右)V(KN)156.4-301.6217.90.25cfcbho(KN)548.9V截面满足517.7