钢筋混凝土现浇平面楼盖设计.doc

土木建筑学院 课程设计说明书 题目 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 专业班级 土木工程 学 号 学生姓名 指导教师 年 月 日 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 I 安徽理工大学课程设计 论文 任务书安徽理工大学课程设计 论文 任务书 学 号学生姓名 专业 班级 设计题目 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 设计 技术 参数 1 某仓库 楼面标准使用活荷载为 8 0kN mm2 2 楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面 梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆 3 材料选用 混凝土 采用 C30 fc 14 3N mm2 钢筋 梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热轧钢筋 fy fy 360N mm2 其它钢筋一律采用 HPB300 普通热轧钢筋 fy fy 270N mm2 设 计 要 求 一份完整的计算书 word 排版 打印 板 主次梁配筋图 按 11G101 1 平法配筋 autocad 制图 打印 工 作 量 计算书部分 1 梁板尺寸确定原则及方法 2 计算简图及荷载计算 3 内力分析 4 截面配筋计算 图纸部分 1 梁格划分及梁板布置 2 板 次梁截面配筋图 3 抵抗弯矩图及主梁配筋图 工作 计划 1 确定现浇楼盖尺寸及梁板布置 0 5 天 2 绘制梁板布置草图 0 5 天 3 板的荷载 内力计算及配筋 1 天 4 次梁荷载 内力计算及配筋 1 天 5 主梁荷载 内力计算及配筋 1 天 6 正式成图 0 5 天 7 设计动员 整理资料 交图等 0 5 天 参考 资料 建筑结构荷载规范 GB50009 2010 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 房屋建筑制图统一标准 GB50001 2010 11G101 1 平法配筋 结构构件设 计选用手册 混凝土结构设计手册 全国通用图集及有关标准图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 II 系 教研 指导教师签字教研室主任签字 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 II 安徽理工大学课程设计 论文 成绩评定表安徽理工大学课程设计 论文 成绩评定表 学生姓名 学号 班级 课程设计题目 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 指导教师评语 成绩 指导教师 年 月 日 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 i 目录 绪言 1 1 设计资料 2 2 楼盖的结构布置 2 2 1 梁板结构布置 2 2 2 次梁的截面选定 2 2 3 主梁的截面选定 2 3 板的设计 2 3 1 板的荷载计算 2 3 2 板的计算简图 3 3 3 板的弯矩设计值 3 4 次梁设计 4 4 1 次梁荷载设计值 4 4 1 1 荷载计算 4 4 2 次梁的计算简图 5 4 3 次梁的内力计算 5 4 4 次梁承载能力计算 5 4 4 1 判别截面类型 6 4 5 斜截面受剪承载力 6 4 5 1 验算截面尺寸 6 4 5 2 验算配筋条件 6 4 5 3 计算腹筋数量 6 5 主梁设计 7 5 1 荷载设计值 7 5 2 主梁的计算简图 7 5 3 主梁的内力计算 7 5 3 1 弯矩设计值 7 5 3 2 剪力设计值 7 5 3 3 主梁的弯矩包络图 8 5 3 4 主梁的剪力包络图 9 5 4 主梁的承载能力计算 9 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 ii 5 4 1 判别主梁的截面类型 10 5 5 主梁斜截面受剪承载力计算 11 5 5 1 验算截面尺寸 11 5 5 2 验算配筋条件 11 设计总结 13 参考文献 14 致谢 15 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 1 绪言 此课程设计的题目为 钢筋混凝土现浇平面楼盖设计 其设计内容包括楼盖的结 构布置 板的设计 次梁及主梁的设计 并绘制板的配筋图 梁的平法施工图 主梁 的包络图等内容 课程设计的有关设计资料为 某仓库 楼面标准使用活荷载为 8 0kN mm2 楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面 梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆 材料选用为 混凝土 采用 C30 fc 14 3N mm2 钢筋 梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热轧钢筋 fy f y 360N mm2 其它钢筋一律 采用 HPB300 普通热轧钢筋 fy f y 270N mm2 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 2 1 设计资料 1 某仓库 楼面标准使用活荷载为 8 0kN mm2 2 楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面 梁板为天花板抹灰 15mm 厚混合砂浆 3 材料选用 混凝土 采用 C30 fc 14 3N mm2 钢筋 梁中受力纵筋采用 HRB400 普通热 轧钢筋 fy fy 360N mm2 其它钢筋一律采 用 HPB300 普通热轧钢筋 fy fy 270N mm2 4 楼面梁格布置如图 1 所示 2 楼盖的结构布置 2 1 梁板结构布置 主梁沿着横向布置 次梁沿着纵向布置 主梁的跨度为 6m 次梁的跨度为 6 9m 主梁 每跨内布置两根次梁 板的跨度为 2m 按单向 板设计 按跨厚比条件 单向板不大于 30 要求板 厚 2000 h 30 得 h 66 67mm 取板厚 h 120m m 满足条件 楼盖的布置如图 1 所示 2 2 次梁的截面选定 次梁的截面高度应该满足 h l0 18 l0 12 6000 18mm 6000 12mm 333 3mm 500mm 考虑到 楼面的可变荷载较大 取 h 450mm b 1 3 1 2 h 450 3 450 2 150mm 225 mm 取 b 200mm 2 3 主梁的截面选定 主梁的截面高度应该满足 h l0 15 l0 10 6900 15mm 6900 10mm 460mm 690mm 取 h 600mm b 1 3 1 2 h 600 3 600 2 200mm 300mm 取 b 300mm 3 板的设计 由楼盖的结构平面布置图知 轴线 的板属于端区格单向板 轴线 的板属于中间区格单向板 图 1 楼盖布置图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 3 3 1 板的荷载计算 1 荷载 板的永久荷载标准值 20mm 厚水泥砂浆 0 02 20 0 4kN m2 15mm 厚混合砂浆 0 015 20 0 3kN m2 120mm 厚钢筋混凝土板 25 0 12 3kN m2 则恒载标准值 gk 3 7kN m2 活载标准值 qk 8 0kN m2 若按活载控制考虑 则荷载的设计值为 1 3 8 1 2 3 7 14 84kN m2 若按恒载控制考虑 则荷载的设计值为 1 35 3 7 0 7 1 3 8 12 28kN m2 则应取按活载控制的效应组合 即荷载总设计值 g q 14 84kN m2 3 2 板的计算简图 次梁的截面尺寸为 200mm 450mm 板在墙上的支撑长度为 120mm 板的设计考虑 到塑性内力重分布的方法计算 板的计算跨度为 边跨 l0 ln1 h 2 2000 100 120 100 2 1840 1 025ln1 1825mm 取 L0 1825mm 中间跨 l0 ln 2000 200 1800mm 因跨度相差 1825 1800 1800 1 4 10 可按等跨连续板计算 取 1m 板宽带作 为计算单元 计算简图如图 2 所示 3 3 板的弯矩设计值 板的弯矩系数 m分别为 边跨中 1 11 离端第二支座 1 11 中跨中 1 16 中间支座 1 14 故 M1 MB g q l201 11 1 11 14 84 1 8252 4 49kN M MC g q l201 14 1 14 14 84 22 4 24kN M M2 g q l201 16 1 16 14 84 22 3 71kN M 这是对端区格单向板而言的 对于中间区格单向板 其 MC和 M2应该乘以 0 8 分别 为 MC 0 8 4 24 3 39 kN M M2 0 8 3 71 2 97 kN M 3 4 正截面受弯承载力计算 环境类别为 2 级 C30 混凝土 板的最小保护层厚度 c 20mm 板厚 120mm 取 as 2 5mm h0 h as 120 25 95mm HPB300 级钢筋 fy fy 270N mm2 b 0 576 板的配 图 2 板的计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 4 筋计算过程列于下表 1 4 次梁设计 按考虑塑性内力重分布设计 楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁的从属面积 的荷载折减 表 1 板的正截面受弯承载力计算 截面 1B2C 弯矩设计值 kN M 4 49 4 493 71 4 24 x h0 h20 2M 1fcb 1 2 3 363 362 773 17 b h0 均小于 b h0 0 576 95 54 72mm 计算配筋 As 1fcbx fy 单位 mm2 177 962177 96146 7167 89 选用配筋 4 8 4 83 84 8 实际配筋 As 单位 mm2 201201151201 验算配筋率 min Max 0 4 5ft fy 0 2 0 238 均小于 minbh 0 238 1000 120 285 6mm2 故取 As minbh 285 6mm2 轴线 x fyAs 1fcb 5 4mm b h0 0 576 95 54 72mm 重新计算的 As 256 6 mm2 实际配筋 8 170 As 296mm2 计算配筋 As 1fcbx fy 单位 mm2 0 8 285 6 228 48 mm2 轴线 实际配筋 8 170 As 296 mm2 minbh 285 6 mm2 注 对于轴线 间的板带 其跨内截面 2 3 和支座的弯矩设计值都可折减 20 为了计算方便 近似对钢筋的面积乘以 0 8 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 5 4 1 次梁荷载设计值 4 1 1 荷载计算 板传来的永久荷载 3 7 2 7 4kN m 次梁自重 25 0 45 0 12 0 2 1 65kN m 次梁粉刷 20 0 45 0 12 0 015 2 0 20kN m 则恒载标准值 gk 9 25kN m 活载标准值 qk 8 0 2 16kN m 若按活载控制考虑 则荷载的设计值为 1 3 16 1 2 9 25 31 9kN m 若按恒载控制考虑 则荷载的设计值为 1 35 9 25 16 1 3 0 7 27 05kN m 则应取按活载控制的效应组合 即荷载总设计值 g q 31 9kN m 4 2 次梁的计算简图 次梁在墙上的支撑长度为 360mm 主梁的截面尺寸为 300mm 600mm 计算跨度 边跨 l0 ln a 2 6900 360 2 300 2 360 2 6750mm 1 025ln 1 025 65 95 6760mm 取 l0 6760mm 中间跨 l0 ln 6900 250 6650mm 因跨度相差小于 10 可按等跨连续梁计算 次 梁的计算简图见下图 3 4 3 次梁的内力计算 弯矩设计值 M1 g q l20 14 1 14 31 9 6 762 104 13kN M M2 M3 g q l20 16 1 16 31 9 6 652 88 17kN M Mc g q l20 14 1 14 31 9 6 652 100 76kN M MB g q l20 11 1 11 31 9 6 762 132 52kN M MA g q l20 24 1 24 31 9 6 762 60 746kN M 剪力设计值 VA 0 50 g q ln 0 50 31 9 6 76 107 82kN VBl 0 55 g q ln 0 55 31 9 6 76 118 60kN VBr 0 55 g q ln 0 55 31 9 6 65 116 67kN 4 4 次梁承载能力计算 正截面受弯承载力计算时 跨内按 T 形截面计算 翼缘宽度取 b f L 3 6900 3 2 300mm 又 b f b Sn 200 1800 2000mm 取 b f 2000mm 环境类别为 2 级 C30 混凝土 fc 14 3N mm2 次梁的最小保护层厚度 c 25mm 次 梁截面受拉区钢筋按双层布置 取 as 25 10 20 10mm h0 h as 450 65 385mm 箍筋采 图 3 次梁的计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 6 用 HPB300 级钢筋 fy fy 270N mm2 b 0 576 次梁纵筋采用 HRB400 级钢筋 fy f y 360N mm2 b 0 518 次梁的配筋计算过程列于下表 2 4 4 1 判别截面类型 1fcb fh f h0 h f 2 1 0 14 3 2000 385 120 2 120 1115 4 kN M Mm ax 132 52kN M 知跨内截面均属于第一类 T 型截面 表 2 次梁的承载能力计算 截面 A1B2C 弯矩设计值 单位 kN M 60 74104 13 132 5288 17 100 76 x h0 h20 2M 1fcb f 1 2 单位 mm 5 569 5812 238 099 26 b h0 均小于 b h0 0 518 385 199 43mm As 1fcb fx fy 单位 mm2 441 7761 07971 61642 71735 65 验算最小配筋率 min Max 0 45ft fy 0 2 0 2 minbh 0 2 200 450 180mm2 实际配筋 2 18 3 18 3 18 2 12 6 12 2 12 2 18 As 单位 mm2 509763989678736 4 5 斜截面受剪承载力 4 5 1 验算截面尺寸 hw h0 h f 385 120 265mm hw b 265 200 1 325 4 截面尺寸按下式计算 0 25 cfch0 0 25 1 73 200 385 275 28kN Vmax 118 6kN 截面尺寸符合要求 4 5 2 验算配筋条件 cvftbh0 0 7 1 43 200 385 70 1kN Vmin 107 82kN 故需按计算配腹筋 4 5 3 计算腹筋数量 采用 6 双肢箍筋 由 Vcs 0 7ftbh0 1 25fyvh0Asv s 得出 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 7 s 1 25fyvh0Asv Vmax 0 7ftbh0 1 25 270 56 6 385 118 6 103 0 7 1 43 200 385 177 12mm smax 300mm 调幅后受剪承载力应加强 梁局部范围内将计算的箍筋面积增加 20 活箍筋间距 减小 20 现调整箍筋间距 s 0 8 177 12 141 70mm 最后取箍筋间距 s 150mm 为 方便施工 沿梁长不变 相应的箍筋的配筋率为 sv Asv bs 56 6 200 150 0 19 sv min 0 24ft fy v 0 24 1 43 270 0 13 故所配双肢 6 150 箍筋满足要求 5 主梁设计 主梁按弹性方法设计 5 1 荷载设计值 为简化计算 将主梁自重等效为集中荷载 次梁传来的永久荷载标准值 9 25 6 9 63 83kN 主梁自重 0 6 0 12 0 3 25 2 7 2kN 主梁粉刷层自重 0 6 0 12 2 2 20 0 015 0 576kN 则恒载设计值 G 63 83 7 2 0 576 1 2 85 93kN m 活载设计值 Q 16 6 9 1 3 143 52kN m 5 2 主梁的计算简图 主梁的支持长度为 360mm 中间支撑在 500 500mm 的混凝土柱上 其计算长度为 边跨 ln 6000 250 360 2 5570 因 0 025ln 5570 0 025 139 25mm 360 2 180mm 取 l0 1 025ln b 2 1 025 5570 500 2 5959 3 取 l0 5960mm 则主梁的计算简图如下图 4 5 3 主梁的内力计算 5 3 1 弯矩设计值 由弯矩设计值 M k1Gl0 k2Ql0可知 M1 max 0 244 85 93 5 960 0 289 143 52 5 96 372 17kN MB max 0 267 85 93 5 960 0 311 143 52 5 96 402 77kN M2 max 0 067 85 93 6 0 200 143 52 6 206 77kN 5 3 2 剪力设计值 VA max 0 733 85 93 0 866 143 52 187 52kN 图 4 主梁计算简图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 8 VBl max 1 267 85 93 1 311 143 52 297 03kN VBr max 1 0 85 93 1 222 143 52 261 31kN 5 3 3 主梁的弯矩包络图 1 第 1 3 跨有可变荷载 第 2 跨没有可变荷载 MB MC 0 267 85 93 5 96 0 133 143 52 5 96 250 51kN M 在第一跨内以支座弯矩 MA 0 MB 250 51kN M 的连线为基线作 G 85 93kN Q 14 3 52kN 的简支梁弯矩图 得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处 弯矩值分别 为 Q G l0 3 MB 3 83 93 143 52 3 5 96 250 51 3 368 36kN M Q G l0 3 2MB 3 83 93 143 52 3 5 96 2 250 51 3 284 86kN M 在第二跨以支座 MB 250 51kN M MC 280 51kN M 的连线为基线 做 G 85 93k N Q 0 的弯矩图 得集中荷载作用点处的弯矩值 Gl0 3 MB 85 93 6 3 250 51 78 65 kN M 2 第 1 2 跨有可变荷载 第 3 跨没有可变荷载 第一跨 在第一跨内以支座弯矩 MA 0 MB 402 77kN M 的连线为基线作 G 85 93 kN Q 143 52kN 的简支梁弯矩图 得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处 弯 矩值分别为 83 93 143 52 3 5 96 402 77 3 321 584kN M 83 93 143 52 3 5 96 2 402 77 3 187 33kN M 在第二跨内 MC 0 267 85 93 5 96 0 089 143 52 5 96 212 87 kN M 以支座弯矩 MB 402 77kN M MC 212 87kN M 的连线为基线 做 G 85 93kN Q 143 52 的简支梁弯矩图 得 Q G l0 3 2 MB MC 3 MC 83 93 143 52 3 5 96 2 402 77 212 87 3 212 87 116 37kN M Q G l0 3 MB MC 3 MC 83 93 143 52 3 5 96 402 77 212 87 3 21 2 87 179 67kN M 3 第 2 跨有可变荷载 第 1 3 跨没有可变荷载 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 9 MB MC 0 267 85 93 5 96 0 133 143 52 5 96 250 51kN M 第 2 跨两种集中荷载作用点处的弯矩为 Q G l0 3 MB 83 93 143 52 3 5 96 250 51 205 33kN M 第 1 3 跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为 Q G l0 3 MB 3 83 93 143 52 3 5 96 250 51 3 87 21kN M Q G l0 3 2MB 3 83 93 143 52 3 5 96 2 250 51 3 3 7kN M 弯矩的包络图如图 5 所示 5 3 4 主梁的剪力包络图 1 第一跨 VA Max 187 28kN 过第一个集中荷载为 187 28 85 93 143 52 42 17kN 过第二个集中荷载后为 42 17 85 93 143 52 271 62kN VBl Max 297 03kN 过第一个集中荷载后为 297 03 85 93 143 52 68 58kN 过 第二个后为 67 58 85 93 143 52 161 87kN 2 第二跨 VBr Max 261 31kN 过第一个集中荷载为 261 31 85 93 175 38kN 过第二个集中荷载后为 42 17 85 93 143 52 271 62kN 当可变荷载反作用在第二跨时 VBr 1 0 85 93 1 0 143 52 229 45kN 过第一个集中荷载后为 229 45 85 93 1 43 52 0kN 剪力包络图如图 6 所示 图 5 主梁弯矩包络图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 10 5 4 主梁的承载能力计算 跨内按 T 形截面计算 已知钢筋最小保护层厚度 c 25mm 预计主梁的截面受拉区 钢筋放置为两排 则 as 25 10 20 10 65mm h0 h as 600 65 535mm 若主梁的截面受 拉区钢筋为一排布置 则 as 25 10 10 45mm h0 h as 600 45 555mm 主梁的翼缘宽度 取 L 3 6 3 2m 和 b sn 6m 中两者的最小值 则取 b f 2m 5 4 1 判别主梁的截面类型 1fcb f h f h0 h f 2 1 0 14 3 2000 120 535 120 2 1630 2kN M M max 402 77kN M 由此知 主梁的所有截面均为第一类别 T 型截面 最小配筋率 min Max 0 45ft fy 0 2 0 2 1 计算截面 1 fyAs 1fcbx fy As M 1fcbx h0 x 2 fy As h0 as 令 x bh0 0 518 555 287 49mm M1 1fcbx h0 x 2 14 3 1 0 300 287 49 555 287 49 2 507 213kN M M2 M M1 368 36 507 213 138 85kN M 0 则应该取 As minbh 0 2 300 600 360mm2 选用 2 16 As 402mm2 M1 M fy As h0 as 368 36 106 360 402 555 45 294 56kN M x h0 h20 2 M1 1fcb 1 2 141 84mm bh0 0 518 555 287 49mm 2 as 2 45 90mm As 1fcbx fy 1 0 14 3 300 141 84 360 1690 26mm2 取 3 16 3 22 实际 As 1140 603 1743mm2 2 计算截面 B fyAs 1fcbx fy As M 1fcbx h0 x 2 fy As h0 as 令 x bh0 0 518 555 287 49mm M1 1fcbx h0 x 2 14 3 1 0 300 287 49 555 287 49 2 507 213kN M M2 M M1 402 77 507 213 104 44kN M 0 则应该取 As minbh 0 2 300 600 360mm2 选用 2 16 As 402mm2 M1 M fy As h0 as 402 77 106 360 402 555 45 328 96kN M x h0 h20 2 M1 1fcb 1 2 161 73mm bh0 0 518 555 287 49mm 图 6 剪力包诺图 安徽理工大学课程设计混凝土肋梁楼盖设计 11 2 as 2 45 90mm As 1fcbx fy 1 0 14 3 300 161 73 360 1927 28mm2 取 4 16 3 22 实际 As 804 1140 1944 mm2 3 计算 2 截面的左边 fyAs 1fcbx fy As M 1fcbx h0 x 2 fy As h0 as 令 x bh0 0 518 555 287 49mm M1 1fcbx h0 x 2 14 3 1 0 300 287 49 555 287 49 2 507 213kN M M2 M M1 205 33 507 213 301 88kN M 0 则应该取 As minbh 0 2 300 600 360mm2 选用 2 16 As 402mm2 M1 M fy As h0 as 205 33 106 360 402 555 45 131 52kN M x h0 h20 2 M1 1fcb 1 2 58 3mm bh0 0 518 555 287 49mm 2 as 2 45 90mm As 1fcbx fy 1 0 14 3 300 58 3 360 694 75mm2 取 2 22 实际 As 760mm2 4 计算 2 截面的右边 因此截面的弯矩值 M 78 65kN M 其值较小 采用单筋截面即可 则有 x h0 h20 2M 1fcb 1 2 5 0mm bh0 0 518 555 287 49mm As 1fcbx fy 1 0 14 3 2000 5 0 360 397mm2 选用 2 22 实际 As 760mm2 minbh 0 2 300 600 360mm2 主梁的配筋图见附录 5 5 主梁斜截面受剪承载力计算 5 5 1 验算截面尺寸 hw h0 h f 555 120 435mm hw b 435 300 1 45 4 截面尺寸按下式计算 0 25 cfch0 0 25 1 0 1 43 300 555 595 24kN Vmax 297