整体式单向板肋梁楼盖课程设计【任务书】+【设计论文】.doc

整体式单向板肋梁楼盖课程设计(任务书)班 级：15级土木提交日期：2017年7月8日指导教师：土木建筑工程学院混凝土楼盖设计一、 设计资料某多层工业厂房，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，建筑平面如图所示。墙厚370mm，中柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸400mm400mm。（一） 楼面做水泥砂浆面层（20mm厚水泥砂浆），自重为20kN/m3，梁板天花混合砂浆抹灰20mm，自重为17kN/m3。（二） 柱网尺寸和楼面活荷载标准值见附表；（三） 材料选用。1、 砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。2、 钢筋：梁中受力纵筋采用HRB400级钢筋（fy=360 N/mm2），箍筋采用HPB300级钢筋，板中受力钢筋为HPB300级钢筋（fy=270 N/mm2）。楼盖建筑平面二、 设计任务的内容和要求任务第一部分：完成楼盖设计计算书，具体内容包括：1、设计资料；2、楼盖结构布置（按比例画出楼盖结构平面布置示意图）。3、荷载和内力计算（1）板、次梁内力按塑性内力重分布方法计算；（2）主梁按弹性理论计算，并绘出弯矩包络图及剪力包络图。要求：（1）内容完整、正确、计算准确、文字简捷明了、书写整洁；（2）计算书应包括：封面、目录、计算简图；（3）计算书须整理成A4本。任务第二部分：绘制楼盖设计施工图，具体内容包括：1、梁板结构布置图及板配筋图，次梁配筋图。1张A2图；2、主梁配筋图：1张A2图。图中需列出一种构件的钢筋材料表并附有关设计说明。要求：（1）图面清晰整洁、内容正确、制图及标注符合建筑制图标准及钢筋混凝土结构规范；（2）图纸应有图纸目录；（3）所有图纸须手工绘图；（4）图纸应以图纸目录顺序折叠成A4本与计算书一起装订。三、 整体式单向板肋梁楼盖设计目的（一）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；（二）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；（三）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抵抗弯矩图的绘制方法；（四）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（五）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式、制图方法、进一步提高制图的基本技能；（六）学会编制钢筋材料表。四、主要设计参考资料1、混凝土结构及砌体结构（第2版）上、下册，哈尔滨工业大学等四校合编，东南大学主审，中国建筑工业出版社；2、混凝土结构设计（第三版）上册、中册，东南大学天津大学同济大学合编，清华大学主审，中国建筑工业出版社；3、混凝土结构设计规范(GB50010-2010)；4、建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）；5、建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）；6、建筑结构制图标准(GBT 50105-2010)。附表 学号与设计条件 活载(kN/m2)L1L25.56.06.57.07.58.060006300010203040506600066000708091011126000690013141516171863006300192021222324630066002526272829306300690031323334353666006600373839404142660069004344454647486600720049505152535469006900555657585960690072006162636465666900750067686970717272007500737475767778注：按学号的后两位数选题，如学号后两位为51，则其活荷载为6.5kN/m2，L1L2=6600mm7200mm。图纸总说明：一、概况1. 设计某多层工业厂房，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。2. 计量单位(除注明外): 1)长度: mm; 2)角度: 度; 3)标高: m; 4)强度: N/mm 。3. 采用平法表示,其制图规则详 图集编号为11G101-1。2、 钢筋混凝土结构部分 1.楼面做水泥砂浆面层（20mm厚水泥砂浆），自重为20kN/m3，梁板天花混合砂浆抹灰20mm，自重为17kN/m3。 2.柱网尺寸6000x6600、楼面活荷载标准值6.0KN/；三、材料选用要求。 1.砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。 2.钢筋：梁中受力纵筋采用HRB400级钢筋（fy=360 N/mm2），箍筋采用HPB300级钢筋，板中受力钢筋为HPB300级钢筋（fy=270 N/mm2）。4、 其他 1.本设计框架梁主筋采用绑扎连接接头（或焊接），接头位置宜设置在受力较小处，在同一根钢筋上宜少设接头。 2.主次梁高度相同时，次梁的下部纵向钢筋应置于主梁下部纵向钢筋之上。 3.未尽事项应严格执行国家现行的建筑安装工程施工及验收规范。图纸设计说明：1、 概况1.本工程位于XXXXXX2.设计某多层工业厂房，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。3.图纸设计标高0.000相当于绝对标高12.20（海南独立坐标系，1985国家高程基准 ）4.本施工图除图中注明及标高以米为单位外，其它均以毫米为单位。除图中注明外，建筑平、剖、立面图所注标高为结构面标高，4. 采用平法表示,其制图规则详 图集编号为11G101-1。2、 设计依据1.整体式单向板肋梁楼盖课程设计任务书2. 图集编号为11G101-13.工程建设标准强制性条文2013年版*其它现行的国家及地方有关规范、标准、规程、规定。3、 钢筋混凝土结构部分 1.楼面做水泥砂浆面层（20mm厚水泥砂浆），自重为20kN/m3，梁板天花混合砂浆抹灰20mm，自重为17kN/m3。 2.柱网尺寸6000x6900、楼面活荷载标准值5.5KN/；三、材料选用要求。 1.砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。 2.钢筋：梁中受力纵筋采用HRB400级钢筋（fy=360 N/mm2），箍筋采用HPB300级钢筋，板中受力钢筋为HPB300级钢筋（fy=270 N/mm2）。5、 其他1. 本说明若与设计图纸有矛盾,应以设计图纸为准。2.本总说明未详尽处,请遵照国家现行规范、规程及有关施工、验收规范。整体式单向板肋梁楼盖课程设计(设计论文)解：1、 结构布置楼盖采用单向板肋梁楼盖方案，梁、板结构布置及尺寸如图所示：梁、板结构布置图 确定主梁跨度为6900mm，次梁跨度为6000mm，主梁跨内布置2根次梁，板的跨度为2300mm。板、梁截面尺寸： 板厚 hl0/40=2300/40=58mm，对于工业厂房建筑的楼盖板，要求h70，取板厚h=80mm。 次梁截面尺寸 h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500，取h=400mm，b=200m。 主梁截面尺寸 h=l0/15l0/10=6900/156900/10=460690，取h=600mm，b=250mm。2、 板的计算板按考虑塑性内力重分布的方法计算，取1m宽板为计算单元，板厚h=80mm，有关尺寸及计算简图如图230023002300板的计算简图(1) 荷载荷载标准值A恒荷载标准值20mm厚水泥砂浆面层 20*0.02=0.4KN/80mm厚钢筋混凝土板 25*0.08=2.0KN/20mm厚混合砂浆抹灰 17*0.02=0.34KN/综上：全部恒荷载标准值 2.74KN/ 1m板宽恒荷载标准值gk=2.74KN/m B活荷载标准值 5.5.0KN/ 1m板宽活荷载标准值 qk=5.5KN/m荷载设计值1m板宽恒荷载设计值g=1.2*2.74=3.29KN/m1m板宽活荷载标准值 q=1.3*5.5=7.15KN/m1m板宽全部荷载设计值p=g+q=3.29+7.15=10.44KN/m（2） 内力 计算跨度 板厚h=80mm次梁截面尺寸b*h=200mm*400mm边跨l01=2300-100-120+80/2=2120mm中间跨l02=2300-200=2100mm跨度差(2120-2100)/2100=0.9%10%板有9跨，可按5跨等跨连续板进行计算。板的弯矩板的各跨跨中弯矩设计值和各支座弯矩设计值计算列表如下板的弯矩设计值截面位置边跨跨中(I)离端第二支座(B)离端第二跨跨中()和中间跨跨中()中间支座(C)弯矩系数mp1/11-1/111/16-1/14M/(KNm)4.27-4.272.88-3.29注：M=mpPl02 ，系数mp 由表13-2查取。（3） 配筋计算b=1000mm，h=80mm，h0=h-as=80-25=55mmfc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2 fy=270N/mm2板的各跨跨中截面和各支座截面的配筋计算列于下表板的配筋计算截面位置边跨跨中(I)离端第二支座(B)离端第二跨跨中()和中间跨跨中()中间支座(C)间间间间间间M/(KNm)4.27-4.272.883.29*0.82.63-3.29-3.29*0.82.63aS0.0950.0950.0640.0510.0730.0590.1000.1000.0680.0560.0760.064AS/mm2291291198163221186实配钢筋直径、间距和截面面积8170296mm28170296mm26140202mm26150189mm28200251mm28200251mm2注： 1.表中aS=M/(a1fcbh02)，=1-（或者由附表16查得），； 2.对轴线之间的板带，其离端第二跨中截面，中间跨跨中截面和支座截面的弯矩值可减小20%，故乘以系数0.8。计算结果表明，均小于0.35,符合塑性内力重分布的条件。板的配筋图附后。3、 次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算，截面尺寸及计算简图如图：次梁计算简图（1） 荷载荷载标准值A. 恒荷载标准值 由板传来恒荷载 2.74*2.2=6.03KN/m 次梁自重 25*0.2*（0.4-0.08）=1.60KN/m 次梁抹灰2*17*0.02*（0.4-0.08）=0.22KN/m综上：gk=7.85 KN/mB活荷载标准值 qk =6.0*2.2=13.2KN/m荷载设计值恒荷载设计值g=1.2*7.85=9.42KN/m活荷载设计值q=1.3*13.2=17.16KN/m全部荷载设计值p=g+q=26.58KN/m（2） 内力计算跨度 次梁在墙上的支撑长度a=250，主梁截面尺寸b*h=250mm*600mmA. 边跨净跨度ln1=6000-120-250/2=5755mm计算跨度l01=5755+250/2=58801.025ln=1.025*5755=5899mm取l01=5880mmB.中间跨净跨度ln2=6000-250=5750mm计算跨度l02=ln2=5750mm跨度差（5880-5750）/5750=2.3%10%故次梁可按等跨连续梁计算次梁的弯矩计算次梁的各跨跨中弯矩计算值和各支座弯矩设计值列于下表次梁弯矩设计值截面位置边跨跨中(I)离端第二支座(B)离端第二跨跨中()和中间跨跨中()中间支座(C)弯矩系数mp1/11-1/111/16-1/14M/(KNm)83.54-83.5454.93-62.77注：M=mpPl02 ，系数mp 由表13-4查取。次梁的剪力计算次梁各支座剪力设计值计算如下表次梁剪力设计值截面位置端支座(A)内侧界面离端第二支座(B)中间支座(C)外侧截面内侧截面外侧截面内侧截面剪力系数0.450.600.550.55V/KN68.8491.7884.0684.06注：V=avbPln，系数avb由表13-6查取。(3) 配筋计算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=1/3*5880=1960mmb+Sn=200+2000=2200mm，取bf=1960mm中间跨bf=1/3*5750=1917mmb+Sn=200+2000=2200mm，取bf=1917mmb=200mm h=400mm h0=400-40=360mm hf=80mmfc=14.3N/mm2 fy=360N/mm2对于边跨=fcbf hf(h0-hf/2 )=14.3*1960*80*(360-80/2)=717517x103Nmm2=717.52KNmM故次梁边跨跨中截面第一类T形截面计算。同理可得，中间跨跨中截面也按第一类T形截面计算。次梁支座截面按矩形截面计算。次梁各跨中截面和各支座截面的配筋计算于下表中次梁的配筋计算截面位置边跨跨中(I)离端第二支座(B)离端第二跨跨中()和中间跨跨中()中间跨支座(C)M/(KNm)83.54-83.5454.93-62.77b或bf/mm19602001917200h0/mm360360360360aS0.0230.2250.0150.1690.0230.2590.0150.186AS/mm2657741429532实配AS/mm22C16+1C18656.53C187632C164022C16+1C14555.9注：1.对于跨中截面；对于支座截面；2. =1-（或者由附表16查得），。计算结果表明：均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。取中间跨跨中截面验算最小配筋率。，(符合要求)斜截面受剪承载力计算b=200mm h0=360mm ft=1.43N/mm2 fyv=360N/mm2A. 验算截面尺寸hw=h0-hf=360-80=280mmhw/b=280/200=1.440.25cfcbh0=0.25*1.0*14.3*200*360=257.4KNVB，ex=93.53KN截面尺寸满足要求。0.7ftbh0=0.7*1.43*200*360=72.07KNVA，in=70.15KN除A截面外，其余各截面均需按计算配置箍筋。B.计算腹筋以支座B外侧截面进行计算。VB，ex=93.53KN采用C6双肢箍筋，Asv=2*28.3=56.6mm2，则s=56.6/0.166=341mm。 考虑弯矩调幅对受剪承载力的不利影响，应在距梁支座边1.05h0区段内将计算的箍筋截面面积增大20%（或箍筋间距减小20%）。于是，箍筋间距应减小为s=0.8*341=273mm，实际取200mm。C.验算最小配箍率采用调幅法计算时，最小配箍率为Psv,min=0.3ft/fyv=0.3*1.43/360=0.00119实际配箍率为Psv=Asv/bs=56.6/（200*200）=0.001420.00119 （满足要求）次梁钢筋布置如图4、 主梁计算 主梁按弹性理论计算，故主梁可视为铰支在柱顶的连续梁。主梁的截面尺寸及计算简图如图 荷载标准值A. 恒荷载标准值由次梁传来恒荷载7.85*6=47.10KN主梁自重25*0.25*(0.6-0.08)*2.2=7.15KN主梁侧抹灰17*0.02*(0.6-0.08)*2.2*2=0.78KN综上：全部恒荷载标准值Gk=55.03KN活荷载标准值Qk=13.2*6=79.20KN全部荷载标准值Gk+Qk=55.03+79.20=134.23KN荷载设计值恒荷载设计值G=1.2*55.03=66.04KN活荷载设计值Q=1.3*79.20=102.96KN全部荷载设计值P=G+Q=66.04+102.96=169KN(内力)计算跨度主梁在墙上的支承长度a=370mm，柱的截面尺寸为bxh=400*400A. 边跨边跨净跨ln1=6600-120-200=6280mm边跨计算跨度l01=6280+400/2+370/2=66651.025ln+b/2=1.025*6280+200=6637mm取l01=6637mmB.中间跨中间净跨ln2=6600-400=6200mm中间跨计算跨度l02=ln2=6600mm跨度差（6637-6600）/6600=0.561%10%故次梁可按等跨连续梁计算。弯矩、剪力计算主梁弯矩和剪力计算列于下表注：1.M=KmQl0或M=KmGl0，系数Km由附表22-3查取(此处Km即为该表中的KmG或者KmQ)；2. 表中第六项黑体字为该截面的+Mmax或者-Mmax，其余为绘制弯矩包罗图所需弯矩值。(3) 内力包罗图 主梁的内力包罗图如图所示 对于边跨，考虑三种荷载组合：跨中最大弯矩(+)；跨中最小正弯矩或最大负弯矩（+）；支座B最大负弯矩（+）；支座C最大负弯矩（+）。 对于中间跨（左起第二跨），考虑四种荷载组合：跨中最大正弯矩(+)；跨中最小负弯矩(+)；支座B最大负弯矩（+）；支座C最大负弯矩（+或+）。 主梁剪力包罗图如图所示 对于边跨，考虑二种荷载组合：支座A最大剪力(+)；支座比最大剪力（+） 对于中间跨，考虑二中荷载组合：支座B右截面最大剪力（+）：支座C左截面最大剪力（+）。(4) 配筋计算正截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面，其翼缘宽度为：边跨 bf=6637/3=2212mmb+sn=6000mm 取bf=2212mm中间跨bf=6600/3=2200mmb+sn=6000mm 取bf=2200mmhf=80mm h=600mm h0=540mm对于边跨fcbfhf（h0-hf/2）=16.7*2212*80*(540-80/2)=1477.6KNmM1 所以主梁边跨跨中截面按第一类T形截面计算。同理可得，中间跨跨中截面也按第一类T形截面计算。主梁支座截面按矩形截面计算。b=250mm h0=600-80=520mm支座B边缘M=-328.36+1/2*169*0.4=-294.56KNm支座C边缘M=-207.41+1/2*169*0.4=-173.61KNmfc=16.7N/mm2 fy=360N/mm2 主梁各跨跨中截面和各支座截面的配筋计算列于表主梁的配筋计算截面位置边跨跨中(I)支座(B)中间跨跨中(3)支座(C)M/(KNm)303.33-294.56165.27-173.61b/mm250250bf22122200h0/mm540520540520aS0.0280.2610.0150.1540.0280.3090.0150.168AS/mm2155118638271013实配AS/mm25C2015706C2018842C18+2C169115C201570注：1.对于跨中截面；对于支座截面；2.=1-（或者由附表16查得）.3. 对于支座截面，；对于跨中截面 计算结果表明，均小于b（满足要求）。取中间跨跨中截面负弯矩验算最小配筋率。该截面实配负弯矩钢筋AS=509mm2 (2c18).由于翼缘中已配有板的受力筋，验算最小配筋率时，可按矩形截面进行验算。 （满足要求）斜截面受剪承载力计算b=250mm h0=520mm fc=16.7N/mm2 fyv=360N/mm2 A. 验算截面尺寸hw=h0-hf=520-80=440mmhw/b=440/250=1.7640.25cfcbh0=0.25*1.0*16.7*250*520=542.75KNVB，ex=218.65KN截面尺寸满足要求。0.7ftbh0=0.7*1.57*250*520=142.87KNVA，in=137.57KN除A截面外，其余各截面剪力均大于137.57KN，均需按计算配置腹筋。B.计算