混凝土结构设计课程设计整体式单向板肋梁楼盖

1、湖南农业大学东方科技学院课程设计说明书课程名称：混凝土结构设计课程设计题目名称：现浇单向板肋梁楼盖结构设计班 级：2009级 土木工程 专业4班 姓 名：学 号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：2011年 月 日现浇整体式单向板肋梁楼盖课程设计任务书1、设计资料（1）某工业用仓库，设计使用年限为 50 年，楼面使用活荷载为 9kN/m 2 。（2）楼面面层为水磨石（底层20mm厚水泥砂浆，10mm厚面层），自重为 0.65kN/m2 ，梁板天花用混合砂浆抹灰 15mm。（ 3 ）材料选用a. 混凝土强度等级采用 C20、C25或C30。b. 钢筋采用受力纵筋 HRB335 或 HR

2、B400 ；其他钢筋均用 HPB235 。（ 4）板伸入墙内 120mm ，次梁伸入墙内 240mm ，主梁伸入墙内 370mm 。（ 5 ）二楼楼面结构平面布置图如图所示（楼梯间在此平面外）。（ 6 ）楼板厚度为 80mm ，次梁截面为 b h 200mm 500mm ，主梁截面 b h 250mm 700mm ，柱的截面尺寸 b h 350mm 350mm （或 400mm 400mm 或自定）。2、设计内容和要求（ 1 ）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算 内力，并绘出弯矩包络图。（ 2 ）绘制楼盖结构施工图 1楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱

3、定位尺寸与 构件编号）.（比例1 : 1001 : 200 ）;2板模板图与配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号与 其定位尺寸） （比例 1： 1001： 200）；3. 次梁模板与配筋图（标注次梁截面尺寸与几何尺寸、钢筋的直径、根 数、编号与其定位尺寸） （比例 1： 50，剖面图比例 1： 151： 30）；4、梁材料图、模板图与配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵 抗弯矩图、模板图与配筋图） ，（标注主梁截面尺寸与几何尺寸、钢筋的直径、 根数、编号与其定位尺寸） ；（比例 1： 50，剖面图比例 1： 151： 30）；5 .在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢

4、筋的种类、混凝土 保护层厚度等。（ 3 ）计算书要求计算准确，步骤完整，内容清晰。（ 4 ）主梁配筋图必须手工绘制，板、次梁配筋图不作规定。（ 5 ）第 11 周星期五之前提交设计成果。3 、课程设计目的（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系与其计算简图的确定；（2）通过板与次梁的计算，熟练掌握考虑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的有关构造要求；（5 ）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制 图的基本技能；4、设计参考进度第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导

5、书与设计例题，复习有关课 程内容。确定梁格布置、板计算与绘制板的配筋草图；第二天：次梁的计算与绘制配筋草图； 第三天：主梁的计算与绘制配筋草图； 第四至五天：绘制板、次梁和主梁的施工图。图1结构平面布置图现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计资料：某设计使用年限为50年工业用仓库，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格图1所示。E是Q 璋 i 包_ mNICJev-TOQ禺口甬司 inass'L6Jfr5LIS闭图1 结构平面布置图(1)楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆打底，10mm 厚水磨石面层，丫 =0.65KN/m 215mm厚混合砂浆梁板天花抹灰。 活荷载：标准值为9KN/m 2

6、。(3) 恒载分项系数为1.2 ;活载分项系数为1.3 (因工业厂房楼盖活载标准值大于 4 KN/m 2 )。(4) 材料选用：混凝土 采用 C30( fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2)。钢筋梁中受力纵筋才采用 HRB335级(fy=300N/mm 2)；其余采用 HPB235 级(fy=210N/mm2)。板和次梁按塑性计算1.板的计算(按考虑塑性内力重分布方法计算)板的12/1 1=5400mm/2000mm=2.7<3，按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。板的厚度按构造要求取 h=80mm > L40=2000mm/40=50m

7、m。次梁截，截面宽度b=200mm,面高度取 h=500mm> L2/15=5400mm/15=360mm板尺寸支撑情况如图2所示。1201780100 1800200020002000图2板的尺寸(1)荷载恒载标准值30mm面层0.65KN/m 280mm钢筋混凝土板0.08mX 25KN/m3=2.000KN/m215mm混合砂浆天棚抹灰0.015mX 17KN/m3=0.255KN/m2gk=2.905KN/m2线恒载设计值g=1.2X 2.905KN/m2=3.486KN/m线活载设计值q=1.3X 9KN/n2=11.7KN/m合计15.186KN/m即每米板宽g+q=15.1

8、86KN/m(2)内力计算计算跨度边跨Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.820mLn+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m> 1.820m取 Lo=1.820m中间跨Lo=2m-0.2m=1.800m计算跨度差(1.820m-1.800m) /1.800m=1.11%< 10%,说明可按等跨连续计算内力(为简化起见，统一取Lo=1.820m )。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图3所示：g许 15.i i t n 't I i r 1J T 1I I I I T 1I T 1 t 1L1, 200(? f2000

9、J1,2000*3；* 2000i”图3 1m宽板的计算简图连续板各截面弯矩计算见表 1表1连续板各截面弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数am1/11-1/111/16-1/14M=a m(g+q)L02/(KN m)4.572-4.5723.144-3.593（3 ）截面承载力计算b=1000mm, h=80mm,h o=80mm- 20mm=60mm, a 1=1.0,连续板各截面配筋计算见表2 o表2连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带（一，一轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/( KN m)4.572-4.5

10、723.144-3.593as=M/ aifcbho20.0890.0890.0610.070Z0.0930.0930.0630.072As=Z 1bh ofc/f y380380260295/(mm 2)选配钢筋© 10200© 10200© 8/10200© 8/10200实配钢筋面积/(mm 2)393393322322中间区板带(一轴线间)板带部位截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/( KN m)4.572-4.5723.144 X.8=2.515-3.593 X 0.8=-2.874as=M/ aifcbho20.08

11、90.0890.0510.056Z0.0930.0930.0520.058As=Z ibh ofc/f y380380213237/(mm 2)选配钢筋© 10200© 10200© 8200© 8200实配钢筋面积/（mm 2）393393251251中间区板带一轴线间，各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%连续板的配筋示意图如图 4所示01删0佐騎来）册M佐转知WsOnm2尖Mb1Diomid-)讨 26（W翎/01OOO僻L音一）0血400 （描秣）01OHM右跨黠）（a）边区板带雉415卅麺跖应01测

12、W）佐贈来）0测呱左鹘来）/0齣）（方齡来）080400佑鞘来）一吻廿第利卅廿肇213晶麺565卍親251卅080偏-弯-)(b)中间区板带图4 板的配筋示意图次梁计算(按考虑塑性内力重分布方法计算)取主梁的梁高 h=700mm> Li/12=6000mm/12=500mm, 梁宽b=250mm,次梁有关尺寸与支撑情况图5所示(1)荷载恒载设计值由板传来3.468KN/m 2 X 2m=6.9KN/m次梁自重1.2 X 25KN/n3 X 0.2m X (0.5m.08m)=2.520KN/m梁侧抹灰1.2 X 17K/m 3 X 0.015m X (0.5-m.08m) X 2=0.2

13、57KN/mg=9.677KN/m活载设计值由板传来q=11.7KN/m2 X 2m=23.4KN/m合计g+q=33.077KN/m(2)内力计算计算跨度边跨Ln=5.4m-0.12m-0.25m/2=5.155mLn+a/2=5.155m+0.24m/2=5.275m1.025 L n=1.025 X 5.155m=5.284m5.275m取 Lo=5.275m中间跨 Lo= L n=5.4m-0.25m=5.150m跨度差(5.275m-5.150m) /5.150m=2.4%< 10%,说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图6所示图6 次梁的计算简图连续次梁各截面弯矩与剪力计算

14、见表3和表4表3连续次梁弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数am1/11-1/111/16-1/14M= a m(g+q)L 0283.671-83.67154.380-62.663/(KN m)表4连续次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧剪力计算系数av0.450.60.550.55V= av(g+q)Ln76.730102.30793.69093.690/(KN)(3 )截面承载力计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：边跨:bf'=Lo/3=5275mm/3=1758mm<b+S o=

15、2OOmm+18OOmm=2OOOmm离端第二跨、中间跨:bf'= Lo/3=515Omm/3=1717mm梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm翼缘厚 hf'=80mm判别T形截面类型：跨内截面 Z =0.010 h</h o=6Omm/465mm=O.172,故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取ho=45Omm-6Omm=44Omm ，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，ho=465mm，连续次梁正截面与斜截面承载力计算分别见表5和表6。表5连续次梁正截面承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二

16、跨跨内、中间跨跨内中间支座M/( KN m)83.671-83.67154.380-62.663(b=b f')0.0140.1510.0100.1011 J1 2 s0.0140.1650.0100.107As二 Zai bh ofc/f y(b=b f')/(mm 2)621692381475选配钢筋2 创16+1尘181 中 18+3尘143尘142 中 14+1尘16实配钢筋面积/(mm 2)657761459509表6连续次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端支座内侧中间支座外侧、内侧V(kN)76.730102.30793.69093.690332.

17、475314.600314.600332.4750.25 cfcbh°/(kN)> V> V> V> V93.093>88.088<88.088<93.093>Vc 0.7ftbh0/(kN)VVVV选用箍筋2 ©82 ©82 ©82 ©8AsvnAsvi/(mm 2)101101101101s 1.25fyvAsvh°/(V Vc)/(mm)按构造820867按构造实配箍筋间距S/(mm)200200200200次梁配筋示意图见图7计卿92亦畑6WtKsoWVMS*）H10来）加如和册

18、如0LM4 （忘脣驾亲1*14 （右 W）ill/ III/ |"L"L计触1亦9tE45W帥炳1训8傅也2e他询14傅世图7 次梁配筋示意图三、主梁计算（按弹性理论计算）柱高H=4.5m，柱截面尺寸300mm x 300mm,主梁的有关尺寸与支撑情况见图8 o恒载设计值250由次梁传来9.677KN/m X 5.4m=52.256KN主梁自重(折合为集中荷载) 1.2 X 25KN/m3x 0.25m X X 2m=9.3KN梁侧抹灰(折合为集中荷载)1.2 X 17KN/n3 X 0.015m X X 2m X2=0.760KNG=62.316KN活载设计值由次梁传来Q

19、=23.4KN/m X 5.4m=126.36KN合计G+Q=188.676KN(2 )内力计算边跨Ln=5.4m-0.12m-0.3m/2=5.730mL0=1.025L n+b/2=1.025X 5.730m+0.3m/2=6.020mv Ln+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.3m/2=6.070m中间跨 Ln=5.4m-0.4m=5.700mL0= L n+b=5.7m+0.3m=6.000m跨度差(6.020m-6.000m) /6.000m=0.33% v 10%,可按等跨连续梁计算。由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图见图9o

20、p iQ 卩JG GA11I图9 主梁的计算简图在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行，跨内和支座截面最大弯矩与剪力按下式计算，则M二KGL o+KQL oV二KG+KQ式中系数K值由附录7查得，具体计算结果以与最不利荷载组合见表7和图10 主梁弯矩包络图与剪力包络图表7 主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内KM1/( KN Km)Mb (Me)/( KN rKn)M2/(KN m)pcAm压1A0.24491.535-0.267-99.9970.06725.051_；JA31 1A0.289219.839-0.133-101.003-101.003A

21、 A-33.667-0.133-101.0030.200151.632 1A"l L0.229112.168-0.311(-0.089)-236.180(-67.588)0.170128.872Ql A A0.274134.209-0.178(0.044)-135.177(33.414)-最 不 利 荷 载 组 合+311.374-201-75.952+57.868-201176.683+203.703-336.177(-167.585)153.923+225.744-235.174(-66.583)-表8主梁剪力计算端支座内侧中间支座（左）序号 计算简图KVa/ Vd/(KN)Vb

22、左(Vc左)/(KN)0.733(-0.733)45.678-1.267-78.9540.866(-0.866)-0.133(0.133)0.689(0.089)0.822(-0.044)最不(-45.678)109.428(-109.428)-16.806(16.806)87.062(11.246)103.867(-5.560)155.106(-155.106)(-1.000)(-62.316)-1.134-143.292(0)(0)-0.133-16.806(-1.000)(-126.36)-1.311(-0.778)-1.178(0.222)-165.658(-99.572)-148.8

23、52(28.052)-222.246(-62.316)利荷载组合序号计算简图92.622(-28.872)132.74(-34.432)149.545(-51.238)-95.760(-188.676)-244.612(-161.888)-227.806(-34.264)中间支座（右）KVb 右(Vc 右) /(KN)1.00062.316(1.267)(78.954)(1 i ft00AAA(1.134)(143.292)ft一 1.000(0.133)126.36(16.806)(3 Q JV 4 1心以1.222(0.089)154.412(11.246)i 0.222(-0.044)2

24、8.052(-5.560)最不+62.316(222.246)利荷+188.676(95.76)载组+216.728(90.2)合+90.368(73.394)(3 )截面承载力计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:bf'=L o/3=6000mm/3=2000mm<b+S 0=5400mm,并取ho=700mm-35mm=665mm判断T形截面类型：跨内截面 Z=0.053h</h 0=80mm/665mm=0.120,故各跨内截面均属于第类T形截面。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取ho=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面计算，取ho

25、=700m-80mm=620mm(因支座弯矩较大考虑布置两排纵肋，并布置在次梁主筋下面)0主梁正截面与斜截面承载力计算表见表1-15和表1-16 o表9 主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内M/( KN m)311.374-366.177176.683-75.952Vo b/2/( KN m)28.301(M- V o b/2/( KN m)337.876(b=b f')0.02460.2310.01400.0519Z0.0250.2670.0140.053As二 Za1bh ofc/f y(b=bf')/(mm 2)15851973888405选配钢筋2 尘 20+2尘254 尘 18+2尘252 爭 16+