钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计

1、钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目及目的题目：设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。目的：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。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。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。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，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。二、设计内容1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4

2、、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1 ）、结构平面布置图（1 : 200）（2）、板的配筋图（1： 50）（3）、次梁的配筋图（1： 50； 1： 25）（4）、主梁的配筋图（1： 40； 1： 20）及弯矩M剪力V的包络图（5）、钢筋明细表及图纸说明三、设计资料1、车间类别为 三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0KN/怦；板跨2.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0KN/叱次梁（肋梁）间距1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0KN/叱次梁（肋梁）间距2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0KN/

3、 m2o数据：Lx=6000, Ly=6300。FL1iJLc11bXLb"P1LI11BL12QLLLLLII2楼面构造。采用 20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉 渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。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 HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书§©ig1楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主

4、梁的跨度为 6.0m，次梁的跨度为6.3m，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。63 CO6300eno楼蛊结构平面布置按高跨比条件要求板的厚度h> 1/40=2000/40=50 伽，对工业建筑的楼板，要求h> 80伽，所以板厚取 h=80 mmo次梁截面高度应满足 (1/18 1/12)1=(1/18 1/12 ) X 6300=350 525mm ,取 h=500mm ,截 面宽 b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) X 500=167 250mm，取 b=200mm。主梁截面高度应满足 h=(1/14 1/8 )1=(1/14

5、 1/8) X 6000=429750mm,取 h=650mm，截 面宽度 b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) X 650=217 325mm,取 b=300mm。3、板的设计一一按考虑塑性内力重分布设计(1) 、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 X 20=0.4 KN/ m小计2.655 KN/ m活荷载标准值：10.0 KN/ m 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m，所以活荷载分项系数取1.3 ,恒荷载设计值：g=2.655 X 1.2=3.168 KN/ m活荷载设计值：q=10 X 1.3=13.0KN/ m荷载设计总值：g+q=16.

6、186 KN/ m , 近似取16.2KN/ m(2) 、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm , 现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：心=1 n+h/2=(2000 -120- 200/2)+80/2=1820mm心1=1 n+a/2=(2000 -120-200/2)+120/2=1840 mm故边跨板的计算跨度取Io仁1820mm80mm 厚钢筋混凝土板：0.08 X 25=2.0 KN/ m15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015 X 17=0.255 KN/ m中

7、间跨：lo2=In=2000-200=1800mm 板的计算简图如图所示。板的计算简图(3)弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差(1820-1800) /1800=1.1%小于10%，可按等跨连续板计算 由资料可查得：板的弯矩系数a 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离端第一支座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l°(m)l01=1.82Io1=1.82Io2=1.8OIo2=1.802m =5 (g +q)i°(kN.m)16.2 X 1.82 X1.82/11=4.88-16.2 X 1.

8、82 X1.82/11=-4.8816.2 X 1.80 X1.80/16=3.28-16.2 X 1.80 X1.80/14=-3.75(4)配筋计算一一正截面受弯承载力计算板厚 80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25 混凝土 a1=1.0,fc=11.9N/ mm2, HPB235 钢 筋，fy=210 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。板的配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值(kN m )4.88-4.883.28-3.752a s=M/ a

9、 1fcbh00.114-0.1140.077-0.088一 1-J-2叫0.1210.1<-0.121<0.350.080.1<-0.092<0.35轴线计算配筋(mm2)As= E bho a 1fc/fy411-411272313实际配筋(mm2)中 10190*10190中 8180中 8160As=413As=413As=279As=314计算配筋（mm小计g=9.149 KN/m活荷载设计值： q=13 X 2.0=26 KN/m荷载总设计值： q+g=26+9.149=35.149 KN/m近似取荷载 35.15 KN/m 、计算简图由次梁实际结构图可知，

10、次梁在墙上的支承长度为a=240m m,主梁宽度为b=300m m。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：101= In+h/2=(6300 -120-300/2)+240/2=6150mm1011=1.0251n=1.025 X 6300=6181mm故边跨板的计算跨度取lo仁6150mm中间跨：1。2=1 n=6300-300=6000mm）As= E bha 1fc/fy4114110.8 X72=2180.8 313=250实际配筋(mm2)申 10190申 10190申 8180申 8180As=413As=413As=279As=279配筋率验算pmin=0.45ft/fy=

11、0.45P=As/bhP=As/bhP=As/bhP=As/bhX=0.52%=0.52%=0.47%=0.47%1.27/210=0.27%轴线(5 )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。iE8'300MlO§55063006300500 fill ±*500r SI I =Szi114 SC-3板的配筋图4、次梁设计一一按考虑塑性内力重分布设计(1) 荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.186 X 2.0=6.372KN/m次梁自重：0.2X( 0.5-0.08 )X 25X 1.2

12、=2.52 KN/m次梁粉刷：2 X 0.015 X( 0.5-0.08 )X 17X 1.2=0.257 KN/m计算简图如图所示。To- ood151120&030,300 GOODT6300630063MOS次梁的实际结构图B+q=35. 15KN/m1 W H H H tI t Ir 1 1 1H t M W I H H ! 1I H M r M U 1 1 U W II H W 1J61TB60SSpC5972&000I6150L(3) 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(6150-6000) /6000=2.5%小于10%，可按等跨连续梁计算。

13、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：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l°(m)l01=6.15l01=6.15102=6.0102=6.02M "M(g 510阿耐35.15 X26.15 /11=120.86-35.15X26.15 /11=-120.8635.15X26.0 /16=79.1-35.15X26.0 /14=-90.4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中间支座剪力系数入0.45

14、0.60.550.55净跨度lnl n1=6.03l n1=6.03ln2=6.0ln2=6.0V7(g+q)ln0.45x35.15x6.030.6x25.15x6.030.55x25.15x6.00.55x25.15x6.0(kN)=95.38KN=127.17KN=116KN=116KN(4) 配筋计算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，其翼缘宽度取下面二项的较小值:b f=lo/3=6000/3=2000mmb f=b+S n=200+2000-2000=2000mm故取 bf=2000mm2 2C25 混凝土 a1=1.0, fc=11.9 N/ mm, f

15、t=1.27 N / mm ;纵向钢筋采用 HRB335 , fy=300 N/22mm ,箍筋采用 HPB235, fyv=210 N / mm ,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。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kN m ）120.86-120.8679.1-90.46120.86x10 "1x11.96120.86x10 /(1x11.9679.1x10 /(1x11.9690.4x10 /(1x11.92a s=M/ a ifcbhox2000x465 2)=x200x4652)=x20

16、00x4652)=x2000x465 2)=0.0230.2350.01540.176E = 1 -Ji -2%0.0230.1<0.272<0.350.01550.1<0.195<0.350.195x2000x4650.023x2000x4650.272x200x4650.0155x2000x465选计算配筋（mm ）x1x11.9/300选x1x11.9/300x1x11.9/300x1x11.9/300A s= E bho a ifc/fy=719.4配=848.5=1003.4=571.8钢筋实际配筋（mm2）2 18+1 222 22+1 181 22+ 2

17、122 20+1 12As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.1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- b f=465-80=385mm 且 hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算:0.25bcfcbh°=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7KN > Vmax =127.17KN故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表截面AB左B右CV(kN)95.38127.171161160.25Pcfcbh°(kN)276.7>V截面满足27

18、6.7>V截面满足276.7>V截面满足276.7>V截面满足Vc =0.7ftbh0 (kN)82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋82.7<V需配箍筋选用钢筋28282828Asv n Asv1100.6100.6100.6100.6s =1.25 f yvAsvh0 /(V Vc)968.4276.1368.8368.8实配箍筋间距200200200200Asv144.1>V144.1>V144.1>V144.1>VVcs =Vc +1.25fyv 亠 h。 s满足满足满足满足(5) 施工图的绘制次梁

19、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 =a fy d/ft=0.14X 300 X 22/1.27=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=12 18=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12 22=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.二I 8叫 gI虫住oOOO次梁的配筋图5、主梁设计一一主梁内力按弹性理论设计：(1)荷载设计值。(为简化计算，将主梁

20、的自重等效为集中荷载)次梁传来的荷载：9.149X 6.3=57.64KN主梁自重(含粉刷)：(0.65-0.08 )X 0.3 X 2.0 X 25+2 X( 0.65-0.08 )X 0.015 X 17 X 2.0 X 1.2 =10.958KN恒荷载设计值：G=57.64+10.958=68.6KN活荷载设计值：Q=26 X 100.86.3=163.8 KN(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400mmX 400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨：Io仁 In+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2

21、+400/2=6080mmLo1=1.025l n+b/2=(600-200-120)+200=6022mm故 lo1 取 6022mm中跨 lo2=6000mm计算简图如图所示。(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。 弯矩值计算：弯矩：M = kiGl ' k2Ql，式中ki和k?由附表1查得主梁的弯矩设计值计算(kN m)组合项次+M max(kN m)385.9-197.9224.2-197.9 、剪力设计值：剪力：V二ksG - k4q,式中系数k3,k4,由附录仲查到，不同截面的剪力值经过计算如表所 示。主梁的剪力计算(kN)项次荷

22、载简图kV；kVBlkVBr0.733-1.2671.00恒载ABCD50.3-86.968.6fi | QQj jQ0.866-1.1340活载ABC0141.9-185.703 fjJ Lm a0.689-1.3111.222活载ABCD112.9-214.7200.2Qfoj Q| |QAl1XT 亍 萨 帝-0.089-0.0890.788活载-14.6-14.6127.4组合项次+V max(kN)192.2-101.5268.8组合项次+Vmin(kN)35.7-301.668.6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=O,Mb=-

23、110.3-130.95=-241.25 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=68.6+163.8=232.4KN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) l -1/3X Mb=386.1 KN . m Mmax ,第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l 01 -2/3 X M b=305.7 KN m。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为241.25KN m,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 102 Mb =-104.05 KN m.荷载组合+时支座最大负弯矩Mb=-416.5 KN

24、 m其它两个支座的弯矩为Ma=0 ,Mc=-197.9 KN m，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327.7kN m, 188.8kN m。同理，当一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=-241.25 KN m,第一跨在集中荷载 G作用下的弯矩值分别为 857.3KN m,-23.1kN m,第二跨在集中荷载G + Q作用下的弯矩值为224.2 KN m+5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

25、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=192.2KN，至第二跨荷载处剪力降为 192.2-232.4= 40.2kN ;至第二集中荷载处剪力降为一40.2 232.4= 272.6 kN，荷载组合+时，V 最大，其163.2KN, 69.2KN,其余剪Vbi=-301.6 KN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右) 力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。 - 7（T>*2$E1酬-4D. T15- 7 綿 丄'2 S3-1§6. 7测”-41?. 13眄®：72-161 8主梁鸭力包络图 郛位：KN.ru至第二集中荷载

26、处剪力降为一40.2 232.4= 272.6 kN，荷载组合+时，V 最大，其至第二集中荷载处剪力降为一40.2 232.4= 272.6 kN，荷载组合+时，V 最大，其(4) 配筋计算承载力计算C25 混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2;纵向钢筋 HRB335，其中2 2fy=300 N/ mm ,箍筋采用 HPB235 , fyv=210 N/ mm .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面计算，因hf /ho =80/615 =0.130 °-10翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+

27、6-0.3=6.0m ,中较小值确定，取bf=2000mm E支座处的弯矩设计值：。Mb = Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 KN m判别跨中截面属于哪一类T形截面aifcbfhf(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：表1-15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 )385.9370224.2103.12a s=M/ a 1fcbh00.0470.3080.0250.08©=1

28、_/_夂0.048<0.5180.380<0.5180.025<0.5180.083<0.518选配钢筋计算配筋（mm2）A s= E bh° a 1 fc/fy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm2)622622120420220As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算一一斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：hw =ho- b f=580-80=500mm 且 hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算:0.25bcfcbh°=0.25x1.0x11.9x300x500=446.25KN > V max =301.6KN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截面AB左B右V(kN)192.2-301.6368.80.25 0cfcbh° (kN)548.9>V截面满足517.7>V截面满足517.7>V截面满足Vc =0.7ftbh0(kN)164.02<V需配箍筋254.69<V需配箍筋254.69<V需配箍筋箍