混凝土楼盖课程设计

河南工程学院《混凝土结构》课程设计某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计学生姓名：学院：土木工程专业班级：土木1342专业课程：混凝土结构设计原理指导教师：2015年12月25日11 :11 : 1 1r~~~~ r =—H1 =—1!ILyLrLyLtd）6蟲d）嗇&图1楼盖梁格布置平面图某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计一、设计资料（一） 楼盖梁格布置楼盖梁格布置如图1所示（楼梯间在此平面外），主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置C©&—（二） 楼面做法25mm水泥砂浆面层（20kN/m3），钢筋混凝土现浇板，25mm混合砂浆抹底。（三）楼面荷载均布活荷载标准值为6kN/m2（四）材料混凝土强度等级C25；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板钢筋采用HPB300级钢筋二、设计内容

（一）楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.3m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.6/3=2.1m,l/1二6.3/2.1二3,因此0201按单向板设计。按高跨比条件，对于两端连续的单向板，当hM2100/30=70mm时，满足刚度要求，对于工业建筑的楼板，要求h>70mm，取板厚h二80mmo次梁截面高度应满足h=1/18~1/12二6300/18〜6300/12二350〜525mm,00取h=500mm。截面宽度b二3h-2h，取b=200mm。主梁的截面高度应满足h二1/15~1/10二6300/15~6300/10二420~630mm取h=600mm,b=300mm。00楼盖的结构平面布置图见图5-1所示。©O1=1血KLJ.!z^UUx!dUUI三匚二E0t©O1=1血KLJ.!z^UUx!dUUI三匚二E0t£300630062006200SGlUijloorc■=”■) 住0 G0』图5-1结构平面布置图（二）板的结构设计

1•荷载计算板的永久荷载标准值25佰厚水泥砂浆面层：25佰厚水泥砂浆面层：0.025x20=0.50kN/m280佰厚现浇钢筋混凝土板：80佰厚现浇钢筋混凝土板：0.08x25=2.00kN/m225mm0.025x17=0.43kN/m2小计： 0.50+2.00+0.43=2.93kN/m2板的可变荷载标准值： 6kN/m2永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/m2，所以可变荷载分项系数取1.3。于是板的永久荷载设计值：g=2.93x1.2=3.52kN/m2可变荷载设计值：q=6x1.3=7.8kN/m2荷载设计总值： g+q=11.32kN/m2近似取为g+q=12.0kN/m22•计算简图按塑性内力重分布设计。次梁截面为200mmx500mm,板的计算跨度：边跨：l二l二2100-2002二2000mm01n中间跨：1二l二2100—200二1900mm02n因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图5-2所示gcq=1gcq=12.OkN/m丘图5-2板的计算简图3.弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减，用塑性内力重分布理论计算，查表可得系数分别为：边支座-1/16；边跨中，1/14；离端支座，-1/11；边跨中，1/16；中间支座，-1/14。故M=一(g+q)l2/16=一12.0x2.02/16=-3.00kN•mA01M=(g+q)l2/14=12.0x2.02/14=3.43kN•m101M=-(g+q)l2/11=-12.0x2.02/11=-4・36kN•mTOC\o"1-5"\h\zB 01M=-(g+q)l2/14=-12.0x1.92/14=-3・10kN•mC 02M=M=(g+q)l2/16=12.0x1.92/16=2.71kN•m2 3 024.正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm，板厚80mm，则截面的有效高度化=h-c-d2=60mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，«=1.0，f=11.9N/mm2；HPB300钢筋1cf=270N/mm2o板配筋计算的过程列于表1。y表1板的配筋计算截面A1B2C弯矩设计值(kN•m)-3.003.43-4.362.71-3.10Ma= safbh21c 0 3.00x10 1.0x11.9x1000x60=0.070 3.43x10 1.0x11.9x1000x60=0.080 4.36x10 1.0x11.9x1000x60=0.1022.71x101.0x11.9x1000x60=0.063 3.10x10 1.0x11.9x1000x60=0.072g=1-Jl-2a' s0.073<0.350.0830.108<0.350.0650.075<0.35计算配筋（mm2）A=gbhalf/fs 0 c y193.0219.5285.6171.9198.3实际配筋(mm小计： g=10.25kN/m可变荷载设计值： 小计： g=10.25kN/m可变荷载设计值： q=7.8x2.1=16.38kN/m荷载总设计值： q+g=26.63kN/m 计算简图按塑性内力重分布计算时，主梁截面300mmx600mm。其计算跨度：边跨： l=l=6300-100-300/2=6050mm01n中间跨： l=l=6300-300=6000mm02n因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图5-306/8@20008@20008/10@20006/8@200O6/8@200A=196=251=322A=196A.=196SSSSS计算结果表明，支座截面的g均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；A/bh=196/(1000x80)=0.25%，此值大于0.45f/f=0.45x1.27/270=0.21%，同时sty大于0.2%，满足最小配筋要求。次梁的设计荷载计算由板传来的永久荷载： 3.52x2.1=7.39kN/m次梁自重： 0.2x(0.5-0.08)x25x1.2=2.52kN/m次梁粉刷重： 0.025x(0.5-0.08)x2x17x1.2=0.34kN/mq+g=26.23KN/m△禽 1 32上3 己 31 3* 亍Cl”石DUD丄£门门门 土百门门门丄白口厅『 土图5-3次梁的计算简图3•内力计算由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：M=一(g+q)12/24=-26.63x6.052/24=一40・61kN•mTOC\o"1-5"\h\zA 01M=(g+q)12/14=26.63x6.052/14=69.62kN•m01M=-(g+q)12/11=-26.63x6.052/11=-88・61N•mB 01M=M=(g+q)12/16=26.63x6.02/16=59.92kN•m3 02M=-(g+q)12/14=-26.63x6.02/14=-68.48kN•mC 02剪力设计值：=0.50(g+q)1=0.50x26.63x6.05=80.56kNA n1=0.55(g+q)1=0.55x26.63x6.05=88.61kNB1 n1=V=0.55(g+q)1 =0.55x26.63x6.0=87.88kNBr c n24•承载力计算⑴正截面受弯承载力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'=1/3=6300/3=2100mm、b'=b+s=200+1900=2100mm，ffnb+12b，=1160mm三者的较小者，故取b'=1160mmof f环境类别为一类，C25混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。设箍筋直径10mm,纵向钢筋直径20mm,则一排纵向钢筋h二500-20-10-20/2二460mm,0C25混凝土1.0,0=1,f=11.9N/mm2,f=1.27N/mm2；纵向钢筋采用1 C c tHRB400钢，f=360N/mm2，f=360N/mm2。正截面承载力计算过程列于表y yv2中。经判别跨内截面均属于第一类T型截面。表2次梁正截面受弯承载力计算截面A1B2C弯矩设计值(kN•m)-40.6169.62-88.6159.92-68.48a=M/(afbh2)S 1c 0或40.61x1061.0x11.9x200x46021.0X11.9x1160x460288.61x1061.0x11.9x200x46021.0x11.9x1160x46021.0x11.9x200x4602a=M/(afb'h2)s 1cf0=0.081=0.024=0.176=0.021=0.136g=1-J1-2as0.085<0.350.0240.1950.0210.147A=gbhaf/f或S 0 1c y258.5423.3593.0370.4447.0A=gb'haf/fS f01cy选配钢筋(mm2)2竝143业144业142业163业14A=308sA=461sA=615sA=402sA=461s计算结果表明，支座截面的g均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；A/(bh)=308/(200x500)=0.31%，此值大于0.45f/f=0.45x1.27/360=0.16%,S ty同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：h=h-h'=460-80=380mm，因h/b=380/200=1.9<4，截面尺寸按下式w0f w验算：0.250fbh=0.25x1x11.9x200x460=273.70x103N>V=88.61kN截面尺寸cc0 max满足要求计算所需腹筋：A采用c6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由V=0.7fbh+f—h，可cs t0 yvs0得到箍筋间距fAh 360x56.6x460s二匹皿0二 二1374mmV-0.7fbh 88.61x103-0.7x1.27x200x460Bl t0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%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距截面高度在300~500mm的梁,最大箍筋间距200mm最后取箍筋间距s=200mm。为方便施工沿梁长不变。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：0.3f/f二0.3x1.27/360二0.11%，实际tyv配箍率p=A/(bs)二56.6/(200x200)二0.14%>0.11%，满足要求。sv sv主梁设计主梁按弾性方法设计。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： 10.25x6.3=64.58kN主梁自重(含粉刷):[(0.60-0.08)x0.3x2.1x25+2x(0.60-0.08)x0.025x2.1x17]x1.2=10.72kN永久荷载设计值： G=64.58+10.72=75.30kN可变荷载设计值： Q=16.38x6.3=103.19kN2•计算简图因主梁的线刚度与柱刚度之比大于5,竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，‘0二6300mm。主梁的计算简图见图5-4。〔1〔1[-1〔1〔1OQO丄Ojij」 c-.-^UO图5-4主梁的计算简图3•内力设计值及包络图（1） 弯矩设计值由M二kGl+kQl得1020M=0.244x75.30x6.30+0.289x103.19x6.30二303.63KN•mTOC\o"1-5"\h\zmaxM二—0.267x75.30x6.30-0.311x103.19x6.30二—328.84KN•mB,maxM二0.067x75.30x6.30+0.200x103.19x6.30二161.80KN•mmax（2） 剪力设计值由V二kG+kQ得4二0.733x75.30+0.866x103.19二144.56kNA,max二—1.267x75.30—1.311x103.19二—230.69kNBl,max二1.0x75.30+1.222x103.19二201.40kNBr,max（3） 弯矩包络图第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载支座B或C的弯矩值为：M二M=—0.267x75.30x6.3—0.133x103.19x6.3=—213.13kN•mB c在第1跨内：以支座弯矩M二0,M=—213.13kN•m的连线为基线，作ABG=75.30kN,Q=103.19kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1 M1 213.13(G+Q"。+ b=(75.30+103.19)x6.3- =303.79kN•m*(G+Q"°+ b=1(75.30+103.19)x6.3-X3.=232.74kN•m在第2跨内：以支座弯矩M=-213.13KN•m,M=-213.13kN•m的连线Bc为基线，作G=75.30kN,Q=0的简支弯矩图，得集中作用点处的弯矩值：1Gl+M=-x75.30x6.3-213.13=-55.00kN3 0B3第1、2有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩M=0,M=-328.84kN•m的连线为基AB线，作G=75.30kN,Q=103.19kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1 328.84(75.30+103.19)x6.3- =265.22kN•m1(75.30+103.19)x6.3-x3. =155.60kN•m在第2跨内：M=-0.267x75.30x6.3—0.089x103.19x6.3=-184.52kN•m。c以支座弯矩M=-328.84KN•m,M=-184.52kN•m的连线为基线，作BCG=75.30kN,Q=103.19kN的简支梁弯矩图，的第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：[(G+Q)l+M+2(M-M)3 0 C3B C=—(75.30+103.19)x6.3—184.52+§(-328.84+184.52)=94.10kN•m

1(G+Q)l+M+1(M-M)3 0C3BC=1(75.30+103.19)X6.3-184.52+1(-328.84+184.52)=142.20kN•m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载M=M=-0.267x75.30x6.3-0.133x103.19x6.3=-213.13kN•mTOC\o"1-5"\h\zB C第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：1(G+Q)l+M=1(75.30+103.19)x6.3-213.13=161.70KN•m3 0B3第1、3跨两集中荷载作用点的弯矩分别为：111 21313-GI+-M=-x75.30x6.3-一一=87.09kN•m30 3B3 31Gl+-M=1x75.30x6.3--x213.13=16.04kN•m3 0 3B3 3弯矩包络图如图5-5所示图5-5弯矩包络图84.52图5-5弯矩包络图84.524•承载力计算正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按1/3二6.3/3二2.1m和b+s=5.7m中较小值确定，取b'=2.1m。n f主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度15mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径14mm。假定主梁上部纵筋直径25mm，钢筋为，h=600-15-10-14-25/2=548.5mn，取550mm。0跨内截面经判别都属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值M=M-Vb/2=-328.84+178.49x0.40/2=-293.14KN•m。正截面受弯承载B Bmax0力的计算过程列于表3

表3主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值（kN•m）303.63-293.14161.80-55.00a=M/(Hfbh2)或a=M/(afb'h2)s 1cf030363x10629314x10616180x10655x1061.0x11.9x2100x5502=0.0401.0x11.9x300x5502=0.2711.0x11.9x2100x5502=0.0211.0x11.9x300x5502=0.051y=(1+J1-2a)/2s s0.9800.8380.9890.974A=M/(yfh)s sy01564.81766.7826.3285.2选配钢筋（mm2）4竝20+1竝25As=17474业25A=1853S3竝20A=942S2竝20A=628S主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定斜截面受剪承载力验算截面尺寸：h二h-h，二550-80二470mm，因h/b二470/300二1.57<4，截面尺寸按下式w 0f W验算：0.250fbh二0.25x1x11.9x300x550二490.88x103N>V二230.69kN截面尺cc0 max寸满足要求

计算所需腹筋：采用门10@200双肢箍筋,A 157Vcs=°7fbh0+fyv〒h0=°7X1.27x300x550+360X-x550二302.12kN>V ，不需要配置弯起钢筋max验算最小配箍率:Psv―svPsv―svbs157 f——二0.26%>0.24厶二0.09%,300x200 fyv满足要求次梁两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的集中力F二64.58+103.19二167.77kN，匕二600-500二100mn，附加箍筋布置范围s二2h+3b二2x100+3x200二800mm。取附加箍筋1°10@200双肢，贝9在长度s内可布置附加箍筋的排数，m二800/200+1二5排，次梁两侧各布置三排。由式m•nfA=5x2x360x78.5=282.6x103N>F,满yvsv1 l足要求。因主梁腹板高度大于450mm,需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且间距不大于200mm。现每侧配置2甘14 308/(300x550)=0.19%>0.1%满足要求。三、绘制施工图(―)施工说明1•本工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。2•采用下列规范：⑴《混凝土结构设计规范》GB50010-1010；(2)《建筑结构荷载规范》GB50009-20123•荷载取值：楼面可变荷载标准值6.0kN/m2。4•混凝土强度等级C25；梁内钢筋采用HRB400级，用门表示；板内钢筋采用HPB300级，用0表示。5•板纵向钢筋的混凝土保护层厚度15mm；梁最外层钢筋的混凝土保护层厚度20mm。（二） 结构平面布置图楼板的平面布置图见图5-1，图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用Z”,“KL”、“L”和“B”表示，主、次梁的跨数写在括号内。（三） 板配筋图板配筋图采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度a二l/4二1900/4二475mm。n板配筋图见附图（四） 次梁配筋图次梁支座截面上部钢筋的第一批截断点要求离支座边l/5+20d=6000/5+n20xl8=1560mm现取1600mm；切断面积要求小于总面积的二分之一，B支座切断1014,154/615二0.25<0.5,C支座切断1^14,154/461二0.33<0.5,均满足要求，B支座第二批切断1。14，离支座边l/3=6000/3=2000mm；剩n余2◎14兼做架立筋。端支座上部钢筋伸入主梁长度l=（0.14x360/1.27）d=556mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度al>12d二168mm。次梁配筋见附图as（五） 主梁配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座，不配