整体式现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.doc

目录1.设计资料11.1建造地点与基本概况31.2楼面构造层做法（至上而下）31.3设计方案31.4材料选用32.楼盖的结构平面布置33.板的设计53.1荷载53.2计算简图53.3弯矩计算值63.4正截面受弯承载力计算74.次梁设计74.1荷载设计值74.2计算简图8 4.3内力计算84.4承载力计算94.4.1正截面受弯承载力94.4.2斜截面受剪承载105.主梁设计105.1荷载设计值105.2计算简图105.3内力设计值及包络图125.3.1弯矩设计值125.3.2剪力设计值125.3.3弯矩、剪力包络图125.4承载力计算155.4.1正面受弯承载力155.4.2斜截面受剪承载力166、绘制施工图166.1施工说明166.2结构平面布置图166.3板配筋图176.4 次梁配筋图176.5主梁配筋图17整体式单向板肋梁楼盖设计 1、设计资料 某一般金工车间楼盖，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式，其柱网布置下图所示1、1建造地点与基本概况建造地点为西安市某地，外墙采用490mm厚的砖墙。该结构的重要性系数为1.0，使用环境类别为2a类。板的外墙上的支承长度为120mm，梁在外墙上的支承长度为370mm。1、2楼面构造层做法（至上而下） 楼面水泥砂浆面层厚20mm (=20kN/m2); 现浇混凝土楼板厚80mm (=25kN/m2) 混合砂浆天棚抹灰厚15mm （=17kN/m3）。 1、3设计方案题号（m）（m）可变荷载取值3b6b7b6.06.6二类金工 1、4材料选用 楼板、次梁及主梁的混凝土强度等级均为C30（fc=14.3N/mm2 ；ft=1.43 N/mm2 ）板中钢筋和梁中箍紧采用HPB335级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用HRB400级钢筋。板伸入外墙内120mm，次梁及主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸b×h=350mm× 350mm， 结构层高为4.2m 2、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为/=6.6/2=2.2，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6000/186000/12=333500mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=450mm。截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/15/12=6600/156600/10=440660mm。取h=650mm截面宽度为b=300mm 结构表 名称 数量尺寸跨度h(mm)b(mm)边跨（mm）中跨（mm）板5480220020202000次梁4545020058735700主梁1265030066406600柱 8350350外墙 44200490 3、板的设计3.1荷载板的永久荷载标准值80mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.08×25=2kN/20mm厚楼面水泥砂浆面层 0.02×20=0.4kN/15mm厚混合砂浆抹灰 0.015×17=0.255kN/小计 2.655kN/板的可变标准荷载值 12.0kN/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/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的永久荷载设计值 g=2.655×1.2=3.186kN/可变荷载设计值 q=12.0×1.3=15.6kN/荷载总设计值 g+q=3.186+15.6=18.786kN/ 近视值为g+q=18.8kN/ 3、2计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为200mm×450mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨=+h/2=2200-120-100+80/2=2020mm中间跨：=2200-200=2000mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示 3.3弯矩计算值不考虑板块供作用截面弯矩的折减。由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边支座为0，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=-=（g+q)/11=18.8×/11=6.97kN·m=-（g+q）/14=-=-18.8×2.02 /14=-5.37kN·m=（g+q）/16=18.8×2.02 /16=4.70kN·m这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8，=0.8×-2.24=-1.79kN·m；=0.8×1.96=1.57kN·m3.4正截面受弯承载力计算环境类别为2a类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。假定纵向钢筋直径d为10mm,板厚80mm，=h-c-d/2=80-20-10/2=55mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB335钢筋，=300N/。板配筋计算的过程于下表。 楼面板的配筋计算截 面1B2或3C弯矩设计值（KN·m）6.97-6.974.7-5.37=/（b）0.1660.1610.1090.124=1-0.1770.177<0.350.1160.133<0.35计算配筋（）=b/464.0464.0304.1348.7实际配筋（）10/12170=462.010/12170=462.08 160=314.08/10180=358.0 计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；/b*h=314.0/（1000×80）=0.392%，此值大于0.45/=0.45×1.43/270=0.24%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。 4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1荷载设计值由板传来的恒载： 3.186×2.2=7.0kN/次梁自重： 25×0.2×（0.45-0.08）×1.2=2.22kN/次梁150mm抹灰： 17×0.015×（0.45-0.08）×2×1.2=0.3kN/小计 g=9.52kN/板的可变荷载标准值 q=15.6×2.2=34.32kN/荷载总计算值 P=g+q=43.84kN/ 4.2计算简图按塑性内力重分布设计。次梁在砖墙上的支承长度为370mm。主梁截面为300mm×650mm。计算跨度： 边跨 =（6000-120-300/2）×1.025=5873mm 中间跨=6000-300=5700mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示 4.3内力计算由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=0=-=（g+q）/11=43.84×/11=137.47kN·m=（g+q）/16=43.84×/16=89.02kN·m=-（g+q）/14=-43.84×/14=-101.74kN·m剪力设计值：=0.45（g+q）=0.45×43.84×5.75=113.44kN=0.60（g+q）=0.60×43.84×5.75=151.25kN=0.55（g+q）=0.55×43.84×5.7=134.81kN 4.4承载力计算 4.4.1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，翼缘宽度去=/3=6000/3=2000mm；又=b+=200+2000=2200,b+12=200+12×80=1160故取=1660mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为2a级，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，假定箍紧直径为10mm，纵向钢筋直径20mm,则一排纵向钢筋=450-25-10-20/2=410mm二排纵向钢筋=410-25=385mm。C30混凝土，=1.0，=1，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HRB335钢筋，=360N/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。 次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（KN·m）137.47-137.4789.02-101.74=/（b）或=/（） =0.05 =0.33 =0.032 =0.22/0.23=1-0.050.330.350.0320.22<0.35=b/或=/933.08996.23597.17707.85选配钢筋（） 计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/b*h=565/（200×500）=0.57%，此值大于0.45/=0.45×1.43/360=0.18%，满足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承载斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=380-80=300mm，因/b=300/200=1.54，截面按下式验算：0.25b=0.25×1×14.3×200×380=2751.17×N=151.25N，截面满足要求。计算所需腹筋采用采用6双支箍筋，计算支座B左侧截面。可得到箍筋间距 =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s=0.8×131.82=105.46mm，截面高度在300到500的梁，最大箍紧间距200最后取箍紧间距s=150。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3×1.43/300=0.12%。实际配筋率=28.3×2/（200×150）=0.19%0.12%满足要求。 5.主梁设计主梁按弹性方法设计。5.1荷载设计值为了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 9.52×6.0=57.12kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.015×（0.65-0.08）×2×2.2×17）×1.2=12.05kN永久荷载设计值 G=51.12+12.05=69.17kN 可变荷载设计值 Q=34.32×6.0=205.9kN 5.2计算简图因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近视按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度支承中心线之间的距离，=6600。端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上，其计算跨度：边跨 中跨 主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244×69.17×6.6+0.284×205.9×6.6=504.13kN·m=-0.267×69.17×6.6-0.311×205.9×6.6=-544.53kN·m=0.067×69.17×6.6+0.200×205.9×6.6=302.37kN·m 5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得 =0.733×69.17+0.866×205.9=229.01kN =-1.267×69.17-1.311×205.9=-357.57kN =1.0×69.17+1.222×205.9=320.78kN5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为=-0.267×69.17×6.6-0.133×205.9×6.6=-302.63kN·m在第1跨内以支座弯矩=0，=-302.63kN·m的连线为基线。作G=69.17kN，Q=205.9kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（69.17+205.9）×6.6-=504.28kN·m（与前面计算的=504.13kN·m接近）（G+Q）+=（69.17+205.9）×6.6-=403.4kN·m在第2跨内以支座弯矩=-302.63kN·m，=-302.63kN·m的连线作为基线，作G=69.17kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=×69.17×6.6-302.63=-150.46kN·m第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-544.53kN·m的连线为基线。作G=69.17kN，Q=205.9kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（69.17+205.9）×6.6-=432.64kN·m（69.17+205.9）×6.6-=242.13kN·m在第2跨内：=-0.267×69.17×6.6-0.089×205.9×6.6=-242.83kN·m以支座弯矩=-544.53kN·m，=-242.83kN·m的连线为基线，作G=69.17kN，Q=205.9kN的简支梁弯矩图，得（G+Q）+（-）=（69.17+205.9）×6.6-242.83+（-544.53+242.83）=161.2kN·m（G+Q）+（-）=（69.17+205.9）×6.6-242.83+（-544.53+242.83）=261.8kN·m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267×69.17×6.6-0.133×205.9×6.6=-302.6kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（69.17+205.9）×6.6-302.6=302.55kN·m（与前面计算的=302.37kN·m接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=×69.17×6.6-×302.6=51.3kN·mG+=×69.17×6.6-×302.6=-49.56kN·m在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-0.267×69.17×6.6-0.178×205.9×6.6=-120.0kN·m=-0.267×69.17×6.6+0.044×205.9×6.6=-181.68kN·m在第2跨内以支座弯矩=0，=-120.0kN·m的连线为基线，作G=69.17kN，Q=205.9kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=×（69.17+205.9）×6.6-×302.63=504.28kN·m（G+Q）+=×（69.17+205.9）×6.6-×302.63=403.40kN·m在第2跨内以支座弯矩=-120.0kN·m，=-181.68kN·m的连线作为基线，作G=69.17kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）+=×69.17×6.6+（-120.0kN+181.68）-181.68=11.42kN·mG+（-）+=×69.17×6.6+（-120.0kN+181.68）-181.68=-8.9kN·m弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：第1跨=229.01kN；过第1个集中荷载后为229.01-69.17-205.9=-46.06kN；过第2个集中荷载后为-46.06-69.17-205.9=-312.13kN=-357.57kN；过第1个集中荷载后为-357.57+69.17+205.9=-82.5kN；过第2个集中荷载后为-82.5+69.17+205.9=192.57kN第2跨=320.78kN；过第1个集中荷载后为320.78-69.17=251.61kN。当可变荷载仅作用在第2跨时 =1.0×69.17+1.0×205.9=275.07kN；过第1个集中荷载后为275.07-69.17-205.9=0。剪力包络图如下（b）所示 主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算，因=0.120.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值确定取=2.2m。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20mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径18mm。假定主梁上部纵筋直径25mm,则一排钢筋时，=650-20-10-18-25/2=590mm，二排钢筋时，=590-25=565。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为一排。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=-b/2=-544.53+263.02×0.35/2=-498.5kN·m。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。 截 面1B2弯矩设计值（kN·m）504.13544.53302.37-150.456=/（b）或=/（） =0.045 =0.398 =0.027 =0.097=（1+）/20.9770.7260.9860.949=/2388.43687.51419.7734选配钢筋（）梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=565-80=485mm，因/b=485/300=1.624截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25×1×14.3×300×565=605.96×kN=357.57kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用10200双肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.52%0.24=0.10%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=57.12+205.9263.02kN，=650-450=200mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2×200+3×200=1000mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1000/100+1=11排，次梁两侧各布置5排。另加吊筋118，=254.5，由式m*n=11×2×360×157=518×KN=263.02，满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300×565=0.18%0.1%，满足要求主梁边支座需设置梁垫，计算从略。6、绘制施工图楼盖施工图包括施工说明、结构平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。6、1施工说明1,、本工程设计使用年限为50年，结构安全等级为1.0的安全重要性系数，使用环境类别为二a类。2、 采用下列规范 （1）混凝土结构设计规范GB500102010， （2）建筑结构荷载规范GB50092001。3、 荷载取值：楼面可变荷载标准值12kN/。4、 楼板，次梁及主梁的混凝土强度等级均为C30;版中钢筋，梁中箍紧采用HRB335级钢筋。梁中受力钢筋采用HRB400级钢筋。5、 板的纵向钢筋的混凝土保护层厚度为20mm,梁最外层钢筋的混凝土保护层厚度为25mm。6、2结构平面布置图 图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用表示，主、次梁的跨数写在括号内。6、3板配筋图板配筋采用分离式，板面配筋从支座边伸出长度，板配筋图见附图（板配筋图）。6、4 次梁配筋图 次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边，取1500mm,切断面积要求小于总面积的二分之一，支座切断216,402/1005=0.4<0.5，C支座第二批切断116，离支座边，剩余216兼做架立筋。端支座上部钢筋伸入主梁（0.14×360/d)=564mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度12d=216mm。次梁配筋见附图（梁配筋图）。6、5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，不配置弯起钢筋，所以仅需确定B支座上部钢筋的切断点。相关切断点位置见主梁的配筋详图（梁配筋图）。截取负弯矩的弯矩包诺图和抵抗弯矩图见图（主梁的弯矩包诺图和抵抗弯矩图）。