重庆大学钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计.doc

课程设计说明书 课 程 名 称: 混凝土结构课程设计 题 目: 现浇钢筋混凝土 单向板肋梁楼盖 学院(直属系) : 土木工程学院 年级/专业/班: 08级建工14班 学 生 姓 名: 钟雪飞 学 号: 20086348 指 导 教 师: 姬淑艳 开 题 时 间: 2011年 1月7日完 成 时 间: 2011年 1 月12日 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计目 录现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计31设计资料42楼盖的结构平面布置53板的设计63.1荷载63.2计算简图63.3弯矩计算值73.4正截面受弯承载力计算74.次梁设计8 4.1荷载设计值84.2计算简图84.3内力计算94.4承载力计算94.4.1正截面受弯承载力94.4.2斜截面受剪承载力105.主梁设计115.1荷载设计值115.2计算简图115.3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145.4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16现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、 设计题目单向板肋梁楼盖设计二、 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、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、楼面的活荷载标准值为9.0kN/m22、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m23、材料选用：（1）、混凝土： C20（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用级。规范1 建筑结构荷载规范 GB5000920012 混凝土结构设计规范 GB5001020023 房屋建筑制图统一标准 GB/T5010620014 建筑结构制图标准 GB/T501072001现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1设计资料1、 荷载楼面面层 (0.65kN/m2);楼面可变荷载标准值 q=9kN/m2平顶粉刷 （0.25kN/m2）。2、 材料：混凝土： C20；钢筋：板HPB235级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋3、 板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙内240mm，柱的截面尺寸b×h=500 mm×500mm4、题号L1（m）L2（m）可变荷载1218.042.69kN/m22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6m，次梁的跨度为6.1m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2m板： /=6.1/2=3.05，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2000/40=50mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度应满足h=（/18/12）=（6100/186100/12）=（339508）mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=（1/31/2）h =（169254）mm，故取b=200mm主梁：主梁截面高度应满足h=（/14/8）=（6000/156000/10）=（429750）mm。取h=650mm。截面宽度为b=（1/31/2）h =（217325）mm，故取b=300mm。3板的设计3.1荷载永久荷载标准值：钢筋混凝土板 0.08×25=2 kN/楼面面层 0.65 kN/平顶粉刷 0.25 kN/小计 2.9 kN/可变标准荷载值 9 kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于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=2.9×1.2=3.48 kN/可变荷载设计值 q=8×1.3=11.7 kN/荷载总设计值 g+q=3.48+11.7=15.18 kN/ 3.2计算简图 （按塑性内力重分布设计）次梁截面为200mm×500mm，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=2000-100-120+80/2=1820mm 1.025=1824mm，取=1820mm中跨 =2000-200=1800mm跨度差=（1820-1800）/1820=1.1% 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g+q=15.18kN/m3.3弯矩计算值板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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.80(kN.m)15.18×1.82×1.82/11=4.571-15.18×1.82×1.82/11=-4.57115.18×1.80×1.80/16=3.074-15.18×1.80×1.80/14=-3.513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0.83.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C20混凝土，板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C20混凝土，=1.0，=9.6kN/；HPB235钢筋，=210N/。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算截 面1B2C弯矩设计值（kN·m）4.571-4.5713.074-3.513=/（b）0.13220.13220.08890.1016=1-0.14230.14230.09320.1074轴 线、计算配筋（）=b/390.3390.3255.6294.6实际配筋（）8125=4028125=403.06/8125=3146/8125=314轴 线计算配筋（）=b/390.3×0.8=314390.3×0.8=314255.6×0.8=204.5294.6×0.8=235.7实际配筋（）8160=3148160=3146/8160=246.06/8160=246.0*对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.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；min=/bh0=246/（1000×60）=0.41%，0.45/×h/h0=0.45×1.1/210×80/60=0.26%，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荷载设计值永久荷载标准值由板传来的恒载： 2.9×2.0 = 5.8 kN/m次梁自重： 25×0.2×（0.5-0.08）= 2.1 kN/m平顶粉刷： 0.25×（0.5-0.08）×2 = 0.21 kN/m小计 gk = 8.11 kN/m永久荷载设计值： g=8.11×1.2 = 9.732 kN/m可变荷载标准值 qk = 9×2 = 18 kN/m可变荷载设计值 q = 18×1.3 = 23.4 kN/m 荷载总计算值 g+q = 33.132 kN/m 4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×650mm，计算跨度：边跨 =+a/2=5660+120=5780mm 1.025=1.025×5660=5802mm，故取=5780 mm中跨 =5800mm跨度差 （5800-5780）/5800=0.35%10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示次梁跨度g+q = 33.132 kN/m 次梁的计算简图4.3内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=5.78l01=5.78l02=5.8l02=5.8(kN.m)33.132×5.782/11-33.132×5.782/1133.132×5.82/16-33.132×5.82/14=100.63=-100.63=69.66=-79.61 次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 离端第二支座离端第二支座C中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度ln待添加的隐藏文字内容3ln1=5.78ln1=5.78ln2=5.8ln2=5.8(kN)0.45x33.132x5.780.6x33.132x5.780.55x33.132x5.80.55x33.132x5.8=86.18=114.9=105.69=105.694.4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=5800/3=1933mm；又=b+=200+1800=2000。故取=1933mm。近似取=1950mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，C20混凝土，梁的最小保护厚度c=30mm，一排纵向钢筋=500-40=460mm。 C20混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB235钢，=210N/。又因为： 跨内截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程列于下表。截 面1B2C弯矩设计值（kN·m）100.63-100.6369.66-79.61=/（b）或=/（）=0.0254=0.2707=0.0176=0.1960=1-0.02600.3230.350.01720.22020.35=b/或=/746.3909.6493.7648.3选配钢筋（）318=763320 =941218 =509216+118 =656.5次梁正截面受弯承载力计算计算结果表明，支座截面的均小于0.35；min =/bh=493/（200×500）=0.493%，0.45/×h/h0=0.45×1.1/300×500/460=0.179%，满足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承载力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：=-=460-80=380mm，因/b=380/200=1.94，截面按下式验算：0.25b=0.25×1×9.6×200×460=220.8 kN=114.9 kN，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋：=0.7×1.1×200×460=70.84kNVmin=86.18kN需要按计算配筋, 采用8双肢箍筋，计算支座B左侧截面。= 1.25×210×100.6×440/（114.9×1000 - 0.7×1.1×200×440）=246.48mm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=0.8×246.48=197.2mm最后取箍筋间距s=180mm。为了方便施工，沿梁长度不变。此时= 143.48kNVmax=114.9Kn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=0.3×1.1/210=0.157%。实际配筋率=100.6/（200×180）=0.279%0.157% 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。永久荷载标准值Gk次梁传来的永久荷载值 8.11×6.1 = 49.47kN主梁自重 （0.65-0.08）×2.0×0.3×25 = 8.55kN平顶粉刷 （0.65-0.08）×2×0.25 = 0.285kN小计 Gk = 58.31kN永久荷载设计值G G = Gk ×K = 58.31×1.2 =69.97kN 取G=70kN可变荷载标准值Qk Qk =18×6.1 = 109.8kN可变荷载设计值Q Q = Qk×Q =109.8×1.3 = 142.7kN 取Q=145kN荷载总的设计值 G+Q = 215kN5.2计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在500mm×500mm的混凝土柱上，其计算跨度:边跨 =6000-250-120-250 =5380mm 又1.025+b/2=5765mm +b/2+a/2=5815mm，取=5765mm中跨 =6000mm跨度差 =(6000-5765)/6000 =3.91% 10%，故可利用附表6-2计算内力主梁计算跨度主梁计算简图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= 0.244×70×6 + 0.289×145×6 = 353.86kN·m= -0.267×70×6 - 0.311×145×6 = -382.71kN·m= 0.067×70×6 + 0.200×145×6 = 202.14kN·m5.3.2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= 0.733×70+0.866×145 = 176.88kN= -1.267×70-1.311×145 = -278.78kN= 1.0×70+1.222×145 = 247.2kN5.3.3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= -0.267×70×6-0.133× 145×6 = -227.85kN·m第1跨内：以支座弯矩=0，=-227.85kN·m的连线为基线。作G=70kN，Q=145kN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）+=（70+145）×6-=350.96kN·m（与前面计算的=353.86kN·m接近）（G+Q）+= （70+145）×6-=271.92kN·m第2跨内：内以支座弯矩=-227.85kN·m，=-227.85kN·m的连线作为基线，作G=70kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=×70×6-227.85=-87.85kN·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，= -382.71kN· m的连线为基线。作G=70kN，Q=145kN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：（70+145）×6- = 302.43kN·m（70+145）×6- =174.86kN·m第2跨内：=-0.267×70×6-0.089×145×6 = -189.57kN·m以支座弯矩=-382.71kN·m，=-189.57kN·m的连线为基线，作G=70kN，Q=145kN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）+（-）=（70+145）×6-189.57+（-382.71+189.57）=111.74kN·m（G+Q）+（-）=（70+145）×6-189.57 + （-382.71+189.57）=176.05kN·m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267×70×6-0.133×145×6 = -227.85kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+= （70+145）×6 - 227.85 = 202.15kN·m（与前面计算的= 202.14kN·m接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=×70×6 - ×227.85 = 64.05kN·mG+=×70×6 - ×227.85 = -11.9kN·m剪力包络图： 第1跨=176.88kN；过第1个集中荷载后为176.88-70-145=-38.12kN；过第2个集中荷载后为-38.12-70-145=-253.12kN= -278.78kN；过第1个集中荷载后为-287.78+70+145 = -63.78kN；过第2个集中荷载后为-63.78+70+145=151.22kN第2跨=247.2kN；过第1个集中荷载后为247.2-70 = 177.2kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.0×70+1.0×145=215kN；过第1个集中荷载后为215-70-145=0。5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度,因=0.120.1。翼缘计算宽度按=6/3=2mm和b+=6m中较小值确定取=2.0m主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按梁高： （边跨），（中间跨）翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值=-b/2 = -382.71-215×0.5/2 = -347.22kN·m。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。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）353.86-328.96202.14-87.85=/（b）或=/（）=0.0495=0.339=0.0283=0.0820.0510.4330.0290.086=（1+）/20.9750.7840.9860.957=/198324111120502选配钢筋（） 422（弯3）+125=2010.9225+122 +322（弯）=2501322（弯1）=1140225=982计算结果表明，均小于b=0.550，满足要求；取中间跨跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率，min= /(bh0)=982/（300×610）=0.540.45/0.45×1.1/300=0.165主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：=-=580-80=500mm，因/b =500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b= 0.25×1×9.6×300×580 = 417.6×kN= 278.78kN，截面尺寸满足要求。0.7ftbh0 = 0.7×1.1×300×580 = 133.98kNVA =176.88kN,故各截面应按计算配置腹筋计算所需腹筋：采用10200双肢箍筋，因此支座B截面左边需配置弯起钢筋。弯起钢筋所需面积（弯起角度s=45o）Asb =(VBl,max-Vcs)/0.8fysins=（278.78-253.5）×1000/（0.8×210×0.707）=212.8主梁剪力图呈矩形，在B截面左边的2.2m范围内需布置三排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段，现分别弯起第一跨跨中的22钢筋，Asb= 380212.8验算最小配箍率：=0.262%0.24=0.126%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=59.36+145=204.36kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2×150+3×200=900mm。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=1000/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+m·n=2×300×254.5×0.707 + 6×2×210×50.3=234.7×kN，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/（300×570）=0.18%0.1%，满足要求