钢筋混凝土课程设计实例.doc

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：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）、板的配筋图（1：100）（2）、次梁的配筋图（1：50）（3）、主梁的配筋图（1：50）及弯矩M的包络图三、 设计资料1、楼面的活荷载标准值为3.0kN/m22、楼面面层水磨石层厚30mm，重力密度为25kN/m3；25mm厚混合砂浆抹底，重力密度为18 kN/m3；钢筋混凝土现浇板，重力密度为25kN/m3。3、材料选用：（1）、混凝土： C30（2）、钢筋：梁内纵向受力筋用HRB335级钢筋，其它钢筋采用HPB235级。（3）、板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm。（4）、主梁跨度6.6m，次梁跨度5.1m。二现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书（一）平面结构布置：、确定主梁的跨度为6.6m,次梁的跨度为4.8m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.2m。楼盖结构布置图如图1所示。 图1 楼面结构布置简图、按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚。3、次梁的截面高度应满足 ，根据经验取， 则，取b=200mm。4、主梁的截面高度应该满足，取，则，取。（二）板的设计（按塑性内力重分布计算）：1.荷载计算如表1所示：表1 板的荷载计算30mm厚水磨石面层80mm钢筋混凝土现浇板25mm厚混合砂浆抹底合计板的永久荷载标准值0.03×25=0.75KN/0.08×25=2KN/0.025×18=0.45KN/3.2KN/活荷载标准值3.0KN/ 永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4永久荷载设计值（g）3.2×1.2=3.84KN/可变荷载设计值（q）3.0×1.4=4.2KN/荷载设计总值（g+q）8.04KN/2. 板的尺寸及支承情况 如图2所示因跨度相差小于10，可按等跨连续板计算。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图12所示。 120 2220 200 2200 200 2200 2040 1840 2040 板的几何尺寸图2 板的尺寸及支承情况图次梁截面200×400mm，板在墙上支撑长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算边跨：边跨：l0= ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020 <1.025ln=2029.5mm,取l0=2020mm中间跨：l0 = ln =2200-200=2000mm 板为跨数超过五跨的等截面连续板，但边跨和中间跨跨度相差小于10%，可按五跨等跨连续板计算，取1m宽板带为计算单元，其计算简图如图3所示。3、内力计算及配筋：由表11-1可查得，板的弯矩系数m分别为：边跨中为1/11;离端第二支座为-1/11;中跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有M1=MB=1/11（g+q）l0 2=1/11×8.04×2.022=2.982KN·mM2=M3=1/16（g+q）l0 2=1/16×8.04×2.002=2.01 KN·mMc=1/14（g+q）l0 2=1/14×8.04×2.002=2.297KN·m取1m宽板带作为计算单元，b=1000mm，混凝土C30,板的最小保护层厚度为C=15mm，板厚h=80mm，h0=80-20=60mm；1=1.0,fc=14.3KN/mm2；HPB235，fy=210N/mm2。板的配筋计算过程如表2所示表2 板的配筋计算表截面1B2CM（）2.982-2.9822.011.608-2.297-1.838（）51.480.0580.0580.0390.0310.0450.036()0.060.060.040.0330.0460.0370.970.970.920.9340.9080.926（mm2）243.9243.9173.4136.6200.8157.5选钢筋轴线轴线6/81606/8160 6/8160 6/8160轴线6/81606/81606/81606/8160实际配筋轴线轴线246mm2246mm2246mm2246mm2轴线246mm2245mm21246mm2246mm2验算：p=As/bh=251/1000*80=0.3138%>0.45ft/fy=0.45*1.43/210=0.306%，满足。位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋：分布筋选用6/8160。嵌入墙内的板面附加钢筋选用6/8160。垂直于主梁的板面附加钢筋选用6/8160。板角构造钢筋:选用6/8160,双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图：采用弯起式筋,详见板的配筋图.（三）、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、次梁的支承情况如图4所示： 图4 次梁的支承情况图2、次梁荷载计算如表3所示： 表3 次梁的荷载计算表板传来的永久荷载3.84×2.2=8.448KN/m次梁自重0.2×(0.4-0.08)×25×1.2=1.92 KN/m次梁粉刷0.025×(0.4-0.08)×2×18×1.2=0.3456KN/m永久荷载设计值（g）8.448+1.92+0.3456=10.71KN/m可变荷载设计值（q）4.2×2.2=9.24KN/m荷载设计总值（g+q）19.95KN/m注：永久荷载分项系数取1.23、确定计算跨度及计算简图。次梁在墙上的支承长度为240mm，主梁截面300×650mm。边跨：l0= ln+a/2=5100-300/2-120+240/2=4830<1.025ln =1.025*4850=4971mm,取l0=4830mm中间跨：l0 = ln =5100-300=4800mm边跨和中间跨跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取1m宽板带为计算单元，其计算简图如图5所示。由表11-1可查得，板的弯矩系数mb分别为：边跨中为1/14;第一内支座为-1/11;中间跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有M1=MB=1/11（p+q）l0 2=1/11×19.95×4.832=42.31KN·mM2=M3=1/16（p+q）l0 2=1/16×19.95×4.82=28.73KN·mMc=1/14（p+q）l0 2=1/14×19.95×4. 82=32.83KN·m由表11-3可查得，板的剪力系数vb分别为：边支座右侧为0.45;第一内支座左侧为0.60;第一内支座右侧、中间支座为0.55,则有VA=0.45（p+q）ln =0.45×19.95×4. 83=43.36KNVBl=0.60（p+q）ln =0.60×19.95×4. 83=57.82KNVBr=0.55（p+q）ln =0.55×19.95×4. 8=52.67KN4、截面承载力计算：、次梁跨中按T型截面计算，其翼缘宽度取下面两者中较小者：bf=l/3=5100/3=1700mmbf=b+sn=200+2000=2200mm,故取bf=1700mm。判断各跨内截面属于哪一类型T型截面：取h0=400-35=365mm，则有：1fc bfhf（h0- hf/2）=1.0×14.3×1700×80×（365-40）=632.7 KN·m> M1> M2，均属第一类T型截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。取混凝土为C30, 1=1.0,fc=14.3KN/mm2；纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2。次梁正截面承载力计算过程如表4所示。表4 次梁正截面承载力计算表截 面1B2C弯矩M42.31-42.3128.7332.83或0.0130.1280.0090.086 0.0130.1370.0080.0740.9930.9410.9930.963349.1369.4237.5277.9选用钢筋214+114（弯1）214+112（弯1）214（弯1）214+114（弯1）实际钢筋截面面积（mm2）461461308461、次梁斜截面承载力混凝土C30, ft=1.43N/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2；hw= h0- hf=340-80=260，因hw /b=260/200=1.3<4,属于厚腹梁。次梁斜截面承载力计算过程如表5所示。表5 次梁斜截面承载力计算表截 面AC剪力V43.36157.8252.6749.64截面满足截面满足截面满足截面满足按构造配置按构造配置按构造配置按构造配置箍筋肢数、直径2626262656.656.656.656.6177372269267实配箍筋间距200200200200选配弯起钢筋可弯起114由于纵向钢筋充足，可弯起114由于纵向钢筋充足，可弯起114由于纵向钢筋充足，可弯起114实配钢筋面积153.9mm2153.9 mm2153.9 mm2153.9 mm25、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。（四）、主梁设计（按弹性理论计算）：1、主梁支承情况如图6所示： 图6 主梁支承情况图柱截面400×400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370mm。2、主梁荷载计算如表6所示：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。表6 主梁荷载计算表次梁传来的永久荷载10.71×6.6=70.69KN主梁自重0.3×(0.65-0.08)×2.2×25×1.2=11.29KN主梁粉刷0.025×(0.65-0.08)×2×2.2×18×1.2=1.35KN永久荷载设计值（G）70.69+11.29+1.35=83.33KN，近似取84KN可变荷载设计值（Q）9.24×6.6=60.984KN，近似取61KN3、确定计算跨度及计算简图主梁两端支承于墙，入墙370mm；中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，按连续梁计算。边跨：ln=6600-200-120=6280，因0.025 ln=157mm<a/2=185mm,取l0=1.025 ln+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm,近似取l0=6640mm主梁的计算简图如图7所示。 4、内力计算： 1) 弯矩设计值弯矩 M=k1G l0 +k2Q l0式中系数由附表6-2相应栏内查得。M1，max=M2，max=0.222×84×6.64+0.278×61×6.64=236.42 KN·mMB，max=-0.333×84×6.64-0.333×61×6.64=-253.37 KN·m2) 剪力设计值剪力 V=k3G+k4Q 式中系数由附表6-1相应栏内查得。VA,max=0.667×84+0.833×61=106.85KNVBl，max=-1.333×84-1.333×61=-193.24KNVBr,max=- VBl，max =193.24KN主梁弯矩计算如表7所示表7 主梁弯矩计算表项次荷载简图组合项次+组合值203.76-320.61组合项次+组合值236.42-253.37由此可作出下列几种情况下的内力图：+； +； 将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算如表8所示表8 主梁剪力计算表项 次荷载简图 组合项次 ()+106.85+193.245、主梁正截面和斜截面承载力计算：、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： ；翼缘厚： 判定T形截面类型：> M1> M2故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算，支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取。正截面配筋计算如表9所示。表9 正截面配筋计算表截 面1B弯矩M236.42-253.37=21.8-231.570.0720.356 0.0760.4630.9620.7691923.72230.1选用钢筋425722实际钢筋截面面积（mm2）19642281混凝土C30, ft=1.43N/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2斜截面配筋计算如表10所示：表10 斜截面配筋计算表截 面AV106.85-193.24193.24,截面尺寸按下面式验算截面满足截面满足截面满足需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径282828100.6100.6100.6263454454实配箍筋间距200200200选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起125由于纵向钢筋充足，可弯起125由于纵向钢筋充足，可弯起125Vcs=0.7ftbho+1.25frvAsv/s250.75250.75250.75VA,max和VB,max均小于Vcs,所以所取箍筋满足要求，验算最小配筋率：svAsv/bs=100.6/200×400=0.168%>0.24ft/fyv=0.163%,满足要求。6、两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力：，附加箍筋布置范围：取附加箍筋8200,则在长度范围内可布置箍筋的排数：排, 梁两侧各布置三排。另加吊筋118， ，则由：，满足要求。（五）、关于计算书和图纸的几点说明：1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用2#图纸，2张。3、板的配筋图：比例1：100、分布筋选用：6250、与主梁垂直的附加负筋选用：8200，深入板中的长度为500mm。、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用：8200，伸出墙边长度为300mm。、板角附加短钢筋双向布置8200，每一方向伸出墙边的长度为500mm。4、次梁的配筋图：比例1：50、箍筋选用：6150通长布置。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。、号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩，相当于116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。、两根号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩，相当于 116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、B支座第二批截断的号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。、号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边缘2100mm处截断，与号钢筋在600mm范围内搭接，兼作第二跨的架立筋。、号钢筋在C支座右端通常兼作架立筋。5、主梁的配筋图：比例1：50、箍筋选用：加密区选用6100，非加密区选用6150。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋，选用8200,两边各布置三排,另加一根118吊筋.、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。、其余钢筋截断详见配筋图。