钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计课程设计.doc

邮电与信息工程学院课程设计说明书课题名称： 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 学生学号： 专业班级： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间：2016年6月8日至2016年6月14日一、课程设计的任务的基本要求：(一)设计题目:钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计某多层内框架承重的厂房，采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其建筑平面图如图所示，环境类别为一类，其中纵向尺寸5×L2，横向尺寸3×L1；楼盖尺寸及楼面均布可变荷载标准值由教师指定（根据学号进行分配）。(二)设计资料：1、厂房四周外墙均为承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm×400mm。2、荷载(1)楼面活荷载标准值qk见分组情况表；(2)楼面层做法：20mm厚水泥砂浆找平后做15mm厚水磨石面层。板底采用20mm厚混合砂浆天棚抹灰。(3)楼面面层：水磨石地面0.65kNm2。(4)钢筋混凝土容重：25kNm3。(5)混合砂浆容重：17kNm3。(6)水泥砂浆容重：20kNm3。3、材料：混凝土强度等级采用 C35，梁中受力钢筋采用HRB400级钢筋，其他钢筋均采用HPB300级钢筋。（三）设计内容1、计算书(1)结构平面布置图：主梁、次梁及板的布置(2)板的设计（按塑性内力重分布计算）(3)次梁的设计（按塑性内力重分布计算）(4)主梁的设计（按弹性理论计算）2、绘制结构施工图(结构平面布置图)(1)板的配筋图(2)次梁的配筋图（四）关于计算书和结构施工图的说明1、计算书要求计算准确，步骤完整，内容清晰。2、图纸： 采用A3图纸 3、图标栏（统一格式）：4、字体及图线：图纸上所有字体一律采用仿宋字，所有图线、图例及尺寸标注均须符合制图标准。（五）课程设计分组情况学号（姓名）L1（mm）L2（mm）qk（kN/m2）聂田、曹洋、陈帆、丁吴边、丁振雄、高承兵、谷风66006600126208130407620813041366006900116208130414620813042066007200106208130421620813042766007500962081304286208130435660078008指导教师签字： 2015 年 6 月 1 日 二、进度安排：2015年6月8日2015年6月9日 熟悉题目、查阅资料2015年6月10日2015年6月11日 计算书2015年6月12日 中英文摘要2015年6月13日2015年6月14日 画图三、应收集资料及主要参考文献：1建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）2混凝土结构设计规范（GB50010-2010）3混凝土结构（上册、中册），东南大学、天津大学、同济大学合编钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、结构平面布置图：主梁、次梁及板的布置 主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置。主梁的跨度为7.8m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨內布置三根次梁，板的跨度为7.8/4=1.95m，l02/l01=6.6/1.95=3.38,因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h1950/30=65mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm,取板厚h=70mm（注：在民用建筑中，楼板内往往要双向布设电线管，故板厚常不宜小于100mm）。次梁截面高度应满足h=l0/18 l0/12=6600/186600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足h= l0/15 l0/10=7800/157800/10=520780mm，取h=750mm。截面宽度取为b=350mm。楼盖结构平面布置图见图。二、板的设计（按塑性内力重分布计算）（1）荷载板的永久荷载标准值 水磨石面层 0.65kN/m2 70mm钢筋混凝土板 0.07×25=1.75 kN/m2 20mm厚水泥砂浆 0.02×20=0.4 kN/m2 20mm厚混合砂浆 0.02×17=0.34 kN/m2 小计 3.14 kN/m2板的可变荷载标准值 8.0 kN/m2永久荷载分项系数取1.2；因楼面荷载标准值大于4.0 kN/m2，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=3.14×1.2=3.77 kN/m2可变荷载设计值 q=8×1.3=10.4 kN/m2荷载总设计值 g+q=14.17 kN/m2，近似取为g+q=14.0 kN/m2（2）计算简图次梁截面为200mm×500mm ,现浇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 l01=ln=1950-120-200/2=1730mm中间跨 l02= ln =1950-200=1750mm 板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相同,且跨差不超过10%时,均可按五跨等跨度连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下图:g+q=14.0 kN/m217301750175017501730（3）弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。由表11-1可查得板的弯矩系数m分别为：边支座-1/16；边跨跨中1/11;  离端第二支座 -1/11;中间跨跨中1/16 中间支座-1/14。故MA=-(g+q)l012/16=-14.0×1.732/16=-2.62kN·mM1= (g+q)l012/11=14.0×1.732/11=3.81kN·mMB=-(g+q)l012/11=-14.0×1.732/11=-3.81kN·mMC=-(g+q)l022/14=-14.0×1.752/14=-3.06kN·mM2=M3= (g+q)l022/16=14.0×1.752/16=2.68kN·m(4)正截面受弯承载力计算环境类别为一类，混凝土强度等级采用 C35，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm,板厚70mm,则截面有效高度ho=h-c-=70-15-10/2=50mm；板宽b=1000mm。C35混凝土，1=1.0，fc=16.7kN/mm2；钢筋采用HPB300级钢筋，fy= 270N/mm2。板配筋计算的过程列于下表。截 面A1B2C弯矩设计值（kN·m）-2.623.81-3.812.68-3.06s=M/（1 fcbho2）0.0730.1070.1070.0750.086=1-0.0760.350.1130.1130.350.0780.0900.35计算配筋（mm2）As=bho1 fc/ fy150.9224.4224.4154.9178.7实际配筋（mm2）,6/8200As=196,8200As=251,8200As=251,6/8200As=196,6/8200As=196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；As/bh=196/（1000×70）=0.28%，此值大于0.45 ft/ fy=0.45×1.57/360=0.196%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。三、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）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荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、 荷载设计值 永久荷载设计值板传来永久荷载 3.77×1.95=7.35 kN/m 次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52 kN/m 次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34 kN/m 小计 g=10.21 kN/m可变荷载设计值q=10.4×1.95=20.28 kN/m荷载总设计值g+q=30.49 kN/m2、 计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面为350mm×750mm。计算跨度： 边跨 l01=ln=6600-120-350/2=6305mm 中间跨l02=ln=6600-350=6250mm因跨度小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下图：g+q=30.49 kN/m可利用附表6-2计算内力3、内力设计值由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：MA =-(g+q)l012/0=-30.49×6.312/24=-50.58kN·mM1 = (g+q)l012/11=30.49×6.312/14=86.71kN·mMB =-(g+q)l012/11=-30.49×6.312/11=-110.36kN·mM2 = (g+q)l022/16=30.49×6.252/16=74.44kN·m剪力设计值 VA =0.45(g+q)ln1=0.45×30.49×6.31=86.58 kN VBl =0.60(g+q) ln1=0.60×30.49×6.31=115.44 kN VBr =0.55(g+q) ln2=0.55×30.49×6.25=105.82 kN4、承载力计算（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，翼缘宽度取bf=l0/3=6600/3=2200mm、bf=b+sn=200+1750=1950mm、b+12hf=200+12×70=1040mm三者的较小值，故bf=1040mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。环境类别为一类，C35混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋h0=500-20-10-20/2=460mm，二排纵向钢筋h0=460-25=435mm。C35混凝土，1=1.0，c=1.0，fc=16.7kN/mm2，ft=1.57 kN/mm2；纵向钢筋采用HRB400钢，fy=360N/mm2，fyv=360 N/mm2 。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A1B2弯矩设计值（kN·m）-50.5886.71-110.3674.44s=M/（1 fcbho2）或s=M/（1 fcbfho2）0.0720.0240.1750.020=1-0.075<0.350.0240.194<0.350.020As=bho1 fc/ fy或bfho1 fc/ fy320.1532.6827.9443.8选配钢筋（mm2）3C12As=3395C12As=5656C14As=9234C12As=452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；As/(bh)=339/(200×500)=0.34%，此值大于0.45 ft/ fy=0.19%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。（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、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：hw=h0- hf=435-70=365mm，因hw/b=365/200=1.834，截面尺寸按下式验算：0.25c fcb h0=363.23×103Vmax=115.44 kN截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用C6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7 ftb h0+ fyv，可得到箍筋间距447mm调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算箍筋的面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距，s=0.8×447=358mm，截面高度在300500mm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：0.3ft/fyv=0.3×1.57/360=0.13%，实际配箍率sv=Asv/（bs）=0.14%0.13%，满足要求。四、主梁的设计（按弹性理论计算）主梁按弹性方法设计（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         10.21×7.8=79.64 kN         主梁自重（含粉刷）（0.75-0.08）×0.3×1.95×25+0.02×（0.75-0.08）×2×1.95×17）×1.2=12.83kN  永久荷载设计值          G= 79.64+12.83= 92.47 kN可变荷载设计值          Q=20.28×7.8= 158.18 kN（2）计算简图  78007800 780078007800（3）内力设计值1）弯矩设计值弯矩M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2由附表6-2相应栏内查得。M1，max=0.078×92.47×7.80+0.100×158.18×7.80=179.64kN·m MB，max =-0.105×92.47×7.80-0. 119×158.18×7.80=-222.55kN·mM2，max =0.033×92.47×7.80+0.079×158.18×7.80=121.27kN·mMC，max =-0.079×92.47×7.80-0. 111×158.18×7.80=-193.99kN·mM3，max =0.046×92.47×7.80+0.085×158.18×7.80=138.04kN·m2）剪力设计值剪力V=k3G+k4Q式中系数k3、k4由附表6-2相应栏内查得。VA，max=0.394×92.47+0.447×158.18=107.14kNVBl，max =-0.606×92.47-0.620×158.18=-154.11kNVBr，max =0.526×92.47+0.598×158.18=143.23kNVCl，max =-0.474×92.47-0.505×158.18=-123.71kNVCr，max =0.500×92.47+0.591×158.18=139.72kN4）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l/3=7.8/3=2.6m和b+Sn=6.6m中较小值确定取bf=2.6m。主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内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8mm、次梁上部纵筋直径14mm。假定主梁上部纵筋直径25mm， 则一排钢筋时，h0=750-15-8-14-25/2=700mm， 二排钢筋时，h0=700-25=675mmB支座边的弯矩设计值MB ,max =MB-V0b/2=-222.55-250.65×0.35/2=-266.41kN·m。纵向受力钢筋除B、C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。主梁正截面承载力计算截面1B2C3弯矩设计值（kN·m）179.64-266.41121.27-193.99138.04s=M/（1 fcbho2）或s=M/（1 fcbfho2）0.0080.1000.0060.0680006s=（1+）/20.9960.9470.9960.9650996As=M/（sfyh0）715.721157.70483.16797.72549.98选配钢筋（mm2）2C22As=7604C20As=12562C20 As=6283C 20As=9422C20 As=628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： hw=h0-hf=675-70=605mm，因hw/b=605/350=2.054截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0 =0.25×1×16.7×350×675=986.34kNVmax=154.11kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋： 采用C10-200双肢箍筋，得 Vcs=0.7ftbh0+fyvAsv/sh0=360×（157/200）×675+0.7×1.67×350×675）=466.93Vmax，不需要配置弯起钢筋。 验算最小配箍率： sv=Asv/bs=157/（350×200）=0.22%0.24ft/fyv=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Fl=92.47+158.18=250.65kN， h1=750-500=250mm，附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2×250+3×200=1100mm。取附加箍筋C10-200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1100/200+1=7排，取m=8排，次梁两侧各布置4排。由式m·nfyvAsvl=8×2×360×78.5=452.16KNFl，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2C14，308/（300×570）=0.18%0.1%，满足要求。四、课程设计摘要（中文）： 本设计主要进行了结构方案中钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力）。完成了板，次梁，主梁等构件的内力和配筋计算以及施工图的绘制、楼盖的设计，完成了板的配筋和次梁的配筋设计。 关键词：板 次梁 主梁五、课程设计摘要（英文）：This design mainly has carried on the structure design of reinforced concrete one-way slab ribbed slab floor. In determining the frame layout, has carried on the first floor between load on behalf of value calculation, and then calculate the structural internal force under the horizontal load (bending moment, shear force). Finished plate, beam, main girder and other component of the internal force and reinforcement calculation and construction drawing, the design of the floor, completed its reinforcement plate and beam reinforcement design. Keywords: secondary girder deck 六、成绩评定：指导教师评语： 指导教师签字： 2015 年 6 月 25 日项 目评价项 目评价调查论证工作量、工作态度实践能力分析、解决问题能力质 量创 新得 分七、答辩纪录：答辩意见及答辩成绩答辩小组教师（签字）： 2015 年 6 月 25 日 总评成绩：（教师评分×75%+答辩成绩×25%）课程设计评审标准（指导教师用）评价内容具 体 要 求权 重调查论证 能独立阅读文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。0.1实践能力 能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究工作。如装置安装、调试、操作。0.2分析解决问题能力 能运用所学知识和技能去发现和解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。0.2工作量、工作态度 按期圆满完成规定任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。0.2质量 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。0.2创新 工作中有创新意识；对前人工作有改造或独特见解。0.1