钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.docx
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钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.docx
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钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书
一、设计题目及目的
题目:
设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
目的:
1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。
2、通过板及次梁的计算,掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。
3、通过主梁的计算,掌握按弹性理论分析内力的方法,并熟悉内力包络图和材料图的
绘制方法。
4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。
5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式,制图规定,进一步提高制图的基本技能。
6、学会编制钢筋材料表。
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、车间类别为三类金工车间,车间内无侵蚀性介质,结构平面及柱网布置如图。
经查规范
资料:
板跨》1.2m时,楼面的活荷载标准值为16.0KN/怦;板跨》2.0m时,楼面的活荷载
标准值为10.0KN/叱次梁(肋梁)间距》1.2m时,楼面的活荷载标准值为10.0KN/叱次
梁(肋梁)间距》2.0m时,楼面的活荷载标准值为8.0KN/m2o数据:
Lx=6000,Ly=6300。
1
L
J
-
I
■
■
11
L
L
1
1
c
id
T
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1
1
1
I
wl
L
L
L
1
L
1
II
—
7
~1
2楼面构造。
采用20mm厚水泥砂浆抹面,15mm厚混合砂浆天棚抹灰。
3屋面构造(计算柱内力用)。
三毡四油防水层,20厚水泥砂浆找平层、150厚(平均)炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15
厚混合砂浆天棚抹灰。
4梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。
5混凝土采用C25;主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋,其他均采用HPB235级钢筋。
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
1楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.0m。
楼盖结构的平面布置图如图所示。
楼納构半■置
按高跨比条件要求板的厚度h>1/40=2000/40=50伽,对工业建筑的楼板,要求h>80
伽,所以板厚取h=80mmo
次梁截面高度应满足(1/18~1/12)1=(1/18~1/12)X6300=350~525mm,取h=500mm,截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)X500=167~250mm,取b=200mm。
主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)1=(1/14~1/8)X6000=429~750mm,取h=650mm,截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)X650=217~325mm,取b=300mm。
3、板的设计一一按考虑塑性内力重分布设计
(1)、荷载计算
恒荷载标准值
20mm厚水泥沙浆面层:
0.02X20=0.4KN/m
80mm厚钢筋混凝土板:
0.08X25=2.0KN/m
15mm厚混合沙浆天棚抹灰:
0.015X17=0.255KN/m
中间跨:
Io2=In=2000-200=1800mm板的计算简图如图所示。
板的计算简图
(3)弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相差(1820-1800)/1800=1.1%小于10%,可按等跨连续板计算由资料可查得:
板的弯矩系数am,,板的弯矩设计值计算过程见下表
板的弯矩设计值的计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第一支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数M
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度lo(m)
101=1.82
101=1.82
102=1.80
102=1.80
2
MM(gq)lo
(kN.m)
16.2X1.82X
1.82/11=4.88
-16.2X1.82X
1.82/11=-4.88
16.2X1.80X
1.80/16=3.28
-16.2X1.80X
1.80/14=-3.75
(4)配筋计算一一正截面受弯承载力计算
板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,HPB235钢筋,fy=210N/mm2。
对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。
板配筋计算过程见表。
板的配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值(kNm)
4.88
-4.88
3.28
-3.75
as=M/a1fcbh02
0.114
-0.114
0.077
-0.088
E1J12s
0.121
0.1<-0.121<0.3
5
0.08
0.1<-0.092<0.3
5
轴线
①~②⑤~
⑥
计算配筋(mm2)
As=Ebh0a1fc/fy
411
-411
272
313
实际配筋
(mm2)
申10@190
+10@190
*8@180
中8@160
As=413
As=413
As=279
As=314
计算配筋(mm)
As=Ebha1fc/fy
411
411
0.8X72=218
0.8313=250
实际配筋(mm2)
中10@1901
+10@190
申8@180
申8@180
As=413
As=413
As=279
As=279
配筋率验算pmin=
0.45ft/fy=0.45
P=As/bh
P=As/bh
P=As/bh
P=As/bh
X
=0.52%
=0.52%
=0.47%
=0.47%
1.27/210=0.27%
轴线②~⑤
(5)板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。
板的配筋图如图所示。
4、次梁设计一一按考虑塑性内力重分布设计
(1)荷载设计值:
恒荷载设计值
板传来的荷载:
3.186X2.0=6.372KN/m
次梁自重:
0.2X(0.5-0.08)X25X1.2=2.52KN/m
次梁粉刷:
2X0.015X(0.5-0.08)X17X1.2=0.257KN/m
计算简图如图所示。
w
(T
300
1—
300
斷0
ESt®
ns
~%s
(3)弯矩设计值和剪力设计值的计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差(6150-6000)/6000=2.5%小于10%,可按等跨连续梁
计算。
由表可分别查得弯矩系数m和剪力系数V。
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M
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0(m)
101=6.15
心=6.15
102=6.0
102=6.0
2
MM(gq)l0(kN.m)
35.15X
2
6.15/11=120.86
-35.15X
2
6.15/11=-120.86
35.15X
2
6.0/16=79.1
-35.15X
2
6.0/14=-90.4
次梁的剪力设计值的计算
截面位置
A
边支座
B(左)
离端第二支座
B(右)
离端第二支座
C
中间支座
剪力系数V
0.45
0.6
0.55
0.55
净跨度ln
ln1=6.03
ln1=6.03
ln2=6.0
ln2=6.0
Vv(gq)ln
0.45x35.15x6.03
0.6x25.15x6.03
0.55x25.15x6.0
0.55x25.15x6.0
(kN)
=95.38KN
=127.17KN
=116KN
=116KN
(4)配筋计算
①正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算,其翼缘宽度取下面二项的较小值:
bf=lo/3=6000/3=2000mm
bf=b+Sn=200+2000-2000=2000mm
故取bf=2000mm
C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。
判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算,正截面承载力计算过程列于表。
次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值(kNm)
120.86
-120.86
79.1
-90.4
as=M/a1fcbh02
120.86x106/(1x11.9x2000x4652)=0.023
120.86x106/(1x11.9x200x4652)=0.235
79.1x106/(1x11.9x2000x4652)=
0.0154
90.4x106/(1x11.9x2000x4652)=0.176
E1J12s
0.023
0.1<0.272<0.35
0.0155
0.1<0.195<0.35
选配钢筋
计算配筋(mm2)
As=Ebh0a1fc/fy
0.023x2000x465x1x11.9/300=848.5
0.272x200x465x1x11.9/300=1003.4
0.0155x2000x465
x1x11.9/300
=571.8
0.195x2000x465
x1x11.9/300
=719.4
实际配筋(mm2)
2①18+1①22
2①22+1①18
1①22+2①12
2①20+1①12
As=889.1
As=1014.5
As=606.1
As=741.1
②斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。
复核截面尺寸:
hw=ho-bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算:
0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7KN>Vmax=127.17KN
故截面尺寸满足要求
次梁斜截面承载力计算见下表
截面
A
B左
B右
C
V(kN)
95.38
127.17
116
116
0.25cfcbh°(kN)
276.7>V
截面满足
276.7>V
截面满足
276.7>V
截面满足
276.7>V
截面满足
Vc0.7ftbh0(kN)
82.7 需配箍筋 82.7 需配箍筋 82.7 需配箍筋 82.7 需配箍筋 选用钢筋 2①8 2①8 2①8 2①8 AsvnAsv1 100.6 100.6 100.6 100.6 s1.25fyvASvh0/(VVc) 968.4 276.1 368.8 368.8 实配箍筋间距 200 200 200 200 Asv 144.1>V 144.1>V 144.1>V 144.1>V VcsVc1.25fyv亠h。 s 满足 满足 满足 满足 (5)施工图的绘制 次梁配筋图如图所示,其中次梁纵筋锚固长度确定: 伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定: l=la=afyd/ft=0.14X300X22/1.27=727.6,取750mm. 伸入墙支座时,梁底面纵筋的锚固长度按确定: l=12d=1218=216mm,取250mm. 梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm,取300mm. 纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm. 次梁的配筋图 5、主梁设计一一主梁内力按弹性理论设计: (1)荷载设计值。 (为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载) 次梁传来的荷载: 9.149X6.3=57.64KN 主梁自重(含粉刷): [(0.65-0.08)X0.3X2.0X25+2X(0.65-0.08)X0.015X17X2.0]X1.2=10.958KN 恒荷载设计值: G=57.64+10.958=68.6KN 活荷载设计值: Q=26X100.86.3=163.8KN (2)计算简图 主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm中间支承在400mm X400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定: 边跨: Io仁In+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mm Lo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm 故lo1取6022mm 中跨lo2=6000mm 计算简图如图所示。 400 2SCiL1120 匕梁的实际结构 (3)、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%,可按等跨连续梁计算。 1弯矩值计算: 弯矩: Mk1Glk2Ql,式中k1和k2由附表1查得 弯矩图示意图 组合项次 ①+② ①+⑤ ①+③ ①+④ Mmax(kN•m) 385.9 -197.9 224.2 -197.9 2、剪力设计值: 剪力: Vk3GK4Q,式中系数k3,k4,由附录1中查到,不同截面的剪力值经过计算如表所示。 主梁的剪力计算(kN) 项次 荷载简图 k 兀 k VBl k VBr ①恒载 ABdD 0.733 -1.267 1.00 50.3 -86.9 68.6 ②活载 卩i°片[Q ▲Jh#;1鼻 ABC0 0.866 -1.134 0 141.9 -185.7 0 ④活载 ^3fjJLa ABCD 0.689 -1.311 1.222 112.9 -214.7 200.2 ⑤活载 钉]Q 為]j丄TTcT -0.089 -0.089 0.788 -14.6 -14.6 127.4 组合项次 Vmax(kN) ①+② 192.2 ①+⑤ -101.5 ①+④ 268.8 组合项次 Vmin(kN) ①+⑤ 35.7 ①+④ -301.6 ①+② 68.6 ③弯矩、剪力包络图绘制 荷载组合①+②时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩,此时,Ma=O, Mb=-110.3-130.95=-241.25KN.m,以这两个支座的弯矩值的连线为基线,叠加边跨载集中荷载G+Q=68.6+163.8=232.4KN作用下的简支梁弯矩图: 则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)I01-1/3XMb=386.1KN.m^Mmax, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q)l01-2/3XMb=305.7KN•m。 中间跨跨中弯矩最小时,两个支座弯矩值均为—241.25KN•m,以此支座弯矩连线叠 加集中荷载。 则集中荷载处的弯矩值为1/3GIo2—Mb=-104.05KN•m. 荷载组合①+④时支座最大负弯矩Mb=-416.5KN•m其它两个支座的弯矩为Ma=0, Mc=-197.9KN•m,在这三个支座弯矩间连线,以此连线为基线,于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图: 则集中荷载处的弯矩值依次为327.7kN•m,188.8kN•m。 同理,当Mc最大时, 集中荷载下的弯矩倒位排列。 荷载组合①+③时,出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。 此时Mb= Mc=-241.25KN•m,,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为857.3KN•m, -23.1kN•m,第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为224.2KN•m ①+5情况的弯矩按此方法计算。 所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异,是因为计算跨度并非严格等跨所致。 主梁 的弯矩包络图见下图。 荷载组合①+②时,VAmax=192.2KN,至第二跨荷载处剪力降为192.2-232.4=—40.2kN; Vbi=-301.6KN,则第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右)163.2KN,—69.2KN,其余剪力值可按此计算。 主梁的剪力包络图见图。 主梁剪力包络图单位: n.m (4)配筋计算承载力计算 C25混凝土,a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋HRB335,其中 fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2. ①正截面受弯承载力计算及纵筋的计算 跨中正弯矩按T形截面计算,因 hf/h080/6150.1300.10 取b'=2000mm 翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m,中较小值确定, E支座处的弯矩设计值: 。 Mb=Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02KN•m 判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8KN.m>M1>M2.属于第一类T形截面. 正截面受弯承载力的计算过程如下: 表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算 截面 1 B 2 弯矩设计值(kN.m) 385.9 —370 224.2 —103.1 2 as=M/a1fcbh0 0.047 0.308 0.025 0.08 1J12s 0.048<0.518 0.380<0.518 0.025<0.518 0.083<0.518 选配 钢筋 计算配筋(mm2) As=Ebh0a1fc/fy 2246.7 3622.8 1219.8 592.6 实际配筋(mm2) 6①22 6①22 1①20 4①20 2①20 As=2281 As=2595.2 As=1256 As=628 ②箍筋计算一一斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸: hw=ho-bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算: 0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x500=446.25KN>Vmax=301.6KN 故截面尺寸满足要求 斜截面配筋计算: 截面 A B左 B右 V(kN) 192.2 -301.6 368.8 0.25cfcbh0(kN) 548.9>V 截面满足 517.7>V 截面满足 517.7>V 截面满足 Vc0.7ftbh0(kN) 164.02 需配箍筋 254.69 需配箍筋 254.69 需配箍筋 箍筋肢数、直径 2^8 2^8 2中8 AsvnAsv1 100.6 100.6 100.6 Vcs=Vc0.7ftbh0+1.25 fyvAsvho/s 272.3>V 256.8 307.85>V 实配箍筋间距 150 150 100 AVVcs Asb 0.8fySina 264 选配弯起钢筋 1©20 (As=314.2) 验算最小配筋率 Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224〉0.24ft/fyv=0.00145, 满足要求 说明 为了施工方便,除加密区箍筋间距一律为150mm 5、两侧附加横向钢筋的计算: 由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为 F=1.2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97KN 所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为: As=F/2fysina=232970/(2x300xsin45°)=549.2mm2 选用220(As=628) (5)主梁正截面抗弯承载力图(材料图)、纵筋的弯起和截断 1按比列绘出主梁的弯矩包络图 2按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图(材料图),并满足以下构造要求: 弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax;钢筋的弯起点距充分利用点的 距离应大于等于h°/2。 按课本所述的方法绘材料图,并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的 交点,确定钢筋的理论截断点(即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面)。 当VcO.7ftbho时,且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于ho或20d, 钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.21ho。 若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区,其实际截断点到理论截断点 的距离不应小于等于1.3ho或20d。 钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于 1.2l1.7h0 。 C 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定: 梁顶面纵筋的锚固长度: 1=1a=afyd/ft=0・14X300x22/1.27取880mm. 梁底面纵筋的锚固长度: 12d=1222=264mm,取300mm 3检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。
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- 钢筋混凝土 单向 板肋梁 楼盖 课程设计