混凝土结构基本原理课程设计说明书单向板肋梁楼盖设计计算书.docx
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混凝土结构基本原理课程设计说明书单向板肋梁楼盖设计计算书.docx
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混凝土结构基本原理课程设计说明书单向板肋梁楼盖设计计算书
课程设计计算
课程名称:
混凝土结构基本原理
课程编号:
5102140
学时学分:
1周、1学分
学生班级:
土木1103
陈翔春
何卫忠
学生姓名:
指导教师:
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书
、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8.0kN/m2
3
2、楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(
20kN/m3),板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底
3
17kN/m3)
3、材料选用:
HPB300。
1)、混凝土:
梁C30板C25
2)、钢筋:
主梁及次梁受力筋用HRB335钢筋,板内及梁内的其它钢筋可以采用
计算书正文
、平面结构布置:
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III:
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楼盖结构布置图如下:
1、确定主梁的跨度为
2、按高跨比条件,当
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B
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II
II
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6.3m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根次梁
40
楼盖板,要求h>80mm,
取板厚
3、次梁的截面高度应满足
,板的跨度为2.1m。
52.5mm时,满足刚度要求,可不验算挠度。
对于工业建筑的
h=80mm
11
—)L=(333〜500)mm,取h=400mm。
贝Ub=(-182
Vh=
(133〜200)mm,取b=200mm。
4、主梁的截面高度应该满足
11
一)L=(471〜825)mm,取h=600mm。
贝Ub=(-142
」)h=
3
(200〜300)mm,取b=250mm。
、板的设计(按塑性内力重分布计算)
1、荷载计算:
板的恒荷载标准值:
取1m宽板带计算:
水磨石面层
0.65X1=0.65kN/m
80mm钢筋混凝土板
0.8X25=2.0kN/m
15mm厚石灰砂浆抹底
0.015X17=0.255kN/m
恒载:
gk=2.905kN/m活载:
qk=7X1=7kN/m
恒荷载分项系数取1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值
设计值总值:
大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3。
于是板的
gq=1.2gk1.3qk12.586kN/m
2、板的计算简图:
次梁截面为200mmX400mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承
1
l01ln-h2100100120
2
19201.025ln1927mm,
长度为120mm。
按塑性内力重分布设计,板的计算边跨:
取101=1920mm(a=120mm)
中跨:
l02=|n=2100mm-200mm=1900mml02ln21002001900mm
10%
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
时,均可按五跨等跨度连续板计算。
计算简图如下图:
q+g=12.586kN/m
FtJ
A」』
YI*,
iJJ
i
1丨丨4{}
2
3
.-■
1—
B
C
C
B-一
L<1920
L1900
/1900
1900少1920
板的计算简图
3、内力计算及配筋:
支承情况
截面位置
端支座
边跨支
座
离端第二支座
离端第二跨
中
中间支
座
中间跨
中
A
1
B
2
C
3
梁板搁支在墙
上
0
1/11
两跨连续:
-1/10
三跨以上连续:
-1/11
1/16
-1/16
1/16
板
与梁整
浇连接
-1/16
1/14
梁
-1/24
梁与柱整浇连
接
-1/16
1/14
表1.0
用塑性内力重分布理论计算,则有a系数如下:
则由M(gq)l;可计算出Mi、Mb、M2、,计算结果如下表:
截面位置
1
B
2
C
a
1/11
-1/14
1/16
-1/16
2
M(gq)l0
1/1112.5861.922
--114125861.902
1/1612.5861.92
2
1/1612.5861.9
(kN/m)
4.218
3.205
2.84
2.84
由题知:
b1000mm,设as20mm,则hohas802060mm,
fc14.3N/mm,fy270N/mm
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:
截面
1
B
2
C
M(kNm)
M1
Mb
M2
0.8M2
Mc
0.8Mc
M(gq)lo
4.218
-3.205
2.84
2.27
-2.84
-2。
27
1fcbho(kNm)
42.84
M
S1fcbh〕
0.098
0.076
0.066
0.053
0.066
0.053
1』2s
(b0.614)
0.103
0.079
0.068
0.054
0.068
0.054
s10.5
0.948
0.960
0.966
0.973
0.966
0.973
AsM/sfyh0(mm2)
274.6
208.6
181.5
144.0
181.5
144.0
选钢筋
①〜②轴线
⑤〜⑥轴线
少6/8@13
0
虫6@130
e6@130
申6@130
②〜⑤轴线
*6/8@13
0
e6@130
主5@130
e5@130
实际配筋
①〜②轴线
⑤〜⑥轴线
302mm2
218mm2
2
218mm2
\
218mm
2
\
②〜⑤轴线
302mm2
218mm2
\
151mm2
\
151m
m2
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(
M2、M3)和
中间支座(Me)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:
⑴分布筋选用e。
⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用e。
⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用e。
⑷板角构造钢筋:
选用4。
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:
In=5755
In=5750
250
次梁
主梁
2、荷载计算:
由板传来:
2.905
2.1
6.1005kN/m
次梁肋自重:
0.20.40.08
25
1.6kN/m
次梁粉刷重
0.0150.40.082
17
0.1632kN/m
恒载:
gk
7.9181kN/m
活载:
qk
7
2.114.7N/m
设计值总值:
gq=1.2gk1.3qk28.61kN/m
3、确定计算跨度及计算简图。
边跨:
l01ln%6000120
5875mm
塑性内力重分布计算时,其计算跨度:
1.025ln
1.02557555898mm,取l015870mm(a240mm)
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:
q+g=28.61kN/m
11丨
f
扌i1
Jq
4
J丨丨*2
1
J■-
2
3
.—1
■
L—i.
B
C
C
-B■
—
b5870
5750b
5750
5750/5870
J
次梁的计算简图
3、内力计算:
由M(gq)lo可计算出M1、Mb、M2、计算结果如下表:
截面位置
1
B
2
C
a
1/11
-1/11
1/16
-1/16
M(gq)lo
1/1128.615.8702
1/1128.615.7502
11628.615.7502
2
1/1628.615.750
(kN/m)
89.62
89.62
59.12
59.12
由V(gq)ln可计算出Va、Vbi、VBr、Vc,计算结果如下表:
截面位置
A
Bl
Br
C
a
0.4
0.6
0.5
0.5
V(gq)ln
0.428.615.755
0.628.615.755
0.528.615.750
0.528.615.750
(kN)
=65.86
98.79
82.25
82.25
⑴、次梁跨中按
4、截面承载力计算:
判定T形截面类型:
⑵、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
故各跨中截面属于第一类T形截面。
ho40060340mm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,
取h0360mm
⑶、次梁正截面承载力计算见下表:
截面
1
B
2
C
弯矩M(kNm)
89.62
-89.62
-59.12
-59.12
1fcbh0或1fcbfh0
1.014.320003602
3706.560106
1.014.320034CJ
330.616106
1.014.3200036CJ
3706.56106
1.014.320036C2
370.656106
M卡M
sfh2"或sfx
0.024
0.271
0.06
0.16
1J2s
(b0.350)
0.024
0.323
0.016
0.175
s10.5
0.988
0.838
0.992
0.913
AsM/sfyh。
839.9
1048.5
551.8
599.6
选用钢筋
2◎20+1e
18(弯2)
3①18+1虫20
(弯起)
3©16(弯1)
3④16(弯1)
实际钢筋截面面
积(mm2)
882.5
1077.2
603
603
⑷、次梁斜截面承载力计算见下表:
截面
A
B左
B右
C
V(kN)
65.86
98.79
82.25
82.25
0.25cfcbh0(kN)
102.9V
截面满足
145.9V
截面满足
121.6V
截面满足
128.7V
截面满足
VcO.7ftbh0(kN)
72.1V
不需配箍筋
68.1V
需配箍筋
68.1V需
配箍筋
72.1V需
配箍筋
箍筋肢数、直径
2%6
2®6
24.6
2®6
AsvnAsv1
56.6
56.6
56.6
56.6
s1.25fyvAsvh0/(VVc)
211.6
459
677.5
实配箍筋间距
150
150
150
150
Asv
VcsVc1.25fyv』h0s
111.399V
满足
111.399V
满足
119.22V
满足
AsbVVcs
0.8fySina
选配弯起钢筋
由于纵向钢筋充足,可
弯起1◎18
由于纵向钢
筋充足,可弯
起1生18
由于纵向钢
筋充足,可
弯起1也L16
实配钢筋面积
254.5mm2
2
254.5mm
201.1mm2
次梁传来的荷载:
7.91816.047.5086kN
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、支承情况:
2、荷载计算:
为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。
主梁自重:
主梁粉刷重:
(0.60.08)0.252.1257.245kN
2(0.60.08)0.0152.1170.55692kN
恒载:
Gk55.31kN
恒载设计值:
G1.2Gk66.372kN
活载设计值:
Q72.16.01.3114.66kN
3、确定计算跨度及计算简图
主梁计算跨度:
G
I,
因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:
G=66.372kN/m
6330
B
主梁的计算简图
6300
C(B)
6330
|G
3、内力计算:
1)、弯矩设计值:
MkGLk2QL
其中,kik2可由书中表查取,L为计算跨度,对于B支座,计算跨度可取相邻两跨的平均值。
2)、剪力设计值:
VksGk4Q,其中,k3k4可由书中表查可知。
主梁弯矩计算
荷载简图
k/Mi
k/MB
k/M2
k/Mc
①
GGGGGG
JJ111I
0.244
0.267
0.067
0.267
102.51
111.91
28.01
111.91
②
QQQQ
11JJ
0.289
0.133
0.133
0.133
209.76
96.30’
96.07
96.30
③
1J
0.045
0.133
0.200
0.133
32.66
96.30
144.47
-96.30
④
QQQQ
J11J
0.229
0.311
0.170
0.089
166.21
225.19
122.80
64.43
M
qmin
组合项次
①+③
①+④
①+②
①+④
(kNm)
组合值
69.85
-337.10
-68.06
-176.34
Mmax
(kNm)
组合项次
①+②
①+③
组合值
312.27
172.48
红线:
黄线:
蓝线:
灰线:
①+④
①+③
①+②
①+④
-15.07
69.85
-9.92
78.86
168.68,
268.72
236.45
-337.10
-176
34
-87.09
-87.09
106.38106.37
169.42
169.42
172.48
172.48
-337.10
[I
-17
6.34
-15.07
9.92.
168.68
236.45
V
312.27
弯矩包络图
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。
69.85-
78.86f
268.72
312.27
主梁剪力计算
荷载简图
k/VA
k/VB左
k/VB右
组合项次
Vmin(kN)
同样可绘出剪力包络:
rA
OJ.
红线:
①+②
蓝线:
_WL
4、主梁正截面和斜截面承载力计算:
0.733
48.65
0.866
99.39
0.689
79.00
147.95
剪力包络图
一:
匕一」LIE
1.267
84.09
1.134
130.02
1.311
150.32
-234.41
u.fnr
1.00
66.37
1.222
140.11
206.48
一fre
;J..ir
-1:
⑴、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度bf,按
判定T形截面类型:
⑵、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
故各跨中截面属于第一类T形截面。
h060070530mm。
正截面配筋计算。
截面
1
B
2
弯矩M(kNm)
312.27
-337.10
172.48
-68.06
V0b/2
(66.37114.66)0.4/2
36.21
M^Vob
2
-300.89
1fcbh2或1febfho
1.014.3210054tf
8756.748106
1.014.3250530
1004.2175106
1.014.32100560
9417.408106
1.014.3250560
1211.12106
M或M
sJcbh;或」Jcb』;
0.036
0.300
0.018
0.061
1J2s
(b0.550)
0.039
0.367
0.018
0.063
s10.5
0.982
0.817
0.991
0.969
AsM/sfyh0
1962.9
2316.3
1036.0
418.1
选用钢筋
4^22+2i18
(弯2)
6020+2e18
(弯起4^20)
44*20(弯2)
2④18
实际钢筋截面面
积(mm2)
2029
2393
1256
509
斜截面配筋计算:
截面
A
B左
B右
V(kN)
147.95
234.41
206.48
hwh0hf53080450mm,因半45%501.84,截面尺寸按下面式验算
0.25cfcbh0(kN)
193.1V
截面满足
284.2V
截面满足
236.8V
截面满足
剪跨比:
需3.73,取SO
Vc1^ftbh0
1
(kN)
84.46V
需配箍筋
82.90V
需配箍筋
82.90V
需配箍筋
箍筋肢数、直径
2%
2不8
2%
AsvnAsv1
100.6
100.6
100.6
s1.0fyvAsvh0/(VVc)
231.0
95.02
116.49
实配箍筋间距
取150不足用Asb补
充
取150不足用Asb补
充
VcsVc1.0fyvAsvh(
s
178.87V
不满足
178.87V
不满足
.VVcs
Asbc0£
0.8fySIna
327.3mm2
162.3mm2
选配弯起钢筋
弯起2尘18
由于纵向钢筋充足,
可弯起1・1?
20
实配钢筋面积(mm)
509
314.2
验算最小配筋率
£100.6000”024ft
0.00127,满足要求
sv
bs250150fyv
由于剪力图呈矩
由于剪力图呈矩形,
由于剪力图呈矩形,
形,在支座A截面
且比较大,在支座截
在支座截面B右边
右边的2.1m范围内
面B左边的2.1m范围
的2.1m范围内需要
需要布置两排弯起
内需要布置三排弯起
布置两排弯起钢筋,
说明
钢筋,而且要使箍
钢筋,而且要使箍筋
而且要使箍筋加密
筋加密为100mm即
加密为100mm,即可
为100mm即可满足
可满足要求。
满足要求。
要求。
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:
次梁传来的的集中力:
片47.0861.2114.66171.67kN,h1600400200mm
m100020016排,梁两
附加箍筋布置范围:
s2h13b220032001000mm
取附加箍筋e8@200mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数:
侧各布置三排。
另加吊筋1虫18,Asb254.5mm2,则由:
2fyAsbsinamnfyvAsv12300254.50.7076227050.3270.9kNFl,
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#图纸,2张。
2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图,图纸采用
2、结构平面布置图:
比例1:
200。
3、板的配筋图:
比例1:
50
⑴、分布筋选用:
6@250
⑵、与主梁垂直的附加负筋选用:
*8@200,深入板中的长度为500mm。
4、次梁的配筋图:
比例1:
30
⑴、箍筋选用:
④6@150通长布置。
2100mm处截断,与⑦号钢筋在
6@150。
⑶、②、⑤号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩,相当于1$16,在矩支座边缘130
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