钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书与指导书.doc

南昌工程学院课程设计指导书 课程名称： 水工钢筋混凝土结构 学时学分： 2周、1学分 课程编号： 5102140 学生班级： 水利水电建筑工程1,2,3 指导教师： 孙笑 制订日期： 2023年 12月 归口单位： 水利与生态工程学院 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计指导书在现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中，板、次梁、主梁的计算模型为连续板或连续梁，其中，次梁是板的支座，主梁是次梁的支座。柱或墙是主梁的支座。为了简化计算，通常作如下简化假定：(1）支座可以自由转动，但没有竖向位移。 (2）不考虑薄膜效应对板内力的影响。 (3）在拟定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时，分别忽略板、次梁的连续性按简支构件计算支座竖向反力。 (4）跨数超过五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差不超过 10 时，可按等跨连续梁、板计算。一、平面结构布置柱网及梁格布置应根据建筑物使用规定拟定，因本厂房在使用上无特殊规定，故结构布置应满足实 1、梁格及柱网布置应力求简朴、规整，以减少构件类型，便于设计和施工。柱网布置可为正方形或长方形。2、板跨一般为1.72.7m，次梁跨度一般是4.06.0m，主梁跨度则为5.08.0m，同时宜为板跨的3倍（二道次梁），这样主梁的受力均匀，弯矩变化较为平缓，有助于主梁的受力。3、对于板、次梁和主梁，事实上不宜得到完全相同的计算跨度，故可将中间各跨布置成等跨，而两边跨可布置得稍小些，但跨差不得超过10%。4、为了提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横向布置。5、在混合结构中，梁的支承点尽量避开门窗洞口。二、板的设计（按塑性内力重分布计算）：板的分类 单向板与双向板楼盖结构中每一区格的板一般在四边都有梁或墙支承，形成四边支承板。为了设计上方便， 混凝土结构设计规范 （ GB 50010 一 2023）规定： ( 1）当长边与短边长度之比小于或等于 2 . 0 时，应按双向板计算。 ( 2）当长边与短边长度之比大于 2 . 0 ，但小于 3 . 0 时，宜按双向板计算；当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。 ( 3）当长边与短边长度之比大于或等于 3 . 0 时，可按沿短边方向受力的单向板计算。 1、板、次梁、主梁的截面尺寸拟定。板厚 ，（当时，满足刚度规定，可不验算挠度）。次梁 ， 。主梁 ， 。2、板的计算简图：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，且跨度相差不超过 10 时，均可按五跨等跨度连续板计算，也就是说，所有中间跨的内力和配筋都按第三跨来解决，如图2( b ）所示。板的受荷范围如图 1 所示，一般取 lm 板带宽进行计算，板的计算简图如图 2 ( a ）所示，图中的 L1 为板的计算跨度，注意区别按弹性理论计算和按考虑塑性内力重分布计算时，计算跨度取值的不同。图1 图2在计算假定中忽略了支座对被支承构件的转动约束，这对等跨连续梁、板在恒荷载作用下带来的误差是不大的，但在活荷载不利布置下，次梁的转动将减小板的内力。为了使计算结果比较符合实际情况，采用增大恒荷载、相应减小活荷载，保持总荷载不变的方法来计算内力，以考虑这种有利影响。同理，主梁的转动也将减小次梁的内力，故对次梁也采用折算荷载来计算次梁的内力，但折算得少些。折算荷载取值如下：连续板：连续梁：式中 g 和 q 分别为单位长度上恒荷载和活荷载设计值； g和 q 分别为单位长度上折算恒荷载和折算活荷载设计值。当板或梁搁置在砌体或钢结构上时，则荷载不作调整。当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨： 边跨： . ()3、荷载计算：取1m宽板带计算：面层 水磨石每平方米重1 = 板自重 板厚1 = 平顶粉刷 每平方米重1 = 恒载： 活载：标准值 设计值总值： = 4、内力计算：用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下：则5、配筋计算：根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：截面1B2CM（）()选钢筋实际配筋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。为了便于施工，在同一板中，钢筋直径的种类不宜超过两种，并注意相邻两跨跨中及支座钢筋宜取相同的间距或整数倍（弯起式配筋）。6、拟定各种构造钢筋：涉及分布筋、嵌入墙内的板面附加钢筋，垂直于主梁的板面附加钢筋。板构造配筋如下图：7、绘制板的配筋示意图：可用弯起式或分离式配筋。三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、拟定计算跨度及计算简图。当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨： 边跨： ()当跨差不超过10%时，按等跨连续梁计算。2、荷载计算：由板传来： 板恒载次梁间距 = 次梁肋自重： 钢筋混凝土容重 = 次梁粉刷重 粉刷层每平米重 = 恒载： 活载：活载标准值次梁间距 设计值总值： = 3、内力计算：值：值：其中： 4、正截面强度计算：1） 次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度按且考虑。支座截面按矩形截面计算。所以拟定 。并判断是第几类T形截面。2） 钢筋截面计算如下：截 面1B2CM（）（） ()选择钢筋实际配筋截 面ACV（） (=)箍筋肢数、直径实配箍筋5、根据计算结果和构造规定，绘制次梁配筋示意图。6、配筋构造次梁的配筋方式有弯起式和连续式，一般连续式配筋形式施工方便，应用广泛。沿梁长纵向钢筋的弯起和切断，原则上应按弯矩及剪力包络图拟定。但对于相邻跨跨度相差不超过 20 % ，活荷载和恒荷载的比值酬 g的连续梁，可参考图 6 布置钢筋。四、主梁设计（内力按弹性理论计算）：1、计算简图：由于钢筋混凝土主梁的抗弯刚度比钢筋混凝土柱大得多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁的计算简图如图所示。主梁除承受自重和直接作用在主梁上的荷载外，重要是次梁传来的集中荷载。为简化计算，可将主梁的自重等效为集中荷载，其作用点与次梁的位置相同。则主梁计算跨度：中跨： （支座中心线之距）边跨： 2、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载： 次梁恒载主梁间距 = 主梁自重： 次梁间距 = 主梁粉刷重：次梁间距每平米粉刷层重 = 恒载： 则 活载：次梁活载主梁间距 3、内力计算：主梁的内力按弹性理论方法计算，用结构力学中所述的方法进行。为了减轻计算工作量，对于等跨连续板、连续梁在各种不同布置的荷载作用下的内力系数，已制成计算表格，设计时可直接从表中查得内力系数。1) 其中，可由书中表查取，L计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。2） 其中，可由书中表查取，4、最不利活荷载布置的原则连续梁或板所受荷载涉及恒荷载和活荷载两部分，其中活荷载的位置是变化的，所以在计算内力时，要考虑荷载的最不利组合和截面的内力包络图。活荷载也许出现在某一跨或某几跨，也也许出现在每一跨。最不利活荷载布置的原则如下：( l）求某跨跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向两侧每隔一跨布置。( 2）求某跨跨中最大负弯矩（即最小弯矩）时，应在该跨不布置活荷载，而在两邻跨布置活荷载，然后每隔一跨布置。( 3）求某支座截面最大负弯矩时，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔一跨布置。( 4）求某支座截面最大剪力时，其活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同。根据以上原则可拟定活荷载最不利布置的各种情况，它们分别与恒荷载（满布）组合在一起，就得到荷载的最不利组合。主梁弯矩计算项 次荷载简图 ()组合项次组合值()组合项次组合值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：项 次荷载简图 ()组合项次组合值()组合项次组合值同样可绘出剪力包络图。5、主梁正截面和斜截面承载力计算：正截面配筋计算：正截面承载力计算。因梁、板整体浇筑，板也可作为主梁的上翼缘。故主梁跨内截面按 T 形截面计算，支座截面按矩形截面计算。在主梁的支座处，主梁与次梁截面的上部纵向钢筋互相交叉重叠，致使主梁承受负弯矩的纵筋位置下移，梁的有效高度减小。所以在计算主梁支座截面负钢筋时，截面有效高度 h0：一排钢筋时， h0 = h 一（ 50 一 60 ) mm ；两排钢筋时， h0=h 一 ( 70 一 80 ) mm , h 为截面高度。截 面1 B2M ()选择钢筋实际钢筋注意：主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度按如下计算：且，并判断是第几类T形截面。斜截面配筋计算截面AV（kN）箍筋直径、肢数弯起钢筋弯起钢筋面积实配箍筋6、主梁吊筋计算： 附加横向钢筋计算：次梁与主梁相交处，在主梁高度范围内受到次梁传来的集中荷载的作用。次梁顶部在负弯矩作用下将产生裂缝，如图 9 ( a ) 所示。因次梁传来的集中荷载将通过其受压区的剪切面传至主梁截面高度的中、下部，使其下部混凝土也许产生斜裂缝见图 9 ( b ），最后被拉脱而发生局部破坏。因此，为保证主梁在这些部位有足够的承载力，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应所有由附加横向钢筋（箍筋、吊筋）承担，如图所示，附加横向钢筋宜优先采用附加箍筋。箍筋应布置在长度为： 2h+ 3b 的范围内。当采用吊筋时，其弯起段应伸至梁上边沿，且末端水平段长度在受拉区不应小于 20d ，在受压区不应小于 10d , d 为弯起钢筋的直径。附加横向钢筋所需的总截面面积应符合下式：图9 图10 7、根据计算结果及构造规定绘制主梁配筋示意图。8、材料图及纵筋的弯起和切断。1） 按比例绘出主梁的弯矩包络图2） 按同样比例绘出主梁纵向配筋图，并满足以下构造规定： 弯起筋应在被充足运用的截面以外距离的截面处弯起（下弯点），上弯点距支座边沿距离为50mm。 切断钢筋应在“理论断点”以外，当时，从该钢筋充足运用截面伸出的长度；当时，从该钢筋充足运用截面伸出的长度 纵筋伸入支座大于等于两根，且面积不得少于跨中钢筋面积的50%，并且伸入支座要有一定的锚固长度。五、有关制图的一些说明1、图纸： 采用3#图纸，3张2、图标：钢筋混凝土结构南昌工程学院水利与生态工程学院3、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。4、钢筋明细表：构件名称编号简图（mm）直径长度（mm）数量总长（m）板次梁主梁（1）对有弯钩的钢筋，在计算长度时，应加上弯钩长度，每两个半圆弯钩的长度为： 钢筋直径（mm）6810121416182022252832每两个半圆弯钩长度（mm）80100120150180200240260290330370420（2）一般箍筋标准内包尺寸，箍筋的弯钩长度按下表：箍筋直径（mm）51012弯钩长度（2a）值（mm）纵筋d25150180d=2840180210钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计一、设计题目某多层厂房的钢筋混凝土肋梁楼盖设计二、设计内容（一）拟定结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 （二）板的强度计算（按塑性内力重分布计算）（三）次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）（四）主梁强度计算（按弹性理论计算）（五）绘制结构施工图（1） 单向板肋梁楼盖平面布置图（标注墙、住定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）（比例1：1001：200）（2） 单向板楼盖板配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例1：1001：200）（3） 次梁的配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、刚劲的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1：50；剖面图比例1：151：30）（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7.5kN/m22、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰15mm.3、材料选用：（1） 混凝土：C30（2） 钢筋：主梁及次梁受力筋采用HRB400钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300钢筋。4、柱的截面尺寸：b*h=400mm*400mm5、楼梯位于楼盖外部的相邻部分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：、拟定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为。楼盖结构布置图如下：、按高跨比条件，当时，满足刚度规定，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，规定h70mm，取板厚h80mm3、次梁的截面高度应满足 h()l0(278417)mm，取h400mm。则b()h(133200)mm，取b200mm。4、主梁的截面高度应当满足h()l0(440660)mm，取h600mm。则b()h(200300)mm，取b250mm。说明：该处l0取轴线间尺寸。二、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： 20 mm 水泥砂浆抹面 0.02200.4 kNm 80mm钢筋混凝土板 0.08252.0 kNm15mm板底混合砂浆 0.015170.255 kNm 恒载： gk2.655 kNm活载： qk7.517.5kNm恒荷载分项系数取1.2；由于工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的设计值总值： = 取近似值13 kNm2、板的计算简图：次梁截面为200mm400mm，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，板的计算边跨：，取l012320mm (a=120mm)中间跨： l02ln2500mm-200mm2300mm 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。计算简图如下图：3、内力计算及配筋：用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下： 表1.0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A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14则由可计算出、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14=6.361=-6.361由题知：则，根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：截面1B2CM（）6.361-6.3614.2983.438-4.912-3.930（）51.480.1240.1240.0840.0670.0950.076()0.1320.1320.0880.0690.1000.0790.9340.9340.9560.9660.9500.961（mm2）315.3315.3208.1164.8239.4189.3选钢筋轴线轴线6/81106/811061106110轴线6/81106/811051106130实际配筋轴线轴线357mm2357mm2257mm2257mm2轴线357mm2357mm2178mm2218mm2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。注意钢筋直径、间距的取用：1、钢筋种类尽也许的少 2、底部受力筋和上部负弯矩筋间距最佳一致 3、不要过度追求经济性 4、记住板受力筋“一大一小” 最小直径-8mm 最大间距-200mm4、拟定各种构造钢筋：分布筋选用6300。嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。板角构造钢筋:选用8200,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：2、荷载计算： 由板传来： 次梁肋自重： 次梁粉刷重 恒载： 活载： 设计值总值： = 3、拟定计算跨度及计算简图：塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： 边跨： ,取 ()因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：4、内力计算：由可计算出、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14 =108.21=-108.21=71.68=-81.92由可计算出、，计算结果如下表：截面位置0.450.600.550.55（说明：计算支座截面的剪力时，分别取截面相应的梁净跨跨度。）5、截面承载力计算： 次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： 翼缘厚： 鉴定T形截面类型：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，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 次梁正截面承载力计算见下表：截 面1B2C弯矩M108.21-108.2171.68-81.92或0.0270.3270.0180.221 0.0270.4120.0180.2530.9870.7940.9910.8748461051.6558.1723.2选用钢筋320（弯1）320+116（弯起）316（弯1）318（弯1）实际钢筋截面面积（mm2）9421143.1603763 次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV80.22106.9697.9797.97截面满足截面满足截面满足截面满足需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径28282828101.6101.6101.6101.62023399.69519.86635.5实配箍筋间距200200200200满足满足满足满足选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起120由于纵向钢筋充足，可弯起120由于纵向钢筋充足，可弯起116由于纵向钢筋充足，可弯起118实配钢筋面积314.2mm2314.2 mm2201.1 mm2254.5mm26、构造配筋规定：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。7、次梁配筋图四、主梁设计（按弹性理论计算）：1、支承情况： 柱截面400400mm2，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、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载： 主梁自重： 主梁粉刷重： 恒载：恒载设计值：活载设计值：3、拟定计算跨度及计算简图主梁计算跨度：边跨： ，近似取中跨： 因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：4、内力计算： 1) 弯矩设计值：其中，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中较长的跨度值。2） 剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。主梁弯矩计算项次荷载简图 Q Q Q Q内力不 利组合+401.37-260.67-95.35-260.67+77.25-260.67226.08-260.67+343.14-433.4 197.12-217.52+ 91.81-217.98125.694-431.81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：项 次荷载简图内力不利组合+159.62-229.2265.726+136.84-252222.996同样可绘出剪力包络：5、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： （边跨），（中间跨）翼缘厚： 鉴定T形截面类型：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，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取。正截面配筋计算。截 面1B2弯矩M-401.37-431.81-226.08-95.35=38.89-117.24或0.0390.1550.0070.085 0.0400.1690.0070.0890.9800.9160.9970.9562146.52470.71188.5522.7选用钢筋622620+120420220实际钢筋截面面积（mm2）22812595.2 1256628斜截面配筋计算：截 面AV159.62252222.996,截面尺寸按下面式验算截面满足截面满足截面满足剪跨比：需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径282828100.6100.6100.6250.19113.51137.01实配箍筋间距取200满足取150局限性用补充取150局限性用补充 不满足不满足不满足 312.2 mm2 608.7mm2 466.3mm2选配弯起钢筋弯起120128由于纵向钢筋充足，可弯起122实配钢筋面积314.2615.8380.1 验算最小配筋率,满足规定说 明由于剪力图呈矩形，在支座A截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，并且要使箍筋加密为100mm即可满足规定。由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面B左边的2.2m范围内需要布置三排弯起钢筋，并且要使箍筋加密为100mm，即可满足规定。由于剪力图呈矩形，在支座截面B右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，并且要使箍筋加密为100mm即可满足规定。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为1506、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, 梁两侧布置三排。另加吊筋118， ，则由：，满足规定。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规定。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用3#图纸，3张。2、结构平面布置图：比例1：100。3、板的配筋图：比例1：50 分布筋选用：6250 与主梁垂直的附加负筋选用：8200，进一步板中的长度为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1：30 箍筋选用：6150通长布置。 中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边沿为50mm。 、号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩，相称于116 ,在矩支座边沿1300mm处截断。 离支座边沿50mm处各设立一个附加箍筋。 两根号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩，相称于 116 ,在矩支座边沿1300mm处截断。 B支座第二批截断的号钢筋,在距支座边沿1800mm处截断。 号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边沿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1：30 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，上弯点距支座边沿为50mm。 在次梁与主梁交界处设立附加横向钢筋，选用8200,两边各布置三排,另加一根118吊筋. 离支座边沿50mm处各设立一个附加箍筋。 其余钢筋截断详见配筋图。