混凝土单向板楼盖课程设计完整版讲课稿.doc

混凝土单向板楼盖课程设计完整版

精品资料

丽水学院
课 程 设 计

设计题目：钢筋混凝土现浇楼盖设计

课程名称： 钢筋混凝土结构
院 系： 工学院
班 级： 土木 102
组 别： 单向板第 26 组
成员学号： 陈静 05号 张呈羿 27号 吴佳雯31号

设计时间：2013年11月11日至11月15日共一周
二0一三年11月11日
目 录

Ï 目录------------------------------------------------- 1
Ï 设计说明--------------------------------------------- 2
Ï 设计资料--------------------------------------------- 2
Ï 设计计算书及施工平面布置----------------------------- 3
n 结构布置、截面尺寸选择---------------------------- 3
n 板的设计------------------------------------------ 5
n 次梁设计------------------------------------------ 8
n 主梁设计------------------------------------------13
Ï 附图---------------------------------------------------
n 附图3-1楼板配筋图-------------------------------- 7
n 附图4-1次梁配筋图--------------------------------12
n 附图5-1主梁配筋图--------------------------------19
Ï 参考文献---------------------------------------------20

钢筋混凝土现浇楼盖设计说明书

一、设计说明及设计资料
1、设计目的和方法
本课程设计的任务是：根据所给设计资料进行钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的设计，目的是要掌握受弯构件正截面、斜截面承载力计算，熟悉肋梁楼盖结构布置要点：理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念；掌握连续梁、板的设计方法，荷载取值及内力计算；熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图的绘制方法；掌握梁、板配筋的构造要求；同时要熟悉计算中的各项规定。根据本课程设计的具体情况，设计包括楼盖板、次梁、主梁的设计计算式的书写，其中包括板、次梁、主梁内力计算，正斜截面的配筋计算；施工图的绘制。
2、课程设计的主要内容及基本要求
（1）板和次梁按塑性内力重分部计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。
（2）绘制楼盖结构施工图
①、楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）。
②、楼板及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）。
③、次梁、配筋图（标注次梁截面尺寸、几何尺寸、钢筋直径、根数、编号及定位尺寸）。
④、主梁、配筋图（绘制出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图及配筋图），（标注主梁截面
尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）。
⑤、在图中标明有关设计说明，如混凝土强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。
（3）计算书：要求计算准确，步骤完整，内容清晰。
3、设计资料
某多层厂房，采用筋钢混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其中三层楼面荷载、材料及构造等设计资料如下：
1）楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（）；
2）混凝土强度等级采用C25，钢筋除梁纵向主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB300钢筋，（钢筋混凝土容重);
3）板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；柱的截面尺寸400 mm×400 mm。
4)楼面活荷载标准值：q=4.5KN/m2
计算部分
一、楼盖柱网、结构图设计
1、建筑物的楼盖平面为矩形，轴线尺寸为34.8m×21.6m。按肋梁楼盖的板、梁的跨度，主梁为6~12m，次梁4~6m，单向板1.7~3m。采用主梁沿横向布置，由此确定：
（1）主梁跨度为 ： 5.4m；
（2）次梁跨度为 ： 5.8m；
（3）板的跨度为 ： 1.8m。
得：楼盖柱网图如图1-1所示。

图1-1楼盖柱网图
2、根据构造要求，初定截面尺寸如下：
（1）板厚 ：按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度，且工业建筑楼板厚度要求，取板厚；
（2）次梁 ：次梁的截面高度应满足 ～～，取 ；则～～，取。
（3）主梁 ：主梁的截面高度应该满足～～，，则～～，取。
（4）柱截面 ：
3、楼盖的梁板结构平面布置及构件尺寸如图2-1所示

图2-1梁板结构平面布置
二、板、次梁、主梁计算
（一）板的计算
1) 荷载计算 （按考虑塑性内力重分布的方法计算）
取1m宽板带计算：
20mm厚水泥砂浆抹面（） 2
15mm厚石灰砂浆抹底() 2
80mm厚钢筋混凝土板() 2
恒荷载标准值： 2
活荷载标准值： 2
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大于2，所以活荷载分项系数取1.3。
于是板的设计值总值： =
2
2) 计算简图如图3-2所示

图3-2板的计算简图
取1m板宽作为计算单元，次梁截面尺寸为，板厚为。
板的计算跨度为：
边跨：
或
取最小值 ()
中间跨：
跨度差：
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。
则：
计算简图如图3-3所示

图3-3 板的计算简图
3) 板的内力计算见表3-1所示
表3-1
截面
1
B
2
C
截面系数 α
1/11
-1/11
1/16
-1/14

=2.147

=-2.147

=1.440

=-1.646
注：梁板搁置在墙上，支座A弯矩截面计算系数αm=0
4） 正截面强度计算
假定环境类别为一类，查表得最小钢筋保护层厚度c=15mm，假定纵向钢筋直径d=10mm，板厚80mm，则截面有效高度as=c+d/2=20mm。取则采用C25混凝（），HRB335钢筋（梁纵向主筋）（），板和箍筋均采用HPB300钢筋：（）。考虑四边与梁整体连接的中间区格单向板拱作用的有利因素，对中间区格的单向板，其中间跨的跨中截面弯矩及支座截面弯矩可各折减20%。
5）板的弯矩及配筋计算如3-2所示
表3-2
截面
1
B
2
C
M（）
2.421
-2.421
1.440*0.8
-1.646*0.8

0.050
-0.050
0.027
-0.031

0.051
0.051
0.028
0.032

135
135
74
85
选用钢筋

实际配筋
251.0
251.0
196.0
196.0
支座截面均小于=0.35，符合塑性内力重分布的原则，/bh=196/(1000*80)=0.245%，此值大于：0.45ft/fy=0.45*1.27/270=0.212%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。
6）板的配筋如附图3-1所示

附图3-1板的配筋
（二）、次梁的计算（按塑性内力重分布计算）
1) 荷载计算
由板传来的荷载：
次梁自重：
次梁粉刷抹灰重：
恒荷载标准值：
活荷载标准值：
设计值总值：=
2） 计算简图4-2所示

图4-2 次梁的计算简图
计算跨度：
边跨：
或=
取
中间跨：
跨度差：（5685-5550）/5500=2.3%<10%
次梁为多跨连续梁，对于跨数超过五跨的等截面连续梁，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梁计算。
则：计算简图如图4-3所示

图4-3次梁的计算简图
3） 次梁弯矩计算见表4-1所示
表4-1
截面
1
B
2
C
截面系数 α
1/11
-1/11
1/16
-1/14

=53.97
=-53.97
=35.42
=-40.48
次梁剪力计算见表4-2（剪力计算使用梁的净跨L0）
表4-2
截面
A
B（左）
B（右）
C
剪力系数
0.45
0.60
0.55
0.55

=45.95

=60.72

=56.17

=56.17
4) 正截面强度计算：
①　 确定翼缘宽度：
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，次梁工作时板可作为翼缘参与工作，在跨中截面翼缘受压可按梁计算，翼缘的计算宽度取下列值中的小值。因 所以仅按计算跨度 和净距 考虑。=400-35=365mm ( 取保护层厚度为35mm )，翼缘厚度
边跨：按计算跨度考虑 ，
按梁（肋）净跨考虑 ，
取 。
中间跨：按计算跨度考虑
按梁（肋）净距考虑
取
支座截面翼缘受拉仅按矩形梁计算
②　 判断次梁的截面类型

属于第一类T型截面，按梁宽为 的矩形截面计算。
③　 次梁正截面承载力计算见表4-3所示
次梁正截面承载力计算 表4-3
截面
1
B
2
C
M（）
53.97
-53.97
35.42
-40.48

1893
200
1850
200

0.018
0.170
0.012
0.128

0.018
0.188
0.012
0.137

548
604
357
412
选用钢筋

实配AS (mm)
603
655.5
402
480.5
配筋率ρ
0.75%
0.82%
0.50%
0.60%
各截面均小于=0.35（选用混凝土<C50,钢筋选用HRB335），符合塑性内力重分布的原则，配筋率ρ均大于：0.45ft/fy=0.45*1.27/300=0.191%<0.2%,取ρmin=0.2%，满足最小配筋率的要求。

5) 次梁斜截面强度计算见表4-4
次梁斜截面强度计算 表4-4
截面
A
B（左）
B（右）
C
V (kN)
45.95
60.72
56.17
56.17

max=60.72 满足

max=60.72 按构造配筋
箍筋肢数、直径

57
57
57
57
实配箍筋间距
150
150
150
150
配筋率ρ=Asv/bs=57/(200*150)=0.19%>ρsv,min=0.24ft/fy=0.24*1.27/270=0.11%满足最小配筋率的要求。
6） 次梁构造
次梁的构造应满足：
①次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求；
②次梁深入墙内的长度不小于240mm；
③且截面尺寸满足高跨比（）和高宽比（）要求，可以不做挠度和裂缝宽度验算。
7）次梁的配筋图见附图4-1。

次梁配筋附图4-1
（三）主梁的计算（按弹性理论计算）
考虑塑性内力重分布的构件在使用荷载作用下变形较大，应力较高，裂缝较宽。因为主梁是楼盖的重要构件，要求有较大的强度储备，且不易有较大的挠度，因此不使用考虑塑性内力重分布的方法，采用弹性方法分析内力。
1）荷载计算
主梁自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷载相比很小。为计算方便，采取就近集中的方法，把集中荷载作用点两边的主梁自重集中到荷载作用点，将主梁视为承受集中荷载的梁来计算。
次梁传来的荷载： kN
主梁自重：
主梁粉刷重：
恒荷载标准值：
活荷载标准值：
恒载设计值：
活载设计值：
1） 计算简图如图5-2所示

图5-2主梁的计算简图
主梁为四跨连续梁，柱截面尺寸为：
计算跨度：
边跨：
或
取
中跨：
平均跨度：(5400+5407)/2=5403.5mm
跨度差：
可按等跨连续梁计算，计算简图如图5-3所示

图5-3主梁计算简图
2） 内力计算
①　 弯矩计算：
由弯矩及剪力系数计算主梁弯矩及剪力，等截面等跨连续梁在常用荷载作用下内力系数可以参见相关资料。
弯矩设计值：，其中，可由书中表查取，L为计算跨度。
边 跨： ；
中 跨： ；
平均跨： ；
则：主梁弯矩计算见表5-1。
主梁弯矩计算表 表5-1
荷载图
节点弯矩
支座弯距
k
M 1
k
M 2
k
M3
k
M 4
k
M5
k
MB
k
MC
k
MD
①
0.238
66.49
0.143
39.95
0.111
30.97
0.079
22.04
0.111
30.97
-0.286
-79.80
-0.191
-53.29
-0.286
-79.80
②
0.286
94.44
0.283
78.59
-0.111
-36.61
-0.127
-41.88
0.222
73.21
-0.143
-47.16
-0.095
-31.33
-0.143
-47.16
③
0.226
74.63
0.119
39.29
0.194
63.98
0.103
33.97
-0.119
-39.24
-0.321
-105.9
-0.048
-15.83
-0.155
-51.12
④
-0.032
-10.57
-0.063
-20.80
0.111
36.61
0.175
57.77
0.175
57.71
-0.095
-31.33
-0.286
-94.32
-0.095
-31.33
⑤
0.274
90.48
0.215
71.00
-0.027
-8.90
-0.103
-33.97
-0.008
-2.64
-0.178
-58.70
0.048
15.83
-0.012
-3.96
⑥
-0.044
-14.53
-0.087
28.73
0.194
63.98
0.198
65.30
-0.024
-7.91
-0.131
-43.20
-0.143
-47.16
0.036
11.87
①+②=
160.93
118.54
-5.64
-19.84
104.18
-126.96
-84.62
-126.96
①+③=
141.12
79.24
94.95
56.01
-8.27
-185.7
-69.12
-130.92
①+④=
66.49
19.15
67.58
79.81
88.68
-111.13
-147.61
-111.13
①+⑤=
156.97
110.95
22.07
-11.93
28.33
-138.5
-37.46
-83.76
①+⑥=
66.49
68.68
94.95
87.34
23.06
-123
-100.45
-67.93
主梁弯矩包络图见附图5-4

附图5-4主梁弯矩包络图
②剪力计算
主梁剪力计算见表5-2.
主梁剪力计算表 表5-2.
荷载图
剪力
k
VA
k
VBl
k
VBr
k
Vcl
k
Vcr
①
0.714
36.89
1.286
66.45
1.905
56.58
-0.905
-46.76
0.905
46.76
②
0.857
52.34
-1.143
-69.80
0.048
2.93
0.048
2.93
0.952
58.14
③
0.679
41.47
-1.321
-80.67
1.274
77.80
-0.726
-44.34
-0.107
6.53
④
-0.095
-5.80
0.095
5.80
0.810
49.47
-1.190
-72.67
1.190
72.67
⑤
0.822
50.20
-1.178
-71.94
0.226
13.80
0.226
13.80
-0.060
-3.66
⑥
-0.131
-8.00
-0.131
-8.00
0.988
60.34
-1.012
-61.80
0.178
10.87
①+②=
89.23
-3.35
59.51
-43.83
104.9
①+③=
78.36
-14.22
134.38
-91.1
53.29
①+④=
31.09
72.25
106.05
-119.43
119.43
①+⑤=
87.09
-5.49
70.38
-32.96
43.1
①+⑥=
28.89
58.45
116.92
-108.56
57.63
4） 正截面强度计算
①　 确定翼缘宽度
主梁跨中按T型截面梁计算，翼缘宽度取下列值中的小值。
因 所以紧按计算跨度 和净距 考虑。
边跨：按计算跨度考虑
按梁（肋）净跨考虑 ，
取 。
中间跨：按计算跨度考虑
按梁（肋）净距考虑
取
支座截面翼缘受拉仅按矩形梁计算
②　 判断主梁的截面类型

属于第一类T型截面，按梁宽为 的矩形截面计算。

③　 正截面强度计算
主梁正截面强度计算见表5-3
主梁强度计算 表5-3
截 面
1
B
3
4

160.93
-174.34
94.95
-11.93

———

———
———

160.93
-159.29
94.95
-11.93
bho2或 ho2
1802 4652
250 4202
1800 4652
1800 4652

0.035
0.304
0.021
0.003

0.036
0.374
0.022
0.004

0.982
0.813
0.989
0.998

1305.3
1727.8
764.7
95.2
选用钢筋
422
222+418
122+218
218
实际钢筋截面面积（mm2）
1520
1787
889.1
509

5） 斜截面强度计算
主梁斜截面强度计算见表5-4
主梁斜截面强度计算 表5-4
截 面
A
B支座左
B支座右
C支座左
C支座右
V
89.23
72.25
106.05
-119.43
119.43

满足

按构造配筋
箍筋肢数、直径
n=2 2

<0
<0
<0
<0
<0
弯起钢筋
0
0
0
0
0
实配面积
0
0
0
0
0
配筋率ρ=Asv/bs=101/(200*250)=0.202%>ρsv,min=0.24ft/fy=0.24*1.27/270=0.11%满足最小配筋率的要求。
6） 主梁构造
主梁的构造应满足：
①主梁的构造符合受弯构件的所有构造要求，主梁受力钢筋的弯起和切断应由主梁的抵抗弯矩图确定；
②为防止次梁作用处主梁受集中力冲击破坏，应在次梁下设吊筋；
③主梁中纵筋的锚固由构造决定。
7） 主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载（不包括主梁的自重及粉刷）为：

采用箍筋，2 ，2，=270N/mm2
取m=5
若采用吊筋，则：

选
8）主梁配筋图见附图5-1
附图5-1主梁配筋图

参考文献
1、梁兴文 史庆轩主编《混凝土结构设计》-北京：中国建筑工业出版社，2008
2、中国工程建设标准化协会标准，《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》-北京：中国建筑工业出版社，1991
3、CB40010-2002 《混凝土结构设计规范》-北京：中国建筑工业出版社，2002
4、结构设计资料编委会《建筑结构设计手册》-北京：中国建筑工业出版社，2004
5、《钢结构设计手册》
6、兰宗建等 《钢筋混凝土结构》-东南大学出版社，2003，2
7、毕业设计资料编 《土木工程专业课程设计》-长江大学城市建设学院，2004，2
8、《建筑结构静力计算手册》-中国建筑工业出版社

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