厂房单向板设计计算书.doc

网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计 题 目：华联厂房单向板设计请把你所在的学习中心名称完整填写。阅后删除此文本框学习中心： 春季入学则去掉“/秋” 字，秋季入学则去掉“/春” 字。添加内容的时候注意文字下划线要完整。阅后删除此文本框。专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 1 基本情况一、 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9.0kN/m22、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m23、材料选用：（1）、混凝土：C25（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300级。2 单向板结构设计2.1 板的设计本节内容是根据已知的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。1设计资料1、 荷载楼面面层 （0.65kN/m2）；楼面可变荷载标准值 q=9kN/m2；平顶粉刷 （0.25kN/m2）。2、 材料：混凝土： C25；钢筋：主梁、次梁、板受力钢筋采用HRB400级钢筋，箍筋、板中分布筋采用HRB400级钢筋。3、 板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙内240mm，柱的截面尺寸bh=500 mm500mm4、L1（m）L2（m）可变荷载18.042.69kN/m22楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6m，次梁的跨度为6.1m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2m。板：/=6.1/2=3.052，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2000/40=50mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度应满足h=（/18/12）=（6100/186100/12）=（339508）mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=（1/31/2）h =（169254）mm，故取b=200mm。主梁：主梁截面高度应满足h=（/15/10）=（6000/156000/10）=（429750）mm。取h=650mm。截面宽度取b=（1/31/2）h =（169254）mm，故取b=300mm。3板的设计3.1荷载永久荷载标准值：钢筋混凝土板 0.0825=2 kN/楼面面层 0.65 kN/平顶粉刷 0.25 kN/小计 2.9 kN/可变标准荷载值 9 kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/，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=2.91.2=3.48 kN/可变荷载设计值 q=81.3=11.7 kN/荷载总设计值 g+q=3.48+11.7=15.18 kN/ 3.2计算简图（按塑性内力重分布设计）次梁截面为200mm500mm，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，板的计算跨度：边跨 =+h/2=2000-100-120+80/2=1820mm 1.025=1824mm，取=1820mm中跨 =2000-200=1800mm跨度差=（1820-1800）/1820=1.1% 10%，可按等跨连续板计算。板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷载相同，且跨差不超过10% 时，均可以按五跨等跨度计算。计算简图如下：取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示g+q=15.18kN/m楼盖板计算简图3.3弯矩计算值板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1/11-1/111/16-1/14 (m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.80(kN.m)15.181.821.82/11=4.571-15.181.821.82/11=-4.57115.181.801.80/16=3.074-15.181.801.80/14=-3.513这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8。3.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C25混凝土，板厚80mm，=80-15-5=60mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9N/；HRB400钢筋，=360N/。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算截 面1B2C4.571-4.5713.074-3.5130.1070.1070.0720.0820.1130.1130.0750.086轴 线12、67计算配筋（）224.1224.1148.8170.6实际配筋（）8200=2518200=2518200=2518200=251轴 线26计算配筋（）224.10.8=179.3224.10.8=179.3148.80.8=119.0170.60.8=136.5实际配筋（）8200=2518200=2518200=2518200=251对轴线26间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8。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；，同时大于0.2%，满足最小配筋率。3.5施工图绘制（1）分布钢筋选用6200。（2）嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。，取300mm。（3）垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。取500mm。（4）板角构造钢筋:选用8200,双向配置板四角的上部。取500mm。2.2 次梁的设计本节内容是根据已知的荷载条件对次梁进行配筋设计，按塑性理论进行计算。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和在不考虑梁从属面积的荷载折减。2.2.1荷载设计值永久荷载标准值由板传来的恒载： 2.92.0 = 5.8 kN/m次梁自重： 250.2（0.5-0.08）= 2.1 kN/m平顶粉刷： 0.25（0.5-0.08）2 = 0.21 kN/m小计 永久荷载设计值： 可变荷载标准值 可变荷载设计值 荷载总计算值 g+q = 33.132 kN/m 2.2.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm，计算跨度：边跨 =+a/2=5660+120=5780mm 1.025=1.0255660=5802mm，故取=5780 mm中跨 =5800mm跨度差 （5800-5780）/5800=0.35%10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示：次梁跨度g+q = 33.132 kN/m次梁的计算简图2.2.3内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。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1/11-1/111/16-1/14l01=5.78l01=5.78l02=5.8l02=5.8(kN.m)33.1325.782/11-33.1325.782/1133.1325.82/16-33.1325.82/14=100.63=-100.63=69.66=-79.61次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 离端第二支座离端第二支座C中间支座 0.450.60.550.55ln1=5.78ln1=5.78ln2=5.8ln2=5.8(kN)0.4533.1325.780.633.1325.780.5533.1325.80.5533.1325.8=86.18=114.9=105.69=105.692.2.4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，翼缘宽度去=/3=5800/3=1933mm；又=b+=200+1800=2000。故取=1933mm。近似取=1950mm。环境类别为一级，C25混凝土，梁的最小保护厚度c=20mm，一排纵向钢筋=500-40=460mm。 C25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HRB400钢，=360N/。又因为： 跨内截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程列于下表。截 面1B2C弯矩设计值（kNm）100.63-100.6369.66-79.61=0.0205=0.1998=0.0142=0.15810.02070.22520.350.01430.17310.35或 613.8684.9424.0503.5选配钢筋（）318=763318=763218=509218+112=622.1次梁正截面受弯承载力计算计算结果表明，支座截面的均小于0.35；，同时大于0.2%，满足最小配筋率。2.2.5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、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=460-80=380mm，因/b=380/200=1.94，截面按下式验算：截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋：需要按计算配筋, 采用8双肢箍筋，计算支座B左侧截面。其中，所以调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。最后取箍筋间距s=200mm。为了方便施工，沿梁长度不变。此时验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：,实际配筋率 满足要求。2.2.6施工图的绘制次梁配筋图如1-8所示，其中次梁锚固长度确定：深入墙支座时，梁顶面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：，取750mm。由于超过截面高度在锚固末端加焊接钢板，故取440mm。伸入墙支座时，梁底纵向筋伸入纵筋的锚固长度：，取230mm。梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足：，取230mm。纵筋的截面断点距支座的距离：，取1550mm。2.3 主梁的设计本节内容是根据已知的荷载条件对主梁进行配筋设计，按弹性理论进行设计。主梁按弹性方法设计2.3.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。永久荷载标准值次梁传来的永久荷载值 8.116.1 = 49.47kN主梁自重 （0.65-0.08）2.00.325 = 8.55kN平顶粉刷 （0.65-0.08）20.25 = 0.285kN小计 永久荷载设计值G 取G=70kN可变荷载标准值 可变荷载设计值Q 取Q=145kN荷载总的设计值 G+Q = 215kN2.3.2计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在500mm500mm的混凝土柱上，其计算跨度:边跨 =6000-250-120-250 =5380mm 又1.025+b/2=5765mm +b/2+a/2=5815mm，取=5765mm中跨 =6000mm跨度差 =(6000-5765)/6000 =3.91% 10%，故可利用附表6-2计算内力：主梁计算跨度主梁计算跨度简图2.3.3弯矩设计值弯矩式中系数与由附表6-2相应栏内查得2.3.4剪力设计值剪力式中系数与由附表6-2相应栏内查得2.3.5弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为第1跨内：以支座弯矩，的连线为基线。作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：第2跨内：内以支座弯矩，的连线作为基线，作，的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载 第1跨内：在第1跨内以支座弯矩，的连线为基线。作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：第2跨内：以支座弯矩，的连线为基线，作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：剪力包络图：第1跨；过第1个集中荷载后为176.88-70-145=-38.12kN；过第2个集中荷载后为-38.12-70-145=-253.12kN；过第1个集中荷载后为-287.78+70+145 = -63.78kN；过第2个集中荷载后为-63.78+70+145=151.22kN第2跨过第1个集中荷载后为247.2-70 = 177.2kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.070+1.0145=215kN；过第1个集中荷载后为215-70-145=0。弯矩包络图剪力包络图2.3.6正面受弯承载力主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度,因。翼缘计算宽度按=6/3=2mm和b+=6m中较小值确定取，主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按梁高： （边跨），（中间跨）翼缘厚： 判定T形截面类型： 故各跨中截面属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值。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。截 面1B2弯矩设计值（kNm）353.86-350.46202.14-87.85=0.0400=0.2918=0.0228=0.05990.04080.35470.02310.0618或 1645.372040.12931.57373.84选配钢筋（）222+320（弯起）=1702322+320（弯起）=2082220+120（弯起）=942222=760计算结果表明，均小于0.550，满足要求；取中间跨跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率，同时大于0.2%，满足最小配筋率。主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。2.3.7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、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674，截面按下式验算：截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋：需要按计算配筋, 采用10双肢箍筋，计算支座B左侧截面。其中，所以调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。最后取箍筋间距s=200mm。为了方便施工，沿梁长度不变。此时验算配筋率下限值： 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214，308/（300580）=0.18%0.1%，满足要求2.3.8主梁施工图按比例绘出主梁的弯矩包络图按同样比例绘出主梁的抗弯矩承载力图（材料图），并满足一下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距；钢筋的弯起点距充分利用点的距离大于等于。当时，且实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。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小于等于1.3或20d.钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。主梁纵筋伸入强中的锚固长度的确定：,取820mm。梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm,取270mm。主梁的材料图和实际配筋图如图所示。3 配筋图3.1 板的配筋图3.2 次梁的配筋图3.3 主梁的配筋图