1、 建筑结构设计(课程设计) 题 目 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 系 别 专 业 学生姓名
2、 学 号 年级 2011 指导教师 教务部制表 二Ο一四 年 六 月 六 日 目录 一、 设计资料 3 1.1 楼面做法 3 1.2 楼面活荷载: 4 1.3 材料: 4 二、 楼面梁格布置及截面尺寸 4 2.1 楼面梁
3、格布置 4 2.2 截面尺寸 5 三、 板的设计 5 3.1 荷载设计 5 3.2 总荷载设计值 6 3.3 计算简图 6 3.4 弯矩设计值 7 3.5 配筋计算 7 四、 次梁设计 9 4.1 荷载设计 9 4.2 总荷载设计值 9 4.3 计算简图 9 4.4 内力计算 10 4.5 正截面承载能力计算 11 4.6 斜截面强度计算 12 五、 主梁设计 13 5.1 荷载计算 13 5.2 总荷载设计值 14 5.3 计算简图 14 5.4 内力计算 15 5.5 主梁正截面承载能力计算 18 5.6 主梁斜截面承载能力计算 19 5.7 主
4、梁吊筋计算 20 5.8 抵抗弯矩图 21 20 单向肋板梁楼盖设计 某多层仓库,楼盖平面图如图(一)所示,楼层高4.5m。采用钢筋混泥土整浇楼盖,试设计。 图(一) 一、 设计资料 1.1 楼面做法 楼面做法如图(二) 图(二) 1.2 楼面活荷载: 楼面均布荷载标准值:,其值大于,故活载分项系数按来计算。 1.3 材料: 混凝土强度等级为,梁中纵向受力钢筋采用级(fy=fy’),其他钢筋采用级(fy=fy’)。. 二、 楼面梁格布置及截面尺寸 2.1 楼面梁格布置 楼面梁格布置如图(三)所示,主
5、梁、次梁的跨度分别为和,板的跨度为,主梁沿横向布置,每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力,梁的弯矩图较平缓,对梁工作有利。 图(三) 2.2 截面尺寸 因结构的自重和计算跨度都和板得厚度,梁的截面尺寸有关,故应先确认板、梁的截面尺寸。 板:按刚度要求,连续板的厚度取60mm,对一般工业厂房的楼盖h>l/40=2000/40=50mm,故取80mm。 次梁:截面高h=(~)l=(~)X5400=300~450mm,取h=400mm,截面宽b=200mm。 主梁:截面高h=(~)l=(~)X6000=430~750mm,取h=600mm,截面宽b=300mm。 三、 板的设计 3
6、1 荷载设计 因为取1m宽板带,按考虑塑性内力重分布法计算。荷载计算见表一。 表一荷载计算 荷载种类 荷载标准值(KN/m) 永久荷载g 水磨石地面 80 mm厚钢筋混泥土 12 mm石灰砂浆抹灰 1×0.65=0.65 1×25×0.08=2.00 1×17×0.012=0.204 小计 2.854(取2.9) 活荷载q 均布活荷载 1×6=6 3.2 总荷载设计值 3.2.1 可变荷载效应控制组合 g+q=1.2×2.9+1.3×6=11.28 3.2.2 永久荷载效应控制组合 g+q=1.35×2.9+0.7×
7、1.3×6=9.375 可见,对板而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行板内力计算时取g+q=11.28。 3.3 计算简图 计算跨度因次梁截面为200mm×400mm,故 边跨 l01=ln+h/2=(2 000-250-200/2)+80/2=1690mm 中跨 l02=ln=2 000-200=1 800mm 故边跨取1690mm,中跨取1800 mm。因l01与l02相差极小,故可按等跨连续板计算内力,板得计算简图如图(四)a、b。 a图 b图单位:mm 图(四) 3.4 弯矩设计值 = = =
8、 3.5 配筋计算 板厚h=80mm,h0=80-20=60mm;C25混泥土的强度=N/mm;HPB235级钢筋=210N/mm。. 轴线~间的板带,其四周均与梁整体浇筑,故这些板得中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%(见表二中括号内数值),但边跨及第一跨内支座的弯矩(M1、MB)不予折减。 表二板的配筋计算 计算截面 1 B 2 C 设计弯矩M /N·m 2929 -2929 2284.2(1827.36) -2610.5 (2088.4) 0.068 0.068 0.053 (0.0424) 0.061 (0.0488) 0.070 0
9、070 0.054 (0.0432) 0.063 (0.0504) 222 222 184 (147) 214 (171) 选配钢筋 (mm2) 轴线~ 8/10@190 8/10@190 8@190 8@190 轴线~~ 8/10@190 8/10@190 8@190 8@190 3.5.1 选配钢筋 对轴线~之间的板带,第一跨和中间跨板底钢筋为8/10@190。此间距小于200mm,且大于70mm,满足构造要求。 由于采用分离式配筋,支座B的配筋为8/10@190。在支座C的配筋为8@190。
10、 3.5.2 受力钢筋的截断 由于均布活荷载q和均布恒荷载g的比值,故,取510 mm;,取300 mm。上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。主梁上部得附加短钢筋,伸入板得长度为故取1500mm,上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。 3.5.3 构造配筋 分布钢筋用A8@200,附加钢筋用A8@200。 板的配筋详见配筋图 四、 次梁设计 4.1 荷载设计 因为次梁的荷载为次梁自重及左右两侧板传来的荷载,而板得跨度为2m,故在次梁左右各取1m的板带作为负荷范围,并以此来计算。计算结果见表三 表三荷载计算 荷载种类 荷载标准值(KN/m) 永久荷载
11、 g 板传来的恒荷载 次梁自重 次梁粉刷 小计 活荷载 q 均布活荷载 4.2 总荷载设计值 沿次梁跨度总的设计荷载g+q=19.877,取19.88 4.2.1 可变荷载效应控制组合 4.2.2 永久荷载效应控制组合 可见,对次梁而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行次梁内力计算时取,取25.06 4.3 计算简图 次梁在砌体上支撑宽度为240mm,故 边跨 中跨 取两者较小者,故 跨度差 故可按等跨计算内力,计算简图如图(五)a、b所示 a图
12、 b 图单位:mm 图(五) 4.4 内力计算 4.4.1 设计弯 此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算。 4.4.2 设计剪力 4.5 正截面承载能力计算 次梁的跨中截面按T形截面进行承载能力计算,其翼缘的计算宽度可按下列式子中较小值采用。 按跨度 按梁净跨 因。 故此值大于跨中弯矩设计值,故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座按矩形截面计算。正截面配筋见表四 表四次梁正截面配筋计算表 计算截面 1 B 2 C 设计弯矩
13、M (KN·m) 59.84 -59.84 40.74 -46.56 支座 0.189 0.147 跨内 0.022 0.015 0.022 0.211<0.35 0.015 0.160<0.35 支座(mm2) 873 661 跨内(mm2) 812 531 选配钢筋 (829.1) (942) (555.9) (763) 4.6 斜截面强度计算 a. 复核梁截面尺寸 故截面尺寸满足要求。 b.验算是否需按计算配置腹筋 A支座: 应按构造
14、配置横向钢筋 取双肢箍筋,则 满足要求 B支座左侧: 应按计算配置横向钢筋 选用双肢6@150箍筋 满足要求。 B支座右侧: 应按计算配置横向钢筋 C支座: 应按计算配置横向钢筋 计算过程同B支座左侧,最后均取双肢箍筋A6@150。 五、 主梁设计 5.1 荷载计算 为简化计算,主梁自重按集中荷载考虑。见表六 表六荷载计算 荷载种类 荷载标准值(KN/m) 永久荷载 g 次梁传来的恒荷载 主梁自重
15、 主梁粉刷 小计 取52.4 活荷载 q 均布活荷载 5.2 总荷载设计值 5.2.1 可变荷载效应控制组合 5.2.2 永久荷载效应控制组合 可见,对主梁而言,由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大,所以进行主梁内力计算时恒荷载组合值取。活荷载组合值取。 5.3 计算简图 假定柱的截面为,楼层高度为。由于主梁的线刚度较柱的刚度大很多,故中间支座绞支座考虑。计算跨度: 中间跨 边跨 又 故计算跨度取,所以边跨、中跨一律采用。计算简图如图(六)a、b所示。 a图 b 图单位:mm 图(六) 5.4 内力计算 5
16、4.1 弯矩计算 因为是按等跨考虑,弯矩计算见表七。故 表七主梁弯矩计算 序号 荷载图 ① 0.244 -0.267 0.067 -0.267 92.06 -100.73 25.28 -100.73 ② 0.289 -0.133 -0.133 -0.133 162.30 -74.69 -74.69 -74.69 ③ -0.044 -0.133 0.200 -0.133 -24.71 -74.69 112.32 -74.69 ④ 0.229 -0.311 0.170 -0.089 128.
17、61 -174.66 95.47 -49.98 ⑤ -0.03 -0.089 0.170 -0.311 -16.85 -49.98 95.47 -174.66 荷载组合 ①+② 254.36 -175.42 -49.41 -175.42 ①+③ 67.35 -175.42 138.60 -175.42 ①+④ 220.67 -275.39 120.75 -149.98 ①+⑤ 75.21 -150.71 120.75 -275.39 有各种荷载布置情况下的内力计算,得出相应的内力图,叠加这些内力图,得出如图(七)所示弯
18、矩、剪力的叠合图,该图较好地反映了主梁的内力情况。以主梁各控制截面的最不利内力进行配筋计算。 图(七)弯矩包络图单位:KN·m 5.4.2 剪力计算 主梁受集中力恒荷载、活荷载作用下。其剪力计算见表八。 表八主梁剪力计算 项次 荷载布置 恒载 0.733 -1.267 1 1 1.267 46.09 -79.67 62.88 62.88 79.67 活载 0.866 -1.134 0 0 1.134 81.06 -106.14 0 0 106.14 活载 -0.133 -0.133
19、1 1 1.333 -12.45 -12.45 93.6 93.6 12.45 活载 0.689 -1.311 1.222 -0.788 0.089 64.49 -122.71 114.38 -72.82 8.33 活载 -0.089 -0.089 0.778 -1.222 1.311 -8.33 -8.33 72.82 -114.38 122.71 荷载组合 ①+② 127.15 -185.81 62.88 62.88 185.81 ①+③ 33.64 -92.12 156.48 156.48 9
20、2.12 ①+④ 110.58 -202.38 177.26 -9.94 88.00 ①+⑤ 37.76 -85.00 135.70 -51.5 202.38 将各控制截面的组合剪力值绘于同一坐标图上,即得剪力叠加图,其外包线即是剪力包络图,如图(八)所示。图中括号内的数值表示按永久荷载效应控制的组合的相应计算值。可见,对主梁而言,按可变荷载效应控制的组合所得的内力设计值将控制截面配筋。 图(八)剪力包络图单位:KN 5.5 主梁正截面承载能力计算 主梁的正截面承载力计算见表九 跨内翼缘计算宽度 按跨度 按梁的净距 因为,故不受此项限制,故翼
21、缘计算宽度取。 为第一类型梁 表九主梁正截面计算 计算截面 1 B 2 设计弯矩/KN·m 201.56 -218.30 107.46 201.56 -199.64 107.46 或 (二排,T形截面) (二排,矩形截面) (一排,T形截面) 0.029 0.215 0.014 或 1242.36 1151.325 627.53 选配钢筋 5.6 主梁斜截面承
22、载能力计算 a. 复核梁截面尺寸 因,属一般梁,取 故截面尺寸满足要求 b.验算是否选计算配置横向钢筋 A支座: 应按构造配置横向钢筋 B支座左: 应按计算配置横向钢筋 B支座右: 无需配置横向钢筋 c.横向钢筋计算 采用双肢箍筋,间距小于,配筋率 验算支座A: 验算支座B:
23、
5.7 主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载。中未计入主梁自重及梁侧粉刷重。设附加双肢箍筋,只设箍筋时,则附加箍筋个数
个
此箍筋的有效分布范围,取8个,次梁两侧各4个。
5.8 抵抗弯矩图
前面根据主梁各跨内和支座最大计算弯矩确定出所需钢筋数量,而其他各截面需要的钢筋量将比控制截面少,这样就需要根据梁弯矩包络图,将控制截面的纵筋延伸至适当位置后,把其中的部分钢筋弯起和截断。主梁纵筋的弯起和截断位置可以通过绘制抵抗弯矩图的方法来解决。抵抗弯矩图的实质是用图解的方法确定梁各正截面所需钢筋量。其抵抗弯矩图以及主梁配筋详见配筋图。
因,属一般梁.
A支座:
B支座:
主梁斜截面承载能力计算见表 十
表 十 主梁斜截面计算
计算截面
V/KN
114.53
183.46
159.42
/KN
481.950>V
481.950>V
481.950>V
/KN
150.686>V
144.01






