钢筋混凝土楼盖.docx
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钢筋混凝土楼盖
钢筋混凝土楼盖
课程设计指导书
@成松
##大学工程技术学院城市建设系
2008年8月
目录
第1节设计任务书
一、设计任务
二、设计内容
三、设计条件
四、进度安排
五、指导教师
第2节设计指导书
一肋梁楼盖的计算简图
二按弹性方法计算内力
三按塑性内力重分布的方法计算内力
四截面设计及构造要求
第3节设计例题
第4节答辩参考题
参考文献
编后
第1节设计任务书
一、设计任务
某多层工业厂房,采用钢筋混凝土内框架承重,外墙为370mm砖砌承重。
设计时,只考虑竖向荷载作用,采用单向板肋梁楼盖,要求完成钢筋混凝土整体现浇楼盖的结构设计。
二、设计内容
1、结构布置
确定柱网尺寸,柱截面尺寸见表1,主次梁布置及截面尺寸,并进行编号,绘制楼盖结构布置图。
2、板设计
按塑性分析法计算内力,并绘制板配筋图。
3、次梁设计
按考虑塑性内力重分布的方法计算内力和正截面极限承载力,并绘制配筋图。
4、主梁设计
按弹性方法计算主梁内力,绘制主梁的弯距、剪力包络图,根据包络图计算正截面、斜截面的承载力,并绘制主梁的抵抗弯拒图及配筋图。
三、设计条件
1、建筑尺寸见图1和表2。
2、学生由教师指定题号。
3、楼面做法:
20mm厚水泥砂浆地面,钢筋混凝土现浇板,15mm厚石灰砂浆抹底。
4、荷载:
永久荷载,包括梁、柱、板及构造层自重,钢筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,分项系数
=1.2。
可变荷载,楼面均布荷载标准值见表1。
分项系数
=1.3或1.4。
图1建筑尺寸
表1柱截面尺寸及混凝土强度等级
班级
柱截面尺寸(mm)
混凝土强度等级
土木01
300×300(350×350)
C20(C25)
土木02
350×350(400×400)
C20(C20)
土木03
400×400(300×300)
C25(C30)
表2题号及可变荷载
L1×L2
(m)
可变荷载(kN/m2)
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
22.5×30.0
1
8
15
22
29
36
21.6×28.5
2
9
16
23
30
37
21.4×27.5
3
10
17
24
31
38
19.8×27.3
4
11
18
25
32
39
19.6×25.0
5
12
19
26
33
40
18.0×24.8
6
13
20
27
34
41
17.1×24.0
7
14
21
28
35
42
5、材料
梁、板混凝土强度等级见表1。
主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋,其他均用HPB235级钢筋。
四、进度安排
结构计算5天
绘制结构施工图3天
计算书、图纸整理1天
答辩1天
————————————————————
合计教学周二周10天
五、指导教师
第三节设计例题
已知:
车间仓库的楼面梁格布置如图17所示,轴线尺寸为30m×19.8m,楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面,梁板的天花抹灰为15mm厚混合砂浆,楼面活荷载选用7.0kN/m2,混凝土采用C20,梁中受力钢筋采用HRB335,其他钢筋一律采用HPB235,板厚80mm,次梁截面为b×h=200mm×450mm,主梁截面为b×h=300mm×700mm,柱截面为b×h=400mm×400mm。
楼板周边支承在砖墙上,试设计此楼盖。
图17仓库的楼面梁格布置图
(一)板的计算(按考虑塑性内力重分布的方法计算)
1、荷载计算
20mm厚水泥砂浆面层20×0.02=0.400kN/m2
80mm厚现浇钢筋混凝土板25×0.08=2.000kN/m2
15mm厚石灰砂浆抹底17×0.015=0.225kN/m2
恒载标准值:
g=1.2×(0.4+2.0+0.225)=3.186kN/m2
活载标准值:
q=8.45kN/m2
总计:
g+q=11.64kN/m2
2、计算简图(见图18)
图18板的计算简图
取1m宽板带作为计算单元,各跨的计算跨度为:
中间跨:
=
=2400-200=2200mm
边跨:
=2300-120-200/2=2120mm
平均跨度:
=(2200+2220)/2=2210mm
2、内力计算:
因跨度差:
(2120-2200)/2400=0.783%<10%
故可按等跨连续板计算内力
各截面的弯距计算见表6
板弯距计算表6
截面
边跨中
第一内支座
中间跨度
中间支座
弯距系数
+1/11
-1/11
+1/16
-1/16
(kN·m)
1/11×11.64
×2.122
=4.76
-1/11×11.64
×2.162
=-4.94
1/16×11.64
×2.22
=3.52
-1/16×11.65
×2.22
=-4.02
3、截面强度计算
=210N/mm2,
=9.6N/mm2,
=1.0,
=80-20=60mm
正截面强度计算见表7
正截面强度计算表7
截面
边跨中
B支座
中间跨中
中间支座
在平面图上的位置
①~②
⑤~⑥
②~⑤
①~②
⑤~⑥
②~⑤
M(kN·m)
4.76
-4.94
3.52
0.8×3.52
-4.02
-0.8×4.02
0.118
0.109
0.086
0.068
0.090
0.073
(mm2)
401
371
290
232
306
245
选用钢筋
φ8@120
φ8@140
φ8@170
φ6@200
φ6/8@160
φ6@200
实际配筋面积
419
359
296
251
314
251
根据计算结果及板的构造要求,画出配筋图如图20所示
图20板配筋图
(二)次梁的计算(按考虑塑性内力重分布的方法计算)
1、荷载计算
板传来的恒载:
3.186×2.4=7.65kN/m
次梁自重:
1.2×25×0.2×(0.44-0.08)=2.16kN/m
次梁粉刷抹灰:
1.2×17×0.015×(0.44-0.08)×2=0.22kN/m
恒载标准值:
g=7.65+2.22+0.226=9.98kN/m
活载标准值:
q=1.3×2.4×6.5=20.28kN/m
合计:
g+q=30.12Kn/m
2、计算简图
各跨的计算跨度为:
中间跨:
=
n=5.5-0.12-0.25/2=5.255m
边跨:
=5.255+0.25/2=5.38m
1.025
=5.39m,取小值5.38m
跨度差:
(5.38-5.25)/5.25=7.01%<10%
次梁的计算简图见图21。
图21次梁的计算简图
3、内力计算:
次梁的弯距计算表8
截面
边跨中
第一内支座
中间跨度
中间支座
弯矩系数
+1/11
-1/11
+1/16
-1/16
(kN·m)
1/11×30.2×
5.2552
=76.5
-1/11×30.2×
5.252
=-76.1
1/16×30.2×
5.252
=52,0
-1/16×30.2×
5.252
=-59.5
次梁的剪力计算表9
截面
A支座
B支座左
B支座右
c支座
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
(kN)
0.45×30.2×5.255
=64.2
0.6×30.2×5.25=85.6
0.55×30.2×5.25=78.4
0.55×30.2×5.25=78.4
4、正截面强度计算
(1)次梁跨中截面按T形截面计算
边跨:
=1.75m
=0.2+1.86=2.06m
取
=1.75m
支座截面按矩形截面计算
(2)判断截面类型
h0=h-35=440-40=400mm,fy=300N/mm2
=1.0×11.9×1750×80×(400-80/2)
=599.6kN·m>76.5kN·m(52.0kN·m)
属于第一类T形截面
次梁正截面强度计算见表10
次梁正截面强度计算表10
截面
边跨中
B支座
中间跨中
中间支座
M(kN·m)
75.5
-76.1
52,0
-59.5
或
(mm)
1750
200
1750
200
0.0232
0.225
0.0157
0.171
(mm2)
644
714
436
543
选用钢筋
2φ20(直)
3φ20
3φ18(直)
1φ14(直)
2φ16(弯)
实际配筋面积(mm2)
628
703
461
555.9
5.计算结果及次梁的构造要求,绘次梁配筋图,见图22。
图22次梁配筋图
三主梁的计算(按弹性理论计算)
1、荷载计算:
次梁传来的恒载:
9.98×7.2=65.36kN/m2
主梁自重:
25×0.25×(0.60-0.08)×2.4=6.2kN
梁侧抹灰:
17×0.015×(0.60-0.08)×2×2.4=0.308kN
恒载标准值:
=65.36+6.2+0.308=71.03kN
活载标准值:
=20.28×5.5=110.6kN
恒载设计值:
1.2
=1.2×71.03=79.29kN
活载设计值:
1.3
=1.3×110.6=146.02Kn
合计:
G+Q=198.8kN
2、计算简图
各跨的计算跨度为:
中间跨:
=
=7.2-0.4+0.4=7.2m
边跨:
=7.1-0.12-0.2+0.37/2+0.4/2=7.16m
≤1.025
+b/2
=1.025×(7.2-0.12-0.2)+0.4/2=7.252mm
取小值7.16m
跨度差:
(7.16-7.2)/.72=0.72%<10%
主梁的计算简图见图23。
图23主梁的计算简图
3、内力计算:
(1)弯距计算
主梁弯矩计算见表12。
(2)剪力计算
剪力计算见表13。
主梁弯矩及剪力包络图见图24
主梁弯矩计算表12
项次
荷载简图
①
恒载
0.244
138.3
0.15
83.3
-0.267
151.4
0.067
37.7
0.067
37.7
-0.267
-151.4
②
活载
0.289
303.8
0.245
250.4
-0.133
-140.0
-0.133
-140.0
-0.133
-140.0
-0.133
-140.0
③
活载
-0.044
-46.3
-0.089
-91.0
-0.133
-140.0
0.200
207.3
0.200
207.3
-0.133
-140.0
④
活载
0.229
240.8
0.125
128.0
-0.311
-175.1
0.089
94.0
0.170
176.2
-0.089
-94.0
⑤
活载
-0.03
-30.7
-0.059
-60.3
-0.089
-93.6
0.170
176.2
0.096
99.5
-0.311
-175.1
内
力
组
合
①+②
442.16
333.7
-291.4
-102.3
-102.3
-291.4
①+③
92.0
-7.7
-291.4
245.0
245.0
-291.4
①+④
379.1
211.3
-326.5
131.7
213.9
-245.1
①+⑤
107.6
-23.0
-245.0
181.9
137.2
-326.5
最
不
利
内
力
组合项次
①+③
①+③
①+④
①+②
①+②
①+⑤
组合值(kN·m)
92.0
-7.7
-326.5
-102.3
-102.3
-326.5
组合项次
①+②
①+②
①+⑤
①+③
①+③
①+④
组合值(kN·m)
442.16
333.7
-245.0
245.0
245.0
-245.1
图24主梁弯矩及剪力包络图
4、正截面强度计算
(1)确定翼缘宽度
主梁跨中按T形截面计算
边跨:
=7.2/3=2.4m
=0.3+5.7=6.0m
取
=2.4m
中间跨:
=6.6/3=2.2m
=0.3+5.7=6.0m
取
=2.2m
支座截面仍按矩形截面计算
(2)判断截面类型
取
=640mm(跨中),
=610mm(支座)
=1.0×9.6×2212.3×80×(640-80/2)
=1019.42kN·m>357.6kN·m(193.2kN·m)
属于第一类T形截面
主梁剪力计算表13
项次
荷载简图
①
恒载
0.733
58.1
-1.267
-100.5
1.000
146.0
②
活载
0.866
126.5
-1.134
-165.73
0
0
③
活载
-0.133
-19.4
-0.133
-19.4
1.000
146.0
④
活载
0.689
100.6
-1.311
-191.3
1.222
178.4
⑤
活载
-0.089
-13.0
-0.089
-13.0
0.778
113.6
(kN)
组合项次
①+③
①+④
①+⑤
组合值
38.7
-291.8
259.6
(kN)
组合项次
①+②
①+⑤
①+④
组合值
184.6
-113.5
324.4
(3)截面强度计算
主梁正截面强度计算见表14
5、斜截面强度计算:
主梁斜截面强度计算见表15
表中
=G+P=78.58+120.1=198.68KN
主梁正截面强度计算表14
截面
边跨中
B支座
中间跨中
M(kN·m)
442.2
-324.5
236.7
-160.8
b
2400
250
2400
250
0.0507
0.451
0.0268
0.19
2702
2505
1429
1058
选用钢筋
4φ20+4φ22
4φ18+4φ22
4φ22
4φ18
实际配筋面积(mm2)
2776
2537
1520
1017
主梁斜截面强度计算表15
截面
A支座
B支座左
B支座右
(kN)
184.6
278.9
324,5
(kN)
0.25×1.0×11.9×250×600=548.9kN>V
截面满足要求
(kN)
0.7×1.27×300×600=164kN 按计算配箍 箍筋直径和肢数 φ8@200双肢 164×1000+1.25×210×2×28.3×615÷200=209.7kN (mm2) <0 (257-209.7)×1000÷0.8÷300÷0.707=278.8 (224.5-209.7)×1000÷0.8÷300÷0.707=87.2 弯起钢筋 1φ25 1φ18 1φ12 实配弯起钢筋面积(mm) 490.9 254.5 113.1 6、主梁吊筋计算 由次梁传给主梁的集中荷载为: =1.35×83.2+1.0×1.3×115.6=262.6kN =619mm2 选用2φ20(628mm2)
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