钢筋砼单向板肋梁楼盖设计.docx
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钢筋砼单向板肋梁楼盖设计.docx
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钢筋砼单向板肋梁楼盖设计
钢筋砼单向板肋梁楼盖设计
计算书
学院名称:
工学院
专业:
理论与应用力学
班级:
09级
姓名:
王宗谭、廖建业
学号:
09335004、09335047
指导教师:
李伟华
时间:
2011/8/2
第一部分:
任务书
一、设计题目:
某金工车间及某办公楼钢筋混凝土楼盖设计
二、课程设计目的
1、掌握楼面结构平面布置的原则;
2、掌握钢筋混凝土连续梁板结构设计方法;
(1)了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定;
(2)通过板及次梁的计算,熟练掌握塑性内力重分布的计算方法;
(3)通过主梁的计算,熟练掌握按弹性理论分析内力的方法,并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法;
(4)了解并熟悉现浇梁板结构的相关构造要求。
3、进行结构施工图绘制的训练。
三、设计参数
(1)
1、某机械工厂金工车间多层厂房层高4.8m,楼盖结构平面布置简图如图1所示。
板、次梁和主梁伸入墙的深度分别为120mm、240mm和370mm。
楼梯设置在旁边的附属房屋内。
楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
图1楼盖平面布置图
2、楼面构造:
120厚钢筋混凝土现浇板(钢筋混凝土的容重为25kN/m3);20mm厚水泥砂浆面层(水泥砂浆的容重为20kN/m3);20mm厚石灰砂浆抹底(石灰砂浆的容重为17kN/m3)。
3、楼面可变荷载标准值为qkN/m2,其分项系数为1.3。
4、主梁沿房屋的横向布置,跨度为
,次梁沿纵向布置,跨度为
。
5、板、梁的混凝土强度等级见附录设计参数分组表;主、次梁纵筋采用HRB335级或HRB400级钢筋;主、次梁的箍筋和架立钢筋,板的受力钢筋和构造钢筋均采用HPB235级钢筋。
四、设计要求及工作量
1、设计要求
(1)确定柱网尺寸,布置主次梁,选择构件截面尺寸,绘制楼盖结构平面布置图。
(柱:
500mmX500mm(设计1),400mmX400mm(设计2))
(2)按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力,进行板的正截面承载力计算,绘制板的配筋图;按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁的内力,计算次梁的正截面、斜截面承载力,绘制次梁的配筋图。
(3)按弹性方法计算主梁的内力,绘制主梁的弯矩、剪力包络图,根据包络图计算主梁正截面、斜截面承载力,并绘制主梁的配筋图。
(4)绘制楼盖结构平面布置图,板配筋布置图及主梁、次梁配筋详图,主梁的内力包络图,并作钢筋明细表,最后完成楼盖施工图两张。
2、工作量
(1)图纸要求
1)楼盖结构平面布置及板的配筋图、次梁配筋详图;(2号图纸一张)
2)主梁材料抵抗弯矩图及配筋详图。
(2号图纸一张)
3)在图中标注有关设计说明,如混凝土强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度及其他相关注意事项等。
4)图纸要求图面布局合理、线型分明、干净整洁、表达规范完整,所有尺寸标注必须采用仿宋体。
另外,绘图比例自定,但须合乎规范要求。
(2)计算书要求
1)要求计算准确,步骤完整,内容清晰,层析分明;
2)计算书要求字迹端正,清晰;计算书中的图表要求进行编号;
3)计算书中的计算简图要求线条清楚,尺寸详细,字体端正。
五、附录:
设计参数
计算选用第10组数据:
混凝土强度等级:
C30
楼面活荷载:
7.5(kN/m2)
主梁跨度L1:
7.8m
次梁跨度L2:
6.0m
第二部分:
计算书正文
单向板肋形楼盖设计计算书
内容
计算
结果
一、设
计资料
某机械工厂金工车间多层厂房现浇钢筋混凝土楼盖,建筑轴线及柱网平面见图
(1)。
层高4.8m,板、次梁、主梁深入墙的深度分别为120mm、240mm、370mm。
楼面可变荷载标准值7.5kN/m2,其分项系数为1.3。
楼面构造为:
120m厚现浇钢筋混凝土板(25kN/m3);20mm厚水泥砂浆面层(20kN/m3);下面有20mm厚石灰砂浆抹底(17kN/m3)。
梁、板混凝土均采用C30级,主、次梁纵筋均采用HRB335级或HRB400级钢筋。
主、次梁的箍筋和架立钢筋、板的受力钢筋和构造钢筋均采用HPB235级钢筋。
二、机构布置
楼盖采用单向板肋形楼盖方案,梁板结构布置及构件尺寸如图
(1)
图
(1)金工车间单向板肋形楼盖梁板结构布置及构件尺寸图
内容
计算
结果
三、板的计算厚度120mm
1、荷载
2、内力
3、配筋
板按塑性内力重分布方法计算,取每米宽板带为计算单元,有关尺寸及计算简图如图
(2)
可变荷载效应其控制作用
P=14.24kN/m
图
(2)板按内力重分布方法计算的有关尺寸及计算简图
20mm水泥砂浆20kN/m3×0.02m=0.4kN/m2
120mm钢筋混凝土板25kN/m3×0.12m=3.0kN/m2
20mm石灰砂浆17kN/m3×0.02m=0.34kN/m2
恒载标准值gk=3.74kN/m2
活载标准值qk=7.50kN/m2
荷载设计值p=1.2×3.74+1.3×7.50=14.24kN/m2
每米板宽p=14.24kN/m
计算跨度
板厚h=120mm,次梁b×h=200mm×450mm
边跨l01=2600-120-100+120/2=2440mm
中间跨l02=2600-200=2400mm
跨度差(2440-2400)/2400=0.016<10%,故板可按等跨连续板计算。
板的弯矩计算
截面位置
弯矩系数α
M=αpl02(kN*m)
边跨跨中
1/11
1/11×14.24×2.442=7.58
B支座
-1/14
-1/14×14.24×2.442=-5.96
中间跨跨中
1/16
1/16×14.24×2.42=5.13
中间C支座
-1/16
-1/16×14.24×2.42=-5.13
b=1000mm,h=120mm,h0=120-20=100mm,
fc=14.3N/mm2,
ft=1.43N/mm2,
fy=210N/mm2
内容
计算
结果
3、配筋
截面位置
M(kN*m)
αs=
M/fcbh02
ξ=1-√1-2αs
As=ξfcbh0/fy
(mm2)
实配钢筋
(mm2)
边跨跨中
7.58
0.053
0.054
371
Ф12-160707
B支座
-5.96
0.042
0.043
293
Ф10/12-160599
中间
跨
跨中
-
轴线间
-
5.13
0.036
0.037
251
Ф10-160
491
-
轴线间
5.13×0.8
0.029
0.029
197
Ф8/10-
160403
中间
C
支座
-
轴线间
-
-5.13
0.036
0.037
251
Ф10-160
491
-
轴线间
-5.13×0.8
0.029
0.029
197
Ф8/10-
160403
其中ξ均小于0.35,符合苏醒内力重分布的条件
ρ=403/1000/120=0.336%>ρmin=0.2%及0.45*ft/fy=0.45*1.43/210=0.306%
板的模板图、配筋及钢筋表如图(3)-a、图(3)-b、图(4)。
图(3)-a板的模板图、配筋图局部
图(3)-b板的模板图、配筋图全图
图(4)板的钢筋表
内容
计算
结果
四、次梁计算
b=200mm
h=450mm
次梁按塑性内力重分布方法计算,截面尺寸及计算简图如图(5)。
图(5)按内力重分布方法计算的次梁截面有关尺寸及计算简图
1、荷载
2、内力
由板传来的恒载3.74kN/m2×2.6m=9.72kN/m
次梁自重25kN/m3×0.2m×(0.45-0.12)m=1.65kN/m
次梁抹灰17kN/m3×0.2m×(0.45-0,12)m=0.22kN/m
p=39.26kN/m
恒载标准值gk=11.59kN/m
活载标准值qk=7.50kN/m2×2.6m=19.5kN/m
荷载设计值p=1.2×11.59+1.3×19.50=39.26kN/m
计算跨度
主梁b×h=300mm×800mm
边跨净跨ln1=6000-120-150=5730mm
计算跨度l01=5730+120=5850mm
中间跨
净跨ln2=6000-300=5700mm
计算跨度l02=ln2=5700
跨度差(5850-5700)/5700=0.96%<10%
故次梁可按等跨连续梁计算
内容
次梁的弯矩计算
截面位置
弯矩系数α
M=αpl02(kN*m)
边跨跨中
1/11
1/11×39.26×5.852=122.14
B支座
-1/11
-1/11×39.26×5.852=-122.14
中间跨跨中
1/16
1/16×39.26×5.72=79.72
中间C支座
-1/16
-1/16×39.26×5.72=-79.72
3、配筋
内容
次梁的剪力计算
截面位置
剪力系数β
V=βpln(kN)
边支座A
0.4
0.4×39.26×5.73=89.98
B支座(左)
0.6
0.6×39.26×5.73=134.98
B支座(右)
0.5
0.5×39.26×5.7=111.89
中间C支座
0.5
0.5×39.26×5.7=111.89
正截面承载力计算
次梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度为
边跨bf’=1/3×5850=1950mm
中跨bf’=1/3×5700=1900mm
h=450mm,h0=450-35=415mm
b’f=120mm
fcb’fh’f(h0-h’f/2)=14.3×1900×120×(415-120/2)=1157kN*m>122.14kN*m
故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算。
次梁支座截面按矩形截面计算b=200mm
fc=14.3kN/m2,fy=300kN/m2
配筋计算表
截面位置
M(kN*m)
b’f
αs=
M/fcbh02
ξ=1-√1-2αs
As=ξfcbh0/fy(mm2)
实配钢筋(mm2)
边跨中
122.14
1950
0.025
0.025
964
4Ф18
1017
B支座
-122.14
200
0.248
0.290
1147
2Ф18
+2Ф221269
中间跨中
79.72
1900
0.017
0.017
639
3Ф18
763
C支座
-79.72
200
0.162
0.178
704
2Ф18
+2Ф12
735
其中ξ均小于0.35,符合苏醒内力重分布的条件
ρ=735/200/450=0.82%>ρmin=0.2%及0.45*ft/fy=0.45*1.43/333=0.21%
斜截面受剪承载力计算
b=200mm,h0=415mm,
fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2
fyv=210N/mm2
hw/b=2.075<4,0.25βcfcbh0=0.25×14.3×200×415=297kN>V截面合适
0.7×ftbh0=0.7×14.3×200×415=83.1kN
计算
结果
截面位置
V(kN)
Vcs=0.7×ftbh0+1.25fyvnAsv1h0/S
实配钢筋
边支座A
89.98
Ф8-180,83.1+63.7=143.8
Ф8-180
B支座(左)
134.98
Ф8-180,83.1+63.7=143.8
Ф8-180
B支座(右)
111.89
Ф6-150,83.1+41.1=124.2
Ф6-150
中间C支座
111.89
Ф6-150,83.1+41.1=124.2
Ф6-150
ρsv=nAsv1/bs=2×283/200/150=0.189%>(ρsv)min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/210=0.172%
Smax为180,dmin为6mm.。
满足构造要求。
次梁布筋图如图(6)
图(6)次梁模板钢筋图
内容
计算
结果
五、主梁计算
b=
300mm
h=
800mm
主梁按弹性理论计算。
为计算简单起见,考虑到现浇楼盖的作用,主梁的实际刚度要比单独梁的刚度大的多。
所以将主梁视为铰支在柱顶上的连续梁。
主梁的截面尺寸及计算简图见图(7)
1、荷载
由次梁传来的恒载11.59kN/m×6m=69.54kN
主梁自重25kN/m3×0.3m×(0.8-0.12)m×2.6m=13.26kN
主梁侧抹灰重17kN/m3×0.02m×(0.8-0.12)m×2.6m=1.20kN
恒载标准值Gk=84kN
活载标准值Qk=19.5kN/m×6m=117kN
恒载设计值G=1.2×84kN=100.8kN
活载设计值Q=1.3×117kN=152.1kN
图(7)按弹性理论计算的连续多跨主梁的截面尺寸和计算简图
内容
计算
结果
2、内力
内容
计算跨度
边跨净跨ln1=7800-120-250=7430mm
计算跨度l01=7430+250+370/2=7865mm
中间跨净跨ln27800-500=7300mm
计算跨度l027300+500=7800mm
l01≈l02,故按等跨连续梁计算,由附表查得内力系数k见下表。
项次
内力不利组合
荷载简图
弯矩(kN*m)
剪力(kN)
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
A支座
B支座
k/M1
k/M2
k/MB
k/M3
k/M4
k/VA
k/VB左
k/VB右
0.22
0.155
-0.267
0.067
0.067
0.733
-1.267
1.000
191.84
121.87
-209.9
52.68
52.68
73.89
-127.7
100.8
0.289
0.244
-0.133
-0.133
-0.133
0.866
-1.134
0.089
342.86
284.73
-157.8
-115.2
-115.2
131.72
-172.5
13.54
-0.044
-0.089
-0.133
0.200
0.200
-0.133
-0.133
1.000
-52.20
-105.6
-157.8
237.28
237.28
-20.23
-20.23
152.1
0.229
0.125
-0.311
0.096
0.170
0.689
-1.311
1.222
271.68
148.30
-368.9
113.89
201.68
104.80
-119.4
185.87
-0.030
-0.059
-0.089
0.170
0.096
-0.089
-0.089
0.778
-35.59
-70.00
-105.6
201.68
113.89
-13.54
-13.54
118.33
+
534.7
406.6
-367.7
-102.5
-
205.61
-300.2
114.34
+
191.32
16.28
-367.7
289.96
53.66
-147.9
252.9
+
463.52
270.17
-578.9
116.57
178.69
-327.1
286.67
+
156.25
51.87
-315.5
254.36
60.35
-141.3
219.13
注:
K:
为内力系数
M/V:
为内力
计算
结果
3、内力包络图
主梁内力包络图如图(8)
图(8)主梁内力包络图
4、配筋
正截面承载力计算
主梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度为
b’f=1/3×7800=2600mm
h’f=120mm,h=800,h0=745
fcb’fh’f(h0-h’f/2)=14.3×2600×120×(760-120/2)=3123kN*m>534.77kN*m
∴主梁跨中截面皆按第一类T形截面计算。
主梁支座截面按矩形截面计算:
b=300mm,
h0=800-80=720mm,
B支座边M=578.89-0.25×286.67=507.22kN/m。
fc=14.3N/mm2,
fy=300N/mm2。
内容
计算
结果
4、配筋
5、附加箍筋计算
6、抵抗弯矩图及钢筋布置图
截面位置
M(kN/m)
b’f
(mm)
(或b)
h0
(mm)
αs=
M/fcb’fh02
(或b)
ξ=1-
√1-2αs
As=ξfcb’f(或b)h0/fy(mm2)
实配钢筋
(mm2)
边跨中
534.7
2600
745
0.026
0.026
2400
7Ф22
2661mm2
B
支座
-507.2
300
720
0.228
0.262
2697
4Ф22+2Ф22+2Ф20,2909mm2
中间跨中
290.0
2600
760
0.014
0.014
1318
4Ф22
1520mm2
-102.5
300
745
0.043
0.044
468
2Ф20,628mm2
ξ=均小于ξb
ρ=628/300/800=0.262%>ρmin=0.2%
斜截面受剪承载力计算
b=300mm,h0=720mm,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,fyv=210N/mm2。
0.25×14.3×300×720=772.2kN>V截面合适
0.7×ftbh0=0.7×14.3×300×720=216,2kN
截面位置
V(kN)
Vcs=0.7×ftbh0+1.25fyvnAsv1h0/S
实配钢筋
边支座A
205.6
Ф8-160216.2+119.3=335.5>V
Ф8-160
B支座(左)
327.1
Ф8-160216.2+119.3=335.5>V
Ф8-160
B支座(右)
286.7
Ф8-160216.2+119.3=335.5>V
Ф8-160
Smax为250mm,dmin为6mm.用Ф6-250
ρsv=nAsv1/bs=2×283/300/250=0.075%<ρmin=0.24ft/fyv=0.24×1.43/210=0.172%
改用Ф8-160,ρsv=2×50.3/300/160=0.209%>ρmin
附加箍筋,次梁两侧各5个Ф8箍筋。
次梁传来的集中力F=1.2×69.54+1.3×117=235.55kN
用箍筋,双支Ф8,Asv=100.6,fyv=210N/mm2
m=F/Asv/fyv=235550/210/100.6=11.15,取12个。
抵抗弯矩图及钢筋布置图如图(9)
弯起钢筋的弯起点距该钢筋的强度充分利用点最近的为450>h0/2,前一排的弯起点至后一排的弯终点的距离 钢筋切断点的位置(B支座负弯矩钢筋) 从钢筋强度充分利用点外伸1.2la+h0,且外伸超过理论断点距离h0不小于20d la=0.14fy/ft=0.14×300/1.43=33d 对Ф221.2la+h0=1.2×33×22+720=1591取1600 对Ф201.2la+h0=1.2×33×20+720=1572取1550 跨中正弯矩钢筋深入支座长度lsa应>12d,对Ф22取270,对Ф20取240。 支座A,构造要求负弯矩钢筋面积>0.25倍跨中钢筋,2Ф12+2Ф22,As= 986mm2>0.25×2661=665mm2,要求深入支座边la=33d,Ф12,la=33×d=33×12=396,伸至梁端,再下弯100。 Ф22,la=33×d=33×22=726,伸至梁端340 再下弯400mm。 图(9)主梁抵抗弯矩图及钢筋布置图 仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。 Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse. NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden. Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales. толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжныиспользов
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