山东大学钢筋混凝土课程设计楼盖设计.docx
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山东大学钢筋混凝土课程设计楼盖设计
《山东大学混凝土结构设计》
题目:
钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计
院系:
学生姓名:
学号:
指导教师:
2011年6月
1.设计题目与设计条件
1.1设计题目
钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计
1.2设计资料
a=12600
b=25200
某工业车间楼盖,墙体厚度80mm,柱子截面尺寸按400×400mm。
(1)楼面构造做法:
20mm厚水泥砂浆面层(20);板底构造做法:
15mm厚石灰砂浆(17)。
(2)活荷载:
q=2.3kN/mm2
(3)选用材料:
C30混凝土,=14.3N/mm2,=1.43N/mm2
钢筋:
梁中受力纵筋HRB335级钢筋,==300N/mm2
板中受力钢筋HPB330级钢筋,==270N/mm2
其余钢筋HPB3300级钢筋,==270N/mm2
1.3设计要求
跟据给定的尺寸,按照楼盖的布置原则,进行柱子、主梁和次梁的结构布置。
完成单向板、次梁、主梁的结构设计,写出完整的计算书,并绘制:
①、梁格布置图(1:
250);
②、板的配筋图(1:
50);
③、次梁配筋图(1:
50);
④、主梁内力包络图、抵抗弯矩图、配筋图(1:
50)。
⑤、给出板、次梁的钢筋表和主梁的抽筋图。
2.梁板的结构平面布置
主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
主梁跨度为6.3m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.1m,/=6.3/2.1=3,因此按单向板设计。
板厚h=80mm
次梁截面高度应满足h=/18~/12=6300/18~6300/12=350~525mm,取h=450mm,截面宽度取b=200mm
主梁截面高度应满足h=/14~/8=6300/14~6300/8=450~785.5mm,取h=600mm,截面宽度为b=250mm。
梁板结构平面布置图如下:
梁板结构平面布置图
3.板的计算
3.1楼盖板的设计
已如前述,轴线①~②、~的板属于端区格单向板;轴线②~的板属于中间区格单向板。
板尺寸及支承情况如图下图所示:
板尺寸及支承情况
3.1.1荷载
板的永久荷载标准值
20mm厚水泥砂浆面层0.02×20=0.4kN/
80mm现浇钢筋混凝土板0.08×25=2.0kN/
15mm板底混合砂浆抹灰0.015×17=0.255kN/
=2.655kN/
板的可变标准荷载值=2.3kN/
永久荷载分项系数取1.2或1.35,因楼面可变荷载标准值等于2.3kN/,所以可变荷载分项系数应取1.4。
于是板的荷载总计算值:
①q=+=1.35×2.655+0.7×1.4×2.3=5.838kN/
②q=+=1.2×2.655+1.4×2.3=6.406kN/
由于②>①,所以取②q=6.406kN/
3.1.2计算简图
次梁截面为200mm×450mm,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=2100-100-120+80/2=1920mm<1.025=1927mm,取=1920mm
中间跨
==2100-200=1900mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元,计算简图如下图所示:
板的计算简图
3.1.3弯矩计算值
连续板各截面弯矩计算:
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨内
中间跨跨内
中间支座
弯矩计算系数
-
弯矩()
2.15
-2.15
1.45
-1.65
3.1.4正截面受弯承载力计算
假定环境类别为二a级,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=20mm。
板厚80mm,=80-23=60mm,板宽b=1000mm。
C30混凝土,=1.0,=14.3kN/;受力钢筋HPB300级钢筋==270N/mm2。
板配筋计算的过程见下表。
连续楼面板的配筋计算:
板带部位截面
边区板带(①~②、~轴线间)
中间区板带(②~轴线间)
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座
M(kN·m)
2.15
-2.15
1.45
-1.65
2.15
-2.15
1.45×0.8=1.16
-1.65×0.8=-1.32
=M/(b)
0.0463
0.0463
0.0312
0.0355
0.0463
0.0463
0.025
0.0284
=1-
0.074
0.0474
0.0317
0.0362
0.0474
0.0474
0.0253
0.0288
=b/()
143
143
96
109
143
143
74
87
最小配筋()
191
191
191
191
191
191
191
191
选配钢筋
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
Ф6@140
实配钢筋()
202
202
202
202
202
202
202
202
对②~轴线间的板带,格板与梁整体连接,故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用,跨内截面和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。
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;由于0.45/=0.45×1.43/270=0.238%>0.2%,最小配筋率面积为0.238%×1000×80=191,计算出的面积都小于最小配筋面积,故取最小配筋面积配筋。
(a)
(b)
板的配筋示意图
(a)边区板带(b)中间板带
4次梁设计
按考虑塑性内力重分布设计。
根据本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。
次梁尺寸及支承情况如图下图所示:
次梁尺寸及支承情况
4.1荷载
永久荷载设计值
板传来永久荷载1.2×2.655×2.1=6.691kN/m
次梁自重0.2×(0.45-0.08)×25×1.2=2.22kN/m
次梁粉刷0.015×(0.45-0.08)×2×17×1.2=0.226kN/m
g=9.137kN/m
可变荷载设计值q=1.4×2.3×2.1=6.762kN/m
荷载总设计值
g+q=15.899kN/m
4.1.2计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为200mm。
主梁截面为250mm×600mm。
计算跨度:
边跨
=6.3-0.12-0.25/2=6.055m
=+a/2=6.055+0.20/2=6.155m<1.025=6.21m,取=6.155m
中间跨==6.3-0.25=6.05mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。
次梁计算简图如下图所示:
次梁计算简图
4.2内力计算
连续次梁截面弯矩及剪力计算分别见下表
连续次梁截面弯矩计算:
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨内
中间跨跨内
中间支座
弯矩计算系数
-
弯矩()
54.76
-54.76
36.37
-41.57
连续次梁截面剪力计算:
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨内
中间跨跨内
中间支座
剪力计算系数
剪力(KN)
43.32
57.76
36.37
52.9
4.3承载力计算
正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度为:
边跨=/3=6155/3=2052mm,又=b+=200+1880=2080,b+12=200+12×80=1160mm。
故取=1160mm。
离端第二跨、中间跨=/3=6050/3=2017mm,又=b+=200+1900=2100,b+12=200+12×80=1160mm。
故取=1160mm。
翼缘厚=80mm。
假定环境类别为二a级,C30混凝土,梁的最小保护厚度c=25mm。
经判别各跨内截面均属于第一类T形截面,;支座截面按矩形截面计算,第一内支座按布置两排钢筋考虑,取,其他中间支座按布置单排钢筋考虑,。
C30混凝土,=1.0,=14.3N/,=1.43N/;纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,=300N/,箍筋采用HPB300级钢筋,==270N/mm2。
正截面承载力计算和斜截面承载力计算见下表:
次梁正截面受弯承载力计算:
截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座
弯矩设计值(kN·m)
54.76
-54.76
36.37
-41.57
=/(b)或
=/()
0.02
0.14
0.013
0.088
=1-
0.002
0.151〈0.35
0.013
0.092
=b/或=/
448
549
293
356
选配钢筋
()
412
212+216
312
412
实配钢筋面积()
452
565
339
452
计算结果表明,支座截面的均小于0.35;由于0.45/=0.45×1.43/300-=0.216%>0.2%,最小配筋率面积为0.216%×200×450=193,计算出的面积都满足最小配筋要求。
斜截面受剪承载力计算:
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座外侧
中间支座外侧、内侧
V(KN)
43.32
57.76
52.9
52.9
0.25b
231660>V
220220>V
220220>V
231660>V
0.7b
81081>V
77077>V
77077>V
81081>V
选用箍筋
2Ф8
2Ф8
2Ф8
2Ф8
=()
101
101
101
101
(mm)
按构造配筋
按构造配筋
按构造配筋
按构造配筋
实配箍筋间距s(mm)
200
200
200
200
次梁配筋示意图如下:
次梁配筋示意图
5主梁设计
主梁按弹性理论计,主梁尺寸及支承情况如图下图所示:
主梁尺寸及支承情况
5.1荷载设计值
为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
恒载设计值
次梁传来的永久荷载9.137×6.3=57.563kN
主梁自重(折算为集中荷载)1.2×25×0.25×(0.6-0.08)×2.1=8.19kN
梁侧抹灰(折算为集中荷载)1.2×17×0.015×(0.6-0.08)×2×2.1=0.668kN
G=66.42kN
活荷载设计值Q=6.762×6.3=42.6kN
合计
G+Q=109.02kN
5.2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400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度
边跨=6.3-0.12-0.4/2=5.98m
=1.025+b/2=1.025×5.98+0.4/2=6.33m
=+a/2+b/2=5.98+0.37/2+0.4/2=6.365m
故取=6.33m
计算简图如下:
计算简图
5.3内力计值及包络图
5.3.1弯矩设计值
主梁弯矩计算:
(单位:
K
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