现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计报告.doc
- .华东交通大学理工学院课程设计计算书 课 程 名 称: 现浇楼盖课程设计 题 目: 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖学院(直属系) : 土建 年级/专业/班: 08土木建工1班 学 生 姓 名: 黄河 学 号: 222 指 导 教 师: 吴浪 开 题 时 间:2011年5月19日完 成 时 间:2011年5月23日目 录目 录2现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计31设计资料32楼盖的构造平面布置33板的设计33.1荷载33.2计算简图43.3弯矩计算值43.4正截面受弯承载力计算54.次梁设计54.1荷载设计值64.2计算简图64.3力计算64.4承载力计算64.4.1正截面受弯承载力64.4.2斜截面受剪承载力75.主梁设计75.1荷载设计值75.2计算简图85.3力设计值及包络图85.3.1弯矩设计值85.3.2剪力设计值85.3.3弯矩、剪力包络图85.4承载力计算105.4.1正面受弯承载力105.4.2斜截面受剪承载力11现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1设计资料1. 建筑物平安等级：二级；2.建筑物平面尺寸L1×L2：33.6×20.731号，墙厚370，钢筋混凝土柱350×350；3.荷载：1)楼面活载：7楼面面层：20厚水泥砂浆 )钢筋混凝土容重：楼侧面、楼底粉刷层：15厚混合砂浆 ；4.材料：1混凝土C20；2钢筋：受力钢筋用HRB335级钢筋，腹筋用HPB235级钢筋。2楼盖的构造平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为5.6m，主梁每跨布置两根次梁，两边板跨度为2.3m，中间跨度为2.3m， 那么按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼盖板，要求h80mm，取板厚为h=80mm。次梁截面高度应满足, mm,取h=450mm.截面宽度b=h/3h/2=150225mm，取b=200mm。 主梁截面高度应满足, 取h=600mm。截面宽度b=h/3h/2=200300mm，取b=300mm。3板的设计轴线，的板属于端区隔单向板，轴线的板属于中间区隔单向板。3.1荷载板的永久荷载标准值80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/20mm厚楼面水泥砂浆面层 0.02×20=0.4kN/15mm板底混合砂浆抹灰 0.015×17=0.255kN/小计 2.655kN/板的可变标准荷载值 7kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值大于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=2.665×1.2=3.186kN/可变荷载设计值 q=7×1.3=9.1kN/荷载总设计值 g+q=12.286kN/ ，取g+q=12.29kN/3.2计算简图次梁截面为200×450mm，取板在墙上的支撑长度为120mm，按塑性力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l0=ln+h/2=2300-100-120+80/2=2120mm<1.025 ln=2358mm，取l0=2120mm中间跨：l0= ln=2300-200=2100mm因跨度差2120-2100/2100=0.9%<10%,可按等跨连续板计算，取1m板宽作为计算单元，计算简图如下：3.3弯矩计算值用塑性力重分布理论计算，那么有系数如下：M1=-MB=5.02M2=3.39Mc=-3.87MD=-3.87这是对端区隔单向板而言的，对于中间区隔单向板，其Mc和M2应乘以0.8，分别为：Mc=0.8×-3.87=-3.10 M2=0.8×3.37=2.713.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C20混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。板厚80mm，=80-25=55mm；板宽b=1000mm。C20混凝土，=1.0，=9.6kN/；HRB335钢筋，=210N/。板配筋计算的过程于下表:楼面板的配筋计算截 面1B2C弯矩设计值kN·m5.02-5.023.39-3.87=/b0.173 0.173 0.117 0.133 =1-0.191 0.191 0.124 0.144 轴 线、计算配筋=b/480.2 480.2 311.8 362.1 实际配筋8100=5038100=5036/8125=3146/8100=393轴 线计算配筋=b/480.2 480.2 0.8×311.8 =249.40.8×362.1 =289.7实际配筋8100=5038100=5036100=2836/8125=314*对轴线间的板带，其跨截面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.计算结果说明，支座截面的均小于0.35，符合塑性力重分布的原那么；/bh=314/1000×80=0.39%，此值大于0.45/=0.45×1.1/210=0.24%，同时不小于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计按考虑塑性力重分布设计。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荷载不考虑梁附属面积的荷载折减。4.1荷载设计值由板传来的恒载： 3.19×2.3=7.34kN/次梁自重： 25×0.2×0.45-0.08×1.2=2.22 kN/次梁粉刷： 17×0.015×0.45-0.08×2×1.2=0.23 kN/小计 9.79kN/板的可变荷载设计值 q=9.1×2.3=20.93kN/荷载总计算值 g+q=30.72kN/4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为180mm。主梁截面为250mm×550mm，计算跨度：边跨 =+a/2=5600-90-125+90=5475mm<1.025=1.025×5355=5519.6mm取=5475mm，中间跨=5600mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如下图:4.3力计算由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=-=g+q/11=30.72×/11=83.71kN·m=-g+q/14=-30.72×/14=-68.81kN·m=g+q/16=30.72×/16=60.21kN·m剪力设计值：=0.45g+q=0.45×30.72×5.475=75.69kN=0.60g+q=0.60×30.72×5.475=100.91kN=0.55g+q=0.55×30.72×5.6=94.62kN4.4承载力计算4.4.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨按T形截面计算，翼缘宽度去=/3=5600/3=1867mm；又=b+=200+2300=2500。故取=1867mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余各截面均布置一排。环境类别为一级，C20混凝土，梁的最小保护厚度c=30mm，一排纵向钢筋布置截面有效高度=450-30-10=410mm，二排布置=450-60=390mm。C20混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB235钢筋，=210N/。正截面承载力计算过程列于下表。-/2=1.0×9.6×1867×80×410-80/2=530.5 kN·m>Mmax故跨截面均属于第一类T型截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值kN·m83.71-83.7160.21-68.81=/b或=/=0.027=0.284=0.020=0.211=1-0.0270.343<0.350.0200.240=b/或=/671.5855.5494.9598.4选配钢筋116+218=710.1118+3 16=857.5218=509.0316 =603.0计算结果说明，支座截面的均小于0.55/bh=509/200×450=0.566%，此值大于0.45/=0.45×1.1/300=0.165%，满足最小配筋率。4.4.2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：=-=410-80=330mm，因/b=330/200=1.654，截面按下式验算：0.25b=0.25×1×9.6×200×410=196.8×N=100.91kN，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.7×1.1×200×410=63.14×N<=100.9×N,需按计算配箍筋。采用10双肢箍筋，计算支座B左侧截面。S=1.25/VBL-0.7b=1.25×210×157×410/100.9×-0.7×1.1×200×410=447.49mm调幅后受剪承载力应加强梁局部围将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8×447.49=358mm，取箍筋间距s=250mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3×1.1/210=0.15%。实际配筋率=157/200×450=0.174%<0.20%，不满足要求。取=0.20%，最后取s=120mm。5.主梁设计主梁按弹性方法设计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。次梁传来的永久荷载 9.79×5.6=54.82kN主梁自重含粉刷0.6-0.08×0.25×2.3×25+0.015×0.6-0.08×2×2.3×17×1.2=9.0kN永久荷载设计值 G=54.82+9.0=63.83kN 取G=65kN可变荷载设计值 Q=20.93×5.6=117.21kN 取Q=120kN5.2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240mm，中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上，其计算跨度：边跨 =6900-350/2-120=6605mm因0.025=165mm>a/2=120mm，取=+a/2+b/2=6900mm中跨 =6900mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算力5.3力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏查得=0.244×65×6.9+0.289×120×6.9=348.73kN·m=-0.267×65×6.9-0.311×120×6.9=-377.26kN·m=0.067×65×6.9+0.200×120×6.9=195.65kN·m5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏查得=0.733×65+0.866×120=151.57kN=-1.267×65-1.311×120=-239.68kN=1.0×65+1.222×120=211.64kN5.3.3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=-0.267×65×6.9-0.133×120×6.9=-229.87kN·m在第1跨以支座弯矩=0，=-229.87kN·m的连线为基线。作G=65kN，Q=120kN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：G+Q+=65+120×6.9- =348.88kN·m与前面计算的=348.73kN·m接近G+Q+=65+120×6.9- =272.53kN·m在第2跨以支座弯矩=-229.87kN·m，=-299.87kN·m的连线作为基线，作G=65kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=×65×6.90-229.87=-80.37kN·m第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨：在第1跨以支座弯矩=0，=-377.26kN·m的连线为基线。作G=65kN，Q=120kN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：65+120×6.9- =299.75kN·m65+120×6.9- =173.99kN·m在第2跨：=-0.267×65×6.9-0.×120×6.9=-193.44kN·m以支座弯矩=-377.26kN·m，=-193.44kN·m的连线为基线，作G=65kN，Q=120kN的简支梁弯矩图，得G+Q+-=65+120×6.9-193.44+-377.26+193.44=147.79kN·mG+Q+-=65+120×6.9-193.44+-377.26+193.44=86.51kN·m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267×65×6.9-0.133×120×6.9=-229.87kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：G+Q+=65+120×6.9-229.87=195.63kN·m与前面计算的=195.65kN·m接近第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=×65×6.9-×229.87=72.88kN·mG+=×65×6.9-×229.87=-3.75kN·m弯矩包络图如下a所示。剪力包络图：第1跨=151.57kN；过第1个集中荷载后为151.57-65-120=-33.43kN；过第2个集中荷载后为-33.43-65-120=-218.43kN=-239.68kN；过第1个集中荷载后为-239.68+65+120=-54.68kN；过第2个集中荷载后为-54.68+65+120=130.32kN第2跨=211.64kN；过第1个集中荷载后为211.64-65=146.64kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.0×65+1.0×120=185kN；过第1个集中荷载后为185-65-120=0。剪力包络图如下b所示主梁的力包络图a弯矩包络图；b剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨按T形截面计算，因=0.140.1。翼缘计算宽度按=6.9/3=2.3mm和b+=0.3+5.6=5.9m中较小值确定取=2.3m。B支座边的弯矩设计值=-b/2=-377.26-185×0.35/2=-409.64kN·m。纵向受力钢筋除B、C支座截面为2排外，其余均1排。跨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。 主梁正截面承载力计算截 面1B2弯矩设计值kN·m395.93-377.26195.65-80.39 =/b或=/=0.=0.449=0.=0.=1+ /20.9710.6600.9860.953=/2427.113528.431181.12502.11选配钢筋420+322=2397120+528=3695322=1140222=760主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=540-80=460mm，因/b=460/300=1.534截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25×1×9.6×300×540=388.8×kN=239.68kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：由，得=239.68×-0.7×1.1×300×540/1.25×210×540=0.811/mm采用10160双肢箍筋，实际为：2×78.5/160=0.98/mm>0.811/mm，满足。验算最小配箍率：= =0.32%0.24=0.13%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=54.82+117.21172kN，=600-450=150mm，附加箍筋布置围s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋10160双肢，那么在长度s可布置附加箍筋的排数，m=900/160+1=7排，取m=8排，次梁两侧各布置4排。另加吊筋116，=201，由式2sin+mn=2×300×201×0.707+8×2×210×78.5=349×N=86.51kN，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214，308/300×600=0.17%0.1%，满足要求主梁边支座需设置梁垫，计算从略。- . 可修编.
