整体式肋梁楼盖结构设计(任务书-图纸-计算书、超完整).doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date整体式肋梁楼盖结构设计(任务书-图纸-计算书、超完整)整体式肋梁楼盖结构设计(任务书-图纸-计算书、超完整)广西科技大学土木工程专业2014级混凝土结构设计课程设计计算书设计题目：柳州市某厂金工车间 设计时间：2017年12月 班 级： 姓 名： 学 号： 教研室主任： （副教授，土木工程教研室） 二O一七年十二月整体式肋梁楼盖结构设计任务书一、设计目的：复习总结混凝土结构设计I课程的学习内容，培养学生应用知识、解决实际问题的能力，增强学生逻辑思维能力。要求学生逻辑掌握结构设计的基本原理和方法，掌握结构施工图的表达技能，为今后进一步学习及工作打下基础。二、设计资料：1. 某单位拟建工业厂房，采用多层砖混结构，砌体施工质量等级为B级。建筑平面简图见附图，砖墙为240mm厚，壁柱490×490mm,钢筋混凝土柱截面为400×400mm，楼盖为现浇混凝土结构。2. 楼面做法：陶瓷地砖楼面（包括找平层，共30厚,0.35KN/m2）,板底抹灰15厚，0.25KN/m2.梯间做法同楼面。屋面做法：屋面为结构找坡，采用SBS改性沥青防水，膨胀珍珠岩架空隔热（包含结合层及找平层，共300高，3. 30kN/m2），板底抹灰15厚，0.25KN/m2。3. 楼面均布活荷载标准值见附表1。4. 材料：混凝土采用C20C35均可，板及梁箍筋用HPB300级钢筋，梁受力钢筋采用HRB335HRB500级钢筋均可。三、设计内容：1. 结构布置¬ 确定楼面各梁的位置（包括各主梁、次梁、挑梁）及梁板编号，选定各种构件截面民主尺寸。¬ 绘制楼盖结构平面布置图。2. 板的设计¬ 单向板设计：按考虑塑性内力重分布的方法计算连续板内力，包括荷载计算，内力计算、配筋计算，根据计算结果配筋并应满足构造要求。¬ 双向板设计：按弹性或塑性方法计算连续板及单块板的内力 ，其余要求同上。¬ 绘制板的配筋图。（可采用分离式或弯起式配筋）3. 次梁设计：¬ 按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁内力，包括荷载计算 、内力计算，然后进行正截面和斜截面承载力配筋计算，并应满足构造要求。¬ 绘制次梁的配筋图。4. 主梁设计：¬ 按弹性理论计算主梁的内力，做出主梁的弯矩和剪力包络图，根据包络图计算正截面及斜截面承载力，确定主梁的抗弯纵筋及抗剪箍筋并满足构造要求。¬ 绘制主梁的抵抗弯矩图（应按比例做出）和配筋图。5. 要求：¬ 结构施工图应按现行制图规范绘制，可采用2图纸，比例自定。¬ 计算书应采用A4纸，步骤清晰，数据准确。其内容应包括：a.构件截面选择的依据。b.各种荷载计算。c.计算单元的选取。d.计算简图。e.内力计算。f.配筋计算。g.选配钢筋。四、时间安排及设计要求：1. 设计时间：十五周一十六周五2. 每个学生应遵守校规，整个设计工作应在设计专用教室进行，不应迟到、早退、旷课。3. 在规定时间独立完成设计任务，不允许抄袭。附表1：题目编号表柱距S1(m)跨度L1(m)跨度L2(m)楼面活荷载标准值(KN/m2)3.54.04.55.05.5题 号4.86.96.9123457.27.26789107.57.511121314157.87.816171819205.26.36.321222324256.96.926272829307.87.831323334358.18.13637383940其它活荷载标准值：不上人屋面：0.5KN/m2；卫生间：2.5KN/m2；楼梯间：3.5KN/m2。-一、 设计资料5. 某单位拟建工业厂房，采用多层砖混结构，砌体施工质量等级为B级。建筑平面简图见附图，砖墙为240mm厚，壁柱490×490mm,钢筋混凝土柱截面为400×400mm，楼盖为现浇混凝土结构。6. 楼面做法：陶瓷地砖楼面（包括找平层，共30厚,0.35KN/m2）,板底抹灰15厚，0.25KN/m2.梯间做法同楼面。屋面做法：屋面为结构找坡，采用SBS改性沥青防水，膨胀珍珠岩架空隔热（包含结合层及找平层，共300高，3. 30kN/m2），板底抹灰15厚，0.25KN/m2。7. 材料：混凝土采用C20C35均可，板及梁箍筋用HPB400级钢筋，梁受力钢筋采用HRB335HRB500级钢筋均可。8. 跨度，楼面活荷载标准值。二、 板的计算1、楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为7.5m，次梁的跨度为4.8m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为m，因此按双向板设计。板截面尺寸：，对工业建筑的楼盖板要求h70mm，因双向板的厚度不宜小于80mm，所以取板厚h=80mm；梁截面尺寸：主梁：，取h=650m；，取b=240mm；次梁：，取h=350mm；，取b=200mm。2、双向板设计(1)、板的荷载计算：30mm陶瓷地砖楼面： 80mm厚钢筋混凝土楼板： 15mm板底抹灰： 恒荷载标准值： 活荷载标准值： 恒载控制作用时：活载控制作用时： 综上可知，由活载控制。荷载设计值 板的计算简图：(2)、板的计算跨度 B1区格板：，B2区格板：B3区格板：，B4区格板：，（3）弯矩计算弹性理论计算各区格板的弯矩：1） 区格板：a跨中计算简图：b支座计算简图：， 支承条件四边固支0.03940.0045四边简支0.09360.01882） 区格板： a跨中计算简图：b支座计算简图： ， 支承条件一边简支， 三边固支四边简支3） 区格板：a跨中计算简图：b支座计算简图：， 支承条件一边简支， 三边固支四边简支4）区格板：其计算简图如下图所示。a跨中计算简图：b支座计算简图：， 支承条件，取0.5两邻边简支， 两邻边固支四边简支 (4)、板的配筋截面有效高度：一类环境板的最小混凝土保护层厚度15mm，假定选用8钢筋，则方向跨中截面；方向跨中截面；支座截面。砼取C25，板宽b=1000mm，HRB400钢筋， 。板的配筋计算截面 项目配筋实有跨中区格l01603.190.0740.077153.648200251.2l02501.120.0380.03863.448200251.2区格l01601.430.0330.03467.358200251.2l02503.750.1260.135223.448200251.2区格l01603.190.0740.077153.648200251.2l02501.10.0370.03862.288200251.2区格l01603.830.0890.094186.048200251.2l02501.370.0460.04777.958200251.2支座1-1短边603.110.0730.075149.638200251.21-1长边504.490.1050.111220.088200251.21-2605.3350.1250.133264.658180301.441-3603.1050.0720.075149.388200251.22-2604.280.1000.105209.188200251.22-4604.280.1000.105209.188200251.23-3604.530.1060.112222.178200251.23-4605.4650.1280.137271.618180301.44最小配筋率验算：查表得，上表计算得出的均符合要求。，两个方向均符合最小配筋率。根据构造规范要求，支座负筋分布筋按构造配筋8200。卫生间设计（弹性方法）板厚取100mm，荷载计算：恒荷载标准值： 活荷载标准值： 恒载控制作用时活载控制作用时： 综上可知，由恒载控制。荷载设计值 计算跨度： E区格板：四边简支： ，查表得：内力计算：配筋计算：10180 10180 验算最小配筋率：符合要求。3、次梁设计 （L-2）按塑性内力重分布方法计算(1)、计算跨度 边跨： 中跨：跨度差 可按等跨连续梁计算板面导荷图：计算简图如下：（2） 荷载计算把板传来的梯形形式的恒荷和活载均等效为均布荷载：恒载控制作用时： 活载控制作用时： 综上可知，由活载控制。 (3)、内力计算1）调幅后支座弯矩设计值：按简支梁计算时，跨中弯矩设计值： 考虑最不利活载布置，把活载布置在一、三、五跨时，求得一、三、五跨最大弯矩设计值，；把活载布置在二、四跨时，求得二、四跨的最大弯矩设计值。结构的跨中截面弯矩值应取弹性分析所得的最不利弯矩值（已通过结构力学求解器建模求得）和按下式计算值中取较大值：第一跨第一跨跨中第二跨 第二跨跨中中间跨第二跨跨中2）计算最大剪力通过静力平衡计算支座最大剪力第一跨：第二跨：中间跨：结合上述计算，最大剪力 （4）、配筋计算1）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，根据混凝土设计规范（GB50010-2010）规定翼缘宽度取取三者较小值，故=1160mm，支座仍按矩形截面验算。环境类别一级，C25混凝土，梁最小保护层厚度厚度C=20mm，假定箍筋直径为8mm，纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋，C25混凝土，箍筋采用HRB400判别T型截面类型：属于第一类T型截面。次梁正截面受弯承载力计算截面1(7)1-2(6-7)2(6)2-3 (4-5) (5-6)3(4)(5)3-4弯矩设计值（kN·m）036.2636.9422.4327.0627.67或000.0277180.1772110.01705380.0206110.129344或0329.4766363.1836202.71418244.99794265.0824选配钢筋（mm²）216AS=402216AS=402216AS=402216AS=402216AS=402216AS=402计算结果表明：支座截面满足.符合塑性重分布的原则。最小配筋面积：支座：跨中：均满足要求。2）斜截面受剪承载力 ，故截面尺寸按下式验算：故截面尺寸满足要求。验算是否需要计算配箍：故不需要计算配箍，按构造配箍，满足。调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内，将计算的箍筋面积增加20%，或箍筋间距减少20%，现调整箍筋间距，故最后取。采用8200双肢箍，为了方便施工，沿梁长不变。4、主梁设计（L-1）(1)、计算跨度(2) 、荷载与内力计算 主梁计算简图：借助结构力学求解器再考虑活载最不利布置情况求得跨中、支座最大弯矩和支座最大剪力。 (3)、配筋计算正截面承载力计算：确定翼缘宽度，跨中截面按T形截面计算，根据混凝土设计规范（GB50010-2010）规定翼缘宽度取，故=1200mm，支座仍按矩形截面验算。环境类别一级，C25混凝土，最小保护层厚度 ，板混凝土保护层厚度15mm，板上部纵筋10mm，次梁上部纵筋直径14mm，假定箍筋直径8mm。主梁上部纵筋，下部纵筋25mm （支座）。判断T形截面类型：属于第一类T形截面。在正截面承载力计算时，按弹性理论计算连续梁内力时，每跨的计算跨度取支座中心线的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是支座中心线的，而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的按照截面在支座边缘所以计算配筋时将其换算到截面边缘，所以B支座的弯矩设计值。 受力筋用HRB400， 主梁正截面受弯承载力计算截面AA-BBB-CC弯矩设计值（kN·m）0239.03334.66239.030或0000.0440.4090.0440或01095.3141947.9241095.3140选配钢筋（mm²）225AS=982322AS=1140425AS=1960322AS=1140225AS=982上表的 ，采用单筋梁计算配筋即可。均符合要求。斜截面受剪承载力计算 ，故按下式验算截面：截面尺寸满足要求。故需按计算配箍筋。由采用双肢箍筋C8箍筋， ，则 ，所以这里采用间距配置箍筋8200。验算最小配箍率：满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算次梁传来的集中力 由，所以，取6根，次梁每侧布置3根，取配筋8200，所以实际间距，满足要求。因次梁的腹板高度大于450mm，需在梁两侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且间距不大于200mm，现每侧配置214， 满足要求。裂缝验算C25混凝土弹性模量： 跨中1520（422）查表得，室内正常环境对应的类别为一类，查表得最大裂缝宽度限值为。计算荷载准永久组合计算的弯矩值板传来的恒载标准值： 次梁传来的恒载标准值： 主梁自重标准值：板传来的活载标准值： 次梁传来的活载标准值： 由建筑结构荷载规范（GB-50009-2012）3.2.10得荷载准永久组合的效应设计值： （注：组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。）查建筑结构荷载规范的金工车间楼面活荷载准永久值系数。把上列集中荷载等效为均布荷载输入结构力学求解器，求得在板和梁的横在作用下，第一跨跨中，在仅在板和次梁活载的作用下第一跨跨中弯矩。所以 裂缝截面处的钢筋应力时。即：纵向受拉钢筋应变不均匀系数： 由于截面配置钢筋直径相同，则，对受弯构件，。按下式求得最大裂缝宽度为：，满足要求。挠度验算混凝土为C25, ，一类环境，保护层。配筋率。裂缝截面处的钢筋应力为： 纵向受拉钢筋应变不均匀系数： 短期刚度：，查受弯构件的挠度限值：时，挠度限值 求得该构件的挠度：符合要求。