单向板肋梁楼盖设计计算书(参考例题).pdf

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书 一、设计题目及目的 题目：某工业厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计。目的：1、了解单向板肋梁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，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。3、通过主梁的计算，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的有关构造要求。5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。二、设计内容 1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1）结构平面布置图（1：200）（2）板的配筋图（1：50）（3）次梁的配筋图（1：50；1：25）（4）主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩 M、剪力 V 的包络图（5）钢筋明细表及图纸说明 三、设计资料 1、楼面的活荷载标准值为 9.0kN/m2 2、楼面面层水磨石自重为 0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰 15mm.3、材料选用：（1）、混凝土：C25（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用 HRB335 级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB235级。现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书 一、结构平面结构布置：1、确定主梁的跨度为m6.6,次梁的跨度为m0.5,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为m2.2。楼盖结构布置图如下：2、按高跨比条件，当mmlh55401时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求mmh80，取板厚mmh80。3、次梁的截面高度应满足 121(h278()181Lmm)417，取mmh400；则21(b133()31hmm)200，取mmb200。4、主梁的截面高度应该满足81(h440()141Lmm)660，mmh400，则21(h200()31hmm)300，取mmb250。二、板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载计算：板的恒荷载标准值：取 1m 宽板带计算：水磨石面层 mkN/65.0165.0 80mm 钢筋混凝土板 mkN/0.22508.0 15mm 板底混合砂浆 mkN/255.017015.0 恒载：mkNgk/905.2 活载：mkNqk/919 恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于mkN/0.4，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的 设 计 值 总 值：qg=kkqg3.12.1 mkN/186.15 2、板的计算简图：80mm厚钢筋混凝土板次梁120200200 次梁截面为mmmm400200，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，板的计算边跨：mmlhllnn2030025.1202028012010022002101，取mml202001 (mma120)中跨：mmlln2000200220002 板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：23BCCB20202000200020002020q+g=15.186kN/m板的计算简图 3、内力计算及配筋：用塑性内力重分布理论计算，则有 系数如下：表 1.0 支承情况 截 面 位 置 端支座 边跨支座 离端第二支座 离端第二跨中 中间支座 中间跨中 A 1 B 2 C 3 梁板搁支在墙上 0 1/11 两跨连续：-1/10 三跨以上连续：-1/11 1/16-1/14 1/16 板 与梁整浇连接-1/16 1/14 梁-1/24 梁与柱整浇连接-1/16 1/14 则由20)(lqgM可计算出1M、BM、2M、cM，计算结果如下表：截面位置 1 B 2 C 1/11-1/11 1/16-1/14 20)(lqgM)/(mkN 202.2186.15111 633.5 20.2186.15111 633.5 20.2186.15161 87.3 20.2186.1514/1 43.4 由题知：,20,1000mmammbs设则，mmahhs6020800 mmNfc/9.11，mmNfy/210 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：截面 1 B 2 C M（mkN）1M BM 2M 28.0 M cM cM8.0 20)(lqgM 5.633-5.633 3.87 3.10-4.43 3.54 201bhfc（mkN）42.84 201bhfMcs 0.131 0.131 0.090 0.073 0.103 0.083 s211(614.0b)0.141 0.141 0.094 0.076 0.109 0.087 5.01s 0.930 0.930 0.953 0.962 0.946 0.957 0/hfMAyss（mm2）480.7 480.7 322.3 255.8 317.7 293.6 选钢筋 轴线 轴线 8/10130 8/10130 8130 8130 轴线 8/10130 8/10130 6/8130 6/8130 实际配筋 轴线 轴线 495mm2 495mm2 387mm2 387mm2 轴线 495mm2 495mm2 302mm2 302mm2 位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（2M、3M）和中间支座（cM）计算弯矩可以减少 20%，其他截面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋：分布筋选用 6300。嵌入墙内的板面附加钢筋选用 8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用 8200。板角构造钢筋:选用 8200,双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图：采用分离式配筋,详见板的配筋图.三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、次梁的支承情况：120250主梁250次梁 2、荷载计算：由板传来：mkN/391.62.2905.2 次梁肋自重：mkN/6.12508.04.02.0 次梁粉刷重 mkN/2176.017208.04.0015.0 恒载：mkNgk/2086.8 活载：mkNqk/8.192.29 设计值总值：qg=kkqg3.12.1 mkN/53.35 3、确定计算跨度及计算简图。塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨：mmlln4750250500002 边跨：mmalln4875224022501205000201 mmln48734755025.1025.1,取mml487001 (mma240)因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：B2C3CBq+g=35.53kN/m48704750475047504870次梁的计算简图 3、内力计算：由20)(lqgM可计算出1M、BM、2M、cM，计算结果如下表：截面位置 1 B 2 C 1/11-1/11 1/16-1/14 20)(lqgM)/(mkN 2870.453.35111 61.76 2870.453.35111 61.76 2750.453.35161 10.50 2750.453.3514/1 26.57 由nlqgV)(可计算出AV、BlV、BrV、cV，计算结果如下表：截面位置 A lB rB C 0.45 0.60 0.55 0.55 nlqgV)(755.453.3545.0 03.76 755.453.3560.0 371.101 750.453.3555.0 82.92 750.453.3555.0 82.92 )(kN 4、截面承载力计算：、次梁跨中按 T 形截面计算，T 形截面的翼缘宽度fb，按mmsbmmlbf220020020001667500031310，故取mmbf1667。梁高：mmhh36040400,4000 翼缘厚：mmhf80 判定 T 形截面类型：mmNhhhbffffc601108.507)280360(8016679.110.1)2()(10.50)(61.768.507中间跨中边跨中mkNmkNmkN 故各跨中截面属于第一类 T 形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取mmh340604000，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取mmh3600、次梁正截面承载力计算见下表：截 面 1 B 2 C 弯矩 M)(mkN 76.61-76.61 50.10-57.26 201bhfc或201hbffc 236016679.110.1610914.2570 23402009.110.1610128.275 236016679.110.1610914.2570 23602009.110.1610448.308 01/bhfaMacs 0.030 0.278 0.019 0.183 s211 )350.0(b 0.030 0.334 0.019 0.208 5.01s 0.985 0.833 0.911 0.896 0/hfMAyss 720.2 901.7 468.1 591.7 选用钢筋 318（弯 1）318+116（弯起）316（弯 1）316（弯 1）实际钢筋截面面积（mm2）763 964.1 603 603 、次梁斜截面承载力计算见下表：截 面 A 左B 右B C V)(kN 76.03 101.37 92.82 92.82 025.0bhfcc)(kN V214.2 截面满足 V202.3 截面满足 V202.3 截面满足 V214.2 截面满足 07.0bhfVtc)(kN V01.46 需配箍筋 V.4506 需配箍筋 V.4506需配箍筋 V01.46需配箍筋 箍筋肢数、直径 2 6 2 6 2 6 2 6 1svsvnAA 56.6 56.6 56.6 56.6)/(25.10csvyvVVhAfs 445.0 123.3 156.1 185.7 实配箍筋间距 150 150不足用sbA补充 150 150 025.1hsAfVVsvyvccs V668.99满足 V127.89 不满足 V127.94满足 V668.99满足 afVVAycssbsin8.0 9.55mm2 选配弯起钢筋 由于纵向钢筋充足，可弯起118 118 由于纵向钢筋充足，可弯起 116 由于纵向钢筋充足，可弯起116 实配钢筋面积 254.5 mm2 254.5 mm2 201.1 mm2 201.1 mm2 5、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边 50mm 处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。四、主梁设计（按弹性理论计算）：1、支承情况：柱=400h=400h=80h=600次梁柱=400板主梁柱 柱截面 400400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。2、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载：kN043.410.52086.8 主梁自重：kN15.7252.225.0)08.06.0(主梁粉刷重：kN58344.0172.2015.0)08.06.0(2 恒载：kGkN776.48 恒载设计值：kGG2.1kN53.58 活载设计值：QkN7.1283.10.52.29 3、确定计算跨度及计算简图 主梁计算跨度：边跨：mmlbllnn66376280025.0400216280025.02101柱 mmbaln66652/4002/37062802121柱，近似取mml664001 中跨：mmbblln66002/4000/400620021210柱柱 因跨度相差不超过 10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：C（B）66401AGGGGGGG=58.53kN/m主梁的计算简图6640B66002 3、内力计算：1)、弯矩设计值：QLkGLkM21 其中，2 1kk可由书中表查取，L 为计算跨度，对于 B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。2）、剪力设计值：QkGkV43，其中，43kk可由书中表查可知。主梁弯矩计算 项次 荷载简图 1/Mk BMk/2/Mk cMk/GGGGGG 47.94244.0 61.103267.0 88.25067.0 61.103267.0 QQQQ 97.246289.0 32.113133.0 97.112133.0 32.113133.0 QQ 46.38045.0 32.113133.0 88.169200.0 32.113133.0 QQQQ 70.195229.0 97.264311.0 40.144170.0 83.75089.0 minM)(mkN 组合项次+组合值 56.01-368.58 87.09 179.44 maxM)(mkN 组合项次+组合值 341.44 195.76 由此可作出下列几种情况下的内力图：+；+；+-179.44-368.589.92341.44291.5469.74236.45168.6856.01黄线：蓝线：灰线：红线：+-15.0756.01106.38169.42195.76106.37169.42195.76168.68236.45341.4469.74291.54-179.44-368.58-88.16-88.16-15.079.92弯矩包络图 将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算 项 次 荷载简图 AVk/左BVk/右BVk/GGGGGG 90.42733.0 16.74267.1 53.5800.1 QQQQ 45.111866.0 95.145134.1 00 QQQQ 67.88689.0 73.168311.1 27.157222.1 组合项次 minV(kN)+154.35+-242.89+215.8 同样可绘出剪力包络：红线：蓝线：+剪力包络图 4、主梁正截面和斜截面承载力计算：、主梁跨中按 T 形截面计算，T 形截面的翼缘宽度fb，按 mmsbmmlbf50002200660031310，故取mmbf2200。梁高：mmhh54040600,6000（边跨），mmh540406000（中间跨）翼缘厚：mmhf80 判定 T 形截面类型：mmNhhhbffffc601102.1047)280540(8022009.110.1)2()(76.195)(44.3412.1047中间跨中边跨中mkNmkNmkN 故各跨中截面属于第一类 T 形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取mmh530706000。正截面配筋计算。截 面 1 B 2 弯矩 M)(mkN 341.44-368.56 195.76-88.16 2/0bV 2/4.0)7.12853.58(45.37 bVM021 -331.11 201bhfc或201hbffc 254022009.110.1610088.7634 25302509.110.16106775.835 256022009.110.1610048.8210 25602509.110.161096.932 201201hbfMbhfMfcscs或 0.045 0.392 0.026 0094 s211 )550.0(b 0.046 0.535 0.026 0.099 5.01s 0.977 0.733 0.987 0.951 0/hfMAyss 2157.3 2841.0 1224.3 551.8 选用钢筋 622（弯 4）622+220（弯起 422）422（弯 2）220 实际钢筋截面面积（mm2）2233 2909 1520 628 斜截面配筋计算：截 面 A 左B 右B V)(kN 154.35 242.89 215.8 48.1250450,4500805300bhmmhhhwfw因,截面尺寸按下面式验算 025.0bhfcc)(kN V2.943 截面满足 V2.943 截面满足 V2.943 截面满足 剪跨比：0.3,37.35402000取 0175.1bhfVtc)(kN V01.75 需配箍筋 V62.73 需配箍筋 V62.73 需配箍筋 箍筋肢数、直径 2 8 2 8 2 8 1svsvnAA 100.6 100.6 100.6)/(0.10csvyvVVhAfs 143.8 66.15 78.75 实配箍筋间距 取150不足用sbA补充 取 150 不足用sbA补充 取 150 不足用sbA补充 00.1hsAfVVsvyvccs V51.061 不满足 V27.148 不满足 V27.148 不满足 afVVAycssbsin8.0 4.05 mm2 278.8mm2 278.8mm2 选配弯起钢筋 弯起 122 122 由于纵向钢筋充足，可弯起 122 实配钢筋面积)(mm 380.1 380.1 380.1 验算最小配筋率 00145.024.00027.01502506.100yvtsvsvffbsA,满足要求 说 明 由于剪力图呈矩形，在支座 A 截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面 B 左边的2.2m 范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为 100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座截面B右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使 箍 筋 加 密 为100mm即可满足要求。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为 150mm 5、两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力：kNFl95.1777.1282.1043.41，mmh2004006001 附加箍筋布置范围：mmbhs100020032002321 取附加箍筋 8200mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数：612001000m排,梁两侧各布置三排。另加吊筋 118，25.254mmAsb，则由：lsvyvsbyFkNAnfmaAf7.2343.5021026707.05.2543002sin21，满足要求。五、关于计算书和图纸的几点说明：1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用2#图纸，2 张。2、结构平面布置图：比例 1：200。3、板的配筋图：比例 1：50、分布筋选用：6250、与主梁垂直的附加负筋选用：8200，深入板中的长度为 500mm。、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用：8200，伸出墙边长度为 300mm。、板角附加短钢筋双向布置 8200，每一方向伸出墙边的长度为 500mm。4、次梁的配筋图：比例 1：30、箍筋选用：6150 通长布置。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。、号钢筋弯起后在 B 支座共同抵抗负弯矩，相当于 116,在矩支座边缘 1300mm 处截断。、离支座边缘 50mm 处各设置一个附加箍筋。、两根号钢筋弯起后在 C 支座共同抵抗负弯矩，相当于 116,在矩支座边缘 1300mm 处截断。、B 支座第二批截断的号钢筋,在距支座边缘 1800mm 处截断。、号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边缘 2100mm 处截断，与号钢筋在 600mm 范围内搭接，兼作第二跨的架立筋。、号钢筋在 C 支座右端通常兼作架立筋。5、主梁的配筋图：比例 1：30、箍筋选用：加密区选用 6100，非加密区选用 6150。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为 50mm。、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋，选用 8200,两边各布置三排,另加一根 118吊筋.、离支座边缘 50mm 处各设置一个附加箍筋。、其余钢筋截断详见配筋图。