钢筋混凝土梁的设计44012.pdf
钢筋混凝土课程设计任务书 单向板肋梁楼盖 一、设计题目 某多层工业建筑楼盖平面图如图 1 所示，环境类别为一类。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。图 1 楼盖平面图 二、设计资料 1生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中墙厚 370mm，采用 MU10 烧结普通砖、M5 混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。2材料：混凝土（按给定级别选用）；梁中和板内的钢筋根据规范规定自己选用。3楼面面层：20mm 厚水泥砂浆：3/20mkN；楼盖自重：板厚自己确定，钢筋混凝土自重标准值325/kNm；20mm 厚石灰砂浆天棚抹灰：3/17mkN。4L1、L2 尺寸和楼面均布可变荷载标准值，按给定的计算。三、设计内容 1.按指定的设计号进行设计，提交纸质稿计算书。2.结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 3.板的强度计算（按塑性内力重分布计算）4.次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）5.主梁强度计算（按弹性理论计算）四、具体要求 1.计算书要求采用 A4 纸打印，条理清楚，页码齐全，表格规范并编写表格序号，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。2.图纸要求使用 A2 图幅，主梁、次梁、板配筋图按 1：50（或 1：30）比例绘制（可以折断画一半），主次梁断面图按 1：20 比例绘制。图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标准。3.提交全部成果时请附封面，并在封面上写明专业、姓名、学号等。图纸按照标准格式折叠。五、参考文献 1.建筑结构荷载规范（GB 50009-2012），中国建筑工业出版社 2.混凝土结构设计规范（GB50010-2010），中国建筑工业出版社 3.混凝土结构（上册、中册）（第四版），东南大学、天津大学、同济大学合编，中国建筑工业出版社 4.混凝土结构及砌体结构（上册）（第二版），滕智明、朱金铨，中国建筑工业出版社 钢筋混凝土课程设计 单向板肋梁楼盖计算书 学生姓名:。专业班级：。学 号：。指导教师:。同。学土木建筑工程学院 2015 年 5 月 钢筋混凝土课程设计任务书 单向板肋梁楼盖 一、设计题目 某多层工业建筑楼盖平面图如图 1 所示，环境类别为一类。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。图 1 楼盖平面图 二、设计资料 1生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中墙厚 370mm，采用 MU10 烧结普通砖、M5 混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。2材料：混凝土强度等级 C20（fc=mm2，fT=mm2），梁内受力纵筋为 HRB335 级（fy=300N/mm2),其他钢筋为 HPB300 级（fy=270N/mm2).3L1=6600 mm、L2=6000 mm,楼面活荷载标准值:。4楼面做法：20mm 厚水泥砂浆：3/20mkN；楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值325/kNm；20mm 厚石灰砂浆天棚抹灰：3/17mkN。5.按可变荷载起控制作用的荷载组合，恒荷载分项系数为；活荷载分项系数取（因楼面活荷载标准值不大于 4KN/m2）。二、平面结构布置，及构件截面尺寸的确定 1平面结构布置 根据结构平面布置，主梁的跨度为 6600mm，次梁为 6000mm,主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为 2200mm。2.构件截面尺寸 板厚:h板/30=2200/30=.对工业建筑的楼盖板，h80mm.取 h板=80mm.次梁的梁高:hc=/(1218)=6000/（1218)=333500mm,考虑到活荷载较大，取hc=500mm,梁宽 bc=200mm.主梁的梁高：hz=l(814)=6600/(814)=470830mm，取 hz=600mm,梁宽 bz=250mm.三、板的计算（按塑性内力重分布计算）L2/L1=6000/2200=3，宜设双向板。如果按单向板设计时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。本设计按单向板进行。1.荷载 板的荷载标准值如下 20mm 水泥砂浆面层：20=（kN/m2)80mm 钢筋混凝土板：25=2（kN/m2)20mm 石灰砂浆：17=（kN/m2)小计：m2 活荷载标准值：kN/m2 恒荷载设计值：g=（kN/m2)活荷载设计值：q=（kN/m2)荷载总设计值：g+q=+=（kN/m2)总计：kN/m2 2.计算简图(b)图 1-1 单向板计算简图 次梁截面为 200mm500mm，板在墙上的支撑宽度为 120mm。如图 1-1a 所示 边跨：L01=Ln+h板/2=1980+80/2=2020ln+a/2=1980+120/2=2040mm 中间跨：l02=ln=2200-200=2000mm 跨度相差小于 10%，工程上可以按等跨计算，满足工程设计要求，取 1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图 1-1b.所示。3.弯矩设计值 单向板的弯矩系数：边跨跨中 1/11；离端第二支座-1/11；中间跨跨中 1/16；中间支座-1/14，因而有如下计算：M1=-MB=(g+q)l201/11=2=（kNm2)g+q=m 2020 2000 2000 2000 2020 1980 2000 100 100 100 100 2000 2200 2200 2200 500 A B C 80 120 MC=-（g+q)l022/14=（kNm2)M2=（g+q)l022/16=（kNm2)4.正截面受弯承载力计算 板厚 80mm，h0=80-20=60mm。C20 混凝土1fC=mm2,HPB300 钢筋 fy=270N/mm2.板配筋计算见表 1-1 表 1-1 连续板各截面的配筋计算 板带部位截面 边缘板带（，轴线间）中间板带（轴线间）边跨跨内 离 端 第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中 中间支座 边跨跨中 离端第二支座 离 端 第 二跨 跨 中 中间 跨 跨 中（）中间支座（）M/（kNm2)aS=M/a1fCbh02 AS=bh0a1fC/fymm2 215 215 145 213 215 215 113 213 选配钢筋 6130 6130 6180 6130 6130 6130 6200 6130 实配钢筋面积/mm2 218 218 157 218 218 218 141 218 对轴线间的板带，因各板区格的四周均与梁整体连接，各跨跨内和中间支座可考虑板的内拱作用，将其弯矩设计值减少 20%；支座截面，当时，取=四、次梁的计算（按塑性内力重分布计算）按考虑内力重分布进行设计，根据本楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载一律不考虑梁从属面积的荷载折减。1.荷载设计值 板传来恒荷载：=（kN/m2)次梁自重：（）25=（kN/m2)次梁粉刷：（）172=（kN/m2)恒荷载设计值：g=（kN/m2)活荷载设计值（从板传来）：q=（kN/m2)荷载总设计值：g+q=+=（kN/m2)2.计算简图 次梁在砖墙上支撑长度为 240mm，主梁截面为 250mm600mm。按塑性理论计算次梁的内力，取计算跨度如下。边跨：ln1=6000-120-250/2=5755mm l01=ln1+a/2=5755+240/2=5875mm 又=5755=5899mm5875mm 应取：l01=5875mm 中间跨：l0=ln=6000-250=5750mm 跨度差：（5875-5750）/5750=%10%故可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如图 1-2 所示。5755 5750 125125 125 125 6000 6000 1 2 3 120 120（a）6000 3.内力计算 次梁各截面的弯矩及剪力设计值分别见表 1-2 和表 1-3.表 1-2 连续次梁的弯矩计算 截面 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中、中间跨跨中 中间支座 弯矩系数 1/11-1/11 1/16-1/14 M=(g+q)ln 表 1-3 连续次梁的剪力计算 4.各截面承载力计算 进行正截面受弯承载力计算时，考虑板的作用，跨中截面按 T 形截面计算，翼缘计算宽度取值如下。边跨：bf、=l0/3=2875/3=1958mm 又：b+Sn=200+2000=2200mm1958mm 故取 bf、=1960mm 离端第二跨、中间跨：截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 离端第二支座内侧 中间支座内、外侧 剪力计算系数 V=（g+q)ln g+q=m 5875 5750 5750 5750 5875(b)bf、=l0/3=5750/3=1917mm 故取 bf、=2000mm 所有截面纵向受拉钢筋均布制成一排。梁高 h=500mm，h0=500-35=465mm。翼缘厚bf、=80mm 连续次梁正截面抗弯承载力计算表 1-4.表 1-4 连续次梁的正截面抗弯承载力计算 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 M/（kNm)s=M/1fCbf、h02(s=M/1fCbh02)=1-s21 判断 T 形截面类型 Xhf、-Xhf、-AS=bf、h01fC/fy(AS=bh01fC/fy)mm2 496 544 343 407 选配钢筋 218 316 216 412 实配钢筋面积/mm2 509 603 402 452 验算最小配筋率min=%斜截面受剪承载力计算按以下步骤进行。.验算截面尺寸。hw=h0-hf=465-80=385mm hw/b=385/200=4 故 CfCbh0=1200465=223200NVmax=即截面尺寸满足要求。=200465=71610N 则除端支座内侧，其他支座边缘均需按计算配置腹筋。.计算所需腹筋。混凝土结构设计规范（GB50010-2010）规定，对于截面高度不大于 800mm 的梁，箍筋直径不易小于 6mm。采用6 双肢箍筋，计算离端第二支座外侧截面，V=。由 V+fyvAsvh0/S 可得到所需箍筋间距为：sfyvAsvh0/=2702465/200465)=1223mm 如前所述，考虑弯矩调幅确定弯矩设计值时，应在梁塑性铰范围内将计算的箍筋面积增大 20%。现调整箍筋间距：S=1123=978mm 根据箍筋最大间距要求，取箍筋间距 s=200mm。.验算箍筋下限值。弯矩调幅时要求的配箍率下限值为：SV，min=fyv=270=%实际配筋率：SV=ASV/bS=2200200=%SV，min 满足要求。沿梁全长按6200 配筋。五、主梁的计算 主梁的内力可按弹性理论计算。1.荷载设计值 为简化计算，主梁的自重按集中荷载考虑。次梁传来恒荷载：6=主梁自重：（）25=主梁粉刷：（）2=恒荷载设计值：G=活荷载设计值：Q=6=74KN 2.计算简图 梁两端支撑在砖墙上，支撑长度为 370mm，中间支撑在 400mm400mm 的钢筋混凝土柱上，如图 1-3a 所示，墙、柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算。计算跨度如下。2240 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2240 6640 6600 6640 Q G Q G Q G Q G Q G Q=74KN G=(b)A B 240（a）120 6600 6600 边跨：Ln=6600-120-400/2=6280mm L01=ln+b/2+=6280+200+6280=6637mm l01=ln+a/2+b/2=6280+370/2+400/2=6665mm 故边跨取：l01=6640mm 中间跨：l0=6600mm 因跨度相差小于 10%，故可利用等跨连续梁计算内力。主梁的计算如图1-3b 所示.3.弯矩、剪力计算.弯矩设计值 弯矩：M=k1Gl0+k2Ql0 式中 k1，k2-分别为系数，具体计算结果及最不利荷载组合见变1-5.表 1-5 主梁的弯矩计算 序号 计算简图 边跨跨内 中间支座 中间跨跨内 K M1 K MB(MC)K M2 （）（）1/3MB=（）最不利荷载组合 .剪力设计值 式中 k3,k4-分别为系数，具体计算结果及最不利荷载组合见表 1-6.表 1-6 主梁的剪力计算 序号 计算简图 端支座 中间支座 k M1 k MB(MC)k M2 83.921.134-（0）0（83.921.134）最不利荷载组合 4.主梁的截面承载力计算.正截面抗弯承载力计算。跨内按 T 形截面计算，因 hf、/h0=80/560=，所以翼缘计算宽度取：hf、=l/3=3=b+Sn 取 hf、=计算，故：h0=600-40=560mm 支座截面按矩形截面计算，考虑到支座负弯矩较大，采用双排配筋，故：h0=600-90=510mm 主梁的正截面承载力计算见表 1-7.表 1-7 主梁的正截面承载力计算 截面 边跨跨内 中间支座 中间跨跨内 M/（kNm)(h0=535mm)V0b/2-M-V0b/2/（kNm)-as=M/1fCbf、h02(as=M/1fCbh02)=1-sa21 是否超筋（b=）否 否 否 否 判断 T 形截面类型 Xhf、-Xhf、-AS=bf、h01fC/fy(AS=bh01fC/fy)/mm2 1577 2220 749 214 选配钢筋 425 622 222 222 实配钢筋面积/mm2 1964 2281 760 760 纵筋最小配筋率min%=AS/bh%.斜截面抗剪承载力计算。a.验算截面尺寸。截面验算剪力最大的 B 支座左，是否按计算配腹筋验算剪力较小的 A 支座右，即：CfCbh0=1250510 =Vmax =取 A 支座 h0=535mm，故:=250535=103kNVA=由此可见，截面尺寸符合要求，但均应按计算配置腹筋。b.计算所需腹筋。采用8150mm 双肢箍筋：Vcs=+fyvh0Asv/s=250510+1502x50.3270 x510 x =(N)1858400(N)VBl1605400(N)VBr154700(N)VA 主梁吊筋计算。次梁传来的集中力为：fl=+74=由 F2fyAsbsin 可得：Asb45sin300 x21346000 x=317mm2
