钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书与计算书.pdf

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1、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：设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。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

2、、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、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨 1.2m 时，楼面的活荷载标准值为16.0kN/；板跨 2.0m 时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距1.2m 时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/；次梁（肋梁）间距2.0m 时，楼面的活荷载标准值为8.0kN/。数据：

3、Lx=6000,Ly=6300。LLL2 楼面构造。采用20mm 厚水泥砂浆抹面，15mm 厚混合砂浆天棚抹灰。3 屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20 厚水泥砂浆找平层、150 厚（平均）炉渣找坡层、120 厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60 厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4 梁、柱用15 厚混合砂浆抹灰。5 混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。楼盖结构

4、的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2000/40=50，对工业建筑的楼板，要求h 80，所以板厚取h=80。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)6300=350 525mm，取 h=500mm，截面宽 b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2)500=167 250mm，取 b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8)l=(1/14 1/8)6000=429750mm,取 h=650mm，截面宽度 b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2)650=217 325mm,取 b=300mm。3、板的设计按考虑塑性内力重分布设计

5、（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm 厚水泥沙浆面层：0.02 20=0.4 kN/80mm 厚钢筋混凝土板：0.0825=2.0 kN/15mm 厚混合沙浆天棚抹灰：0.01517=0.255 kN/小计2.655 kN/活荷载标准值：10.0 kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以活荷载分项系数取3.1，恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.168 kN/活荷载设计值：q=101.3=13.0kN/荷载设计总值：g+q=16.186kN/,近似取 16.2kN/（2）、计算简图取 1m 板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200

6、mm，现浇板在墙上的支承长度为a=mm120，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：l01=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mm l011=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840mm 故边跨板的计算跨度取lo1=1820mm 中间跨：l02=ln=2000-200=1800mm 板的计算简图如图所示。（3）弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差（1820-1800）/1800=1.1%小于 10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置1

7、 边跨跨中B 离端第二支座2 中间跨跨中C 中间支座弯矩系数M1/11-1/11 1/16-1/14 计算跨度l0(m)l01=1.82 l01=1.82 l02=1.80 l02=1.80 20)(lqgMM(kN.m)16.2 1.82 1.82/11=4.88-16.21.821.82/11=-4.8816.2 1.80 1.80/16=3.28-16.21.801.80/14=-3.75（4）配筋计算正截面受弯承载力计算板厚 80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2，HPB235 钢筋，fy=210 N/mm2。对轴线

8、间的板带，考虑起拱作用，其跨内2 截面和支座C 截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。板的配筋计算截面位置1B 2C 弯矩设计值（mkN）4.88-4.883.28-3.75s=M/1fcbh020.114-0.1140.077-0.088s2110.1210.1-0.1210.350.080.1-0.0920.35轴线计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy411-411272313实际配筋（mm2）1019010190 8180 8160 As=413As=413As=279As=314轴线 计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy411

9、4110.8 272=218 0.8 313=250 实际配筋（mm2）1019010190 81808180 As=413As=413As=279As=279配筋率验算pmin=0.45ft/fy=0.451.27/210=0.27%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.47%P=As/bh=0.47%（5）板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.1862.0=6.372kN/m 次梁自重：0.2（0.5-0

10、.08）251.2=2.52 kN/m 次梁粉刷：20.015（0.5-0.08）171.2=0.257 kN/m 小计g=9.149 kN/m 活荷载设计值：q=132.0=26 kN/m 荷载总设计值：q+g=26+9.149=35.149 kN/m 近似取荷载35.15 kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：l01=ln+h/2=(6300-120-300/2)+240/2=6150mm l011=1.025ln=1.025 6300=6181mm 故边跨板的计算跨度取lo

11、1=6150mm 中间跨：l02=ln=6300-300=6000mm 计算简图如图所示。（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6150-6000）/6000=2.5%小于 10%，可按等跨连续梁计算。由表可分别查得弯矩系数M和剪力系数V。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1 边跨跨中B 离端第二支座2 中间跨跨中C 中间支座弯矩系数M1/11-1/11 1/16-1/14 计算跨度l0(m)l01=6.15 l01=6.15 l02=6.0 l02=6.0 20)(lqgMM(kN.m)35.156.152/11=120.86-35.1

12、56.152/11=-120.8635.156.02/16=79.1-35.156.02/14=-90.4次梁的剪力设计值的计算截面位置A 边支座B(左)离端第二支座B(右)离端第二支座C 中间支座剪力系数V0.45 0.6 0.55 0.55 净跨度 lnln1=6.03 ln1=6.03 ln2=6.0 ln2=6.0 nVlqgV)(kN)0.45x35.15x6.03=95.38kN 0.6x25.15x6.03=127.17kN 0.55x25.15x6.0=116kN 0.55x25.15x6.0=116kN（4）配筋计算正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T 形截面进行承载力计算

13、，其翼缘宽度取下面二项的较小值：bf=lo/3=6000/3=2000mm bf=b+Sn=200+2000-2000=2000mm 故取bf2000mm C25混凝土a1=1.0,fc=11.9 N/mm2,ft=1.27 N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/mm2,箍筋采用 HPB235，fyv=210 N/mm2,ho=500-35=465mm。判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸：hw=ho-bf=465-80=385mm 且h

14、w/b=465/200=1.93 Vmax=127.17kN 故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截面A 左B右BC V)(kN95.38 127.17 116 116 025.0bhfcc)(kN276.7V 截面满足276.7V 截面满足276.7V 截面满足276.7V 截面满足07.0bhfVtc)(kN82.7V 需配箍筋82.7V 需配箍筋82.7V 需配箍筋82.7V 满足144.1V 满足144.1V 满足144.1V 满足截面1B 2C 弯矩设计值（mkN）120.86-120.8679.1-90.4s=M/1fcbh02120.86x106/(1x11.9 x20

15、00 x4652)=0.023 120.86x106/(1x11.9 x200 x4652)=0.235 79.1x106/(1x11.9 x2000 x4652)=0.015490.4x106/(1x11.9 x2000 x4652)=0.176s2110.0230.10.2720.350.01550.10.19512d=1222=264mm，取 300mm.纵筋的截断点距支座的距离:l=ln/5+20d=6022/5+20 x22=1644.4mm,取 1650mm.5、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载：9.149

16、6.3=57.64kN 主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）0.3 2.0 25+2（0.65-0.08）0.015 172.0 1.2=10.958kN 恒荷载设计值：G=57.64+10.958=68.6kN 活荷载设计值：Q=26100.86.3=163.8 kN（2）计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨:lo1=ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mm Lo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=

17、6022mm 故 lo1 取 6022mm 中跨lo2=6000mm 计算简图如图所示。（3）、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算：QlkGlkM21:弯矩，式中 k1和 k2由附表 1 查得主梁的弯矩设计值计算（mkN）项次荷载简图1MkBMk2MkCMk弯矩图示意图1 恒载0.244 100.8-0.2674-110.3 0.067 27.6-0.2674-110.3 2 活载0.289 285.1-0.133-130.95-0.133-130.7-0.133-130.95 3 活载-0.044-43.4-0.133-130.95 0.200

18、196.6-0.133-130.95 4 活载0.229 225.9-0.311-306.2 0.096 94.3-0.089-87.6 5 活载-0.089/3-29.3-0.089-87.60.17 167.1-0.311-306.2组合项次Mmin(kN m)+57.4+-416.5+-103.1+-416.5组合项次Mmax(kN m)+385.9+-197.9+224.2+-197.9、剪力设计值：中查到，由附录式中系数剪力1,:4343kkQKGkV不同截面的剪力值经过计算如表所示。主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图恒载0.733 50.3-1.267-86.9 1.00 68.6

19、 活载0.866 141.9-1.134-185.7 0 0 活载0.689 112.9-1.311-214.7 1.222 200.2 活载-0.089-14.6-0.089-14.60.788 127.4组合项次Vmax(kN)+192.2+-101.5+268.8组合项次Vmin(kN)+35.7+-301.6+68.6弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0，MB=-110.3-130.95=-241.25 kN.m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载 G+Q=68.6+163.8=232.4kN作用下的简支梁弯矩图

20、：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)l01-1/3MB=386.1 kN.m Mmax ,第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q)l01-2/3MB=305.7 kN m。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为241.25kN m，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 G l02MB=-104.05 kN m.荷载组合+时支座最大负弯矩MB=-416.5 kN m 其它两个支座的弯矩为MA=0，MC=-197.9 kN m，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q 时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为327.7k

21、Nm，188.8kN m。同理，当CM最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时MB=MC=-241.25 kN m，第一跨在集中荷载G 作用下的弯矩值分别为857.3kNm，-23.1kN m,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为224.2 kNm+5 情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，VAmax=192.2kN，至第二跨荷载处剪力降为192.2-232.4=40.2kN；AVkBlVkBrVk至第二集中荷载处剪力降为40.2232.4=272.

22、6 kN，荷载组合+时，BV最大，其VBl=-301.6 kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）163.2kN,69.2kN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。（4）配筋计算承载力计算C25 混凝土，a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27 N/mm2;纵向钢筋HRB335，其中fy=300 N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2.正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因10.0130.0615/80/0hhf翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m 和 b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=

23、2000mm支座处的弯矩设计值：。MB=Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 kNm 判别跨中截面属于哪一类T 形截面a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0 x11.9x2000 x80 x(615-40)=1094.8kN.m M1 M2.属于第一类T 形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:表 1-15 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B 2 弯矩设计值（kN.m）385.9370 224.2103.1s=M/1fcbh020.047 0.308 0.025 0.08 s2110.0480.518 0.3800.518 0.0250.518 0

24、.0830.518 选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm2)622622 1204 202 20 As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：hw=ho-bf=580-80=500mm 且hw/b=500/300=1.7 Vmax=301.6kN 故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截面A 左B右BV)(kN192.2-301.6 368.8 025.0bhfcc)(kN548.9V 截面满足517.7V 截面满足517.7V 截面满足07.0bhfVtc)(kN16

25、4.02V 需配箍筋254.69V 需配箍筋254.69V 256.8V 实配箍筋间距150 150 100 afVVAycssbsin8.0_ 264_ 选配弯起钢筋_ 120(As=314.2)_ 验算最小配筋率Psv=Asv/bs=100.6/300 x150=0.002240.24 ft/fyv=0.00145,满足要求说明为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150mm5、两侧附加横向钢筋的计算：由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:F=1.2x57.64+1.3x10 x2x6.3=232.97kN 所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:As=F/2fysina=232970/(2x

26、300 xsin45)=549.2 mm2 选用 220(As=628)（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当07.0bhfVtc时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或 20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于02.1hl。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或 20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于07.12.1hl。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la=a fy d/ft=0.1430022/1.27取 880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm，取 300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图所示。