钢筋混凝土楼盖课程设计.doc

xinhua university课 程 设 计curriculum design设计名称钢筋混凝土楼盖课程设计专业班级学 号姓 名指导老师2011年5月30日目 录 设计任务书设计指导书设计计算书混凝土楼盖课程设计设计任务书一、设计任务 某多层工业厂房，采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。设计时，只考虑竖向荷载作用，采用单向板肋梁楼盖，要求完成钢筋混凝土整体现浇楼盖的结构设计。二、设计内容 1、结构布置 确定柱网尺寸，柱截面尺寸见表1，主次梁布置及截面尺寸，并进行编号，绘制楼盖结构布置图。 2、板设计 按塑性分析法计算内力，并绘制板配筋图。 3、次梁设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算内力和正截面极限承载力，并绘制配筋图。 4、主梁设计 按弹性方法计算主梁内力，绘制主梁的弯矩、剪力包络图，根据包络图计算正截面、斜截面的承载力，并绘制主梁的抵抗弯矩图及配筋图。三、设计条件 1、建筑尺寸见图1和表2。 2、学生由教师指定题号。 3、楼面做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹底。 4、荷载：永久荷载，包括梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重25kn/m3，水泥砂浆容重20kn/m3，石灰砂浆容重17kn/m3，分项系数=1.2。可变荷载，楼面均布荷载标准值见表1。分项系数=1.3或1.4。250120l1120120120l2250250电梯间楼梯间 2图1 建筑尺寸表1 柱截面尺寸及混凝土强度等级（见任务书）表2 题号及可变荷载（见任务书） 5、材料 梁、板混凝土强度等级见表1。 主梁、次梁受力钢筋采用hrb335级钢筋，其他均用hpb300级钢筋（）。四、进度安排 结构计算 5天 绘制结构施工图 3天 计算书、图纸整理 1天 答辩 1天 合计教学周2周 10天 五设计要求 1计算书应书写清楚，字体端正，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图面应整洁，布置匀称。字体和线条应符合制图标准。3混凝土楼盖课程设计指导书一结构平面布置 按给定的设计号进行单向板肋形楼盖布置，各构件按类型编号，主梁一般沿横向设置；梁系应贯通，布置应规整，同类构件截面尺寸应尽可能统一。二设计计算 1按构造规定选择板、次梁和主梁截面尺寸；2单向板和次梁采用塑性内力重分布方法计算，利用相应弯矩系数和剪力系数求内力，列表计算截面配筋；主梁采用弹性理论方法计算、按连续梁考虑，分别计算恒河在和各最不利布置活荷载作用下的内力，绘制弯矩包络图和剪力图包络图，列表计算截面配筋；进行主梁附加横向钢筋的计算。三设计技巧分析钢筋混凝土肋形结构设计，一般的设计方法都能够完成，但如果掌握一些设计技巧，无疑将加快设计进度，提高设计质量。1梁格布置梁格布置应满足合理的板跨，使工程造价更经济。板的跨度常设为3m4m，板的厚度为80mm100mm。梁的长度常设为5m8m，高度为400mm700mm，宽度为250mm300mm。2计算简图按照尽可能符合结构实际受力情况和简化计算的原则，确定结构构件的计算简图。包括支承条件、计算跨度和跨数、荷载分布及其大小。支承条件按最接近实际情况简化，在配筋计算结果中再用构造方法调整。简化为简支支座的，朝固定支座形式调整；简化为固定支座的，朝简支支座形式调整。计算跨度差别不大时可采用等跨；跨数大于5 跨的按5 跨计算。荷载分布可以将影响小的荷载形式转化为影响大的荷载形式合并计算。3考虑塑性内力重分布的计算采用弯矩调幅法，将弹性分析方法求得的截面最大弯矩，乘以调整系数0.80.9，调整截面最大弯矩(通常为支座负弯矩)通常不需要再加大跨中正弯矩。4板的钢筋板的钢筋布置一般采用分离式，不采用弯起式；钢筋间距一般情况下不大于250，任何情况下不得少于每米三根。5截面有效高度双向板跨中两个方向的截面有效高度h0 不同；板、次梁、主梁钢筋排放位置不同，截面有效高度h0 也不同；梁中钢筋排放排数不同，截面有效高度h0 也不相同。6梁的钢筋4梁的钢筋布置一般采用直筋式，不采用弯起筋；梁高大于450mm 时，要设置腰筋；梁宽大于350mm 时，要设置四肢箍。四绘图 绘图可采用平面整体绘图方法（平法），但必须画出相应节点构造并编制钢筋表；也可按教材的传统方法绘制。 1当采用2号图纸绘图时，其中一张图纸绘制结构平面布置图及梁配筋图，另一张绘制主梁的弯矩包络图和主梁配筋图； 2绘图时先用硬铅打底，后按规定加粗加深；3设计图纸的图签可按如下内容要求编制。新华学院混凝土结构课程设计工程名称某工业仓库项目楼盖梁板结构设计结构平面布置现浇板配筋次梁主梁配筋图别审核图号成绩日期5钢筋混凝土楼盖课程设计设计计算书班级 姓名 （设计号 l1 l2 q ）一楼盖结构平面布置根据给出的平面尺寸，确定主梁沿房屋横向布置，主梁跨度为 m；次梁跨度为 m。主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 m。楼盖的结构平面布置如图1.1。二构件截面尺寸选择（注：以下尺寸单位凡未注明者，均为mm）1.板按照高厚比条件，要求连续单向板厚hl/40= 。对工业楼面而言，板厚不应小于80mm,故取板厚h= mm。2.次梁次梁截面高度应满足h= l/18l /12 = /18 l /12 = mm，故选取次梁高h= ，宽度按h /3h /2取值，b = mm。3.主梁主梁截面高度按l /15l /10 取值，h= mm，次梁宽度按h /3h /2取值，b= mm。三板的设计计算1.荷载板的恒荷载标准： 水磨石层面 0.65kn/m26 mm厚钢筋混凝土板 25= kn/m2顶棚混合砂浆抹灰20mm厚 0.0217= kn/m2 = kn/m2 取恒荷载分项系数1.2，恒载设计值g=1.2 = kn/m2 。 而本设计中楼面活荷载标准值qk= kn/m2，该值大于4kn/m2，故取活荷载分项系数为1.3，则板的活荷载设计值q=1.3 = kn/m2板荷载设计值g+q= + = kn/m2 2.计算简图 现浇板在墙上的支承长度取为120，而次梁截面宽度b= ，板按塑性内力分布进行设计，则计算跨度为： 边跨l01=b/3+h/2-185-b/2= /3+ /2-185- /2= mm； 中间跨l02=b/3-b= mm。跨度相差小于10%，按等跨连续板进行计算。取1mm宽板带为计算单元，b=1000mm；计算简图如图1.2所示。图 1.2 3.板的弯矩设计值对及的板带，其弯矩系数分别为：边跨跨中，1/11；第一内支座，-1/11； 中间跨跨中，1/16；中间支座-1/14。弯矩设计值=（g+q）l02系数，故边跨跨中 m1= /11= knm第一内支座 mb=- /11= - knm（注：跨度取相邻跨较大值或平均值）中间跨跨中 m2= /16= knm中间支座 mc=- /14=- knm4.板的配筋计算由板厚h= mm，则h0=h-20= mm；c25混凝土，fc=11.9n/mm2；板钢筋采用hpb235级，fy=210n/mm2。配筋计算过程见表1.1。表1.1 板的配筋计算截面位置边跨跨中第一内支座中间跨跨中中间支座弯矩设计值（knm）7（mm2）及实配钢筋实配钢筋注：对轴线板带的中间支座和中间跨跨中，其弯矩设计值可降低20%，为方便起见，直接对钢筋面积近似折减20%。四次梁的设计计算次梁按考虑内力重分布方法进行设计，按照从属面积的有关规定，不考虑活荷载的折减。1.荷载设计值（1）次梁的恒荷载设计值 1）由已选定的次梁截面尺寸b及h，可得次梁的自重g1k为： g1k=25bh=25 = kn/m（其中b、h均为m为计） （注：在次梁自重的计算中，未扣除板厚，也未计入梁侧粉刷，二者相抵误差不大，但较为方便，可用于实际设计。主梁自重的计算相同。） 2） 板传下g2k=gkb/3= /3= kn/m （gk为板上荷载）则次梁的恒荷载设计值g=1.2（g1k+g2k）=1.2( )= kn/m(2)次梁的活荷载设计值活荷载设计值q=板活荷载设计值 b/3= /3= kn/m （3）次梁的荷载设计值 g+q= + = kn/m 2.次梁的计算简图次梁在砖墙上的支承长度a=240mm，主梁截面尺寸bh= mm mm，则次梁的计算跨度为：边跨 l01=ln1+a/2=a-b/2= mm中间跨 l02=ln2=a-b= mm各跨跨度相差小于10%，按等跨连续梁进行计算，计算简图见附图1.3。图 1.33.内力设计值（1）弯矩设计值边跨跨中 m1=（g+q）l201/11= /11= knm第一内支座 mb= -m1= - knm8中间跨跨中 m2=（g+q）l202/16= /16= knm第一内支座右 mc= -（g+q）l202/14= - /14= - knm（2）剪力设计值根据各支座处剪力系数，有 边支座 va=0.45（g+q）ln1=0.45 = kn 第一内支座左 vbl=0.60（g+q）ln1=0.60 = kn第一内支座右 vbr=中间支座vc=0.55（g+q）ln2=0.55 = kn4.承载力计算 取as=35mm，则h0=h-as= -35= mm (1)正截面受弯承载力 跨中截面按t形截面计算，其受压翼缘宽度为a/3= 及b/3= 中较小值，故取= mm，支座截面按矩形截面计算。 t形截面的判别： knm 为 类t形。 计算过程如表1.2。 表1.2 次梁正截面受弯承载力计算截面位置边跨跨中第一内支座中间跨跨中中间支座弯矩设计值（knm）（mm2）实配钢筋（根数规定）（mm2）注：在计算跨中截面时，取b=bf。纵向受力钢筋采用hrb 级，fy= n/mm2；b= ，支座处应满足0.35的要求。（2）斜截面受剪承载力 1）截面尺寸验算 因次梁截面h/b4，故hw/b4，则因 0.25fcbh0=0.25 = kn vmax截面尺寸 要求。9 2）配箍计算 采用双肢箍，且不考虑弯起钢筋抗剪，计算过程列于表1.3。 配箍计算值按如下原则确定：当剪力设计值小于0.7ftbh0时，直接按构造要求；当剪力设计值介于0.7ftbh0和ftbh0时，按最小配箍率计算确定；当剪力设计值大于ftbh0时，按如下公式计算确定： 实配箍筋在配箍计算值基础上增加20%以保证塑性铰转动能力。表1.3 次梁斜截面受剪承载力计算截面位置边支座第一内支座左第一内支座右中间支座剪力设计值（kn）0.7ftbh0（n）ftbh0（n）配箍计算值实配箍筋五主梁的设计计算 主梁按弹性理论设计。承受次梁传下的集中荷载及主梁自重。为简化计算，将主梁自重简化为集中荷载。1.荷载设计值（1）主梁的恒荷载设计值g 1）由已选定的主梁截面尺寸b及h，可得主梁的自重设计值g1。 g1=1.225bhb/3=1.225 /3= kn2）次梁传下g2 g2=ga= = kn（g为次梁的恒荷载设计值）g=g1+g2= + = kn(2)主梁的活荷载设计值qq=qa= = kng和q作用在主次梁相交的支座位置2.计算简图主梁端部支撑在370mm砖墙上，支撑长度a=370mm；中间支撑在350mm350mm的混凝土柱上。主梁按弹性理论设计时，计算跨度可取支座中心线间距离。本设计按连续梁进行，且为等跨度，计算跨度l0=b，计算简图见图1.4。10图1.4 主梁的计算简图3.内力设计值及包络图（1）弯矩设计值利用查表得出的系数k1 、k2可得m= k1ql+ k2ql，计算结果列于表1.4表1.4 主梁弯矩计算（kn.m）项次荷载简图0.224-0.2670.067-0.2670.289-0.133-0.133-0.133-0.045-0.1330.200-0.1330.229-0.3110.170-0.089与相反组合项 次mmin(kn.m)+mmax(kn.m)+注：项次为恒载作用下，项次为1跨和3跨作用活载，项次为2跨作用活载，项次为1跨和2跨作用活载，项次为2跨和3跨作用活载。（2）剪力设计值剪力设计值v= k3g+ k4q，系数利用表格查出，计算结果如表1.5，相应项次对应的计算简图与表1.4相同。表1.5 剪力设计值（kn）项 次0.733-0.12671.0000.866-1.1340.689-1.3111.222组合项次vmax+注：c支座剪力与b支座反对称，即+(3)弯矩和剪力包络图11根据结构对称性及荷载作用特点，可画出弯矩和剪力包络图见图1.5图1.5 弯矩和剪力包络图（将计算结果填入图中方框内）（4）承载力计算主梁采用c25混凝土，fc =11.9n/mm2；fc =1.27n/mm2；纵向受力钢筋采用hrb400级，fc =360n/mm2；箍筋采用hpb235级，fyv =210n/mm21）正截面受弯承载力计算跨中截面按t形截面计算，其受压翼缘宽度bf按规范要求为b/3= 及a= 中的较小值，且bf/h= ，故取bf= mm支座截面按矩形截面截面计算，bh= mm mm。支座边弯矩设计值mb可取支座中心线组合值m- v0b/2= - b/2= kn.m（其中v0为简支梁相应剪力值，v