毕业论文设计--现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.doc

混凝土课程设计

钢筋混凝土课程设计

题目：现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖
系别：建筑工程系
班级：11级土木工程1班
姓名：叶
学号：1101011014
指导老师：董吉武

2013年6月1日

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖
计算书

目录

一、 原始资料 1
二、 楼盖梁板布置 3
三、 单向板设计 4
四、 次梁设计 7
五、 主梁设计 13
六、 施工图说明 21
七、 参考文献 24
八、 课程设计总结 24

一、 原始资料
1. 设计题目：
设计某工业厂房现浇整体式钢筋混凝土肋形楼盖
2. 荷载取值：

学号
A2(mm)
B7（mm）
楼面活荷载q1
1101011014
6600
8400
4.5kN/m2

其中纵向尺寸为5×A，横向尺寸为3×B；楼盖尺寸A、B由指导老师给定；其中纵墙厚度为370mm，横墙厚度为240mm；轴线通过各墙体截面中心线。
楼面采用水磨石面层，自重标准值为0.65kN/m2；顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚，自重标准值17kN/m3；钢筋混凝土自重标准值按25kN/m3计算。

3. 建筑材料：
①外围墙体为砖墙：采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。
②混凝土强度等级：C25。
③钢筋选取：梁中受力钢筋选用HRB400，其他钢筋全部选用HPB300.
④楼面：采用水磨石面层
⑤顶棚：混合砂浆抹灰20mm厚

4. 工程做法：
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. 结构施工图：
①结构平面布置图（1：100）
②板的配筋图（1：50）
③次梁和主梁配筋图纵剖面图（1：50或1：40），要求注明梁跨、入墙深度、支座宽度、钢筋编号及受力筋的弯起、切断点位置、箍筋直径和间距；
横剖面图（1：25或1：20），要求注明截面尺寸及钢筋编号。
④主梁应绘制抵抗弯矩图，并根据此图进行主梁受力筋的弯起和切断点的确定。
二、 楼盖梁板布置
1. 总体：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为8.4m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.8m，1/2=6.6/2.8=2.4>2，因此按单向板设计。
2. 柱：截面尺寸为350mm×350mm。
3. 板：按高跨比条件，对于两端连续的单向板，当h≥2800/40=70mm时，满足刚度要求，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。对于工业建筑的楼板，要求，取板厚。
4. 次梁：截面高度应满足h＝/18～/12=6600/18～6600/12=367～550 mm，取h=450mm.。截面宽度，取b=200mm。次梁截面为200mm×450mm。
5. 主梁：截面高度应该满足h＝/14～/8=8400/14～8400/8=600～1050mm，h=700mm，,截面宽度b=300mm。主梁截面为300mm×700mm。
6.楼盖梁格布置图见后手绘图1。

三、 单向板设计
1. 荷载计算
20㎜厚混合砂浆抹灰：17×0.02=0.34KN/㎡
80㎜厚现浇钢筋混凝土板：0.08×25=2.00KN/㎡
水磨石面层楼面,自重标准值：0.65KN/㎡
活荷载标准值：qk=4.5KN/㎡
恒荷载标准值：gk=0.34﹢2.00﹢0.65＝2.99KN/㎡
①.由可变荷载效应控制的组合：
q＝1.2×2.99﹢1.3×4.5＝9.44KN/㎡
②.由永久荷载效应控制的组合:
q=1.35×2.99﹢0.7×1.3×4.5＝8.13KN/㎡
2. 计算简图
①取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度：
中间跨: l0=㏑=2800－200＝2600㎜
边跨: l0＝㏑﹢h/2＝2800－100－120﹢80/2＝2620mm
≦㏑﹢a/2＝2640mm
取l0＝2620㎜
②板计算简图 （图2）

图2 板计算简图
3. 内力计算
因跨度差＝0.77%﹤10%，故可按等跨连续板计算内力
各截面弯矩计算如表1所示：

板弯矩计算表（表1）
截面
边跨中
第一內支座
中间跨中
中间支座
弯矩系数α

-

-

5.89
-5.89
3.99
-4.56

4. 强度计算
已知＝270N/mm²,,,
正截面强度计算如下表2：
正截面强度计算（表2）
截面
边跨中
第一內支座
中间跨中
中间支座
在平面上的位置
①﹣②
⑤﹣⑥
②﹣⑤
①-②
⑤﹣⑥
②﹣⑤
M(KN•m)
5.89
-5.89
3.99
3.19
-4.56
-3.65

0.137
0.137
0.093
0.074
0.106
0.085

0.926
0.926
0.951
0.961
0.944
0.956

392.6
392.6
259.0
205.0
298.2
235.5
选用钢筋
10@200
10@200
8@200
8@200
8@200
8@200
实际配筋
393
393
259
251
251
251
说明：由于构造要求，用于现浇板的钢筋直径不宜小于8，间距不宜大于200mm，也不可过小。对于轴线间板带，其支座和中间跨中截面弯矩设计值折减20%。

5. 配筋图
根据计算结果及板的构造要求，画出配筋图（图1）以及绘图说明。另见附图板配筋图。

四、 次梁设计
1. 荷载计算
板传来的恒荷载：
2.99×2.8＝8.372KN/m
次梁自重：
25×0.2×（0.45－0.08）=1.85KN/m
次梁混合砂浆抹灰：
17×0.02×2×（0.45－0.08）＝0.252KN/m
恒荷载标准值：

活荷载标准值：

①按由可变荷载效应控制的组合：
q=1.2×10.474+1.0×1.3×12.6=28.9KN/m
②按由永久荷载效应控制的组合：
q=1.35×10.474+0.7×1.3×12.6=25.61KN/m

2. 计算简图
①、各跨的计算跨度为
中间跨：

边跨:

又 ，取小值6430mm。
跨度差:

故可按等跨量计算。
②、次梁的计算简图，下图（图3）.

图3 次梁计算简图

3. 内力计算
次梁弯矩计算表如表3，次梁的剪力计算如表4。
截面
边跨中
第一內支座
中间跨中
中间支座
弯矩系数α
1/11
- 1/11
1/16
- 1/14
（KN•m）
108.81
108.81
71.81
82.07

表3 次梁的弯矩计算

截面
A支座
B支座左
B支座右
C支座
剪力系数β
0.45
0.60
0.55
0.55
（KN）
83.77
111.69
100.31
100.31

表4 次梁的剪力计算

4. 正截面强度计算
①次梁跨中按T形截面计算
对跨边：

取

对中间跨：

取

支座截面按矩形计算。

②判断截面类型
已知：

（假设纵筋为20mm）,，
则：

因此，边跨和中跨截面类型均为第一类T型截面。

表5 次梁正截面强度计算
截面
边跨中
第一內支座
中间跨中
中间支座
M(KN•m)
108.81
108.81
71.81
82.07
b或（mm）
2140
200
200
2100

0.03
0.27
0.18
0.02

0.985
0.839
0.9
0.97

0.03<0.518
0.322<0.518
0.2<0.518
0.02<0.518

739.40
868.07
534.06
566.32
选用钢筋
216（直）
+216（弯）
216（直）
+316（弯）
216（直）
+116（弯）
216（直）
+116（弯）
实际配筋
804mm²
1005 mm²
603mm²
603mm²

符合要求。
5. 斜截面强度计算
，因，次梁斜截面强度计算如下表6所示。

表6 次梁斜截面强度计算
截面
A支座
B支座左
B支座右
C支座
V（KN）
83.77
111.69
100.31
100.31

箍筋直径和肢数
双肢

2×28.3=56.6
2×28.3=56.6
2×28.3=56.6
2×28.3=56.6

635
167
239
239
实际间距
200
150
200
200

弯矩调幅时要求的配筋率下限：

实际配筋率：
，满足要求。
6. 绘图
根据要求结果及梁的构造要求，绘制次梁配筋图，如图4所示。见于总配筋图2#图纸。

五、 主梁设计
1. 荷载计算
次梁传来的恒载：

主梁自重：

梁侧抹灰：

恒载标准值：

活载标准值：

恒载设计值：

活载设计值：

2. 计算简图
各跨的计算跨度：
中间跨：

边跨：

取最小值
跨度差

主梁的计算简图如图4所示

图4 主梁计算简图

3. 内力计算
①弯矩计算（k值查表得到）

边跨

中间跨

主梁弯矩计算如表7所示。
表7 主梁弯矩计算
项次
荷载简图

①恒载

②活载

③活载

④活载

⑤活载

27.5

内
力
组
合
①+②
471.1
352.9
-345.9
-64.5
-64.5
-345.9
①+③
247.7
259.0
-345.9
237.9
237.9
-345.9
①+④
416.1
243.9
-508.7
210.7
210.7
-306.3
①+⑤
234.0
183.5
-70.7
-24.9
143.2
-508.7
最
不
利
内
力
组合项次
①+⑤
①+⑤
①+④
①+②
①+②
①+⑤
组合值（KN•m）
234.0
183.5
-508.7
-64.5
-64.5
-508.7
组合项次
①+②
①+②
①+⑤
①+③
①+③
①+④
组合值（KN•m）
471.1
352.9
-70.7
237.9
237.9
-306.3
②剪力计算(k值查表可得)

主梁剪力计算如表8所示
表8 主梁剪力计算
项次
荷载简图

①恒载

②活载

③活载

④活载

⑤活载

内
力
组
合
①+②
166.9
-249.3
100
①+③
58.9
141.1
208.1
①+④
147.8
268.4
232.1
①+⑤
63.7
136.3
184.1
（KN）
组合项次
①+⑤
①+④
②+⑤
组合值
-24.0
-268.4
84.1

(KN)
组合项次
②+④
③+⑤
③+④
组合值
168.1
-24.0
240.2

图5 主梁弯矩及剪力包络图

4. 正截面强度计算
①．确定翼缘宽度
主梁跨中按T形截面计算
对跨边：

对中间跨：

取
支座截面按矩形计算。
②．判断截面类型
取（中间跨中），（边跨中与支座），则：

属于第一类T形截面。
③．截面强度计算
主梁正截面强度计算如表9所示，表中按简支梁计算的制作简历设计值

表9 主梁正截面强度计算
截面
边跨中
B支座
中间跨中
M(KN•m)
471.1
-508.7
237
-64.5
（KN）

41.62

（KN·m）
471.1
467.1
237
-64.5
b（）
2862
300
2800
2800

0.037
0.352
0.017
0.005

0.981
0.772
0.991
0.997

0.038<0.518
0.456<0.518
0.017<0.518
0.007<0.518

2186.8
2755.2
1038.0
280.8
选用钢筋
228（直）+
225（弯）
422（直）+
225（弯）+
122（弯）
222（直）+
122（弯）
220（直）
实际配筋面积
2214mm²
2882mm²
1140mm²
628mm²

取中间跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率：

同时也大于0.2%，符合要求。

5. 斜截面强度计算
主梁截面截面强度计算如表10所示。
表10 主梁斜截面强度计算

截面
A支座
B支座左
B支座右
V(KN)
168.1
268.4
240.2

0.25×1.0×11.9×300×610=544.425KN<V截面满足要求

按计算配箍
箍筋直径和肢数
8@200 双肢

——

——

6. 主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载：
F=1.2×69.13+1.3×83.16=191.06KN
则

选用216（），满足配筋计算。

7. 绘图
根据要求结果及主梁的构造要求，绘制主梁抵抗弯矩图和配筋图，如图5所示。见于总配筋图2#图纸。钢筋切断和延伸长度在实际施工中可精确至厘米。

六、 施工图说明
1、3#图纸：
梁格布置图与板钢筋布置图结合图，比例1：100。（手绘图）
⑴、分布筋选用：6@250
⑵、与主梁垂直的附加负筋选用：8@200，深入板中的长度为500mm。
⑶、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用：8@200，伸出墙边长度为300mm。
⑷、板角附加短钢筋双向布置8@200，每一方向伸出墙边的长度为500mm。
2、次梁配筋图：
1张是次梁配筋图与主梁配筋图。（CAD出图）
次梁的配筋图：比例1：50
⑴、箍筋选用：⑤号为8@200通长布置。①号直纵筋为216从头到尾。
⑵、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。
⑶、②、③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2100mm处截断。
⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。
⑸、两根③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2100mm处截断。
⑹、③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。
⑺、④号钢筋在C支座右端通常兼作架立筋。

3、主梁的配筋图：
比例1：50
⑴、按比列绘出主梁的弯矩包络图
⑵、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。
⑶、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。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。
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。
通过画图可知 从（）中减去钢筋充分利用点与理论截断点（不需要点）的距离后的长度为2093mm>(793mm和610mm)，现在取距离柱边2100mm处截断⑦号钢筋。
其它钢筋的截断如图所示。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：
⒈梁顶面纵筋的锚固长度：
取880mm.
⒉梁底面纵筋的锚固长度：12d=1225=300mm，取300mm
⑷、钢筋编号说明：
①号是228的直钢筋，到B支座右边截断。
②、③号是225的弯起钢筋，在A、B支座弯起承受负弯矩。
④号是222的直钢筋，从B支座到C支座。
号是B支座处222的直钢筋，只承受负弯矩，两边延伸距离
⑥号是122的弯起钢筋。
⑦号是220的直钢筋，伸入支座B左部分长度
等于2100mm
⑧是正弯矩部分的梁上部的架力筋，根据构造要求选2Φ16的钢筋。
⑨是腰筋，因为截面高度700mm大于450mm，所以需要腰筋。构造要求腹板的一侧腰筋面积不小于腹板面积的0.1%，且距离不可大于200mm。所以选取4φ16的腰筋。
⑩是配置的φ8@200的箍筋。
⑾号是φ6@400单肢箍筋，主要是固定腰筋的位置。
⑿号是2Φ16的吊筋。
七、 参考文献
1、白国良，王毅红. 混凝土结构设计[M]. 武汉:武汉理工大学出版社，2011.
2、中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计规范(GB50010-2010) [S]. 北京:中国建筑工业出版社，2010.
3、沈蒲生，梁兴文. 混凝土结构设计原理(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社. 2012.
八、 课程设计总结
通过两周的努力，本次单向板肋形楼盖课程设计终于完成了。在董老师的指导和查阅资料之后，有了整体思路后，加上以前所学的知识，使得总体设计过程很清晰，而耗费时间的是对一些辅助软件不够熟练。这次课程设计过程中深刻的感受到学好混凝土这门课的对我们土木的学生的重要性，并更进一步复习和熟悉以前的有关知识，从而提高了自己的专业水平和认识到自己的不足。相信在更多的努力后我们会不断完善。

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